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故障維修實(shí)例分析

日期：2010年12月31　來(lái)源：沈陽(yáng)機(jī)床　關(guān)鍵字：數(shù)控車(chē)床
【例307】XK715F數(shù)控銑床y軸電動(dòng)機(jī)故障的處理。
故障現(xiàn)象：機(jī)床按程序加工切削運(yùn)行時(shí)，y軸存在正方向運(yùn)行正常，而反方向聲響異常的故障現(xiàn)象，系統(tǒng)不報(bào)警。
故障診斷：數(shù)控系統(tǒng)配置FANLC-BESK 7CM系統(tǒng)，伺服電動(dòng)機(jī)采用FAbUC公司的大慣量無(wú)環(huán)流直流伺服電動(dòng)機(jī)。
①由于系統(tǒng)不報(bào)警，且CRT顯示出來(lái)的y軸正、反向位移脈沖的數(shù)字變化速率是均勻的，故可排除系統(tǒng)軟件參數(shù)及硬件控制電路的故障。
②檢測(cè)加工件尺寸基本符合圖樣要求，只是粗糙度略大，故叉可排除伺服速度控制單元電路故障。
③在外部檢查中，發(fā)現(xiàn)r軸直流伺服電動(dòng)機(jī)溫升較高，測(cè)其負(fù)載電流叉遠(yuǎn)低于額定設(shè)定值參數(shù)，可排除電動(dòng)機(jī)負(fù)載過(guò)重的故障。
④為區(qū)別機(jī)械、電氣故障，拆開(kāi)電動(dòng)機(jī)與滾珠絲桿間的彈性聯(lián)軸器，單獨(dú)通電試y軸電動(dòng)機(jī)。結(jié)果表明，故障部位在電動(dòng)機(jī)一側(cè)。
⑤用手盤(pán)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)，能明顯地感覺(jué)到正轉(zhuǎn)時(shí)手感輊松，而反轉(zhuǎn)時(shí)手感較重，且有一種阻滯的感覺(jué)。
⑥將電動(dòng)機(jī)拆卸解體檢查，發(fā)現(xiàn)定子永久磁鋼有一塊松動(dòng)脫落，與轉(zhuǎn)子有摩擦痕跡。
⑦經(jīng)查，電動(dòng)機(jī)定子的永久磁鋼是采用強(qiáng)力膠貼接的，故使用中應(yīng)嚴(yán)禁撞擊或振動(dòng)，尤其是拆裝檢修過(guò)程中更應(yīng)注意，以防發(fā)生此類(lèi)故障。
故障處理：采用環(huán)氧樹(shù)脂膠或其他強(qiáng)力膠，將脫落的磁體貼牢，故障消除。
【例3.2】加工大導(dǎo)程螺紋時(shí)，出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
分析與處理：開(kāi)環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床的CNC裝置的脈沖當(dāng)量一般為。．Oircun．Z坐標(biāo)軸GOO指令速度一般為2000一3000mm/min。開(kāi)環(huán)控制的數(shù)控車(chē)床的主軸結(jié)構(gòu)一般有兩類(lèi)：一類(lèi)是由普通車(chē)床改造的數(shù)控車(chē)床，主軸的機(jī)械結(jié)構(gòu)不變，仍然保持換檔有級(jí)調(diào)速：另一類(lèi)是采用通用變頻器控制數(shù)控車(chē)床主軸實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。這種主軸無(wú)級(jí)詞速的數(shù)控車(chē)床在進(jìn)行大導(dǎo)程螺紋加工時(shí)，進(jìn)給軸會(huì)產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)，這是高速低轉(zhuǎn)矩特性造成的。
如果主軸無(wú)級(jí)調(diào)速的數(shù)控車(chē)床加工iOmm導(dǎo)程的螺紋時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速選擇300r/min．那么刀架沿Z坐標(biāo)軸需要用3000mm/min的進(jìn)給速度配合加工，Z坐標(biāo)軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)載轉(zhuǎn)矩是無(wú)法達(dá)到這個(gè)要求的，因此，會(huì)出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。如果將主軸轉(zhuǎn)速降低，刀架沿Z坐櫟軸加工的速度減慢，Z坐標(biāo)軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩增大，螺紋加工的問(wèn)題似乎可以得到改善，然而由于主軸采用通用變頻器調(diào)速，使得主軸在低速運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)矩變小，主軸會(huì)產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)。
對(duì)于主軸保持換檔變速的開(kāi)環(huán)控制的數(shù)控車(chē)床，在加工大導(dǎo)程螺紋時(shí)，主軸可以低速正常運(yùn)行，大導(dǎo)程螺紋加工的問(wèn)題可以得到改善，但是表面粗糙度受到影響。如果在加工過(guò)程中，切削進(jìn)給量過(guò)大，也會(huì)出現(xiàn)z坐標(biāo)軸堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
