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數(shù)控機(jī)床常見故障及維修改造分析
時(shí)間:2017-05-22 09:14 來源:未知 作者:admin
文章摘要：數(shù)控機(jī)床 近年來在工業(yè)企業(yè)中得到廣泛的運(yùn)用。但在數(shù)控機(jī)床的使用也可能因操作失誤或機(jī)床本身的故障導(dǎo)致停機(jī)，面對(duì)一些常見故障我們應(yīng)該如何解決，襄陽正涵電氣有限公司 在這里向大家簡(jiǎn)單介紹，以供參考： 數(shù)控機(jī)床是一種集機(jī)、電、液、氣、光高度一體化的現(xiàn)
在這里向大家簡(jiǎn)單介紹，以供參考：
數(shù)控機(jī)床是一種集機(jī)、電、液、氣、光高度一體化的現(xiàn)代高精度自動(dòng)化的技術(shù)設(shè)備，數(shù)控機(jī)床作為加工企業(yè)中關(guān)鍵產(chǎn)品里面的關(guān)鍵工序的關(guān)鍵設(shè)備，假設(shè)出現(xiàn)故障，就會(huì)導(dǎo)致停機(jī)，從而影響加工企業(yè)生產(chǎn)，使得損失很大的。為了保證數(shù)控機(jī)床能夠長期安全平穩(wěn)運(yùn)行，并且能夠及時(shí)降低維修費(fèi)用，消除隱患，達(dá)到提高工廠企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，就需要增加對(duì)數(shù)控機(jī)床常見故障問題的了解及加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床維修改造的分析和研究。
1.數(shù)控機(jī)床常見故障問題
數(shù)控機(jī)床會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障, 并且多集中在主軸部分與進(jìn)給伺服系統(tǒng)。原因有制造單位的設(shè)計(jì)問題,以及數(shù)控系統(tǒng)與主機(jī)連接不當(dāng)和運(yùn)用方面的問題,和有PLC程序設(shè)計(jì)的問題,如輔助控制器件的故障和控制回路斷路等，下面將具體認(rèn)識(shí)數(shù)控機(jī)床中常見的故障。
主軸部分問題。主軸部分的故障主要表現(xiàn)在主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障與主軸液壓、主軸流量檢測(cè)存在的故障。 如廣泰數(shù)控系統(tǒng)的CAK6150TJ數(shù)控車床，出現(xiàn)的問題是四工位刀架不能完成換刀動(dòng)作，如果在電氣與機(jī)械角度看，是刀架進(jìn)水、定位銷脫開或者是電機(jī)過載。亦如西門子802C數(shù)控系統(tǒng)中025000X軸有源編碼器硬件故障”，以及在 “025000Z軸上存在源編碼器硬件故障”,使得兩軸報(bào)警通常是同時(shí)出現(xiàn),并且以025000Z軸報(bào)警較常見。
伺服系統(tǒng)的故障問題。伺服系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床設(shè)備中非常重要，只有高性能的伺服系統(tǒng)，才可能提供靈活、方便、準(zhǔn)確、快速的驅(qū)動(dòng)效果，而伺服系統(tǒng)故障通常是由伺服控制單元、伺服電機(jī)、液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、電氣執(zhí)行元件、機(jī)械裝置、測(cè)速電機(jī)、編碼器等方面的問題導(dǎo)致。如測(cè)速裝置故障、測(cè)速反饋信號(hào)干擾等，使得測(cè)速信號(hào)不穩(wěn)定，導(dǎo)致竄動(dòng)；以及速度控制信號(hào)不穩(wěn)定或受到干擾產(chǎn)生竄動(dòng)；以及螺釘松動(dòng)，接線端子接觸不良導(dǎo)致竄動(dòng)等問題。
外部故障問題。數(shù)控機(jī)床外部故障問題存在兩種情況，有軟故障與外部硬件損壞導(dǎo)致的硬故障，軟故障表現(xiàn)就是由于操作、調(diào)整處理不當(dāng)所導(dǎo)致，這類故障在設(shè)備使用前期或設(shè)備使用人員調(diào)整時(shí)期發(fā)生。尤其是對(duì)那些帶計(jì)算機(jī)硬盤保存數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。如一數(shù)控車床在投入使用的時(shí)，就要求要返回到參考點(diǎn)。如果在系統(tǒng)斷電后重新啟動(dòng)時(shí)沒有使各軸返回參考點(diǎn)，這樣就會(huì)造成撞車事故。
