數控機床故障診斷與維修基本概念(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 。滾針轉動不靈活：更換滾針軸承。蓋板和軸的同心度不好：更換蓋板，使其與軸同心。壓力閥失靈：檢查壓力閥彈簧是否失靈，閥體小孔是否被污物堵塞，滑閥和閥體是否失靈；更換彈簧，清除閥體小孔污物或換滑閥。泵和電動機間聯軸器同心度不夠：調整泵軸與電動機聯軸器同心度。泵中有雜質：可能在裝配時有鐵屑遺留，或油液中吸入雜質；用細銅絲網過濾全損耗系統用油，去除污物。整體多路閥常見故障的可能原因及排除方法：（1）工作壓力不足溢流閥調定壓力偏低：調整溢流閥壓力。溢流閥的滑閥卡死：拆開清洗，重新組裝。調壓彈簧損壞：更換新產品。系統管路壓力損失太大：更換管路，或在許用壓力范圍內調整溢流閥壓力。（2）工作油量不足系統供油不足：檢查油源。閥內泄露量大，作如下處理：如油溫過高，粘度下降，則應采取降低油溫措施；如油液選擇不當，則應更換油液；如滑閥與閥體配合間隙過大，則應更換新產品。（3）復位失靈復位彈簧損壞與變形，更換新產品。（4）外泄露Y形圈損壞，更換產品。油口安裝法蘭面密封不良。檢查相應部位的堅固和密封。各結合面緊固螺釘、調壓螺釘背帽松動或堵塞，緊固相應部件。電磁換向閥常見故障的可能原因和排除方法：（1）滑閥動作不靈活滑閥被拉壞：拆開清洗，或修整滑閥與閥孔的毛刺及拉壞表面。閥體變形：調整安裝螺釘的壓緊力，安裝轉矩不得大于規定值。復位彈簧折斷：更換彈簧。（2）電磁線圈燒損線圈絕緣不良：更換電磁鐵電壓太低：使用電壓應在額定電壓的90%以上。工作壓力和流量超過規定值：調整工作壓力，或采用性能更高的閥。回油壓力過高：檢查背壓，應在規定值16MPa以下。液壓缸故障及排除方法：（1）外部漏油活塞桿碰傷拉毛：用極細的砂紙或油石修磨，不能修的，更換新件。防塵密封圈被擠出和反唇：拆開檢查，重新更新。活塞和活塞桿上的密封件磨損與損傷：更換新密封件。液壓缸安裝定心不良，使活塞桿伸出困難：拆下來檢查安裝位置是否符合要求。（2）活塞桿爬行和蠕動液壓缸內進入空氣或油中有氣泡：松開接頭，將空氣排出。液壓缸的安裝位置偏移：在安裝時必須檢查，使之與主機運動方向平行。活塞桿全長和局部彎曲：缸內銹蝕或拉傷。去除銹蝕和毛刺，嚴重時更換缸筒。第三章 數控機床的電氣故障分析41數控機床電器類別及其作用電器是在電能的生產、運輸、分配和應用中起著通斷、控制、保護、檢測和調節等作用的電氣電路。電器的用途廣泛，種類繁多。1）低壓開關圖4－1 DZ520型低壓斷路器圖4－2 低壓斷路器工作原理示意圖當電路發生短路或嚴重過載時，電磁脫扣器會吸引銜鐵，使觸點分斷。當發生一般過載時，電磁脫扣器不動作，但熱元件會使雙金屬片受熱彎曲變形，推動杠桿使觸點斷開。欠壓脫扣器與電磁脫扣器則恰恰相反，當電路正常工作時，銜鐵吸合；當電源電壓降到某一值時，欠壓脫扣器的銜鐵釋放，杠桿被撞擊而導致觸點分斷。2）主令開關圖4－3 按鈕開關它是用來短時間接通或斷開小電流控制電路的手動電器。為了標明各按鈕的作用，通常將按鈕帽做成不同的顏色以示區別，避免操作失誤。