本文作者通過在設(shè)備維修笆焰、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)等多部門多方面的接觸和工作,并在多年的設(shè)備維修和設(shè)備管理工作中不斷地學(xué)習(xí)與積累大量的工作經(jīng)驗,就普遍存在數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)備維修的方法與實踐上做一剖析闡述。

一焙逝、數(shù)控設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)知識

數(shù)控設(shè)備是一種自動化程度較高,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的先進(jìn)加工設(shè)備,是企業(yè)的重點(diǎn)、關(guān)鍵設(shè)備话弹。要發(fā)揮數(shù)控設(shè)備的高效益,就必須正確的操作和精心的維護(hù),才能保證設(shè)備的利用率年笋。正確的操作使用能夠防止機(jī)床非正常磨損,避免突發(fā)故障；做好日常維護(hù)保養(yǎng),可使設(shè)備保持良好的技術(shù)狀態(tài),延緩劣化進(jìn)程,及時發(fā)現(xiàn)和消滅故障隱患,從而保證安全運(yùn)行味专。

1雌她、數(shù)控設(shè)備使用中應(yīng)注意的問題 1.1 數(shù)控設(shè)備的使用環(huán)境 為提高數(shù)控設(shè)備的使用壽命,一般要求要避免陽光的直接照射和其他熱輻射,要避免太潮濕、粉塵過多或有腐蝕氣體的場所数荤。腐蝕氣體易使電子元件受到腐蝕變質(zhì),造成接觸不良或元件間短路,影響設(shè)備的正常運(yùn)行政用。精密數(shù)控設(shè)備要遠(yuǎn)離振動大的設(shè)備,如沖床、鍛壓設(shè)備等阴戚。 1.2 電源要求 為了避免電源波動幅度大(大于±10%)和可能的瞬間干擾信號等影響,數(shù)控設(shè)備一般采用專線供電(如從低壓配電室分一路單獨(dú)供數(shù)控機(jī)床使用)或增設(shè)穩(wěn)壓裝置等,都可減少供電質(zhì)量的影響和電氣干擾倘灸。 1.3 操作規(guī)程 操作規(guī)程是保證數(shù)控機(jī)床安全運(yùn)行的重要措施之一,操作者一定要按操作規(guī)程操作。機(jī)床發(fā)生故障時,操作者要注意保留現(xiàn)場,并向維修人員如實說明出現(xiàn)故障前后的情況,以利于分析笋熬、診斷出故障的原因,及時排除热某。 另外,數(shù)控機(jī)床不宜長期封存不用,購買數(shù)控機(jī)床以后要充分利用,尤其是投入使用的第一年,使其容易出故障的薄弱環(huán)節(jié)盡早暴露,得以在保修期內(nèi)得以排除。在沒有加工任務(wù)時,數(shù)控機(jī)床也要定期通電,最好是每周通電1-2次,每次空運(yùn)行1小時左右,以利用機(jī)床本身的發(fā)熱量來降低機(jī)內(nèi)的濕度,使電子元件不致受潮,同時也能及時發(fā)現(xiàn)有無電池報警發(fā)生,以防止系統(tǒng)軟件胳螟、參數(shù)的丟失昔馋。

