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數控車床技術應用

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數控機床中故障診斷和解決方法
發布時間:2012-03-29   點擊次數:2738次

摘 要:闡述了SIEMENS810系統為數控機床中與數控系統(NC部分)部分相關的故障及頻率相對較高的故障進行的診斷和解決方法。

  隨著數控機床越來越廣泛的應用,要求我們對數控技術要有一定的掌握,對于一些常見故障已經能夠及時排除,但對于一些沒有報警提示的故障的解決還是感到有些棘手。

  1.數控(NC)部分的故障

  數控系統是數控機床的大腦,可靠性較高,故障率較低,但由于數控系統受其工作環境如潮濕、振動、油霧、溫度變化的影響,以及電網的波動都會影響電子器件的工作性能,因此故障常常發生。

  1.1 故障實例
  1.1.1 SIEMENS810系統控制的機床運行過程中,在沒有任何報警提示下,不定期地出現系統掉電。為查清楚故障是由系統內部還是由外圍電路引起的,我們首先去除了外圍電路的影響,即為系統提供獨立的24VDC工作電壓,然后短接NC-ON使系統工作,但故障依然存在。為此初步判斷故障來源于系統內部。因為故障現象為系統掉電,所以我們首先對電源單元6VE3055-0BC進行了同型號的替代檢查,故障依舊。這說明故障是由其它器件引起的,后來又依次更換了存儲版、CPU主板及軸的測量電路板,但故障依舊,最后更換了接口總線板6FC3984-7CD01T后故障消除(在做替換工作之前一定要做好數據的備份工作,否則可能造成數據的丟失)。
  1.1.2 SIEMENS810系統通過V.24(RS232)進行數據恢復時,數據不能被輸入。
  1.1.3 我們首先正確安裝了通訊接口,并按照雙方一致的原則,設置了通訊協議。即在SD5011(5019)、5013(5021)中設置了正確的波特率、停止位、奇偶校驗參數。然后在PCIN軟件的WINDOWS版本下進行了數據傳輸,但是數據不能被接收。最后在DOS版本下,數據才被接收。因此數據傳輸最好在DOS版本下進行。同時應注意是接收方即機床這方先做好準備,以免無效傳輸。特別是在傳輸PLC程序是要將SD5010、5011如下設置:

  1.2 與回參考點相關的故障
  對于進給軸采用相對編碼器做為反饋元件時,每次接通電源或緊急停機(伺服電源斷開后),都必須回參考點以建立機械坐標系。下面介紹幾個與回參考點相關的特殊故障。
  1.2.1 SIEMENS810系統控制機床不能完成回參考點的指令,且無報警輸出。
  機床在回參考點時。工作臺以MD2960確定的速度快速移動,壓下減速開關后,以MD2840確定的速度減速,并最終停止。但標志位F118.4(回參考點完成信號)沒有被置1,且無報警輸出。檢查外部線路沒有故障,用示波器檢測零脈沖也存在,經分析認為是由于長期運行后,機械部件磨損引起伺服系統與被拖動的機械系統不能實現最佳匹配所造成的,為此我們將MD2040(粗到位公差帶)及MD2080(精到位公差帶)適當調大了一些,故障消除。
  1.2.2 SIEMENS810更換完速度控制單元6SN1118-0A11-0AA0后,出現1120#ALRAM。分析后我們認為是被拖動的機械負載與伺服系統沒有實現最佳匹配。通過調節速度控制器的比例系數Kp,使得伺服達到較高的動態響應特性后,報警消失。

  2.與PLC相關的故障

  NC通過PLC與外部聯系,此處故障多是由外部電路及其執行元件的故障引起的。
  2.1 采用SIEMENS SIMATAIC S5-115PLC控制的機床運轉中每次只能完成一個循環,但無報警輸出。
  檢查I/O信號及PLC程序執行情況后我們發現,循環不能被連續執行的原因是:雖然攻絲已退回原位,但攻絲到位開關的輸入位仍為“1”,而此時攻絲到位的接近開關并未被感應發信。在排除了I/O模塊損壞的可能因素后,認為此故障應是因兩線接近開關的漏電流增大,使得該位的輸入電路接通引起的。我們將其改為沒有漏電流的三線接近開關后,故障消除。
  2.2 SIEMENS805系統3#報警(PLC STOP)消除后,出現6138#報警
  機床出現了3#報警,初始化后進行了數據傳輸,3#報警消除,但又出現了6138#報警,檢查周圍電路,為DMP開關設置錯誤造成的。將DMP開關置于正確位置后,報警消除。

  3.與動力部分相關的故障

  數控機床的NC電源及伺服驅動電源的故障多是由外界環境潮濕造成線路及器件絕緣性能下降或外界發生短路引起的。但也有一些故障比較特殊,例如:
  SIEMENS系統伺服驅動模塊6SN1145-1AA01-0AA0經常損壞
  經過分析我們認為電網電壓有時有波動,時間久了,造成電源內部組件的損壞。在CNC系統的輸入電源前增加了電子穩壓濾波器后,未出現此故障。對于SIEMENS兩種工作形式的驅動電源模塊——整流工作方式,如功率較小的5KW 10KW 28KW的電源模塊及再生反饋方式的電源模塊,如功率較大的16KW 36KW 55KW的電源,對電網要求相對較高。特別是當系統包含有主軸電機需制動控制時,所需電源功率較大,此時需采用再生反饋式電源,它對電網的要求較高。因此為保證電源正常工作,要求電源如下接入電路。動力電壓380VAC經濾波器(吸收電網雜波)再經電抗進入電源模塊。
  即動力電壓380VAC——濾波器——電源(小功率的,如5KW 10KW 28KW)
  動力電壓380VAC——濾波器——電抗——電源(大功率的,如16KW 36KW 55KW)。

  4.結語

  810數控系統維修中遇到的一些沒有報警提示的故障及其解決方法和對出現頻率相對較高的故障的診斷及排除方法的歸納總結,能更快更好地維修好機床,進一步提高機床的開動率。


 

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