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技术文章

FANUC数控机床的电气维修经验分享(一)

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各种类别的数控机床在工业制造、加工、生产等领域的应用也更加广泛,同时,由于工业生产对数控机床的依赖日益增多,数控机床产生的故障数量也相对增加,因此在对进行维修的要求也变得更加快速准确。数控机床的电气故障相对机械故障更缺少实物性质的直观,本文即对各类电气故障进行概述以便及时判断问题点,从而更快捷的修复设备。{关键词:数控机床 维修 电气故障}

随着科技的进步,现代化的生产逐渐普及,工业发展所需要的机床也已经由原来单纯的普通车床进化到各类别的数控加工中心、多轴数控机床及为单一产品配备的数控专机等。数控机床大量的使用,伴随着的是各种故障的增加。本文将对电气故障进行分类概述及各种故障相应的解决方案进行说明。
  1 数控机床常见电气故障的分类
  数控机床的电气故障可按很多种类进行划分,如故障性质、表象、原因、后果、部位和元件类型等。
  (1)按故障发生的部位,分为硬件与软件故障两种。硬件故障即指电器元件、电子、电线电缆、印制电路板、各接插件等与电气有关的实物发生不正常状态甚至损坏,这些故障需要修理甚至更换才能排除,其中老化或超过使用频率寿命居多。
  软件故障一般指PLC逻辑控制程序或者是驱动器控制参数产生的故障。零件加工程序故障也属于软件故障,但此多为操作人员编程错误导致。驱动器控制参数的故障可以通过恢复驱动器的出厂设置,并按照相应的参数进行重新输入修改来解决。zui严重的软件故障则是数控系统软件的缺损甚至丢失,出现这种故障只能与设备的生产厂家或系统相关的售后服务机构取得来解决。
  (2)按故障发生的元件类型,亦称电气控制系统,通常分为“强电”和“弱电”故障两大类。“强电”一般指控制系统中的主回路或高压、大功率回路中的断路器、熔断器、电源变压器、继电器、接触器、电动机、行程开关等电气元件及其所组成的控制电路部分。这部分的故障相对直观,虽然在维修、诊断方面较为方便,但由于它处在高压、大电流的工作状态,而且故障概率相对于“弱电”部分较高,因此必须引起维修人员的足够重视。
  数控机床的“弱电”一般指控制系统中以电子元件、集成电路为主的控制部分,包括CNC、PLC、MDI/CRT以及伺服驱动器和输出输入单元等。“弱电”故障同样有软件与硬件之分。“弱电”的软件故障指在硬件正常情况下所出现的动作错误、数据丢失、参数紊乱等故障,常见的有:加工程序出错,系统程序和参数的改变或丢失,计算机运算出错等。硬件故障方面是指上述“弱电”各部分的集成电路芯片、分立电子元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。
  (3)其他一些分类有:按照是否有故障报警指示,包括报警灯、数控系统报警信息、驱动器报警信息等,可对照查询相应的说明书或手册来判断。无报警信息的故障,其分析诊断难度通常较大,而且此类故障也不少,需要具体情况具体分析。
  按照出现的或然性,分为系统性故障和随机性故障。系统性的故障指系统主机中的硬件损坏或只要满足一定条件,数控机床必然会发生的故障,此类故障较为常见,只要找出根本原因,维修后即可恢复正常。随机性故障指在相同条件下偶尔发生,此类故障分析比较困难,通常机床机械结构的松动、部分电气元件的特性漂移或可靠性降低、电气装置内部温度过高导致失灵等有关。此类故障的分析需反复试验、综合判断并加之多年的经验积累进行分析排除。
  还有按照故障产生的原因,是数控机床自身的故障还是外部导致的,外部故障包括供电情况、使用环境的自然因素以及人为操作因素造成的故障。
  事先清楚了解故障产生的原因,对数控机床故障的分类,分析,排除有很重要的影响。熟练掌握各种数控机床故障的分类方法特点和症状,有利于在故障发生时快速准确的找到导致故障的根本原因,并迅速有效的排除故障,从而降低工业生产等工作的时间成本。
  2 数控机床电气故障的分析与排除方法和技巧
  (1)首先一个维修人员在故障发生后要尽可能的保持现场情况,并且仔细询问故障现象和状态,同时确认机床的型号、控制系统、报警信息及故障部位及现象,为之后的维修做好充足的准备。
  (2)多数情况下,现场人员反馈的信息都比较笼统,多为“停机”、“不动了”、“某一个动作走不了了”等简单描述。所以维修人员到现场后,不必马上开机试验或动手维修。
  ①首先需要观察,是否有异常声音、烟、味等,并且细致的询问现场人员故障的产生过程、现象和后果,此询问在整个分析判断过程中将多次进行。根据详细咨询故障信息,可按照之前的归类方法进行逐步判断,而后进行排查。②然后检查各电控系统,如数控系统、驱动器、变频器、其他仪器仪表是否有报警指示。很多外围电气元件报警也都将导致数控机床停机等故障。一般情况下,各电控系统若未烧坏都会显示出相对准确的报警信息,可参照相应的说明书和手册来查询进行故障的排除。若烧坏,则不要马上拆下更换,必须先测量此元件进出线回路及电源是否存在短路或者虚联问题,在其相联元件回路稳定的情况下,很多问题均是由连接点虚联,导致局部电流打火产生高温烧坏电气元件的,若是外部连接的元件烧坏短路导致的则需要先更换损坏元件。③如果设备断电,则在送电前必须检查电源的电压情况以及数控机床的各强电连接点是否存在短路虚连等情况。作为整台机床正常工作及维修系统的能量来源,电源的失效或故障轻者会丢失数据、导致停机。重者会毁坏系统及工件。我国很多地方的电力供电网都有较大波动和高次谐波,再加上一些人为的因素,难免会出现电源引起的故障,所以要对供电电源情况进行测量检查。④如果硬件故障排除了,则通电对程序软件进行检查。可以对故障点的相关步骤进行逐步动作运行检查,或相关参数进行重新校对,目前随着现代数控系统的可靠性越来越高,数控系统本身的故障率越来越低,PLC及参数突然紊乱的情况并不多见。
  同时需要注意的是数控机床周围使用的环境也需要考虑,包括现场及自然环境,如污染、气候、电磁干扰及机械振动等,都是数控机床故障的诱因。
  (3)数控系统的维修可按照多种技巧来排除。有如下几种:①先外部后内部,即先检查外围硬件故障而后检查内部程序参数故障。②先机械后电气,机械部件较为直观,容易排查。③先静后动,即先断电检查,必须排除危险后方可通电。④先简单后复杂,很多复杂问题可能是有简单的所牵连导致。
  zui后要对故障维修进行有效的记录,快速准确的维修是建立在经验的积累和总结上的。

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