数控机床电气维修技术浅析

内容摘要:一、数控设备的维护调养知识数控设备是一种自动化水平较高，结构较庞大的先进加工设备，是企业的重点、要害设备。要发挥数控设备的高效益，就必须正确的操纵和精心的维护，才气包管设备的利用率。正确的操纵使用能够防备机床非正常磨损，制止突发妨碍。做好日常维护调养，可使设备保持良好的技能状态，延缓劣化进程，实时发明和消灭妨碍隐患，从而包管宁静运行。一、数控设备的维护调养知识数控设备是一种自动化水平较高，结构较庞大的先进加工设备，是企业的重点、要害设备。要发挥数控设备的高效益，就必须正确的操纵和精心的维护，才气包管设备的利用率。正确的操纵使用能够防备机床非正常磨损，制止突发妨碍；做好日常维护调养，可使设备保持良好的技能状态，延缓劣化进程，实时发明和消灭妨碍隐患，从而包管宁静运行。、数控设备使用中应注意的问题1.1数控设备的使用情况为提高数控设备的使用寿命，一般要求要制止阳光的直接照射和其他热辐射，要制止太湿润、粉尘过多或有腐化气体的场合。腐化气体易使电子元件受到腐化变质，如冲床、锻压设备等。1.2电源要求为了制止电源颠簸幅度大（大于）和可能的瞬间滋扰信号等影响，数控设备一般接纳专线供电（如从低压配电室分一路单独供数控1.3操纵规程操纵规程是包管数控机床宁静运行的重要步伐之一，操纵者一定要按操纵规程操纵。机床产生妨碍时，操纵者要注意保存现场，并向维修人员如实说明出现妨碍前后的情况，以利于阐发、诊断出妨碍的原因，实时排除。另外，数控机床不宜恒久封存不消，购置数控机床以后要充实利用，尤其是投入使用的第一年，使其容易出妨碍的单薄环节尽早袒露，得以在保修期内得以排除。在没有加工任务时，数控机床也要定期通电，最好是每周通电1-2次，每次空运行1小时左右，以利用机床自己的发热量来低落机内的湿度，使电子元件不致受潮，同时也能实时发明有无电池报警产生，以防备系统软件、参数的丢失。、数控机床的维护调养数控机床种类多，种种数控机床因其功效，结构及系统的差别，各具差别的特性。其维护调养的内容和规矩也各有其特色，具体应凭据其机床种类、型号及实际使用情况，并参照机床使用说明书要求，制订和创建须要的定期、定级调养制度。下面是一些常见、通用的日常维护调养要点。2.1数控系统的维护1）严格遵守操纵规程和日常维护制度在机加工车间的空气中一般都市有油雾、尘土甚至金属粉末，一旦它们落在数控系统内的电路板或电子器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及电路板损坏。有的用户在夏天为了使数控系统能超负荷恒久事情，接纳打开数控柜的门来散热，这是一种极不可取的要领，其最终将导致数控系统的加快损坏。3）定时清扫数控柜的散热通风系统应该查抄数控柜上的各个冷却电扇事情是否正常。每半年或每季度查抄一次风道过滤器是否有堵塞现象，若过滤网上尘土积累过多，不实时清理，会引起数控柜内温度过高。4）数控系统的输入输出装置的定期维护80年代以前生产的数控机床，大多带有光电式纸带阅读机，如果读带部门被污染，将导致读入信息堕落。为此，必须按划定对光电阅读机进行维护。5）直流电动机电刷的定期查抄和调换直流电动机电刷的过渡磨损，会影响电动机的性能，甚至造成电动机损坏。为此，应对电动机电刷进行定期查抄和调换。数控车床、数控铣床、加工中心等，应每年查抄一次。6）定期调换存储用电池一般数控系统内对CMOSRAM持其存储器的内容。在一般情况下，纵然尚未失效，也应每年调换一次，以确保系统正常事情。电池的调换应在数控系统供电状态下进行，以防调换时RAM内信息丢失。7）备用电路板的维护时间，以防损坏。