2、數(shù)控機(jī)床的維護(hù)保養(yǎng) 數(shù)控機(jī)床種類多,各類數(shù)控機(jī)床因其功能,結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)的不同,各具不同的特性糖耸。其維護(hù)保養(yǎng)的內(nèi)容和規(guī)則也各有其特色,具體應(yīng)根據(jù)其機(jī)床種類秘遏、型號及實際使用情況,并參照機(jī)床使用說明書要求,制訂和建立必要的定期、定級保養(yǎng)制度嘉竟。下面是一些常見邦危、通用的日常維護(hù)保養(yǎng)要點(diǎn)。 2.1 數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù) 1)嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和日常維護(hù)制度 2)應(yīng)盡量少開數(shù)控柜和強(qiáng)電柜的門 在機(jī)加工車間的空氣中一般都會有油霧周拐、灰塵甚至金屬粉末,一旦它們落在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的電路板或電子器件上,容易引起元器件間絕緣電阻下降,甚至導(dǎo)致元器件及電路板損壞铡俐。有的用戶在夏天為了使數(shù)控系統(tǒng)能超負(fù)荷長期工作,采取打開數(shù)控柜的門來散熱,這是一種極不可取的方法,其最終將導(dǎo)致數(shù)控系統(tǒng)的加速損壞。 3)定時清掃數(shù)控柜的散熱通風(fēng)系統(tǒng) 應(yīng)該檢查數(shù)控柜上的各個冷卻風(fēng)扇工作是否正常妥粟。每半年或每季度檢查一次風(fēng)道過濾器是否有堵塞現(xiàn)象,若過濾網(wǎng)上灰塵積聚過多,不及時清理,會引起數(shù)控柜內(nèi)溫度過高审丘。 4)數(shù)控系統(tǒng)的輸入/輸出裝置的定期維護(hù) 80年代以前生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床,大多帶有光電式紙帶閱讀機(jī),如果讀帶部分被污染,將導(dǎo)致讀入信息出錯。為此,必須按規(guī)定對光電閱讀機(jī)進(jìn)行維護(hù)犀进。 5)直流電動機(jī)電刷的定期檢查和更換 直流電動機(jī)電刷的過渡磨損,會影響電動機(jī)的性能,甚至造成電動機(jī)損壞嵌鳖。為此,應(yīng)對電動機(jī)電刷進(jìn)行定期檢查和更換。數(shù)控車床膊节、數(shù)控銑床及裂、加工中心等,應(yīng)每年檢查一次率肉。 6)定期更換存儲用電池 一般數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)對CMOSRAM存儲器件設(shè)有可充電電池維護(hù)電路,以保證系統(tǒng)不通電期間能保持其存儲器的內(nèi)容。在一般情況下,即使尚未失效,也應(yīng)每年更換一次,以確保系統(tǒng)正常工作嘀矢。電池的更換應(yīng)在數(shù)控系統(tǒng)供電狀態(tài)下進(jìn)行,以防更換時RAM內(nèi)信息丟失剑三。 (5) 掌握科學(xué)的方法。