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您对CNC机床维护知识了解多少?

时间:2021-03-13     作者:山东万汇数控机床有限公司【原创】

CNC机床的维护分为两类:电气方向和机械方向。在实际机床的维修和保养中,它们也是分为电气和机械方向。

 

数控加工中心为例,设备由输入输出设备,数控装置,伺服单元,驱动装置,可编程控制器,PLC及电气控制装置,辅助装置,测量机床主体,测量装置组成。然后,CNC机床的维护包括以下几点:设备管理,设备维护和故障维护。

数控机床常见故障诊断的内容:

  1. 软件机数控系统软件故障分析

  2. 机床本体电气故障分析

  3. 数控机床控制系统的硬件故障分析

  4. PLC控制故障分析

  5. 监控系统故障分析及反馈链接

  6. 伺服驱动系统故障分析

  7. 主轴控制系统故障分析

数控机床常见故障及排除方法

随着当今控制理论和自动化技术的飞速发展,特别是微电子技术和计算机技术的飞速发展,数控技术也在迅速,同步地发展。CNC系统的结构形式多样化,复杂且高度智能。机床的诊断和故障排除需要专业技能和知识。

  1. 数控机床常见故障分类

    • 确定性故障

确定性故障是指控制系统主机中的硬件损坏,或者只要满足某些条件,将不可避免地发生CNC机床故障。这种类型的故障现象在CNC机床上最为常见,但是由于它具有一定的规则,因此也给维护带来了便利。确定性故障是无法恢复的。一旦发生故障,如果不修复,机床将无法正常工作。它将自动恢复正常。但是,只要找到了故障的根本原因,机床就可以在维修完成后立即恢复正常。正确使用和仔细维护是预防或避免故障的重要措施。

    • 随机故障

随机故障是在指数控制的机床运行期间发生的偶然故障。此类故障的原因比较微妙,很难找到其规律性。因此,它们通常被称为“软故障”。分析随机故障的原因和故障诊断比较困难。一般来说,故障的发生通常与许多因素有关,例如组件的安装质量,参数设置,组件的质量,不完善的软件设计以及工作环境的影响。随机故障具有可恢复性和故障。发生这种情况之后,机床通常可以通过重启等措施恢复正常,但是在操作过程中可能会发生相同的故障。

加强数控系统的维护和检查,确保电气盒的密封,可靠的安装和连接,正确的接地和屏蔽是减少和避免此类故障的重要措施。

  1. 数控机床常见故障

    • 主轴组件故障

由于使用调速电机,数控车床主轴箱的结构比较简单,容易出现故障的零件是主轴内部的自动夹紧装置和自动调速装置。为确保在工作或停电期间不会松开刀架,自动夹紧装置采用弹簧夹紧,并配备有行程开关以发送夹紧或松动信号。如果在夹紧后无法松开工具,请考虑调节松刀的液压缸和行程开关装置的压力,或者调节碟形弹簧上的螺母以减少弹簧压缩量。此外,主轴发热和主轴箱噪音的问题也不容忽视。此时,

    • 进给驱动链故障

在数控机床的进给驱动系统中,通常使用滚珠丝杠副,静压丝杠螺母副,滚动导轨,静压导轨和塑料导轨。因此,进给传动链中存在故障,这主要反映在运动质量下降上。例如机械零件未移动到指定位置,操作中断,定位精度降低,间隙增大,爬行,轴承噪音变大(碰撞后)等。对于此类故障,可能是通过以下措施防止:

      • 提高传动精度:
               调整每个运动副的预紧力,调整松动的连杆,消除传动间隙,缩短传动链并在传动链中设置减速齿轮也可以提高传动精度。

      • 高传动刚度:
               调节螺母对和支撑部件的预紧力并选择螺丝本身的尺寸是提高传动刚度的有效措施。刚度不足还会导致工作台或滑架的爬行和振动以及反向死区,从而影响变速器的精度。

      • 提高运动精度:
               在满足零件强度和刚度的前提下,尽可能减少运动零件的质量以及旋转零件的直径和质量,以减少运动零件的惯性并改善运动准确性。

      • 导轨:
               滚动导轨对被盗货物比较敏感,并且必须具有良好的防护装置,并且滚动导轨的预紧力的选择应适当,并且过度牵引会显着增加牵引力。静压导轨应具有一套供油系统,并具有良好的过滤效果。

    • 自动换刀装置故障

自动换刀装置的故障主要表现在:刀库移动故障,过度的定位误差,机械手对刀架的不稳定夹持以及机械手的大运动误差。故障严重时,会使换刀动作卡住,迫使机床停止工作。

      • 刀库的运动故障
               如果电机轴和蜗杆轴之间的机械联接松动或机械连接太紧,将导致刀库不旋转。这时,必须拧紧联轴器上的螺钉。如果刀库未在原位旋转,则是由于电机旋转故障或传动错误引起的。如果当前的工具套筒无法夹紧工具,则需要调节工具套筒上的调节螺钉,按下弹簧,然后拧紧夹紧销。当刀套的上/下位置不正确时,应检查刻度盘位置或限位开关的安装和调整。

      • 换刀机械手的故障
               如果工具夹具不紧且刀落下,请调节夹紧爪弹簧以增加压力,或更换机械手的夹紧销。如果夹紧后工具仍未打开,请调节锁紧弹簧后面的螺母,以使最大载荷不超过额定值。如果在换刀过程中掉落了刀具,则是由于主轴箱未返回换刀点或换刀过程中换刀点漂移所致。应当再次操作主轴箱以使其返回到换刀位置,并且应该重置换刀点。

