怎樣修好數控機床 數控維修經驗談

怎樣修好數控機床 數控維修經驗談

? ? ? 眾所周知數控機床是當代高新技術機、電、光、氣一體化的結晶,電氣復雜,管路交叉林立,數控系統五花八門,產品從70年代到90年代,不能互換,故障現象也是千奇百怪,各不相同,特別是大型、重型數控機床,價格昂貴,每臺約幾百萬美金、安裝調整時間長(幾個月到l年以上)。大型數控機床內有成千上萬只元器件,若其中有一個元件有故障,就會引起機床的不正常現象,還有導線的連接、管子互相的聯結,有一點疏忽就會出問題,再加上大型、重型數控機床體積龐大,在無恒溫廠房條件下使用,環境的影響很容易引發故障。為此,數控機床“維修難”的問題就放在我們的面前。?
  我們國家引進和制造了這么多的數控機床,如何能迅速找出故障、隱患,并及時排除之?如何能維修好這些昂貴的設備?我認為首先要有高度的責任心和不怕困難的精神;第二,要努力掌握數控技術,聯系本人十多年維修數控機床的實踐,我認為要多看、多問、多記、多思、多練(五多),逐步提高自己的技術水準和維修能力,才能適應各種較復雜的局面,解決困難的問題,修好數控機床。

  

一、 要多看

  1. 要多看數控資料
  要多看,要了解各種數控系統和PLC可編程序控制器的特點和功能;要了解數控系統的報警及排除方法;要了解NC、PLC機床參數設定的含義;要了解PLC的編程語言;要了解數控編程的方法;要了解控制面板的操作和各菜單的內容;要了解主軸和走刀電機的性能和驅動器的特征等等,往往數控資料一大堆,怎么看?我認為主要要突出重點,搞清來龍去脈,重點是吃透數控系統的基本組成和結構,掌握方框圖。其余的可以“游覽”和通讀,但每部分內容要有重點的了解、掌握。由于數控系統內部線路圖相當復雜,而制造商均不提供。因此也不必詳細地搞清楚。比如NX一154四軸五連動葉片加工機床上采用A一B10系統,要重點了解每部分的作用,各板子的功能,接口的去向,LED燈的含義等。現在數控系統型號多、更新快,不同的制造廠、不同型號往往差別很大。要了解其共性與個性(特殊性)。一般熟悉維修SIEMENS數控系統的人不見得會熟練排除A- B?系統的故障,因此,要多看,不斷學習、更新知識。
  2.要多看電氣圖、消化電氣圖
  對于每一個電氣元件,比如:接觸器、繼電器、時間繼電器等以及PLC的輸入、輸出,要在電氣圖上一一注明。舉一個簡單例子來說,比如1A1為液壓泵電機1M啟動的接觸器,一般在圖下注出其常開、常閉觸點的去向。因此,可對其對應的某頁上的常開或常閉觸點1A1,注明內容為液壓泵電機開,對于大型的數控機床的電氣圖有幾十頁,甚至上百頁。要看懂,表明每個元件的功能要化很長時間。有時,一、二次看可能還搞不清楚該元件的作用,要多看等以后消化后再寫上。因此,剛才講到的啟動液壓泵電機1M,也應清楚標明是PLC的哪一外輸出帶動接觸器1A1動作的,要做到來龍去脈,一清二楚。而對電氣線路圖中的某些方框圖,比如每個軸的驅動器,只是一個方框圖,只要了解某控制條件(通斷情況),對于詳細的東西等可等有空再研究、考慮。各個國家的電氣符號是不一樣的,就首先要清楚了解。對于制造廠所編寫的厚厚的幾本PLC語句表,也要多看,掌握其編程語言,在看懂的基礎上進行中文注譯。這樣可以大大節省以后排除故障的時間,如果等發生故障再去熟悉了解電氣圖,PLC語句表,勢必要化費大量時間,還往往會造成錯誤的判斷。
  3,要多看液壓、氣動圖,并深入消化之
  對于數控機床的機械、液壓、氣動圖,要搞清楚其作用和來龍去脈。并在圖紙上一一注明,比如德國COBURG數控龍門銑附件、刀具安裝動作比較復雜,要分解其圖,如鎖緊刀具是由哪個電磁閥動作的?對應的PLC輸出、輸入是哪幾個?在圖上寫明,這樣從電氣到機械動作一竿到底,同時特別對機、電關系比較密切的部分要重點了解,比如意大利INNSE數控搪銑床采用電液比例閥技術,要重點了解其作用和功能,特別要了解其調整方法及調整數據,靜態和動態時比例閥電流及對應的平衡泵的壓力,既懂電又懂機,機電一體化,掌握多種本領,這樣解決問題的本領就大了。
  4.要多看外文,要提高自己專業外文的閱讀能力
  不懂得外文,特別是英語。就無法看懂大量的外文技術資料,單依靠翻譯,往往是不太理想。看外文版的技術資料,開始時比較吃力,生字多,多看多記后,常用的專業單詞也只有這樣多,以后看起來就流暢了,一個稱職的維修人員要基本掌握語言工具。