2.2机器部件的维护1）主传动链的维护定期调解主轴驱动带的松紧水平，防备因带打滑造成的丢转现象；查抄主轴润滑的恒温油箱、调治温度范畴，实时增补油量，并清洗过滤器；主轴中刀具夹紧装置长时间使用后，会产生间隙，影响刀具的夹紧，需实时调解液压缸活塞的位移量。2）滚珠丝杠螺纹副的维护定期查抄、调解丝杠螺纹副的轴向间隙，包管反向传动精度和轴向刚度；定期查抄丝杠与床身的连接是否有松动；丝杠防护装置有损坏要实时调换，以防尘土或切屑进入。3）刀库及换刀机器手的维护严禁把超重、超长的刀具装入刀库，以制止机器手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具产生碰撞；经常查抄刀库的回零位置是否正确，查抄机床主轴回换刀点位置是否到位，并实时调解；开机时，应使刀库和机器手空运行，查抄各部门事情是否正常，特别是各行程开关和电磁阀能否正常行动；查抄刀具在机器手上锁紧是否可靠，发明不正常应实时处置惩罚。2.3液压、气压系统维护定期对各润滑、液压、气压系统的过滤器或分滤网进行清洗或调换；定期对液压系统进行油质化验查抄和调换液压油；定期对气压系统分*滤气器放水；2.4机床精度的维护定期进行机床水平和机器精度查抄并校正。机器精度的校正要领有软硬两种。其软要领主要是通过系统参数赔偿，如丝杠反向间隙赔偿、各坐标定位精度定点赔偿、机床回参考点位置校正等；硬要领一般要在机床大修时进行，如进行导轨修刮、滚珠丝杠螺母副预紧调解反向间隙等。二、维修事情的根本条件的要害设备，一旦妨碍停机，其影响和损失往往很大。但是，人们对这样的设备往往更多地是看重其效能，而不但对公道地使用不敷重视，更对其调养及维修事情存眷太少，日常不注意对调养与维修事情条件的创造和投入，妨碍出现临时抱佛脚的现象非常普遍。因此，为了充实发挥数控机床的效益，我们一定要重视维修事情，创造出良好的维修条件。由于数控机床日常出现的多为电气妨碍，所以电气维修更为重要。1.人员条件数控机床电气维修事情的快速性、优质性要害取决于电气维修人员的素质条件。(1)首先是有高度的责任心和良好的职业道德。(2)知识面要广。要学习并根本掌握有关数控机床电气控制的各学科知识，如盘算机技能、模拟与数字电路技能、自动控制与拖动理论、控制技能、加工工艺以及机器传动技能，固然还包罗上节所讲的根本数控知识。(3)应经过良好的技能培训。数控技能底子理论的学习，尤其是针对具体数控机床的技能培训，首先是到场相关的培训班和机床安装现场的实际培训，然后向有经验的维修人员学习，而更重要且更长时间的是自学。(4)勇于实践。要积极投入数控机床的维修与操纵的事情中去，在不停的实践中提高阐发能力和动手能力。(5)掌握科学的要领。要做好维修事情光有热情是不敷的，还必须在恒久的学习和实践中总结提高，从中提炼出阐发问题、解决问题的科学的要领。(6)学习并掌握种种电气维修中常用的仪器、仪表和东西。(7)掌握一门外语，特别是英语。起码应做到能看懂技能资料。2.物质条件(1)准备好通用的和某台数控机床专用的电气备件。(2)非须要的常备电器元件应做到采购渠道快速流通。(3)须要的维修东西、仪器仪表等，最好配有条记本电脑并装有须要的维修软件。(4)每台数控机床所配有的完整的技能图样和资料。(5)数控机床使用、维修技能档案质料。3.关于预防性维护预防性维护的目的是为了低落妨碍率，其事情内容主要包罗下列几方面的事情。(1)人员摆设为每台数控机床分派专门的操纵人员、工艺人员和维修人员，所有人员都要不停地努力提高自己的业务技能水平。(2)建规建档针对每台机床的具体性能和加工东西制定操纵规章，创建事情与维修档案，治理者要经常查抄、总结、革新。(3)日常调养对每台数控机床都应创油、水气路，各项温度控制，平衡系统，冷却系统，传动带的松紧，继电器、打仗器触及各功效部件和元气件的调养周期每日、每月、半年或不定期。