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数控机床的维修(数控机床的维修与维护论文)

发布时间:2023-04-29 23:39:02 人气:65 来源:

大家好!今天让小编来大家介绍下关于数控机床的维修(数控机床的维修与维护论文)的问题,以下是小编对此问题的归纳整理,让我们一起来看看吧。

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数控机床维修的基本功

数控机床维修的基本功

  在我国,随着现代制造业的发展,数控机床的应用越来越普遍,社会急需数控机床维修高级技能人才。要学好数控机床维修,首先要熟悉数控系统及其接口与连接,这是数控机床维修的基本功。

  数控机床根据功能和性能的要求配置不同的数控系统。数控系统是数控机床的核心,包括数控装置、进给伺服驱动单元、主轴驱动单元、可编程控制器、显示装置及操作面板、通信装置和辅助控制装置。目前,我国数控机床行业占据主导地位的有日本的FANUC(发那科)、德国的SIEMENS(西门子)、我国的华中等公司的数控系统及相关产品。

  数控装置的接口是数控装置与数控系统的功能部件(主轴模块、进给伺服模块、PLC模块等)和机床进行信息传递、交换和控制的端口。接口在数控系统中占有重要的位置。不同功能模块与数控系统相连接,不能直接连接,必须通过接口电路连接起来。无论是哪种数控系统,数控装置常用接口一般可以分为五大类:电源接口、通信接口、伺服控制接口、主轴控制接口和输入输出接口。

  本文以FANUC-0i Mate C数控系统和华中HNC-21数控系统为例,结合作者多年的实际维修经验,介绍数控装置的常用接口及其应用,以便于读者掌握典型数控系统的组成及功能连接,为数控系统的维修奠定良好的基础。

  二、FANUC-0i Mate C数控系统接口

  自1965年以来,FANUC一直致力于工厂自动化产品CNC的开发。公司采用了先进的开发手段及先进的生产制造设备,为全世界的机械工业提供了高性能、高可靠性的众多的系列数控产品和智能机械。图1为FANUC-0i Mate C系统单元接口图,图2为FANUC-0i Mate C数控系统连接图。

  (一)电源接口

  CP1:系统直流24V.输入电源接I21,一般与机床侧的DC24V稳压电源连接。

  (二)通信接口

  JD36A:RS-232-C串行通信接口(0、1通道)。

  JD36B:RS-232-C串行通信接口(2通道)。

  (三)伺服控制接口

  CPl0A:系统伺服高速串行通信FSSB接口(光缆),与伺服放大器的CP10B连接。CA69:伺服检测板接口,此接口维修时使用。

  (四)主轴控制接口

  JA7A:串行主轴/主轴位置编码器信号接口。当主轴为串行主轴时,与主轴放大器的  JA7B连接,实现主轴模块与C C系统的信息传递;当主轴为模拟量主轴时,该接口又是主轴位置编码器的主轴位置反馈信号接口。

  JA40:模拟量主轴的速度信号接口,CNC系统输出的速度信号(0~10V)与变频器的模拟量频率设定端相连接。

  (五)输入输出接口

  JD44A:外接的`I/O卡或I/O模块信号接口(I/O Link控制)。

  CA55:系统MDI键盘信号接口。

  CN2:系统操作软键信号接口。

  三、华中HNC-21数控系统接口

  华中世纪星HNC-21系列数控单元(HNC-21T、HNC-21M)采用先进的开放式体系结构,内置嵌入式工业PC机,配置7.5英寸彩色液晶显示屏和通用工程面板,集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口、内嵌式PIC接口于一体,支持硬盘、电子盘等程序存储方式以及软驱、DNC、以太网等程序交换功能,具有低价格、高性能、配置灵活、结构紧凑、易于使用、可靠性高的特点,主要应用于小型车、 铣 加工中心。

  (一)电源接口

  XS1:电源接口。管脚1、5 为AC24V1

  AC2472,交流24V 电源,也可用DC24V 电源供电。管脚2、4为+24V、24VG,直流24V 电源。管脚6为PE,安全地。

  调试数控机床时,数控系统上电前,调试人员需要测试管脚1、5或管脚2、4的电源电压,确认是否为DC24V或AC24V。另外,当我们怀疑数控系统输入电源类故障时,也需要进行此操作。