  

二、要多問

  1.要多問外國專家
  如果你能有出國培訓的機會或者外國專家來你廠安裝調試機床,你最好有機會參加。這是一次最好的學習機會,因為能獲得大量的第一手資料和機床調試的方法及技巧。比如在激光測定各軸精度后,電氣如何進行修正的辦法等。要多問,不懂就要搞清楚。通過這段時間,會有極大的收獲,能夠獲得不少內部的資料和手冊(對用戶是保密的)。當機床投入正式生產之后,也應該經常與外國有關專家保持密切的聯系。通過FAX、E-MALL,詢問獲得解決機床疑難故障進一步的解決辦法及有關資料,還可得到特殊、專用的備件,這是非常有益的,同時對數控系統的代理商,比如SIEMENS、FANUC等公司也應保持良好的關系,多詢問,也可及時得到該數控系統深一步的資料及有關備件,還可有機會參加有關數控系統的專題學習班。
  2.發生故障后,要向操作者師傅詢問故障的全過程,不要不問,或者隨便問一下就好了,這樣往往得不到正確的現場資料會造成錯誤的判斷,使問題復雜化了,因此,要多問,問詳細一點,了解故障出現的全過程(開始、中間、結束),產生過什么報警號,當時操作過什么元件,碰過什么,改過什么,外界環境情況如何?要在充分調查現場掌握第一手材料的基礎上,把故障問題正確地列出來,實際上已經解決了問題的一半,然后再分析解決之,對于經驗豐富熟練的操作者師傅,他們對機床操作熟悉,加工程序熟悉,機床常見病十分了解,與他們密切配合,對于迅速排除故障十分有利。
  3.要多問其它維修人員
  當其它維修人員在維修機床,而你沒有去時,等他們回來后,也應多問一聲,剛才發生了什么毛病?他是如何排除的?請他介紹其排除方法。這也是一種較好的學習機會。學習他人正確的排除故障的技巧和方法,特別是向經驗豐富的老維修人員學習,把他們的本領學到手,來提高自己的知識和水平。