(4)提高利用率数控机床如果较长时间闲置不消，当需要使用时，首先机床的各运动环节会由于油脂凝固、尘土甚至生锈而影响其静、动态传动性能，低落机床精度，油路系统的堵塞更是一大烦事；从电气方面来看，由于一台数控机床的整个电气控制系统硬件是由数以万计的电子元器件组成的，他们的性能和寿命具有很大离散性，从宏观来看分三个阶段：在一年之内根本上处于所谓磨合"阶段。在该阶段妨碍率呈下降趋势，如果在这期间不停开动机床则会较快完成磨合任务，并在公道使用和良好的日常维护调养的条件下，机床正常运转至少可在五年以上；第三阶段为系统寿命衰老阶段，电器硬件妨碍会逐渐增多，数控系统的使用寿命平均在8～10年左右。因此，在没有加工任务的一段时间内，最好较低速度下空运行机床，至少也要经常给数控系统通电，甚至每天都应通电。三、维修与排故技能1.常见电气妨碍分类数控机床的电气妨碍可按妨碍的性质、表象、原因或结果平分类。(1)以妨碍产生的部位，分为硬件妨碍和软件妨碍。硬件妨碍是指电子、电器件、印制电路板、电线电缆、接插件等的不正常状态甚至损坏，这是需要修理甚至调换才可排除的妨碍。而软件妨碍一般是指PLCPLC步伐方可排除的妨碍。零件加工步伐妨碍也属于软件妨碍。最严重的软件妨碍则是数控系统软件的缺损甚至丢失，这就只有与生产厂商或其办事机构联系解决了。(2)以妨碍出现时有无指示，分为有诊断指示妨碍和无诊断指示妨碍。当今的数控系统都设计有完美的自诊断步伐，时实监控整个系统的软、硬件性能，一旦发明妨碍则会立即报警大概另有扼要文字说明在屏幕上显示出来，结合系统配备的诊断手册不但可以找到妨碍产生的原因、部位，并且另有排除的要领提示。机床制造者也会针对具体机床设计有相关的妨碍指示及诊断说明书。上述这两部门有诊断指示的妨碍加上各电气装置上的种种指示灯使得绝大多数电气妨碍的排除较为容易。无诊断指示的妨碍一部门是上述两种诊断步伐的不完整性所致如开关不闭合、接插松动等。这类妨碍则要依靠对产生妨碍前的事情历程和妨碍现象及结果，并依靠维修人员对机床的熟悉水平和技能水平加以阐发、排除。(3)以妨碍出现时有无破坏性，分为破坏性妨碍和非破坏性妨碍。对付破坏性妨碍，损坏工件甚至机床的妨碍，维修时不允许重演，这时只能凭据产生妨碍时的现象进行相应的查抄、阐发来排除之，技能难度较高且有一定风险。如果可能会损坏工件，则可卸下工件，试着重现妨碍历程，但应十分小心。(4)以妨碍出现的或然性，分为系统性妨碍和随机性妨碍。系统性妨碍是指只要满足一定的条件则一定会产生简直定的妨碍；而随机性妨碍是指在相同的条件下偶尔产生的妨碍，这类妨碍的阐发较为困难，通常多与机床机器结构的局部松动错位、部门电气工件特性漂移或可靠性低落、电气装置内部温度过高有关。此类妨碍的阐发需经重复试验、综合判断才可能排除。以机床的运动品质特性来权衡，则是机床运动特性下降的妨碍。在这种情况下，机床虽能正常运转却加工不出及格的工件。例如机床定位精度超差、反向死区过大、坐标运行不平稳等。这类妨碍必须使用检测仪器确诊产生误差的机、电环节，然后通过对机器传动系统、数控系统和伺服系统的最佳化调解来排除。2.妨碍的视察与阐发这是排故的第一阶段，是非常要害的①询问视察在接到机床现场出现妨碍要求排除的信息时，首先应要求操纵者尽量保持现场妨碍状态，不做任那边置惩罚，这样有利于迅速精确地阐发妨碍原因。同时仔细询问妨碍指示情况、妨碍表象及妨碍产生的配景情况，依此做出开端判断，以便确定现场排故所应携带的东西、仪表、图纸资料、备件等，淘汰往返时间。②现场查抄到达现场后，首先要验证操纵者提供的种种情况的准确性、完整性，从而核实开端判断的准确度。由于操纵者的水平，对妨碍状况描述不清甚至完全禁绝确的情况不乏其例，因此到现场后仍然不要急于动手处置惩罚，重新仔细视察种种情况，以免破坏了现场，使排故增加难度。