  (二)通信接口

  1.XS2:外接PC键盘接口。

  2.XS3:以太网接口。

  3.XS4:软驱接口。

  4.XS5:RS232接口。串行数据通信时使用,运用此接口可与PC机进行数据交换,完成参数、PLC、程序等的上传下载。

  (三)伺服控制接口

  1.XS30~XS33:模拟式、脉冲式、步进式进给轴控制接口。管脚14、7、15、8分别为CP+、CP-DIR+ 、DIR-

  步进式进给轴控制时,CP+、CP-代表输出指令脉冲,脉冲的频率和数量控制步进电机的转速和转角大小;DIR+、DIR一代表输出指令方向,控制步进电机的转向。步进式进给轴控制属开环系统,无反馈。脉冲式进给轴控制时,脉冲指令接口有3种类型:单脉冲(又称脉冲+方向)方式、正交脉冲(又称AB相脉冲)方式和正反向脉冲(又称双脉冲)方式,不同工作方式下CP、DIR的含义如表1所示。

  单脉冲方式中,CP为脉冲信号,DIR为方向信号;正交脉冲方式中,CP与DIR的相位差为脉冲信号,CP与DIR的相位超前和落后关系决定电动机的旋转方向;正反向脉冲方式中,CP为正转脉冲信号,DIR为反转脉冲信号。

  管脚6为OUTA,模拟电压输出,用于模拟式进给轴控制。

  脉冲式和模拟式进给轴控制属闭环控制,有反馈,以下是与反馈有关的管脚。

  管脚4、5和管脚12、13都是DCSV电源,所不同的是管脚12、13是外围输入给数控系统的电源,而管脚4、5是数控系统提供给编码器的电源。

  管脚1、9、2、10、3、11分别为A+、A-、B+、B-、Z+、Z-。管脚1、9和管脚2、10是伺服码盘A、B相位反馈信号,A、B相位差9O。,用于辨向。管脚3、11是伺服码盘Z脉冲反馈信号,用于每转产生一个基准脉冲,又称零脉冲,它是轴旋转一周在固定位置上产生的一个脉冲,在伺服码盘上用于精确确定机床的参考点。

  2.XS40~XS43:串行式HSV-l1型伺服轴控制接口。管脚2、3分别为数据接收RXD和数据发送TXD,管脚5为GND地。

  (四)主轴控制接口

  xS9:主轴控制接口。管脚6、14为主轴模拟量AOUT1、AOUT2,管脚7、8、15为模拟量输出地GND。AOUT1、GND输出-10V +1OV 电压给变频器,来控制主轴转速,而AOUT2、GND则输出0~+10V电压。我们根据实际所需选取相应的管脚。

  管脚4、5和管脚12、13都是DC5V电源,所不同的是管脚12、13是外围输入给数控系统的电源,而管脚4、5是数控系统提供给编码器的电源。管脚1、9、2、10、3、l1分别为SA+、SA-、SB+、SB-、SZ+、SZ-。管脚1、9和管脚2、1O是主轴码盘A、B相位反馈信号,A、B相位差90,用于辨向。管脚3、11是主轴码盘z脉冲反馈信号,用于每转产生一个基准脉冲,在主轴码盘上用于螺纹加工以及主轴定向等。

  (五)输入输出接口

  1.XSIO、XS11:输入开关量接口。每个输入开关量接口有25个管脚。以XS10接口为例,其中管脚3为空,管脚1、2、14、15为24VG,即外部开关量直流24V电源地。管脚13、25、12、24、11、23、10、22、9、21、8、20、7、19、6、18、5、l7、4、16分别为IO~I19,共支持2O个输入点,分别对应输入开关量X0.0~X2.3。同样,XS11接口也支持2O个输入点,分别对应输入开关量X2.4~X4.7。

  2.XS20、XS21:输出开关量接口。每个输出开关量接口有25个管脚。以XS20为例,其中管脚5为空,管脚1、2、14、15为24VG,即外部开关量直流24V电源地。管脚3、l6为OTBS1、OTBS2,连接超程解除按钮。管脚4、17为ESTOP1、ESTOP2,连接急停按钮。管脚13、25、12、24、11、23、1O、22、9、21、8、2O、7、19、6、18分别为OO~O15,共支持16个输出点,分别对应输出开关量Y0.0~Y1.7。同样,XS21接口也支持16个输出点,分别对应输出开关量X2.0~ X3.7。

