加工中心不执行换刀故障诊断

维护与修理
17 设全禄
摘要 着重讨论半波能耗制动元件的选择 ,在 Y/ △启动 、绕线电动机 、多速电动机中的应用 ,及其 Y/ △ 控制原理和接线方法 。
笔者“半波能耗制动的探讨与应用”一文在《设备管理与维 修》2000 年 10 期发表后 ,许多读者已将此技术应用于设备改造 之中 ,下面就改造中遇到的问题进行讨论 ,供同行参考 。
源 ,电动机定子通入直流电流 ,旋转磁场转速为零 ,由于转子带 着负荷继续转动 ,转子线圈切割磁力线 ,转子绕组便产生感应电 动势 ,这时电动机变成了发电机 ,若转子绕组形成闭合回路 ,转 子绕组中便有电流流过 ,根据右手定则电磁力 F 的方向与转子 的旋转方向相反 ,形成制动力矩 。所以 ,绕线式电动机使用半波 能耗制动时 ,控制方式和定子接线方法与鼠笼式相同 ,且转子的 三相绕组必须构成闭合回路 ,才能够获得制动力矩 。在制动电 压一定的情况下 ,调节转子回路的电阻值 ,便可以调节制动力矩 的大小 。
11 输入数据不规范造成停机 机床配置 :北京机电研究院制造的 VMC1000C 立式加工中 心 ,数控系统为 FANUC Oi - MA ,带一刀套编码选刀方式的自动 刀库 。 故障现象 :机床开始加工出现报警“OVERTRAVL - Y”,即 Y 轴负向超程启动循环加工后 ,未换刀便执行起刀点的语句 ,未按 照正常路径走刀 , Y 轴负向已经硬限位 。 分析处理 : (1) 查看系统参数号 1320 和 1321 (存储式行程检测) 是正确 的 ,说明软限位未改变 。有关行程的参数也无异常 。 (2) 有乱走刀 、不换刀现象 ,怀疑位置环有问题 。执行另一 段 G56 与故障段 G58 基本相同的加工程序 (即工件坐标系不 同) ,发现机床加工一切正常 。位置环损坏 、机床参数发生改变 或丢失的可能性排除 。 (3) 怀疑机床数据机处理中断或时序控制错误等 ,按下急停 按钮 ,关断机床电源 ,重新启动机床 ,运行有问题的程序 ,情况依 旧。 (4) 对照 G56 和 G58 的 X 、Y、A 坐标值完全相同 , 惟有 Z 坐 标有不同 。是否 G58 不能够使用了呢 ? 决定将该程序段中的 G58 改成 G54 ,在 G54 上设定 G58 的坐标值 ,再执行修改的程序 , 机床运行正常 。 (5) 由此判定 ,或是 G58 功能支持软件的宏程序发生错误 , 或是 G58 确认的坐标值没有被系统所认可 (即 NC 给机床‘MT’ 的执行数据不同于设置的数据) ,而是记忆成为另外的数据 ,因 为一旦运行程序其走刀的方向和位置都不对 ,显然后者是可能 性较大 。于是 ,将 G58 的 X 、Y 、Z 和 A 的坐标值重新设置为“0”, 按“REST”复位 ,再重新输入原来的坐标值 ,机床恢复了正常 。 由此看出 ,该故障是由于不规范的输入数据 ,使面板给 NC 的数据发生错误引起的 。采取消除数据 、重新输入的方法 ,故障 得以排除 。 21 系统参数受到干扰 机床配置 :宁江机床 (集团) 股份有限公司生产的 THM6350 卧式加工中心 。数控系统为 : FANUC Oi - MA ,配有随机选刀方 式的链式自动刀库 (32 把) 和机械手 。
加工中心不执行换刀故障诊断
杜江华
