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數(shù)控機床的維修技巧
隨著社會的進步，科技的發(fā)展，數(shù)控機床在我國的應(yīng)用越來越普遍，數(shù)量也隨著越來越多，數(shù)控機 床作為一種高精度自動化設(shè)備，其能否安全可靠運行，主要取決于機床的正確使用和日常維護，本文作者根據(jù)教學(xué)過程中對數(shù)控機床的保養(yǎng)和維修經(jīng)驗，主要談?wù)剶?shù) 控機床在機械和線路兩個方面的保養(yǎng)和維修。
維修前的準備
接到用戶的直接要求后，應(yīng)盡可能直接與用戶聯(lián)系，以便盡快地獲取現(xiàn)場信息、現(xiàn)場情況及故障信息。如數(shù)控機床的進給與主軸驅(qū)動型號、報警指示或故障現(xiàn)象、用戶現(xiàn)場有無備件等。據(jù)此預(yù)先分析可能出現(xiàn)的故障原因與部位，而后在出發(fā)到現(xiàn)場之前，準備好有關(guān)的技術(shù)資料與維修服務(wù)工具、儀器備件等，做到有備而去。
現(xiàn)場維修
現(xiàn)場維修是對數(shù)控機床出現(xiàn)的故障(主要是數(shù)控部分)進行診斷，找出故障部位，以相應(yīng)的正常備件更換，使機床恢復(fù)正常運行。這過程的關(guān)鍵是診斷，即對系統(tǒng)或外圍線路進行檢測，確定有無故障，并對故障定位指出故障的確切位置。從整機定位到插線板，在某些場合下甚至定位到元器件。這是整個維修工作的主要部分。
數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷
(1)初步判別 通常在資料較全時，可通過資料分析判斷故障所在，或采取接口信號法根據(jù)故障現(xiàn)象判別可能發(fā)生故障的部位，而后再按照故障與這一部位的具體特點，逐個部位檢查，初步判別。在實際應(yīng)用中，可能用一種方法即可查到故障并排除，有時需要多種方法并用。對各種判別故障點的方法的掌握程度主要取決于對故障設(shè)備原理與結(jié)構(gòu)掌握的深度。
(2)報警處理�、傧到y(tǒng)報警的處理：數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，一般在顯示屏或操作面板上給出故障信號和相應(yīng)的信息。通常系統(tǒng)的操作手冊或調(diào)整手冊中都有詳細的報警號，報警內(nèi)容和處理方法。由于系統(tǒng)的報警設(shè)置單一、齊全、嚴密、明確、維修人員可根據(jù)每一警報后面給出的信息與處理辦法自行處理。②機床報警和操作信息的處理：機床制造廠根據(jù)機床的電氣特點，應(yīng)用PLC程序，將一些能反映機床接口電氣控制方面的故障或操作信息以特定的標志，通過顯示器給出，并可通過特定鍵，看到更詳盡的報警說明。這類報警可以根據(jù)機床廠提供的排除故障手冊進行處理，也可以利用操作面板或編程器根據(jù)電路圖和PLC程序，查出相應(yīng)的信號狀態(tài)，按邏輯關(guān)系找出故障點進行處理。
(3)無報警或無法報警的故障處理 當(dāng)系統(tǒng)的PLC無法運行，系統(tǒng)已停機或系統(tǒng)沒有報警但工作不正常時，需要根據(jù)故障發(fā)生前后的系統(tǒng)狀態(tài)信息，運用已掌握的理論基礎(chǔ)，進行分析，做出正確的判斷。下面闡述這種故障診斷和排除辦法。
故障診斷方法
常規(guī)檢查法
目測 目測故障板，仔細檢查有無保險絲燒斷，元器件燒焦，煙熏，開裂現(xiàn)象，有無異物斷路現(xiàn)象。以此可判斷板內(nèi)有無過流，過壓，短路等問題。
手摸 用手摸并輕搖元器件，尤其是阻容，半導(dǎo)體器件有無松動之感，以此可檢查出一些斷腳，虛焊等問題。
通電 首先用萬用表檢查各種電源之間有無斷路，如無即可接入相應(yīng)的電源，目測有無冒煙，打火等現(xiàn)象，手摸元器件有無異常發(fā)熱，以此可發(fā)現(xiàn)一些較為明顯的故障，而縮小檢修范圍。