  可通过测量管脚4、17,来判断急停按钮通断。也可通过测量3、16,来判断超程解除按钮的通断。这在维修中,在处理急停类和超程类故障时是非常有用的方法。

  3.XS6:远程I/O板接口。数控机床结构越复杂、控制功能越多,随之受控对象越多,所需的外部开关量就越多。当XS10、11、2O、21接口不能满足我们的需要时,可使用XS6远程I/O板接口进行扩展。

  4.XS8:手持单元接口。手持单元接口共有25个管脚。其中管脚25、13为+5V、5VG,即手摇直流5V 电源。管脚24、12为手摇A相HA和手摇B相HB。这些是手持单元最基本的管脚。

  另外,手持单元若带有手持急停按钮和坐标轴选择、增量倍率选择等功能,其管脚这样分配的:管脚1、2、14、15为24VG,管脚3、16为+24V,为开关量提供直流24V 电源;管脚4、l7为ESTOP2、ESTOP3,连接手持单元急停按钮;管脚9、21、8、20、7、19、6、18分别为I32~I39,对应输入开关量X4.0~X4.7;管脚11、23、1O、22分别为028~O31,对应输出开关量Y3.4~Y3.7。

  需要注意的是,若手持单元中使用了以上输入、输出开关量管脚,则XS11、XS21接口中相同的开关量管脚就不再使用,以免重复。另外,若手持单元没有急停按钮,则一定要将本接口中的4、17管脚短接,否则系统将处于急停,不能复位。对于数控机床调试、维修人员来说了解并会应用这些都是很重要的。

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数控机床的维护方法

数控机床的维护方法

  数控系统是数控机床的核心部件,因此,数控机床的维护主要是数控系统的维护。数控系统经过一段较长时间的使用,电子元器件性能要老化甚至损坏,有些机械部件更是如此,为了尽量地延长元器件的寿命和零部件的磨损周期,防止各种故障,特别是恶性事故的发生,就必须对数控系统进行日常的维护。数控机床的维护方法主要是以下几方面。

  1、制订数控系统日常维护的规章制度:

  根据各种部件特点,确定各自保养条例。如明文规定哪些地方需要天天清理(如CNC系统的输入/输出单元——光电阅读机的清洁,检查机械结构部分是否润滑良好等),哪些部件要定期检查或更换(如直流伺服电动机电刷和换向器应每月检查一次)。

  2、应尽量少开数控柜和强电柜的门:

  因为在机加工车间的空气中一般都含有油雾、灰尘甚至金属粉末。一旦它们落在数控系统内的印制线路或电器件上,容易引起元器件间绝缘电阻下降,甚至导致元器件及印制线路的损坏。有的用户在夏天为了使数控系统超负荷长期工作,打开数控柜的门来散热,这是种绝不可取的方法,最终会导致数控系统的加速损坏。正确的方法是降低数控系统的`外部环境温度。因此,应该有一种严格的规定,除非进行必要的调整和维修,不允许随便开启柜门,更不允许在使用时敞开柜门。

  3.定时清扫数控柜的散热通风系统:

  应每天检查数控系统柜上各个冷却风扇工作是否正常,应视工作环境状况,每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象。如果过滤网上灰尘积聚过多,需及时清理,否则将会引起数控系统柜内温度高(一般不允许超过55℃),造成过热报警或数控系统工作不可靠。

  4.经常监视数控系统用的电网电压:

  FANUC公司生产的数控系统,允许电网电压在额定值的85%~110%的范围内波动。如果超出此范围,就会造成系统不能正常工作,甚至会引起数控系统内部电子部件损坏。

  5.定期更换存储器用电池:FANUC公司所生产的数控系统内的存储器有两种:

  (1)不需电池保持的磁泡存储器。

  (2)需要用电池保持的CMOSRAM器件,为了在数控系统不通电期间能保持存储的内容,内部设有可充电电池维持电路,在数控系统通电时,由 5V电源经一个二极管向CMOSRAM供电,并对可充电电池进行充电;当数控系统切断电源时,则改为由电池供电来维持CMOSRAM内的信息,在一般情况下,即使电池尚未失效,也应每年更换一次电池,以便确保系统能正常工作。另外,一定要注意,电池的更换应在数控系统供电状态下进行。