要做好維修工作光有熱情是不夠的,還必須在長期的學(xué)習(xí)和實踐中總結(jié)提高,從中提煉出分析問題昵例、解決問題的科學(xué)的方法矩汪。 (6) 學(xué)習(xí)并掌握各種電氣維修中常用的儀器、儀表和工具锣裆。 (7) 掌握一門外語,特別是英語拒凝。起碼應(yīng)做到能看懂技術(shù)資料。 3. 物質(zhì)條件 (1) 準(zhǔn)備好通用的和某臺數(shù)控機(jī)床專用的電氣備件泞驴。 (2) 非必要的常備電器元件應(yīng)做到采購渠道快速暢通牢裳。 (3) 必要的維修工具、儀器儀表等,最好配有筆記本電腦并裝有必要的維修軟件叶沛。 (4) 每臺數(shù)控機(jī)床所配有的完整的技術(shù)圖樣和資料蒲讯。 (5) 數(shù)控機(jī)床使用、維修技術(shù)檔案材料恬汁。 4. 關(guān)于預(yù)防性維護(hù) 預(yù)防性維護(hù)的目的是為了降低故障率,其工作內(nèi)容主要包括下列幾方面的工作伶椿。 (1) 人員安排為每臺數(shù)控機(jī)床分配專門的操作人員、工藝人員和維修人員,所有人員都要不斷地努力提高自己的業(yè)務(wù)技術(shù)水平氓侧。 (2) 建規(guī)建檔針對每臺機(jī)床的具體性能和加工對象制定操作規(guī)章,建立工作與維修檔案,管理者要經(jīng)常檢查、總結(jié)导狡、改進(jìn)约巷。 (3) 日常保養(yǎng)對每臺數(shù)控機(jī)床都應(yīng)建立日常維護(hù)保養(yǎng)計劃,包括保養(yǎng)內(nèi)容(如坐標(biāo)軸傳動系統(tǒng)的潤滑、磨損情況,主軸潤滑等,油旱捧、水氣路,各項溫度控制,平衡系統(tǒng),冷卻系統(tǒng),傳動帶的松緊,繼電器独郎、接觸器觸頭清潔,各插頭、接線端是否松動,電氣柜通風(fēng)狀況等等)及各功能部件和元?dú)饧谋ｐB(yǎng)周期(每日枚赡、每月氓癌、半年或不定期)。 (4) 提高利用率數(shù)控機(jī)床如果較長時間閑置不用,當(dāng)需要使用時,首先機(jī)床的各運(yùn)動環(huán)節(jié)會由于油脂凝固蛹拜、灰塵甚至生銹而影響其靜她蛉、動態(tài)傳動性能,降低機(jī)床精度,油路系統(tǒng)的堵塞更是一大煩事；從電氣方面來看,由于一臺數(shù)控機(jī)床的整個電氣控制系統(tǒng)硬件是由數(shù)以萬計的電子元器件組成的,他們的性能和壽命具有很大離散性,從宏觀來看分三個階段:在一年之內(nèi)基本上處于所謂"磨合"階段慰颊。在該階段故障率呈下降趨勢,如果在這期間不斷開動機(jī)床則會較快完成"磨合"任務(wù),而且也可充分利用一年的維修期赚兰；第二階段為有效壽命階段,也就是充分發(fā)揮效能的階段。在合理使用和良好的日常維護(hù)保養(yǎng)的條件下,機(jī)床正常運(yùn)轉(zhuǎn)至少可在五年以上辱折；第三階段為系統(tǒng)壽命衰老階段,電器硬件故障會逐漸增多,數(shù)控系統(tǒng)的使用壽命平均在8～10年左右郎石。因此,在沒有加工任務(wù)的一段時間內(nèi),最好較低速度下空運(yùn)行機(jī)床,至少也要經(jīng)常給數(shù)控系統(tǒng)通電,甚至每天都應(yīng)通電逾辕。