3）熔斷器圖4－4 常用熔斷器的外形結構和符號（a）RS1A系列瓷插式熔斷器；（b）RL1系列螺旋式熔斷器（c）符號熔體由易熔合金制成絲狀或片狀，熔體熔點一般在2000C～3000C。當發生短路或嚴重過載時，熔體因溫度急劇上升而熔斷，切斷電路，從而保護了電路和設備。另熔斷器一般不宜用作過載保護。4）交流接觸器圖4－5 交流接觸器的外形及結構示意圖（a）外形及結構；（b）結構示意圖 圖4－6 接觸器的符號 圖4－7 交流接觸器的外形及結構示意圖當交流接觸器線圈通電后，流過線圈的電流產生磁場，將動鐵心吸合，通過傳動杠桿使動斷觸點斷開，動合觸點閉合；當線圈失電后，在彈簧的作用下，動鐵心釋放，觸點復位。5）繼電器電器控制電路中，繼電器可根據某種輸入信號（如電壓、電流、時間、轉速等）的變化來接通或斷開所控制的電路，實現自動控制或保護電氣設備。圖4－8 中間繼電器外形結構圖（a）JZ7型系列中間繼電器外形和結構（b）中間繼電器的符號圖4－9 熱繼電器外形結構和符號圖4－10 JS7－A系列時間繼電器 （a）外形；（b）結構常用電器故障診斷1）低壓斷路器常見故障現象及診斷表故障現象故障原因不動作手動操作時不能閉合（不能接通或不能啟動）欠壓脫扣器線圈損壞；熱脫扣的雙金屬片（熱元件）尚未冷卻復原，脫扣后未給予足夠的時間冷卻；存儲彈簧失效變形，導致閉合力減小；反作用彈簧力過大；鎖鍵和搭鉤因長期使用而磨損；觸點接觸不良——主觸頭動作延時過長傳動機構潤滑不良、銹死積塵造成阻力過大；鎖鍵和搭鉤因長期使用而磨損；彈簧斷裂、生銹卡住或失效。欠壓脫扣器不能分斷——欠壓不報警現象拉力彈簧彈性失效、斷裂或卡住；欠壓脫扣器線圈損壞。誤動作誤動作電動機啟動時，立即分斷（一開機即過電流報警）調試后，過流脫扣器瞬時整定值太小；對于老機床，可能是反力彈簧斷裂或彈簧生銹卡住（彈簧失效）。閉合一定時間后自動分斷調試或維修后，過流脫扣器延時整定值不符合要求；對于老機床，可能是熱元件老化。斷路器溫升過大（過熱報警）觸點阻抗太大造成熱效應大而導致熱脫扣，原因是：觸頭表面過分磨損或接觸不良；兩個導電零件聯接螺釘松動。欠壓脫扣器噪音大噪音只可能由常閉型的脫扣器產生，在老機床中，原因是：彈簧失效變硬，不恢復；鐵心工作面有油污或短路環破壞。機殼帶電漏電保護斷路器失效，原因是：互感器線圈的觸電氧化；接觸不良；匝間短路；接地不良。2）接觸器常見故障現象及診斷表故障現象故障原因電源電壓機械電磁鐵主觸頭負載效應操作使用彈簧機構勵磁線圈鐵心主觸點不閉合過低銹住粘連、恢復彈簧變硬鐵心機械銹住或卡住斷線、線圈額定電壓高于電源電壓鐵心極面有油污、塵埃或氣隙太大線圈斷電而鐵心不釋放恢復彈簧損壞失效機構松動、脫落或位移工作氣隙減小導致剩磁增大使用超過壽命主觸頭不釋放回路電壓過低觸頭彈簧壓力過小熔焊、燒結、金屬顆粒突起負載側短路頻率過高或長期過載電磁鐵噪音大過低觸頭彈簧壓力過大鐵心機械銹住或卡住接線點接觸不良鐵心短路環斷裂電磨損、接觸不良線圈過熱或燒毀過高或過低匝間短路操作頻率過高3）時間繼電器常見故障現象及診斷表故障現象故障原因延時特性的失控延時觸頭不動作電源電壓低于線圈額定電壓；電磁鐵線圈斷線；棘爪無彈性不能剎住棘輪；游絲斷裂；如是控制同步電動機，則可能是電動機線圈斷線；觸頭接觸不良或熔焊。