  6.数控系统长期不用时的维护:

  数控机床不宜长期封存不用,购买数控机床以后要充分利用,尤其是投入使用的第一年,使其容易出故障的薄弱环节尽早暴露,得以在保修期内得以排除。为提高数控系统的利用率和减少数控系统的故障,数控机床应满负荷使用,而不要长期闲置不用,由于某种原因,造成数控系统长期闲置不用时,为了避免数控系统损坏,需注意以下两点:

  (1)要经常给数控系统通电,特别是在环境湿度较大的梅雨季节更应如此,在机床锁住不动的情况下在没有加工任务时,数控机床也要定期通电,最好是每周通电1-2次,

  (2)每次空运行1小时左右,以利用机床本身的发热量来降低机内的湿度,使电子元件不致受潮,同时也能及时发现有无电池报警发生,以防止系统软件、参数的丢失。

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如何进行数控机床的预防性维修

如何进行数控机床的预防性维修

  如何进行数控机床的预防性维修?进行数控机床的预防性维修需要注意什么?下面请随我一同来了解下吧。

  任何一台数控机床要想长期连续可靠地工作,除了机床自身的质量因素以外,还与使用过程中的正确保养、及时排除故障和及时的维修有密切关系。从提高数控机床的有效度来看,维修应包含两方面的含义:一方面是日常的维护(预防性维修),这是为了延长机床的平均无故障时间MTBF;另一方面是故障维修,其目的是尽量缩短平均修复时间MTTR。做好这两项工作,是充分发挥设备效能的基本保证。

  为充分发挥数控机床的效益,重要的是做好预防性维护,使数控系统少出故障,提高系统的平均无故障工作时间。另外还应随时做好维修的准备工作,当系统出现故障时能及时修复,以尽量减少停机修理时间。这就要求必须熟悉设备的结构和性能,熟悉数控系统的构成和基本操作,了解系统所用印制线路板上可供维修用的检测点,掌握其正常电平和波形,以便维修故障时对照、分析。此外,还应妥善保存数控系统和可编程控制器(PLC)的技术资料和原始设置参数,常用的典型零件程序。根据实际使用情况,可适当配备一些易损备件,如保险器、电刷以及容易出故障的晶体管模块和印制电路板等。对于备用电路板,要定期装在数控系统上通电运行,以免因长期不用而发生故障。

  预防性维修的关键是加强日常的维护、保养,通常应做到以下几点:

  1、为数控机床配备的数控系统编程、操作和维修人员,应熟悉所用设备的机械结构、数控装置、强电设备、液压系统、气路等各部分的特点,以及规定的使用环境、加工条件等。并严格按机床及数控装置使用说明书的要求正确、合理地使用机床,尽量避免因操作不当而引起故障。

  2、很多系统采用纸带阅读机作为程序的输入装置,系统参数、零件加工程序等纸带信息,都要通过纸带阅读机输入到数控系统内部。如果纸带阅读机的读带部分(即阅读头的发光和受光部分)有污物,就会使读入的纸带信息出现错误,所以,对阅读头表面、纸带压板、纸带通道表面应经常检查,及时清除污物。对纸带阅读机的运动部件,如主动轮滚轴、导向滚轴压紧滚轴、张紧臂滚轴等应经常清理,并保证润滑良好。

  3、定期清扫空气过滤器。当安装在数控柜及电器柜门上的空气过滤器灰尘较多时会造成柜内冷却空气流通不畅,长时间如此,会引起柜内温度升高,使系统不能可靠工作。因此,应根据使用环境定期检查,至少每半年拆下清扫一次。具体方法是:先卸下紧固螺钉,取出空气过滤器内芯,用压缩空气由里向外吹掉滤芯上的灰尘。如过滤器较脏,也可同时轻轻振动过滤器,用上述方法无法奏效时,可使用中性清洁剂(清洁剂比例5%)冲洗,但不可揉搓,然后将滤芯置于阴凉通风处晾干即可。