二、維修與排故技術(shù)

1. 常見電氣故障分類 數(shù)控機(jī)床的電氣故障可按故障的性質(zhì)认吕、表象煮沸、原因或后果等分類。 (1) 以故障發(fā)生的部位,分為硬件故障和軟件故障沼昵。硬件故障是指電子腾枣、電器件、印制電路板籽榕、電線電纜爷耀、接插件等的不正常狀態(tài)甚至損壞,這是需要修理甚至更換才可排除的故障。而軟件故障一般是指PLC邏輯控制程序中產(chǎn)生的故障,需要輸入或修改某些數(shù)據(jù)甚至修改PLC程序方可排除的故障拍皮。零件加工程序故障也屬于軟件故障歹叮。最嚴(yán)重的軟件故障則是數(shù)控系統(tǒng)軟件的缺損甚至丟失,這就只有與生產(chǎn)廠商或其服務(wù)機(jī)構(gòu)聯(lián)系解決了。 (2) 以故障出現(xiàn)時有無指示,分為有診斷指示故障和無診斷指示故障铆帽。當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)都設(shè)計有完美的自診斷程序,時實監(jiān)控整個系統(tǒng)的軟咆耿、硬件性能,一旦發(fā)現(xiàn)故障則會立即報警或者還有簡要文字說明在屏幕上顯示出來,結(jié)合系統(tǒng)配備的診斷手冊不僅可以找到故障發(fā)生的原因、部位,而且還有排除的方法提示爹橱。 機(jī)床制造者也會針對具體機(jī)床設(shè)計有相關(guān)的故障指示及診斷說明書萨螺。上述這兩部分有診斷指示的故障加上各電氣裝置上的各類指示燈使得絕大多數(shù)電氣故障的排除較為容易。無診斷指示的故障一部分是上述兩種診斷程序的不完整性所致(如開關(guān)不閉合愧驱、接插松動等)慰技。這類故障則要依靠對產(chǎn)生故障前的工作過程和故障現(xiàn)象及后果,并依靠維修人員對機(jī)床的熟悉程度和技術(shù)水平加以分析、排除 (3) 以故障出現(xiàn)時有無破壞性,分為破壞性故障和非破壞性故障组砚。對于破壞性故障,損壞工件甚至機(jī)床的故障,維修時不允許重演,這時只能根據(jù)產(chǎn)生故障時的現(xiàn)象進(jìn)行相應(yīng)的檢查吻商、分析來排除之,技術(shù)難度較高且有一定風(fēng)險。如果可能會損壞工件,則可卸下工件,試著重現(xiàn)故障過程,但應(yīng)十分小心糟红。 (4) 以故障出現(xiàn)的或然性,分為系統(tǒng)性故障和隨機(jī)性故障址檀。系統(tǒng)性故障是指只要滿足一定的條件則一定會產(chǎn)生的確定的故障；而隨機(jī)性故障是指在相同的條件下偶爾發(fā)生的故障,這類故障的分析較為困難,通常多與機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的局部松動錯位匣夭、部分電氣工件特性漂移或可靠性降低绍堪、電氣裝置內(nèi)部溫度過高有關(guān)。此類故障的分析需經(jīng)反復(fù)試驗坝总、綜合判斷才可能排除璃疫。 (5)以機(jī)床的運(yùn)動品質(zhì)特性來衡量,則是機(jī)床運(yùn)動特性下降的故障。在這種情況下,機(jī)床雖能正常運(yùn)轉(zhuǎn)卻加工不出合格的工件丘隙。例如機(jī)床定位精度超差只忿、反向死區(qū)過大、坐標(biāo)運(yùn)行不平穩(wěn)等伶离。這類故障必須使用檢測儀器確診產(chǎn)生誤差的機(jī)禾膀、電環(huán)節(jié),然后通過對機(jī)械傳動系統(tǒng)拣末、數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的最佳化調(diào)整來排除。