③妨碍阐发凭据已知的妨碍状况按上节所述妨碍分类步伐阐发妨碍类型，从而确定排故原则。由于大多数妨碍是有指示的，所以一般情况下，比较机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书，可以列生产生该妨碍的多种可能的原因。④确定原因对多种可能的原因进行排查从中找出本次妨碍的真正原因，这时对维修人员是一种对该机床熟悉水平、知识水平、实践经验和阐发判断能力的综合考验。⑤排故准备有的妨碍的排除要领可能很简朴，有些妨碍则往往较庞大，需要做一系列的准备事情，例如东西仪表的准备、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采购甚至排故筹划步调的制定等等。数控机床电气系统妨碍的视察、阐发与诊断的历程也就是妨碍的排除历程，一旦查明了原因，妨碍也就险些即是排除了。因此妨碍阐发诊断的要领也就变得十分重要了。下面把电气妨碍的常用诊断要领综列于下。(1)直观查抄法这是妨碍阐发之初必用的要领，就是利用感官的查抄。①询问向妨碍现场人员仔细询问妨碍产生的历程、妨碍表象及妨碍结果，并且在整个阐发判断历程中可能要多次询问。②目视总体检察机床各部门事情状态是否处于正常状态例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机器手位置等)，各电控装置如数控系统、温控装置、润滑装置等有无报警指示，局部检察有无保险烧煅，元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落，各操纵元件位置正确与否等等。③触摸在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安装状况、各插头座的如伺服与电机打仗器接线的联接状况等来发明可能出现妨碍的原因。④通电这是指为了查抄有无冒烟、打火、有无异常声音、气味以及触摸有无过热电动机和元件存在而通电，一旦发明立即断电阐发。(2)仪器查抄法使用通例电工仪表，对各组交、直流电源电压，对相关直流及脉冲信号等进行丈量，从中找寻可能的妨碍。例如用万用表查抄各电源情况，及对某些电路板上设置的相关信号状态丈量点的丈量，用示波器视察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无，用PLC编程器查找PLC步伐中的妨碍部位及原因等。(3)信号与报警指示阐发法①硬件报警指示这是指包罗数控系统、伺服系统在内的各电子、电器装置上的种种状态和妨碍指示灯，结合指示灯状态和相应的功效说明便可获知指示内容及妨碍原因与排除要领。②软件报警指示如前所述的系统软件、PLC步伐与加工步伐中的妨碍通常都设有报警显示，依据显示的报警号比较相应的诊断说明手册便可获知可能的妨碍原因及妨碍排除要领。(4)接口状态查抄法现代数控系统多将PLCCNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些妨碍是与接口信号错误或丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示，有的可以通过简朴操纵在CRT屏幕上显示，而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。这种查抄要领要求维修人员既要熟悉本机床的接口信号，又要熟悉PLC编程器的应用。(5)参数调解法数控系统、PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应差别机床、差别事情状态的要求。这些参数不但能使各电气系统与具体机床相匹配，并且更是使机床各项功效到达最佳化所必须的。