  4、定期进行电池的维护。对于采用CMOS存贮器保存系统参数的数控装置,为了避免停机断电时参数丢失,使用蓄电池供电予以保持。当电池电压低于CMOS保持电压时,蓄电池可在机床开机时自动充电。通常情况下蓄电池可确保断电后信息保存1000h以上,当机床长期停机时也应根据说明书的要求定期通电开机,使蓄电池补充电力。这类数控装置如果在CRT上或者用指示灯显示出电池故障报警时,表示电压过低,蓄电池已失效,需要更换新电池。为了保存原有数据,应在接通电源的情况下更换电池,且不可将电池极性接反。

  5、直流伺服电机应定期进行检查和清扫。直流伺服电机带有电刷,工作时与换向器接触磨擦而逐渐磨损。电刷过度磨损后,会影响电机的工作性能甚至造成电机的损坏,因此必须定期检查、更换。对于一般机床如数控车床、数控铣床和加工中心机床等,可每年检查一次;而对于频繁进行加减速工作的机床如冲床,则应每两月检查一次。检查时要在断开数控系统电源,且电机已完全冷却的状态下进行,首先拆下电刷盖,取出电刷,测量其长度,一般情况下。当电刷磨损到原长度的一半时,就不应再继续使用,必须更换同一型号的新电刷。第二步应仔细检查电刷与换向器接触的弧形接触面是否有深沟或裂痕,以及电刷弹簧有无打火痕迹,如有上述现象,则须仔细检查换向器的表面。若换向器正常,可更换新电刷,过一个月后再次检查;如还发生上述现象,则要考虑电机的.工作条件是否过分恶劣造成电机本身故障。装新电刷前,要用不含金属粉末和水分的清洁压缩空气清理电刷孔,一定要吹净粘在孔壁上的电刷粉末。如果难以吹净,可用螺丝刀等工具协助清理,直至孔壁全部干净为止。但要注意避免螺丝刀尖损伤换向器表面及孔壁。最后,装入新电刷,拧紧刷盖,并使伺服电机空运行跑合一段时间,使新电刷表面与换向器相吻合。

  6、注意密闭数控柜门。一般情况下应避免随意打开数控柜门,尤其是长期敞门运行。应及时清理空气过滤器。而决不可用敞开柜门的方法来散热,否则是得不偿失的。因为车间内的空气中漂浮有大量灰尘、油雾和金属粉末等,这些杂物落在印制电路板和电子组件上,易造成元器件绝缘电阻下降而出现故障,甚至使元器件及印制电路板损坏报废。尤其对于将主轴控制系统安装在强电柜中的数控机床,如强电柜门未关严或密封不良,还易造成电器元件的损坏使主轴控制失灵。

  7、定期清扫冷却装置,加强散热效果。一些伺服电机或主轴电机在机壳上设有强制冷却装置,如果冷却装置的保护网或散热片很脏,影响空气的流通,必然降低冷却能力,会因热损耗而产生故障。因此应定期清扫这些冷却装置,具体方法是:若因保护网积尘过多而妨碍通风,可将其取下进行清扫;当散热片积尘很多时,可用压缩空气吹净,或用细棒等深入散热片中间将灰尘扫除。但操作时应小心,不要将散热片挤压变形,重叠在一起,以免影响散热效果。上述的清扫周期一般为每半年一次,也可根据具体情况适当缩短。

  8、对于长期不用的数控机床,应经常给数控系统通电,在机床锁住不动的情况下使其空运行。在空气湿变较大的南方梅雨季节更应每天通电,利用电器元器件自身发出的热量驱除数控柜内的潮气。以保证电路性能的稳定可靠。实践证明,停置不用的机床经过黄梅天后,往往容易发生各类故障。如果数控机床闲置半年以上,应将直流伺服电机的电刷取出,以免由于化学作用使换向器表面受到腐蚀,换向性能变坏,甚至损坏电机。

  9、对于机床上频繁运动的部件,无论从机械上还是从控制驱动上,都应作为重点定期检查。如在数控机床上为了保证机床工作的可靠性,采用了很多限制运动位置的行程开关。而这些行程开关的可靠性直接影响着整机的工作可靠性。此外机床上的自动换刀装置机械和电气结构都比较复杂,是容易发生故障的地方,所以应经常检查控制刀库选刀与定位状况的电气系统、检测机械手运行位置的行程开关的工作状况,以确保机床能正常运行。

  任何一台数控机床经过长期的运行以后都必然会出现磨损与故障,但是延长元器件的工作寿命,延长机床部件的磨损周期,预防意外恶性事故的发生,争取机床能长时间可靠工作,是日常对机床进行预防性维护和保养的宗旨。一般机床使用说明书均有对维护检查的具体要求,应严格按照规定进行操作。

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维修数控机床的六种方法

维修数控机床的六种方法

  数控机床技术复杂且种类繁多,维修问题是影响数控机床有效利用的首要问题。下面,我为大家讲讲维修数控机床的方法,希望对大家有所帮助!