延時時間縮短或沒有延時作用（相當于RC太小）若是空氣阻尼式的，則一般是氣室漏氣；若是電磁式的，則一般為非磁性墊片磨損。延時時間變長（相當于時間常數RC太大）若是空氣阻尼式的，則是氣室內有灰塵使氣道堵塞；若是電動式的，則是傳動機構潤滑不良。4）熔斷器常見故障現象及診斷表6－5故障現象故障原因交流電源無輸出熔體安裝時受損，或是熔斷器本身的質量問題；熔斷器規格選用不當，熔體允許電流規格太小；熔體兩端或接線端接觸不良，或者是熔斷器安裝不良或其夾具座的接觸不良造成熔絲實際未斷但電路不同的故障。開關電路失電若熔斷器管內呈霧狀，則可能是半橋中的個別開關管不良或擊穿造成的局部短路，一般不易檢查出來；若熔斷器管壁發黑，則必定對應有高壓濾波電容擊穿或整流管擊穿造成的嚴重短路故障。5）電磁抱閘制動常見故障現象及診斷表故障現象故障原因軸不能啟動制動沒有釋放；各勵磁線圈的失電或欠壓；各勵磁線圈斷路或短路、熔斷器熔斷、熱繼電器的失效誤動作、接觸器或按鈕開關的失效不動作；機構銹死與彈簧失效使制動輪不能松開等。故障現象故障原因軸不能制動或制動滯后閘瓦與制動輪磨損問題；有油污侵入或間隙過大等；勵磁線圈的短路故障還會引起系統斷電；也考慮“軸不能啟動”故障原因。電磁抱閘制動經常用于數控機床的運動軸的制動中圖4－11 電磁制動控制線路 圖4－12 電磁抱閘的結構42機床電路分析一、注意事項正確輸入電源，處于完全斷開的情況下，才能進行配線作業；必須將電源進線可靠近地；通電的情況下，不要用于觸摸端子不要用潮濕的手作業；嚴禁將線頭或金屬物遺留在設備上；實操時不能吸煙；二、電路工作原理分析（見以下三圖） 主電路控制電路信號電路43機床電路的主要故障及成因（略）4－4常見故障分析例荊州6132配980T+DA98系統，加工螺紋指令時，機床有時不動，有時工作正常；分析：螺紋信號線（是否有斷路、虛焊，插頭是否進水，若是，則重連信號線，重焊連線，干燥插頭；）→編碼器（用同類型的先試一下，看是否有問題，若是，更換；）→主板（更換）例德州6140配928TC+DF3系統，系統在加工過程中偶爾出現復位現象；分析：主板（主板里面是否有虛焊點可用螺絲刀輕挑，在980T主板左上角有一個三極管，有放大輸出作用，可能是這里有虛焊現象）→交流接觸器（斷電后，檢查連接線，注意觸頭，常開觸點，可用萬用表測量，用螺絲刀壓下觸頭，再用萬用表測量，看是否工作穩定；）例配980T+DA98系統的車床，發現M、S、T功能不起作用；分析：主板（系統輸入T1，找到相應的引腳端口，刀架正轉信號線+24V、TL+，用萬用表測量此兩腳，看輸出是否正常，輸入M3，找到對應的引腳+24V，用萬用表檢測兩個腳，看輸出是否正常，+24V是一致的，只是M、S、T對應的引腳不一致，以輸出是否為+24V來判斷；）→信號線（斷路、虛焊）→保護開關（是不是跳閘過流過熱就會跳閘）→變壓器（輸出電壓是否正常0V~110V控制S、M、T）例配980T+DA98系統的機床，開機