因此，任何参数的变革尤其是模拟量参数甚至丢失都是不允许的；而随机床的恒久运行所引起的机器或电气性能的变革会冲破最初的匹配状态和最佳化状态。此类妨碍多指妨碍分类一节中后一类妨碍，需要重新调解相关的一个或多个参数方可排除。这种要领对维修人员的要求是很高的，不但要对具体系统主要参数十分了解，既知晓其地点熟悉其作用，并且要有较富厚的电气调试经验。备件置换法当妨碍阐发结果会合于某一印制电路板上时，由于电路集成度的不停扩大而要把妨碍落实于其上某一区域乃至某一元件是十分困难的，为了缩短停机时间，在有相同备件的条件下可以先将备件换上，然后再去查抄修复妨碍板。备件板的调换要注意以下问题。调换任何备件都必须在断电情况下进行。许多印制电路板上都有一些开关或短路棒的设定以匹配实际需要，因此在调换备件板上一定要记载下原有的开关位置和设定状态，并将新板作好同样的设定，不然会产生报警而不能事情。某些印制电路板的调换还需在调换后进行某些特定操纵以完成其中软件与参数的创建。这一点需要仔细阅读相应电路板的使用说明。有些印制电路板是不能轻易拔出的，例如含有事情存储器的板，大概备用电池板，它会丢失有用的参数大概步伐。必须调换时也必须遵照有关说明操纵。鉴于以上条件，在拔出旧板调换新板之前一定要先仔细阅读相关资料，弄懂要求和操纵步调之后再动手，以免造成更大的妨碍。(7)交织换位法当发明妨碍板大概不能确定是否妨碍板而又没有备件的情况下，可以将系统中相同或相兼容的两个板互换查抄，例如两个坐标的指令板或伺服板的互换从中判断妨碍板或妨碍部位。这种交织换位法应特别注意，不但硬件接线的正确互换，还要将一系列相应的参数互换，不然不但达不到目的，反而会产生新的妨碍造成思维的杂乱，一定要事先考虑周全，设计好软、硬件互换方案，准确无误(8)特殊处置惩罚法当今的数控系统已进入PC其中软件含量越来越富厚，有系统软件、机床制造者软件、甚至另有使用者自己的软件，由于软件逻辑的设计中不可制止的一些问题，会使得有些妨碍状态无从阐发，例如死机现象。对付这种妨碍现象则可以接纳特殊手段来处置惩罚，好比整机断电，稍作停顿后再开机，有时则可能将妨碍消除。维修人员可以在自己的恒久实践中摸索其纪律大概其他有效的要领。3.电气维修与妨碍的排除这是排故的第二阶段，是实施阶段。如前所述，电气妨碍的阐发历程也就是妨碍的排除历程，因此电气妨碍的一些常用排除要领在上一节的阐发要领中已综合介绍过了，本节则列举几个常见电气妨碍做一扼要介绍，供维修者参考。(1)电源电源是维修系统乃至整个机床正常事情的能量来源，它的失效大概妨碍轻者会丢失数据、造成停机。重者会破坏系统局部甚至全部。西方国度由于电力富足，电网质量高，因此其电气系统的电源设计考虑较少，这对付我国有较大颠簸和高次谐波的电力供电网来说就略显不敷，再加上某些人为的因素，难免出现由电源而引起的妨碍。我们在设计数控机床的供电系统时应尽量做到：提供独立的配电箱而不与其他设备串用。电网供电质量较差的地域应配备三相交换稳压装置。电源始端有良好的接地。进入数控机床的三相电源应接纳三相五线制，中线与接地(PE)严格离开。电柜内电器件的结构和交、直流电线的敷设要相互断绝。(2)数控系统位置环妨碍①位置环报警。可能是位置丈量回路开路；丈量元件损坏；位置控制创建的接口信号不存在等。②坐标轴在没有指令的情况下产生运动。可能是漂移过大；位置环或速度环接成正反馈；反馈接线开路；丈量元件损坏。(3)机床坐标找不到零点可能是零偏向在远离零点；编码器损坏或接线开路；光栅零点标志移位；回零减速开关失灵。(4)机床动态特这其中有很大一种可能是机器传动系统间隙过大甚至磨损严重大概导轨润滑不充实甚至磨损造成的；对付电气控制系统来说则可能是速度环、位置环和相关参数已不