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數控機床常見故障及維修改造分析

發布時間:2017年05月22日

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發布者:未知

數控機床近年來在工業企業中得到廣泛的運用。但在數控機床的使用也可能因操作失誤或機床本身的故障導致停機,面對一些常見故障我們應該如何解決,襄陽源創工控在這里向大家簡單介紹,以供參考:


數控機床是一種集機、電、液、氣、光高度一體化的現代高精度自動化的技術設備,數控機床作為加工企業中關鍵產品里面的關鍵工序的關鍵設備,假設出現故障,就會導致停機,從而影響加工企業生產,使得損失很大的。為了保證數控機床能夠長期安全平穩運行,并且能夠及時降低維修費用,消除隱患,達到提高工廠企業的經濟效益,就需要增加對數控機床常見故障問題的了解及加強數控機床維修改造的分析和研究。


1.數控機床常見故障問題

數控機床會出現各種各樣的故障, 并且多集中在主軸部分與進給伺服系統。原因有制造單位的設計問題,以及數控系統與主機連接不當和運用方面的問題,和有PLC程序設計的問題,如輔助控制器件的故障和控制回路斷路等,下面將具體認識數控機床中常見的故障。

主軸部分問題

主軸部分的故障主要表現在主軸驅動系統的故障與主軸液壓、主軸流量檢測存在的故障。 如廣泰數控系統的CAK6150TJ數控車床,出現的問題是四工位刀架不能完成換刀動作,如果在電氣與機械角度看,是刀架進水、定位銷脫開或者是電機過載。亦如西門子802C數控系統中“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,使得兩軸報警通常是同時出現,并且以“025000Z軸”報警較常見。


伺服系統的故障問題

伺服系統在數控機床設備中非常重要,只有高性能的伺服系統,才可能提供靈活、方便、準確、快速的驅動效果,而伺服系統故障通常是由伺服控制單元、伺服電機、液壓系統、氣動系統、電氣執行元件、機械裝置、測速電機、編碼器等方面的問題導致。如測速裝置故障、測速反饋信號干擾等,使得測速信號不穩定,導致竄動;以及速度控制信號不穩定或受到干擾產生竄動;以及螺釘松動,接線端子接觸不良導致竄動等問題。

外部故障問題

數控機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致的硬故障,軟故障表現就是由于操作、調整處理不當所導致,這類故障在設備使用前期或設備使用人員調整時期發生。尤其是對那些帶計算機硬盤保存數據的系統。如一數控車床在投入使用的時,就要求要返回到參考點。如果在系統斷電后重新啟動時沒有使各軸返回參考點,這樣就會造成撞車事故。


2.關于數控機床維修改造分析研究

數控機床主軸驅動系統維修改造。

控制數控車床中,主軸驅動系統里的主軸旋轉運動能夠為車床主軸提供所需要的驅動功率,并且所需的切削力,工件和刀具的相互作用產生負載轉矩。在數控車床中主軸輸出功率要求大,調速范圍足夠大,并具有主軸和進給驅動同步控制、準??刂?、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。運算速度方面,目前開發出 CPU 應該是 32 位和 64 位的數控系統,頻率達到幾百兆赫、上千兆赫。微處理器的數控系統才能為高速、高精度提供保障。才能達到在分辨率為 0.1&mu;m---0.01&mu;m范圍時,可以獲得高達 24~240m/min 的進給速度。在換刀速度方面,主軸為軸心,刀具設計在圓周布置,交換時間控制在0.5s為最高,目前德國 Chiron 公司將刀庫設計成籃子樣式刀到刀的換刀時間僅僅是 0.9s。

數控機床高精度方面,可以利用誤差補償技術,采取誤差補償技術,能夠把加工誤差減少 60~80,方法是采取反向間隙補償法,絲桿螺距誤差補償法,以及刀具誤差補償等技術,對設備的熱變形誤差和空間誤差進行綜合補償。還可以利用CNC 系統控制精度,方法是以微小程序段實現連續進給,采取高速插補技術,采取CNC 控制單位精細化措施提高位置檢測精度。亦或者是通過仿真預測機床的加工精度,用網格解碼器檢查以保證機床的定位精度和重復定位精度,在不同運行條件下保證零件的加工質量。


2、智能化數控系統的自診斷功能。

人工智能技術為制造業生產柔性化、制造自動化的發展提供了很大幫助,如監測加工過程中,關于切削力、主軸與進給電機的功率、電流、電壓等方面的信息,可以采取用傳統的或者是現代的算法進行識別來辯識出刀具的受力、磨損、破損狀態,和機床加工的穩定性狀態情況。如要完整記錄系統的各種信息,并且對數控機床發生的錯誤與事故情況進行回放與仿真,可以用智能故障回放和故障仿真技術,來確定錯誤引起的原因,和提供解決問題的辦法。以及為了要自動識別負載情況,和關于自動調整參數的智能化伺服系統,以及智能主軸交流驅動裝置,智能化進給伺服裝置,就可以設計智能化交流伺服驅動裝置。在自診斷方面,CNC系統實現較為完備的自診斷系統,CNC系統有控制和顯示,以及編程能力。能夠輸出脈沖型控制信號與I/O信號。而且在CRT上,還可以直觀地看出CNC系統I/O的狀態。出現問題后,可以通過PLC程序的邏輯分析檢查出問題的部位。



數控機床伺服系統的選擇。

伺服系統除了一個電機外。應該是一個閉環的運動系統控制工程網,有控制器、驅動器和電儀,反饋裝置,并且配有一個光學或者是磁編碼器。伺服系統具有在采用永磁技術后,可以同步機械,并且配以有刷或者是無刷PM電機,以及在一個AC感應電機上能夠建立異步機械系統。在數控機床中伺服系統是一個重要組成部分,伺服系統是數控系統CNC系統和刀具,以及主軸間的信息傳遞環節,同時還是能量放大和傳遞的一個環節。伺服系統的選擇應該根據移動速度、跟蹤度、定位度等指標進行選擇。


數控機床機械部件的改造。

機床數控改造時在設計上需要滿足高的靜動態剛度和運動副之間的摩擦系數小,而且在傳動中無間隙,表現出功率大,便于操作與維修。機床動態特性要求強,在導軌方面需要有普通車床導向度和工藝,同時還要有良好的耐摩擦和磨損特性, 使得速度環、位置環和相關參數在一個最佳匹配狀態。另一方面絲杠傳動直接關系到傳動鏈準確度,滾珠絲杠的作用是將旋轉運動轉化為直線運動,也就是說當絲杠作為主動體時螺母就會隨絲杠的轉動角度按照對應規格的導程轉化成直線運動,被動工件可以通過螺母座和螺母連接,從而實現對應的直線運動。

所以就要求加工件無側隙、剛性高,準確度要求高,拖動扭矩要求小,不會出現滑動運動爬行現象。在聯軸器方面,聯軸器是主動軸和從動軸聯接。作用是當數控機床在高速重載的動力傳動中有緩沖、減振和提高軸系動態性能的效果,所以對于聯軸器需要提高重復定位度,不斷消除傳動系統中的反向間隙,在伺服驅動元件中,通常所用的聯軸器多數采用無鍵連接,如錐銷剛性聯軸器和錐環聯軸器等聯軸器。



隨著我國加工廠的增多,數控機床也得到了大量的運用,并且成為企業中關鍵產品關鍵工序的關鍵設備。但是在使用中數控機床故障的產生是多種多樣的,需要不斷的克服改造,對于相關電路圖、相關參數和相關軟件進行認真研究,才能做的更好,尤其是在電氣、控制系統的改造上,才能充分發揮數控機床的效益。

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