在通常情况下 ,数控加工中心自动换刀功能出现故障的原 因主要有 :某个输入或输出信号不对 ,出现短路 、断路 ,位置检测 不到位 ,刀库乱刀 ,数刀计数器出错 ,继电器损坏 ;由于与之有联 系的液压 、气压系统 ,机械卡死 、松脱等的影响 。但是有那么一 些故障很少遇见 ,特别在资料不祥无提示 ,故障点隐蔽 ,报警信 息少 ,甚至无报警情况下 ,需要仔细认真的去观察分析 。以下介 绍几例供参考 。
竹市 618201
〔编辑 武思明〕
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设备管理与维修 2004 №4
维护与修理
故障现象 :在自动加工方式下 ,每当执行换刀语句 (M06) 时 , 突然跳到下面的插补语句 ,未换刀而直接以原来的刀具加工 。同 时 ,后面刀库中刀具仍然在预选过程中 。无任何报警信息 。
分析处理 : (1) 怀疑到 NC 加工语句的正确性 ,仔细检查没有发现任何 问题 。 (2) 在通常情况下 ,不能换刀或者不能执行换刀语句的问题 是很常见的 ,此例中 ,后面的自动刀库中刀具仍然在预选过程 中 ,而且已经在利用原来的刀具加工 。为了确保人身和设备的 安全 ,必须即时停机 。为了进一步查找原因 ,在 MDI 方式下单 独执行换刀语句 (如 “: T2 ;M06 ;”) ,刀具能够交换 。由此确定不 是执行机构本身的问题 。 (3) 是否系统操作不规范 、电源电压波动大或其它外界干扰 因素 ,导致系统偶然出现紊乱 ? 重新启动运行 ,故障依旧 。 (4) 在 MDI 方式下 ,执行换刀和插补语句连贯时 (如 “: T2 ; M06 ; G01X20010Y15010 ;M30 ;”) 试运行的现象与自动方式下完全 一样 。决 定 进 一 步 查 看 PMCPRM 参 数 画 面 中 的 定 时 器 ( TI MER) 、计数器 (COUNTER) 、数据表 (DATA) 、保持继电器 ( KEEP2 RL) ,厂家没有完整的提供标准参数和具体对照含义 ,本工段有 一完全相同的该型加工中心 ,将两设备设置到相同的模式下 ,以 正常的参数作为参考标准一一排除 ,发现 KEEPRL 中 K03 # 1 = 1 ;而正常的 K03 # 1 = 0。该类数据通常作为定义或支持某个功 能的实现 。在确保即时停机的情况下 ,修改该位为“0”,试运行 。 机床恢复正常 。 系统中设置的各个参数在不规范操作 、车间电源电压不稳 和加工环境恶劣等影响下 ,很容易发生改变 ,甚至丢失 。本例中 问题出在参数发生了改变 。 31 元器件老化 ,造成感应不灵敏 机床配置 :由 STARRF∋SMASCHINEG AG 进口的 HX - 151 型立式加工中心 ,数控系统为 :Allen - Bradley series 10 NC。自动 刀库采用刀套编码方式选刀 。 故障现象 :刀库不能正常换刀 ,单独执行换刀也不行 ,一段 时间停机待查 。刀库换刀的主要动作是 :旋转选刀 、左运动 、上 运动 、下运动 、右运动 。报警信息为 “: 无法执行下去”。 分析处理 : (1) 报警信息提示不明确 。初步认为换刀过程中某条件未 得到满足 ,逐一查找刀库门开关 、刀库电机 、计数开关 、传动位置 准备 、按钮 、驱动等等 ,以及液压与气动部分 ,均无结果 。24V 电 源也正常 。 (2) 测试各个动作的逻辑顺序 ,均正常 ,但却总是执行到中 间某一个环节停顿下来 。仔细观察发现 ,每到了不能执行的那
一步 ,PLC 的动作输入信号灯迅速闪亮一下 。于是怀疑 PMC 块 的内部 PCB 板有故障 ,虚焊或者接触松动导致电流信号不稳 。 更换新的备件再试 ,故障依旧 。