例如：在哈爾濱某工廠排除故障時，機床的數(shù)控系統(tǒng)和PLC運行正常，但機床的液壓系統(tǒng)無法啟動，用編程器檢查PLC程序運行正常，各所需信號狀態(tài)均滿足開機條件。進一步檢查中發(fā)現(xiàn)，PLC信號狀態(tài)與圖紙和設(shè)備上的標記不一致，停機拔出電路板檢查，發(fā)現(xiàn)PLC兩塊輸出板編址不對，與另兩塊位置搞錯，經(jīng)交換后，機床正常運轉(zhuǎn)。對于發(fā)生這個故障的機床所采用的SIMATIC S5—150K可編程控制器，只要編址正確，無論將線路板的位置怎樣排列，系統(tǒng)均能正常運轉(zhuǎn)，但相應(yīng)地執(zhí)行元件和信號源必須正確地對應(yīng)，一旦對應(yīng)錯誤就會發(fā)生故障，甚至毀壞機床。另外，根據(jù)用戶提供的故障現(xiàn)象，結(jié)合自己的現(xiàn)場觀察，運用系統(tǒng)工作原理亦可迅速做出正確判斷。
儀器測量法 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障后，采用常規(guī)電工檢測儀器，工具，按系統(tǒng)電路圖及機床電路圖對故障部分的電壓，電源，脈沖信號等進行實測判斷故障所在。如電源的輸入電壓超限，引起電源監(jiān)控可用電壓表測網(wǎng)絡(luò)電壓，或用電壓測試儀實時監(jiān)控以排除其它原因。如發(fā)生位置控制環(huán)故障可用示波器檢查測量回路的信號狀態(tài)，或用示波器觀察其信號輸出是否缺相，有無干擾。例如，上海某廠在排除故障中，系統(tǒng)報警，位置環(huán)硬件故障，用示波器檢查發(fā)現(xiàn)有干擾信號，我們在電路中用接電容的方法將其濾掉使系統(tǒng)工作正常。如出現(xiàn)系統(tǒng)無法回基準點的情況，可用示波器檢查是否有零標記脈沖，若沒有可考慮是測量系統(tǒng)損壞。
用可編程控制器進行PLC中斷狀態(tài)分析：可編程序控制器發(fā)生故障時，其中斷原因以中斷堆棧的方式記憶。使用編程器可以在系統(tǒng)停止狀態(tài)下，調(diào)出中斷堆棧和塊堆棧，按其所指示的原因，查明故障所在。在可編程序控制器的維修中這是最常用有效和快速的辦法。
接口信號檢查：通過用可編程序控制器檢查機床控制系統(tǒng)的接口信號，并與接口手冊的正確信號相對比，亦可查出相應(yīng)的故障點。
診斷備件替換法：現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)大都采用模塊化設(shè)計，按功能不同劃分不同模塊，隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，電路的集成規(guī)模越來越大技術(shù)也越來越復(fù)雜，按常規(guī)方法，很難把故障定位到一個很小的區(qū)域，而一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，為了縮短停機時間，我們可以根據(jù)模塊的功能與故障現(xiàn)象，初步判斷出可能的故障模塊，用診斷備件將其替換，這樣可迅速判斷出有故障的模塊。在沒有診斷備件的情況下可以采用現(xiàn)場相同或相容的模塊進行替換檢查，對于現(xiàn)代數(shù)控的維修，越來越多的情況采用這種方法進行診斷，然后用備件替換損壞模塊，使系統(tǒng)正常工作。盡最大可能縮短故障停機時間，使用這種方法在操作時注意一定要在停電狀態(tài)下進行，還要仔細檢查線路板的版本，型號，各種標記，跨接是否相同，對于有關(guān)的機床數(shù)據(jù)和電位計的位置應(yīng)做好記錄，拆線時應(yīng)做好標志。
利用系統(tǒng)的自診斷功能判斷：現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)尤其是全功能數(shù)控具有很強的自診斷能力，通過實施時監(jiān)控系統(tǒng)各部分的工作，及時判斷故障，給出報警信息，并做出相應(yīng)的動作，避免事故發(fā)生。然而有時當(dāng)硬件發(fā)生故障時，就無法報警，有的數(shù)控系統(tǒng)可通過發(fā)光管不同的閃爍頻率或不同的組合做出相應(yīng)的指示，這些指示配合使用就可幫助我們準確地診斷出故障模板的位置。如SINUMERIK 8系統(tǒng)根據(jù)MS100 CPU板上四個指示燈和操作面板上的FAULT燈的亮滅組合就可判斷出故障位置。
上述診斷方法，在實際應(yīng)用時并無嚴格的界限，可能用一種方法就能排除故障，亦可能需要多種方法同時進行。其效果主要取決于對系統(tǒng)原理與結(jié)構(gòu)的理解與掌握的深度，以及維修經(jīng)驗的多少。
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