2.關(guān)于數(shù)控機(jī)床維修改造分析研究
數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)維修改造。控制數(shù)控車床中，主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)里的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)能夠?yàn)檐嚧仓鬏S提供所需要的驅(qū)動(dòng)功率，并且所需的切削力，工件和刀具的相互作用產(chǎn)生負(fù)載轉(zhuǎn)矩。在數(shù)控車床中主軸輸出功率要求大，調(diào)速范圍足夠大，并具有主軸和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)同步控制、準(zhǔn)停控制、角度分度控制等控制功能，需要做到高效、高精度和高柔性為一體。運(yùn)算速度方面，目前開發(fā)出 CPU 應(yīng)該是 32 位和 64 位的數(shù)控系統(tǒng)，頻率達(dá)到幾百兆赫、上千兆赫。微處理器的數(shù)控系統(tǒng)才能為高速、高精度提供保障。才能達(dá)到在分辨率為 0.1μm---0.01μm范圍時(shí)，可以獲得高達(dá) 24～240m/min 的進(jìn)給速度。在換刀速度方面，主軸為軸心，刀具設(shè)計(jì)在圓周布置，交換時(shí)間控制在0.5s為最高，目前德國 Chiron 公司將刀庫設(shè)計(jì)成籃子樣式刀到刀的換刀時(shí)間僅僅是 0.9s。
數(shù)控機(jī)床高精度方面，可以利用誤差補(bǔ)償技術(shù)，采取誤差補(bǔ)償技術(shù)，能夠把加工誤差減少 60～80，方法是采取反向間隙補(bǔ)償法，絲桿螺距誤差補(bǔ)償法，以及刀具誤差補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)，對(duì)設(shè)備的熱變形誤差和空間誤差進(jìn)行綜合補(bǔ)償。還可以利用CNC 系統(tǒng)控制精度，方法是以微小程序段實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)給，采取高速插補(bǔ)技術(shù)，采取CNC 控制單位精細(xì)化措施提高位置檢測(cè)精度。亦或者是通過仿真預(yù)測(cè)機(jī)床的加工精度，用網(wǎng)格解碼器檢查以保證機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度，在不同運(yùn)行條件下保證零件的加工質(zhì)量。
2、智能化數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能。人工智能技術(shù)為制造業(yè)生產(chǎn)柔性化、制造自動(dòng)化的發(fā)展提供了很大幫助，如監(jiān)測(cè)加工過程中，關(guān)于切削力、主軸與進(jìn)給電機(jī)的功率、電流、電壓等方面的信息，可以采取用傳統(tǒng)的或者是現(xiàn)代的算法進(jìn)行識(shí)別來辯識(shí)出刀具的受力、磨損、破損狀態(tài)，和機(jī)床加工的穩(wěn)定性狀態(tài)情況。如要完整記錄系統(tǒng)的各種信息，并且對(duì)數(shù)控機(jī)床發(fā)生的錯(cuò)誤與事故情況進(jìn)行回放與仿真，可以用智能故障回放和故障仿真技術(shù)，來確定錯(cuò)誤引起的原因，和提供解決問題的辦法。以及為了要自動(dòng)識(shí)別負(fù)載情況，和關(guān)于自動(dòng)調(diào)整參數(shù)的智能化伺服系統(tǒng)，以及智能主軸交流驅(qū)動(dòng)裝置，智能化進(jìn)給伺服裝置，就可以設(shè)計(jì)智能化交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置。在自診斷方面，CNC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)較為完備的自診斷系統(tǒng)，CNC系統(tǒng)有控制和顯示，以及編程能力。能夠輸出脈沖型控制信號(hào)與I/O信號(hào)。而且在CRT上，還可以直觀地看出CNC系統(tǒng)I/O的狀態(tài)。出現(xiàn)問題后，可以通過PLC程序的邏輯分析檢查出問題的部位。