    • 各轴行程位置的压力开关故障

数控铣床上,为了确保自动化的可靠性,使用了大量的行程开关来检测运动位置。机床长期运行后,运动部件的运动特性发生变化,行程开关压紧装置的可靠性以及行程开关本身的质量特性对整机的性能影响很大。通常,必须检查并更换行程接通时间,这样可以消除不良开关对机床的影响。

    • 辅助设备故障

液压系统-液压泵应使用可变泵以减少液压系统的热量。应当定期用汽油或超声波振动清洁安装在燃油箱中的过滤器。常见的故障主要是泵送的磨损,裂纹和机械损坏,这时通常需要大修或更换零件。

气压系统-在气动系统中用于工具或工件的夹紧,安全保护门开关和切屑锥孔的吹扫,应定期排空水分离空气过滤器并进行定期清洁,以确保气动部件中运动部件的敏感性。阀芯故障,漏气,气动元件损坏以及故障都是由于润滑不良造成的,因此应定期清洁润滑器。此外,还应经常检查气动系统的密封性。

润滑系统-包括机床导轨,传动齿轮,滚珠丝杠,主轴箱等的润滑。润滑泵中的过滤器需要定期清洁和更换,应每年更换一次。

冷却系统-在切削工具和工件的冷却和碎裂中发挥作用。冷却液喷嘴应定期清洁。

排屑装置-排屑装置是具有独立功能的附件,主要是为了确保自动切割过程顺利进行并减少CNC机床的热量。因此,切屑清除装置应能够及时自动清除切屑,其安装位置通常应尽可能靠近刀具的切削区域。

  1. 数控机床常见故障排除方法

由于CNC机床故障更加复杂,并且CNC系统的自诊断能力无法测试系统的所有组件,因此,通常这是一个警报数字,指示出许多故障原因,使人们难以入门。下面介绍维护人员在生产实践中常用的故障处理方法。

    • 目视检查:
            目视检查方法是维护人员根据故障发生时对各种异
      常现象(如光,声音和气味)的观察来确定故障范围,并将故障范围缩小到模块或电路板,然后消除它。

    • 初始重置方法:
            在正常情况下,可以通过硬件重置或顺序切换系统电源来重置由瞬态故障引起的系统警报。如果由于电源故障,插入式电路板或电池电压不足而导致系统的工作存储区混乱,则必须初始化并清理系统。清除之前,应进行数据复制记录。如果初始化后无法消除故障,请进行硬体诊断。

    • 自诊断:
            CNC系统已经具有强大的自诊断功能,可以随时监视CNC系统的硬件和软件的工作状态。使用自诊断功能,可以显示系统与主机之间的接口信息的状态,确定是机械部分还是数控部分出现故障,并显示故障的一般部分(故障代码)       。

    • 功能程序测试:
            功能程序测试方法是使用编程方法将数控系统的功能编译为功能测试程序,并将其存储在相应的介质上,例如纸带和磁带。在故障诊断期间运行该程序,以快速确定可能的故障原因。功能程序测试方法通常用于以下场合:刀具加工会产生废品,无法确定是否是由于编程操作不当或CNC系统故障所致;CNC系统具有随机故障,因此很难区分外部干扰或系统稳定性。; 闲置时间长的CNC机床投入使用之前或定期检查
      CNC机床时。

    • 备件更换方法:
            用良好的备件更换诊断出故障的电路板,即在分析故障的大致原因的情况下,维修人员可以使用备件的印刷电路板,集成电路芯片或组件进行更换可疑部分,从而将故障范围缩小到印刷电路板或晶圆的水平。并进行相应的初始启动,以使机床迅速进入正常运行状态。
            为了维护现代数控系统,越来越多的情况使用这种方法进行诊断,然后用备件更换损坏的模块以使系统正常工作。尽可能减少故障的停机时间。使用此方法时,请注意电源故障,并仔细检查电路板的版本,型号,各种标记和跳线是否相同。如果不一致,则无法更换。拔下电线时应做标记和记录。
            通常,请勿轻易更换CPU板,内存板和电气接地,否则可能会导致程序和机床参数丢失,并扩大故障范围。

    • 参数检查:
            系统参数是确定系统功能的基础。不正确的参数设置可能会导致系统故障或功能无效。发生故障时,应及时检查系统参数。这些参数通常存储在气泡存储器或需要由电池维护的OSRAM中。一旦电池电量不足或由于外部干扰和其他因素,单个参数将丢失或更改,并且会引起混乱,从而导致机床无法正常工作。此时,可以通过检查和更正参数来消除故障。

    • 原理分析:
            根据数控系统的组成原理,可以对逻辑上的各点的逻辑电平和特征参数(如电压值和波形)进行逻辑分析,并且可以将该仪器用于测量,分析和比较以确定故障位置。

除了上述常用的故障检测方法外,还可以使用插件板方法,电压偏置方法,开环检测方法等。简而言之,针对不同的故障现象,可以同时采用多种方法进行灵活的应用和综合分析,逐步缩小故障范围,更快地排除故障。

机床故障的原因很多。对于更复杂的故障,需要结合多种方法来正确确定故障原因并诊断故障的具体位置,及时解决故障,减少数控机床给生产造成的损失,并有效提高工具机的效率。

 文章作者:山东万汇数控机床有限公司  www.sdwhjc.com

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