通常機床主軸電動機制動時,采用的是能耗制動方式,使電動機AB相輸入直流電源。
采用能耗制動方式使主軸電動機停止,主軸在低檔位低速旋轉(zhuǎn)時,大約需要0.5s,在高檔位高速旋轉(zhuǎn)時,大約需要2.5s。目前,采用的主軸電動機制動方法如圖1所示,先斷開KM1,再閉合開關KM2,從而斷開三相交流電源,接通直流電源,延時2.5s,認定主軸電動機停止旋轉(zhuǎn),然后進行換刀或其它動作
由于現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來越高,數(shù)控系統(tǒng)本身的故障越來越低,而大部分故障的發(fā)生則是非系統(tǒng)本身原因引起的。系統(tǒng)外部的故障主要指由于檢測開關、液壓元件、氣動元件、電氣執(zhí)行元件、機械裝置等出現(xiàn)問題而引起的。
數(shù)控設備的外部故障可以分為軟故障和外部硬件損壞引起的硬故障。軟故障是指由于操作、調(diào)整處理不當引起的,這類故障多發(fā)生在設備使用前期或設備使用人員調(diào)整時期。對于數(shù)控系統(tǒng)來說,另一個易出故障的地方為伺服單元。由于各軸的運動是靠伺服單元控制伺服電機帶動滾珠絲杠來實現(xiàn)的。用旋轉(zhuǎn)編碼器作速度反饋,用光柵尺作位置反饋。一般易出故障的地方為旋轉(zhuǎn)編碼器與伺服單元的驅(qū)動模塊。也有個別的是由于電源原因而引起的系統(tǒng)混亂。特別是對那些帶計算機硬盤保存數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。例如,德國西門子系統(tǒng)840C。
例1:一數(shù)控車床剛投入使用的時候,在系統(tǒng)斷電后重新啟動時,必須要返回到參考點。即當用手動方式將各軸移到非干涉區(qū)外后,再使各軸返回參考點。否則,可能發(fā)生撞車事故。所以,每天加工完后,最好把機床的軸移到安全位置。此時再操作或斷電后就不會出現(xiàn)問題。
外部硬件操作引起的故障是數(shù)控修理中的常見故障。一般都是由于檢測開關、液壓系統(tǒng)、
氣動系統(tǒng)、電氣執(zhí)行元件、機械裝置出現(xiàn)問題引起的。這類故障有些可以通過報警信息查找故障原因。對一般的數(shù)控系統(tǒng)來講都有故障診斷功能或信息報警。維修人員可利用這些信息手段縮小診斷范圍。而有些故障雖有報警信息顯示,但并不能反映故障的真實原因。這時需根據(jù)報警信息和故障現(xiàn)象來分析解決。
例2:我廠一車削單元采用的是SINUMERIK840C系統(tǒng)。機床在工作時突然停機。顯示主軸溫度報警。經(jīng)過對比檢查,故障出現(xiàn)在溫度儀表上,調(diào)整外圍線路后報警消失。隨即更換新儀表后恢復正常。
例3:同樣是這臺車削中心,工作時CRT顯示9160報警 “9160 NO PART WITH GRIPPER 1 CLOSED VERIFY V14-5”。這是指未抓起工件報警。但實際上抓工件的機械手已將工件抓起,卻顯示機械手未抓起工件報警。查閱PLC圖,此故障是測量感應開關發(fā)出的。經(jīng)查機械手部位,機械手工作行程不到位,未完全壓下感應開關引起的。隨后調(diào)整機械手的夾緊力,此故障排除。
例4:一臺立式加工中心采用FANUC-OM控制系統(tǒng)。機床在自動方式下執(zhí)行到X軸快速移動時就出現(xiàn)414#和410#報警。此報警是速度控制OFF 和X軸伺服驅(qū)動異常。由于此故障出現(xiàn)后能通過重新啟動消除,但每執(zhí)行到X軸快速移動時就報警。經(jīng)查該伺服電機電源線插頭因電弧爬行而引起相間短路,經(jīng)修整后此故障排除。
例5:操作者操作不當也是引起故障的重要原因。如我廠另一臺采用840C系統(tǒng)的數(shù)控車床,第一天工作時完全正常,而第二天上班時卻無論如何也開不了機,工作方式一轉(zhuǎn)到自動方式下就報警“EMPTYING SELECTED MOOE SELECTOR”。加工完工件后,主軸不停,機械手就去抓取工件,后來仔細檢查各部位都無毛病,而是自動工作條件下的一個模式開關位置錯了。所以,當有些故障原因不明的報警出現(xiàn)的話,一定要檢查各工作方式下的開關位置。
還有些故障不產(chǎn)生故障報警信息,只是動作不能完成,這時就要根據(jù)維修經(jīng)驗、機床的工作原理和PLC運行狀況來分析判斷了。
對于數(shù)控機床的修理,重要的是發(fā)現(xiàn)問題。特別是數(shù)控機床的外部故障。有時診斷過程比較復雜,但一旦發(fā)現(xiàn)問題所在,解決起來比較簡單。對外部故障診斷應遵從以下兩條原則。首先要熟練掌握機床的工作原理和動作順序。其次,要會利用PLC梯形圖。NC系統(tǒng)的狀態(tài)顯示功能或機外編程器監(jiān)測PLC的運行狀態(tài),一般只要遵從以上原則,小心謹慎,一般的數(shù)控故障都會及時排除。
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