數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的選擇。伺服系統(tǒng)除了一個(gè)電機(jī)外。應(yīng)該是一個(gè)閉環(huán)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)控制工程網(wǎng)，有控制器、驅(qū)動(dòng)器和電儀，反饋裝置，并且配有一個(gè)光學(xué)或者是磁編碼器。伺服系統(tǒng)具有在采用永磁技術(shù)后，可以同步機(jī)械，并且配以有刷或者是無刷PM電機(jī)，以及在一個(gè)AC感應(yīng)電機(jī)上能夠建立異步機(jī)械系統(tǒng)。在數(shù)控機(jī)床中伺服系統(tǒng)是一個(gè)重要組成部分，伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)CNC系統(tǒng)和刀具，以及主軸間的信息傳遞環(huán)節(jié)，同時(shí)還是能量放大和傳遞的一個(gè)環(huán)節(jié)。伺服系統(tǒng)的選擇應(yīng)該根據(jù)移動(dòng)速度、跟蹤度、定位度等指標(biāo)進(jìn)行選擇。
數(shù)控機(jī)床機(jī)械部件的改造。機(jī)床數(shù)控改造時(shí)在設(shè)計(jì)上需要滿足高的靜動(dòng)態(tài)剛度和運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦系數(shù)小，而且在傳動(dòng)中無間隙，表現(xiàn)出功率大，便于操作與維修。機(jī)床動(dòng)態(tài)特性要求強(qiáng)，在導(dǎo)軌方面需要有普通車床導(dǎo)向度和工藝，同時(shí)還要有良好的耐摩擦和磨損特性， 使得速度環(huán)、位置環(huán)和相關(guān)參數(shù)在一個(gè)最佳匹配狀態(tài)。另一方面絲杠傳動(dòng)直接關(guān)系到傳動(dòng)鏈準(zhǔn)確度，滾珠絲杠的作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，也就是說當(dāng)絲杠作為主動(dòng)體時(shí)螺母就會(huì)隨絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)角度按照對(duì)應(yīng)規(guī)格的導(dǎo)程轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，被動(dòng)工件可以通過螺母座和螺母連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的直線運(yùn)動(dòng)。
所以就要求加工件無側(cè)隙、剛性高，準(zhǔn)確度要求高，拖動(dòng)扭矩要求小，不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)爬行現(xiàn)象。在聯(lián)軸器方面，聯(lián)軸器是主動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接。作用是當(dāng)數(shù)控機(jī)床在高速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的效果，所以對(duì)于聯(lián)軸器需要提高重復(fù)定位度，不斷消除傳動(dòng)系統(tǒng)中的反向間隙，在伺服驅(qū)動(dòng)元件中，通常所用的聯(lián)軸器多數(shù)采用無鍵連接，如錐銷剛性聯(lián)軸器和錐環(huán)聯(lián)軸器等聯(lián)軸器。
隨著我國加工廠的增多，數(shù)控機(jī)床也得到了大量的運(yùn)用，并且成為企業(yè)中關(guān)鍵產(chǎn)品關(guān)鍵工序的關(guān)鍵設(shè)備。但是在使用中數(shù)控機(jī)床故障的產(chǎn)生是多種多樣的，需要不斷的克服改造，對(duì)于相關(guān)電路圖、相關(guān)參數(shù)和相關(guān)軟件進(jìn)行認(rèn)真研究，才能做的更好，尤其是在電氣、控制系統(tǒng)的改造上，才能充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效益。
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