数控机床故障维修五例

数控机床故障维修五例

摘要:本文以5个来自生产一线的实际案例,讲述了数控机床常见故障的诊断方法和维修过程,为读者提供了数控机床参故障维修的思路和方法。

关键词:数控机床故障维修

随着数控机床的越来越普及,数控机床的故障维修也日益受到重视。数控机床本身的特点决定了数控机床的故障维修相当比较复杂,对维修人员的要求也比较高。当数控机床发生故障后,如何在第一时间将其修复,是各个企业所面临的一个难题。在本文中,介绍了5个数控机床的典型故障维修实例,以供读者借鉴。

1 轴窜动故障

故障现象:北京第一机床厂产XHK716立式加工中心,X轴在运动到某一固定位置时出现窜动,机床不报警。

故障分析与检查:轴窜动可能是由速度环或者位置环异常引起的。首先检查速度环路、测速机、电动机、驱动器及连接电缆正常。该机床X轴采用感应同步器作为测量尺,检查励磁正弦和余弦信号、放大器、定尺和滑尺也都正常,但见随工作台移动的信号电缆有明显磨损痕迹,测量该电缆线有时断时续现象,导致机床X轴出现窜动。

故障处理:更换电缆故障排除。

2 进给轴轴机械爬行故障

故障现象:某加工中心运行时,工作台Y轴方向位移过程中产生明显的机械爬行故障,故障发生时系统不报警。

故障分析与检查:因故障发生时系统不报警,同时观察CRT显示出来的Y轴位移脉冲数字量的速率均匀(通过观察X轴与Z轴位移脉冲数字量的变化速率比较后得出),故可排除系统软件参数与硬件控制电路的故障影响。由于故障发生在Y轴方向,故可以采用交换法判断故障部位。通过交换伺服控制单元,故障没有转移,故故障部位应在Y轴伺服电动机与丝杠传动链一侧。为区别电动机故障,可折卸电动机与滚珠丝杠之间的弹性联轴器,单独通电检查电动机。检查结果表明,电动机运转时无振动现象,显然故障部位在机械传动部分。脱开弹性联轴器,用扳手转动滚珠丝杠进行手感检查。通过手感检查,感觉到这种抖动故障的存在,且丝杠的全行程范围均有这种异常现象。折下滚珠丝杠检查,发现滚珠丝杠轴承损坏。

故障处理:换上新的同型号规格的轴承后,故障排除。

3 机床过载报警的故障

故障现象:某配套FANUC-0M系统的数控立式加工中心,在加工中经常出现过载报警,报警号为434,表现形式为Z轴电动机电流过大,

电动机发热,停上40min左右报警消失,接着再工作一阵,又出现同类报警。

故障分析与检查:经检查电气伺服系统无故障,估计是负载过重带不动造成。为了区分是电气故障还是机械故障,将Z轴电动机拆下与机械脱开,再运行时该故障不再出现。由此确认为机械丝杠或运动部位过紧造成。

故障处理:调整Z轴丝杠防松螺母后,效果不明显,后来又调整Z轴导轨镶条,机床负载明显减轻,该故障消除。

4 振动的故障

故障现象:某采用FANUC 0T数控系统的数控车床,开机后,只要Z 轴一移动,就出现剧烈振荡,CNC无报警,机床无法正常工作。

故障分析与检查:经仔细观察、检查,发现该机床的Z轴在小范围(约2.5mm以内)移动时,工作正常,运动平稳无振动:但一旦超过以上范围,机床即发生激烈振动。

根据这一现象分析,系统的位置控制部分以及伺服驱动器本身应无故障,初步判定故障在位置检测器件,即脉冲编码器上。

考虑到机床为半闭环结构,维修时通过更换电动机进行了确认,判

定故障原因是由于脉冲编码器的不良引起的。

为了深入了解引起故障的根本原因,维修时作了以下分析与试验。

(1)在伺服驱动器主回路断电的情况下,手动转动电动机轴,检查系统显示,发现无论电动机正转、反转,系统显示器上都能够正确显示实际位置值,表明位置编码器的A、B、*A、*B信号输出正确。

(2)由于本机床Z轴丝杠螺距为5mm,只要Z轴移动2mm左右即发生振动,因此,故障原因可能与电动机转子的实际位置有关,即脉冲编码器的转子位置检测信号C1、C2、C4、C8信号存在不良。

根据以上分析,考虑到Z轴可以正常移动2.5mm左右,相当于电动机实际转动180°,因此,进一步判定故障的部位是转子位置检测信号中的C8存在不良。

按照上例同样的方法,取下脉冲编码器后,根据编码器的连接要求如表1所示,在引脚N/T、J/K上加入DC5V后,旋转编码器轴,利用万用表测量C1、C2、C4、C8,发现C8的状态无变化,确认了编码器的转子位置检测信号C8存在故障。进一步检查发现,编码器内部的C8输出驱动集成电路已经损坏。

故障处理:更换集成电路后,重新安装编码器,并按上例同样的方法调整转子角度后,机床恢复正常。

5 驱动器故障

故障现象:一台配套FANUC 0M系统的加工中心,机床起动后,在自动方式运行下,CRT显示401号报警。分析与处理过程:FANUC OM 出现401号报警的含义是“轴伺服驱动器的VRDY信号断开,即驱动器未准备好”。

故障分析与检查:根据故障的含义以及机床上伺服进给系统的实际配置情况,维修时按下列顺序进行了检查与确认。

(1)检查L/M/N轴的伺服驱动器,发现驱动器的状态指示灯PRDY、VRDY均不亮。

(2)检查伺服驱动器电源ACl00V、ACl8V均正常。

(3)测量驱动器控制板上的辅助控制电压,发现±24V,±15V异常。

根据以上检查,可以初步确定故障与驱动器的控制电源有关。

仔细检查输入电源,发现X轴伺服驱动器上的输入电源熔断器电阻大于2MΩ,远远超出规定值。

故障处理:经更换熔断器后,再次测量直流辅助电压,±24V,±15V恢复正常,状态指示灯PRDY、VRDY均恢复正常,重新运行机床,401号报警消失。