(3) 经一段时间后 ,发现输入部分的主轴准停信号灯相当微 弱 ,有微小的闪动状态 ,亮度比周围的暗淡一些 ,偶尔甚至熄灭 。 联想到 ,通常换刀与主轴准停功能有联系 ,经查发现主轴准停接 近开关已经松动 ,感应也不灵敏 ,时好时坏 ,更换调整后机床换 刀功能恢复正常 。
一 、半波能耗制动元件的选择 选择电器元件 ,首先要计算出制动电流 IZ ,根据制动电流 来合理选择元件 。先测量出电动机任意两根进线之间的电阻 RO 值 ,再测量出电动机带着传动装置运转的轻载线电流 IQ ,将 测得的数据分别代入经验公式 ,便可以求出制动电流 IZ 和限流 电阻 R 值 : IZ = KIQ R = 220 ×0145/ IZ - RO 220V AC 的反向峰值电压为 314V ,所以 ,晶体二极管选用 400V ,额定电流大于 1125 IZ 即可 。由于通电时间小于 2s ,在不 频繁制动的情况下晶体二极管可以不用散热片 ,限流电阻功率 取 1/ 4W。系数 K 一般取 315～4 。由于磁饱和的原因 ,系数大 于 4 ,制动电流超过一定值 ,制动力矩不再增大 ,电动机发热量 增大 ,反而有害无益 。 例 1 一台 J02 - 32 - 4 型 3kW 电动机 ,Y接法 ,传动装置转速 高 ,惯量大 ,测得 RO 为 4138Ω ,轻载线电流 IQ 为 415A , K 取 4。 IZ = KIQ = 4 ×415 = 18A R = 220 ×0145/ IZ - RO = 99/ 18 - 4138 = 1112Ω 则 PR = IZ2 R/ 4 = 182 ×1112/ 4 = 90172W 所以 ,限流电阻选用 111Ω、100W 的法琅电阻 ,二极管选用 400V、2CZ30A 的硅整流二极管 。 例 2 一台 J02 - 52 - 4 型 10kW 电动机 , △接法 ,传动装置 转速较高 ,惯量不大 ,轻载线电流为 1015A ,在 Y 接法时测得 RO
三 、在 Y/ △启动控制线路中的应用 容量较小的电动机一般采用直接启动 。对于较大容量的电 动机 ,则需要采用降压启动 。电压 380V、绕组接法为 △或 △/ Y 的较大容量电动机 ,轻载启动时 ,多采用 Y/ △启动 。启动时绕 组为 Y连接 ,待转速升高到一定程度时 ,再将绕组换接为 △连 接 。停车断电后 ,三相绕组互相不连接 。这种启动控制线路 ,在 使用半波能耗制动时 ,可将绕组 Y 接 ,将其中两个绕组串联后 再接入半波直流 。其工作原理图如图 1 所示 。 当使用按钮操作时 ,按动 SB2 ,接触器 KM1 、KM3 吸合 ,电动 机绕组的 6 、4 、5 端由 KM3 主触点短接成为 Y 点 ,三相电源经 KM1 的主触点接入电动机三相绕组 ,电动机启动或运转 。KM1 自锁 , KM1 的辅助常闭点互锁住 KM4 。再按动 SB3 , KM3 释放 , Y 点断开 , KM2 吸合并自锁 ,电动机转入 △运转 。按下 SB1 ,接触 器 KM1 、KM2 释放切断三相电源 , KM1 的辅助常闭互锁点复位 接 通 KM4 。KM4吸合使 KM3也同时吸合 ,半波直流接到电动机
其实 ,本例故障的原因是一般的问题 ,因厂家资料上未提及 这一点而花费了大量时间 ;同时因主轴准停位置已到位 ,而电流 信号的微弱不易觉察 ,给诊断增加了难度 。因此 ,在诊断中要充 分利用发散思维 ,多观察 ,多分析 ,不要一味地依赖于厂家资料 。