不久后出現X、Z軸驅動器報警，而DA98設備沒有顯示報警代碼；分析：參數（是否是09號參數高低電平引起的）→電源盒（有4個電壓：+5V、+12V、12V、+24V，測量對地電壓，再把線拔掉檢查一次，看是否正常，若有問題是由外部器件引起的）→DA98顯示9號報警（編碼器有問題）→碼盤線（看是否斷開，注意屏蔽線兩邊接地是否斷開）→電機（伺服電機是否損壞，內部損壞，送還原廠維修）例廣州6132車床配980T+DA98，X軸方向進行出現不穩定現象，如按X正向不放，可行走，放掉后，一下一下按則不能穩定行走（反向）上電時，螺母副可以用手轉動；分析：驅動器（換信號線，看主板是否有問題，反饋閉環反饋，換信號線就可以了，注意要找清是幾號報警）→主板（電源）；若是DF3步進，無功放；換信號線看主板是否有問題→電機線，將電機線線插取出，看相線是否有斷開，若有相線斷開則無功放→電機插頭，看是否短路，X軸向易進水（冷卻液），工廠出現比較多，可能出現多種報警；例濟南616i，980T+DA98出現加工尺寸步穩定，若誤差在1~2mm，或更高，是電氣問題；分析：機械原因：反向間隙參數（檢查間隙，若軸承轉動，間隙超過20C，則要更換軸承）→刀架（用手拉動刀架，看刀架是否鎖緊）→同步帶（帶輪有無裂口，或看同步帶的帶齒是不是磨損得很嚴重）→聯軸器（是否有松動）；電氣原因：電機（拆下電機，作一個記號，編程，G0參數值改到最大6m，編程從X0，Z0跑到1000，最大速度去運行10~20分鐘，看是否有事故發生，一般事故都是失步）→主板（換好再試，要把參數先記下：1~335，若是變頻電機777782~85）→驅動（更換）。案例GCNC6135配GSK980T/980TD車床，（1）開機系統不能上電；（2）開機后，輸入相關指令，主軸不能正轉；（3）開機后，MMM8均無動作。此三個小故障從示教機的18個定點故障中選取，全為電路斷點故障。分析與處理過程：由于系統不能得電，根據電氣原理圖，圖63所示，查找CNC、驅動器電源開關控制部分電路，斷電檢測節點1至節點7電路及元器件情況，檢測節點0至KMO至節點7電路情況；再上電重復檢測一遍，對比并記錄與正常運行狀態有何區別。結論：TC中0線短路。故障（2）、（3）分析方法同上，可確定故障所在節點。故障（2）為7線斷路；故障（3）為系統輸出+24V斷路。第五章 數控伺服系統故障診斷51主軸伺服系統故障診斷一、交流主軸驅動系統與交流伺服驅動一樣，交流主軸驅動系統也有模擬和數字式兩種型式，交流主軸驅動系統有如下特點：1）由于驅動系統必須采用微處理器和現代控制理論進行控制，因此其運行平穩、振動和噪音小；2）驅動系統一般都具有再生制動功能，在制動時，既可將電動機能量反饋回電網，起到節能的效果，又可以加快起制動速度；3）特別是對于全數字式主軸驅動系統，驅動器可直接使用CNC是數字量輸出信號進行控制，不要經過D/A轉換，轉速控制精度得到了提高；4）與數字式交流伺服驅動一樣，在數字式主軸驅動系統中，還可以采用參數設定方法對系統進行靜態調整與動態優化，系統設定靈活、調整準確；5）由于交流主軸電動機無換向器，主