【倒3-29】步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)單元的常見(jiàn)故障——功率管損壞。
分析與處理：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)單元的常見(jiàn)故障為功率管損壞。數(shù)控車(chē)床功率管損壞的原因主要是功率管過(guò)熱或過(guò)流造成的。要重點(diǎn)檢查提供功率管的電壓是否過(guò)高，功率管散熱環(huán)境是否良好，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)單元與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的連線(xiàn)是否可靠，有沒(méi)有短路現(xiàn)象等，如有故障要逐一排除。
為了改善步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的高頻特性，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)單元一般采用大干80V交流電壓供電（以前有50v），經(jīng)過(guò)整流后，功率管上承受較高的直流工作電壓。如果步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)單元接人的電壓波動(dòng)范圍較大或者有電氣干擾、散熱環(huán)境不良等原因，就可能引起功率管損壞。對(duì)于開(kāi)環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床，重要的指標(biāo)是可靠性。因此，可以適當(dāng)降低步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)單元的輸入電壓，以換取步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的穩(wěn)定性和可靠性。
【例3-30】南京大方JWK系統(tǒng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)失步故障的處理。
故障現(xiàn)象：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)失步。
故障檢查與分析：該數(shù)控系統(tǒng)為南京大方股份有限公司生產(chǎn)的JWK經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)。
在日常維修中，發(fā)現(xiàn)有些系統(tǒng)容易失步，且伴有功放管特別容易燒壞現(xiàn)象。修復(fù)后在試驗(yàn)臺(tái)上運(yùn)行完全正常，裝上機(jī)床后，在運(yùn)行時(shí)卻出現(xiàn)失步現(xiàn)象。檢查計(jì)算機(jī)輸出信號(hào)正常，可見(jiàn)間題出在功放部分，而功放板元器件均未發(fā)現(xiàn)損壞，且在試驗(yàn)室運(yùn)行正常。為查出故障原因，用示波器在機(jī)床運(yùn)行時(shí)實(shí)測(cè)各點(diǎn)波形，結(jié)果發(fā)現(xiàn)C點(diǎn)波形是不正常的，失步由此引起。
根據(jù)C點(diǎn)波形分析，5 VT14沒(méi)有可靠截止，C點(diǎn)電位下降，導(dǎo)致5VT16、17不能可靠飽和而處在放大狀態(tài)，限制了輸出電流，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)力矩變小，帶載能力下降，所以機(jī)床出現(xiàn)失步現(xiàn)象。功放管5VT16、17由飽和變?yōu)榉糯鬆顟B(tài)后，管壓降增大，管子功耗增加，所以功放管容易燒壞。普通車(chē)床綜上可見(jiàn)，C點(diǎn)波形失常會(huì)引起失步故障，同時(shí)伴有功放管極易燒壞現(xiàn)象。
是什么原因?qū)е翪點(diǎn)波形異常？經(jīng)分析，是由于5 VT11光耦管性能差和設(shè)計(jì)上欠妥引起的。普通車(chē)床5 VT11正常該管導(dǎo)通時(shí)，A點(diǎn)電位值很低，接近零位,B點(diǎn)電位約0 7V， 5 VT14能可靠截止。當(dāng)5VT11性能異常，該管導(dǎo)通時(shí)，^點(diǎn)電位值偏高，B點(diǎn)電位隨之升高，使5 VT14導(dǎo)通，集電極電位下降，而使5VT16、17由飽和轉(zhuǎn)向放大狀態(tài)，從而引起上述的故障。
故障處理：選用性能好的元器件；數(shù)控車(chē)床對(duì)線(xiàn)路稍作改動(dòng)，即在功放管5 VT14基極增加一個(gè)二極管，當(dāng)曰點(diǎn)電位偏高時(shí)，使5 VT14管不受影響，保持可靠截止；改用該系統(tǒng)改進(jìn)型線(xiàn)路，如JWK-5/3T．光耦管后接與非門(mén)，使工作更可靠。

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