  诊断多种故障综合症

  下面通过CVT035型晶体管直流驱动器的典型实例,说明多种故障综合症的诊断方法。该故障伺服板,经初步检查看出,电路板外观很脏,输出级烧损严重,可见用户的维护保养比较欠缺,处理这种故障,应该首先清除脏物,修复输出级,切忌贸然通电,否则可能引发短路,扩大故障面。例如铁粉灰尘的导电短路,输出级开关管击穿对前级和电源的短路等等。经上述处理后,通电检查又发现如下故障:(1)“欠压”红灯有时闪亮(“READY”绿灯闪灭);(2)电机不转;(3)开关电源(±15V)变压器Tl和电源开关管V69异常发烫。

  这是一例典型的综合症,而且故障之间可能存在某种因果关系,所以处理故障需要顺序进行,否则可能事倍功半,甚至引发故障面扩大。我们通过分析,做出如下维修排序:开关电源一>“欠压”灯——>电机运转。首先检查电源板,通过测量主回路150V直流电压和断开±15V负载的检查后,得知故障在开关电源板内部,在检查电源板中发现10V稳压管V32的电压只有9.5V,由此检查下去,找到故障原因:V32的限流电阻Rl85阻值变大。更换Rl85后,±15V电源板和“欠压”灯等均恢复正常,但电机仍不转。可见,以上灯闪和元件发烫均由Rl85变值引起,电机不转则另有原因。按通常的检查方法,可以逐级检测,但由于经验的缘故,我们只做简单的变换转向试验,结果发现反向运转正常,所以很快查出故障原因:换向电路的集成块N5(TL084)失效,更换N5后,一切正常。

  CT4一OS3型查频器的一例特殊故障

  CT4一OS3型变频器常用于YBM90和MK5oo加工中心的刀库驱动。在维修中,我们多次碰到该变频器时好时坏的缺相故障,并且测得缺相电压只有60至200V(正常为400V)。由于这是一种时好时坏的软故障,诊断查寻困难。

  但是,我们发现该变频器这种故障的.多数原因是脉冲隔离级问题——振荡不稳定。这种故障现象,用示波器检查,很难发现“波形丢失”,但一般都有三组脉冲幅值不相等,甚至差异软大的现象。其实,仔细分析一下隔离级电路的特点就能看出问题,这是一个比较特殊的间歇振荡器,仅用二只三级管,分别做振荡管和振荡器电源开关。由于采用单管振荡,而且振荡电路串入限流电阻和二只三极管,加上变压器输出负载,所以振荡电路损耗大,增益低,容易造成电路偶发性停振和脉冲幅值不足的毛病,即产生时好时坏的电机缺相故障。从以上分析可以看出,这种电路对脉冲变压器Q值和三极管β值要求严格,用户维修时,可以采用如下措施得到弥补:(1)选用高β(120至180)振荡管;(2)适当减少限流电阻阻值,即在51Ω电阻上并接100一270Ω。

  PC接口法

  由于数控机床各单元(除驱动器外)与数控系统之间都是通过PC接口(1/O)实现信号的传递和控制,因此,许多故障都会通过PC接口信号反映出来,我们可以通过查阅PC机床侧的1/O信号诊断各种复杂的机床故障或判别故障在数控系统还是在机床电气。其方法很简单,即要求熟悉全部PC(机床侧)接口信号的现行状态和正常状态(或制成一张表格),诊断时,通过对全部PC(机床侧)接口信号的现行状态和正常状态逐一查看比对,找出有故障的接口信号,然后根据信号的外部逻辑关系,查出故障原因。当你熟悉了PC接口信号后,应用这种PC接口比对法,非常简便快快捷,而且避免了分板复杂的梯形图程序。