2. 故障的調(diào)查與分析 這是排故的第一階段,是非常關(guān)鍵的階段,主要應(yīng)作好下列工作: ① 詢問調(diào)查 在接到機(jī)床現(xiàn)場出現(xiàn)故障要求排除的信息時,首先應(yīng)要求操作者盡量保持現(xiàn)場故障狀態(tài),不做任何處理,這樣有利于迅速精確地分析故障原因驹柴。同時仔細(xì)詢問故障指示情況饼瓮、故障表象及故障產(chǎn)生的背景情況,依此做出初步判斷,以便確定現(xiàn)場排故所應(yīng)攜帶的工具、儀表夹厌、圖紙資料豹爹、備件等,減少往返時間。 ② 現(xiàn)場檢查 到達(dá)現(xiàn)場后,首先要驗證操作者提供的各種情況的準(zhǔn)確性矛纹、完整性,從而核實初步判斷的準(zhǔn)確度臂聋。由于操作者的水平,對故障狀況描述不清甚至完全不準(zhǔn)確的情況不乏其例,因此到現(xiàn)場后仍然不要急于動手處理,重新仔細(xì)調(diào)查各種情況,以免破壞了現(xiàn)場,使排故增加難度。 ③ 故障分析 根據(jù)已知的故障狀況按上節(jié)所述故障分類辦法分析故障類型,從而確定排故原則或南。由于大多數(shù)故障是有指示的,所以一般情況下,對照機(jī)床配套的數(shù)控系統(tǒng)診斷手冊和使用說明書,可以列出產(chǎn)生該故障的多種可能的原因孩等。 ④ 確定原因 對多種可能的原因進(jìn)行排查從中找出本次故障的真正原因,這時對維修人員是一種對該機(jī)床熟悉程度、知識水平采够、實踐經(jīng)驗和分析判斷能力的綜合考驗肄方。 ⑤排故準(zhǔn)備 有的故障的排除方法可能很簡單,有些故障則往往較復(fù)雜,需要做一系列的準(zhǔn)備工作,例如工具儀表的準(zhǔn)備、局部的拆卸蹬癌、零部件的修理,元器件的采購甚至排故計劃步驟的制定等等权她。 數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的調(diào)查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程,一旦查明了原因,故障也就幾乎等于排除了逝薪。因此故障分析診斷的方法也就變得十分重要了隅要。下面把電氣故障的常用診斷方法綜列于下。 (1) 直觀檢查法這是故障分析之初必用的方法,就是利用感官的檢查刷航。 ① 詢問向故障現(xiàn)場人員仔細(xì)詢問故障產(chǎn)生的過程颂睛、故障表象及故障后果,并且在整個分析判斷過程中可能要多次詢問。 ② 目視 總體查看機(jī)床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)(例如各坐標(biāo)軸位置猩烘、主軸狀態(tài)、刀庫割钧、機(jī)械手位置等),各電控裝置(如數(shù)控系統(tǒng)内会、溫控裝置、潤滑裝置等)有無報警指示,局部查看有無保險燒煅,元器件燒焦衔侯、開裂蝉嘲、電線電纜脫落,各操作元件位置正確與否等等。 ③ 觸摸 在整機(jī)斷電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況迈枪、各插頭座的插接狀況痛的、各功率及信號導(dǎo)線(如伺服與電機(jī)接觸器接線)的聯(lián)接狀況等來發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)故障的原因。 ④ 通電 這是指為了檢查有無冒煙违酣、打火梆栏、有無異常聲音紫磷、氣味以及觸摸有無過熱電動機(jī)和元件存在而通電,一旦發(fā)現(xiàn)立即斷電分析。 (2) 儀器檢查法使用常規(guī)電工儀表,對各組交做个、直流電源電壓,對相關(guān)直流及脈沖信號等進(jìn)行測量,從中找尋可能的故障鸽心。例如用萬用表檢查各電源情況,及對某些電路板上設(shè)置的相關(guān)信號狀態(tài)測量點(diǎn)的測量,用示波器觀察相關(guān)的脈動信號的幅值、相位甚至有無,用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等居暖。 (8) 特殊處理法 當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)已進(jìn)入PC基顽频、開放化的發(fā)展階段,其中軟件含量越來越豐富,有系統(tǒng)軟件、機(jī)床制造者軟件太闺、甚至還有使用者自己的軟件,由于軟件邏輯的設(shè)計中不可避免的一些問題,會使得有些故障狀態(tài)無從分析,例如死機(jī)現(xiàn)象糯景。對于這種故障現(xiàn)象則可以采取特殊手段來處理,比如整機(jī)斷電,稍作停頓后再開機(jī),有時則可能將故障消除。維修人員可以在自己的長期實踐中摸索其規(guī)律或者其他有效的方法省骂。 有條件的維修人員應(yīng)該從較典型的故障排除實踐中找出常有普遍意義的內(nèi)容作為研究課題進(jìn)行理論性探討,寫出論文,從而達(dá)到提高的目的蟀淮。特別是在有些故障的排除中并未經(jīng)由認(rèn)真系統(tǒng)地分析判斷而是帶有一定地偶然性排除了故障,這種情況下的事后總結(jié)研究就更加必要。

總結(jié)故障排除過程中所需要的各類圖樣冀宴、文字資料,若有不足應(yīng)事后想辦法補(bǔ)濟(jì),而且在隨后的日子里研讀,以備將來之需灭贷。

從排故過程中發(fā)現(xiàn)自己欠缺的知識,制定學(xué)習(xí)計劃,力爭盡快補(bǔ)課。找出工具略贮、儀表甚疟、備件之不足,條件允許時補(bǔ)齊。

總結(jié)提高工作的好處是:迅速提高維修者的理論水平和維修能力梯盹；提高重復(fù)性故障的維修速度俗股；利于分析設(shè)備的故障率及可維修性,改進(jìn)操作規(guī)程,提高機(jī)床壽命和利用率；可改進(jìn)機(jī)床電氣原設(shè)計之不足约绒；資源共享,總結(jié)資料可作為其他維修人員的參數(shù)資料馁言、學(xué)習(xí)培訓(xùn)教材。

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