  西门子3GG系统数据异常的恢复

  瑞士STUDER S45一6磨床配备西门子3GG系统,为双NC双PLC结构,该系统具有很强的自诊断功能,发生故障时,可以借助屏幕提示,快速诊断修复故障。但是如果发生系统无法启动,并且PLC处于停止状态,屏幕不亮,那么系统的自诊断功能将无法发挥作用,导致诊断困难。发生这种故障的原因比较多,如果电池电压低于2.7V,必须更换电池;如果NC或PLC硬件损坏,需要更换电路板;如果机床的24V电源低于21V,需要检查电源电路和负载。

  但是我们碰到更多的故障原因并不是硬件故障,而是机床数据异常这类软故障。其原因比较复杂,如电网干扰、电磁波干扰、电池失效、操作失误等均有可能造成机床数据的丢失或混乱,以致系统无法启动。

  象这类软故障我们可以采用全清恢复法使系统恢复运行。3GG系统的全清步骤如下:

  (1) 机床数据、用户程序、设定数据和背景存贮器的清除;

  (2) 3GG系统的初始化;

  (3) PLc清零;

  (4) 恢复被清除的全部数据、程序。一般需要设定波特率,调出128KB内存,然后,通过磁盘等媒体输入数据、程序。

  (5) 试验并检查伺服系统的全部KV系数。

  (6) 完成这些步骤后,系统恢复正常。

  采用电阻比对法诊断电源负载短路

  故障障实例:FANUC一BESK伺服驱动板十15V负载软击穿烧保险丝。我们维修时,通过初步检查判定故障原因是负载局部短路,并且用数字表测得十15V对“地”电阻,正常板为1.3KΩ 故障板为300Ω。因为通电好烧保险丝,根本无法通电检查,所以只能做电阻测量或拆元件检查。

  但是,由于该伺服板的十15V电源与其负载(24只集成元件)的印刷电路成放射型结构,所以,电阻测量时无法做电路切割分离,并且由于元件多且为直接焊装,也不可能逐一拆卸检查。维修的实际操作十分困难,即使故障解决了,也往往弄得电路板伤痕累累。处理这种既不能做电路切割分离或元件拆卸也无法通电检查的故障,我们采用电阻比对法检查很方便。诊断检查时,不切割电路也不焊脱元件,而是直接测量十15V端与各集成元件的有关管脚问的电阻值,同时将故障板与正常板做对应值比较,即可查出故障。处理以上故障时,考虑到元件管脚多,所以首先分析厚膜块内部电路(图中已标出)和集成块管脚功能图,然后从中筛选出若干主要的测试点,做电阻测量。当测量到Q7时,发现其3脚( + 15V)对14脚(输出)电阻为150Ω(正常为6KΩ ,怀疑Q7(LM339)有问题,更换Q7后,伺服板恢复正常,说明Q7管脚间阻值异常系内部软击穿,从而引起电源短路。

  快速过程的分步模拟法

  有些控制过程,如步进电机的自动升降速过程,直流调速器的停车制动过程,只有零点几秒的瞬间时间。查寻这种快速过程的电路故障,显然无法采用一般仪表进行故障跟踪检测,所以故障诊断比较困难。下面通过故障实例一5V型直流可控硅主驱动停车时间太长的故障,介绍我们采用的特殊方法一分步模拟法。

  经过对故障板的初步检查,判断故障原因在V5主驱动器制动电路。该制动控制逻辑复杂,涉及电路多,诊断故障决非举手之劳,而且由于制动过程短,无法测量,所以我们采用分步模拟法进行诊断检查。由电路原理得知制动过程如下:(1)本桥逆变,释放能量;(2)自动换桥,再生制动;(3)再次换桥,电路复原。

  为了分步测量的需要,以速度指令、速度反馈和电流反馈为设定量,将以上过程细分为八个步骤(列成一张表),然后逐步改变相应设定量,检测有关电路信号,对照电路逻辑,查出故障。我们做分步测试进行到第二步(即速度指令由1变0)时,发现“a后移”和“积分停止”均为高电平,按电路逻辑,应为低电平,据此查对电路,很快找出A2板中与非门Dl06(型号:FZHI01)有问题,更换后,故障排除。

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