  三、要多記

  1.要記錄有關的各種參數
  重點記錄機床調整好后各種有關參數,比如NC機床參數,PLC機床參數、PLC程序(以上可存在磁盤中)以及主軸和各走刀電機的電流、電壓、轉速等數據。還要記下電柜中繼電器、接觸器等在通電和正式加工時的狀態(吸合還是斷開)以及PLC所有輸入、輸出LED發光二極管的狀態(亮暗、閃耀)或者記錄下屏幕上PLC狀態IB(輸入位)、QB(輸出位)是0還是1,比如IB1=:00000001,即I1.0=1,I1.1-1.7=0。這樣記錄下來對以后分析判斷故障好處極大。比如德國SCHIESS數控立車發生Z軸電機電流繼電器動作,我們通過檢查Z軸電機正常工作時的PLC狀態(0、1)與不正常情況相比較,迅速地找到故障原因,原因是有1只比較繼電器狀態不對,通過調整,故障立即排除。
  2.要記錄液壓、氣動的狀態
  同樣記錄液壓、氣動在正式加工或不加工時各種壓力表、氣壓表的壓力,電磁閥的吸斷狀態,這對于調整、判斷幫助也很大。如美國INGERSOLL OPENsIDE MASTERHEAD數控搪銑床靜壓采用雙薄膜技術,有一百多個壓力的測量點,其壓力的高低直接影響機床功能動作的正常與否,記錄靜態、動態時的壓力很重要。
  3.?隨身帶一本筆記本,把每天發生的故障,如何排除的過程一一記錄下來,人的腦子時間長了易忘記,“好記性,不如爛筆頭”,記錄下來好處極大。我們發現數控機床往往有的故障會重復出現,而且老是這幾個故障,只要查一下當時是如何解決的,幾分鐘就可排除故障,既快又好。我們公司有一本《數控機床運行日記》及一本《數控機床排故記錄本》,要記錄好這二本資料,這是一臺數控機床完整的歷史檔案。

 

 四、要多思

  1.要多思,要開闊視野
  往往有時修理是,不夠冷靜,沒有很好地分析,鉆牛角尖。記得有一次COBURG龍門銑Y軸在加工中突然停機,屏幕上曾多次出現1361Y軸光柵臟報警,當時我們就事論事地清潔光柵尺及光柵頭2次,結果還是停機。化幾天時間還沒有解決,最后才找到了真正的原因,原因是Y軸光柵頭到EXE放大器之間的導線有問題,由于Y軸移動時蛇皮管長期彎曲,其中一根位置反饋線不好,到某一位置折斷引起機床停機。當時,我們只注意靜態,忽略了動態,曾經出現過1321控制回路開路警,但未引起我們足夠的重視。因此,我們應該把所發生的報警、故障情況全部列出來,通過由表及里,去偽存真,進行綜合判斷和篩選,預測發生故障的最大可能性,隨后進行排除。“山窮水盡疑無路,柳暗花明又一村”,多思,給你指明了方向。
  2.要多思,要知其所以然
  往往我們在排除故障時,有時沒找到故障的真實原因,過后故障又繼續發生。記得INGERSOLL轉子葉根槽銑床,主軸Sl發生了運轉2小時后“自動停車”的故障,當時外國專家換了一塊順序板,毛病似乎解決了,但過了一個多月之后,老毛病又犯了,換一塊的順序板的備板也好了,但沒有搞清楚其損壞原因。我們仔細地檢查,借助于示波器,發現了“啟動”指令所對應的光電耦合器反峰電壓特別高,單獨加了一根接地線后,其光電耦合器的反峰電壓極大地減少,從此,再也沒有發生過“自動停車”的故障,原因是由于反峰電壓太高,時間長后,使其光電耦合器逐步失效所致。
  3.要多思,考慮要領先一步
  根據故障發生的頻率、重復性、機械電器的壽命,認真做好備件工作。這是保證機床連續、正常運行的重要工作,非做好不可。同時對于有些器件,隨著時間的推遲、淘汰了,市場上已買不到或購買十分昂貴,怎么辦?要事先考慮,比如有一臺80年代初的數控機床用的光電閱讀機,用LOOP方式讀入加工程序,又可用SPOOL方式選入原帶(機床設置數據),萬一送不進去,則整臺機床會變成“死”機,后果十分嚴重,由于我們領先一步考慮,與有關單位合作,經多次試驗,采用了軟盤處理機解決了這個問題,保證了該臺機床能使用至今。多思,要事前考慮,給領導提合理化建議,努力改善數控機床的外部環境,從溫度、灰塵、濕度等幾個方面想辦法,采用加裝電源穩壓器、加裝電柜空調小房子等措施,使機床的故障大大地減少。

  

五、要多練,即多實踐:

  1.要多實踐,要敢于動手,善于動手
  對于維修人員來說,要膽大心細,要敢于動手,只會講,不動手,修不好數控機床。但是要熟情況再動手,不要盲目,否則會擴大故障,造成事故,后果不堪設想。同時我們還要善于動手,首先要上機熟悉機床的操作面板和各菜單的內容,做好操作自如,因為各種型號及系統操作是一樣的。同時也要充分利用數控機床的自診斷技術來迅速地處理解決故障。現在數控技術越發展,則自診能力越來越強。比如A一B10系統,有專用診斷軟件,可連網診斷等。
  2.要多實踐,培養自己的動手能力和掌握實驗技能
  有時有些故障看起來很模糊,分不清是電氣故障還是機械故障,比如COBURG龍門銑發生過這樣的故障,即開Z軸無論是向上升,還是向下降,Z軸滑枕總是向下移動而報警。我們采用了“分開法”,把電氣部分的控制與原電路完全分開,把Z軸直流電機的接線端子上的線拆下,另通直流電(可由交流220V電源通過調壓器經過4只二極管整流給出)接到電機二端,發現電機能根據直流電的極性的變換能改變旋轉去向,排除了電氣故障,再檢查發現是由于機械磨擦片打滑滑枕下垂所致。其它還有很多方法,比如“隔離法”、“置換法”、“對比法”、“敲擊法”等方法都可以作為一種有效的手段來幫助我們尋找、排除故障。?
  3.要多實踐,學會使用有關儀器
  比如示波器、萬用表、在線電路檢測儀、短路檢查儀、電腦、編程器等能夠幫助我們具體電路的判斷、檢查,特別是PLC編程器、電腦、要熟練使用,可自由輸入、輸出機床參數,在線測試有關狀態,系統初始化等。這對分析故障,特別是復雜故障,解決問題有很大幫助。
  4.要多實踐,進行“小改小革”
往往在正常工作中發生某一元件損壞(如選擇開關、按鈕、繼電器等)而暫無備件時,自己動手盡可能用粘合法等辦法修復或采用暫時的特殊辦法,使機床能正常工作下去,等到備件來后再恢復。比如德國VDF數控大車的第2刀背中有5只夾緊用的微型壓力開關,其中2只微型開關不慎損壞,而無備件,我們采用了“短接法”,使壓力開關的觸點符合PLC的輸入條件,使機床不報警又能正常工作下去了。有時機械使用時間長后,定位精度差了,產生了定位報警,在無法重新調整機床的情況下可暫時修正機床參數,加大“公差”帶,使之能正常工作,總之,這樣的辦法還很多。
  5.要多實踐,要自己動手修板子
一般說來數控機床的電路板可靠性好,故障率極低,一般去檢查數控機床時,不要先懷疑板子的問題。比如西門子850系統,有時會出現41NC-CPU報警或43PLC-CPU報警,實際上并不是板子有故障,可以通過拆拔法,NC初始化,冷熱啟動PLC等方法反復試驗一般可以排除。若確實證明是電路板問題時,要進行修復。這些板(一般無圖紙)價格昂貴,一般要幾千元─幾萬元,對于每個企業來說“備件難”,價格太貴了,備不起,因此數控機床電路板的好壞極為重要,一旦電路板損壞而無備件,一時又修不好,勢必會停機,嚴重影響生產。有時往往電路板只是一個極小的故障,只要認真檢查,不難發現問題,我們已多次發現個別電容漏電、板子虛焊、短路等故障,有些電路板故障比較復雜,但是只要化時間,通過用儀器檢查,還是能夠修好的;但還有部分電路板情況嚴重,特別是大規模集成電路,維修困難,加上原器件無備件,只能提早買備板或送出去修。自己動手修板子,有很大好處,一方面可以為企業節約成本,解決燃眉之急,另一方面可以“解剖麻雀”熟悉電子電路,培養自己的分析判斷和動手能力是非常有益的。

  通過了十多年來的維修實踐,我們也感到外國人設計的數控機床,特別是大型的數控機床也不是十全十美的,也存在不少問題和缺陷。通過我們對數控機床的學習、深化,找出其中問題的所在,大膽地對有些問題進行改進,取得了較好的效果。比如德國VDF數控大車,原設計2只靜壓托架一通電就工作,靜壓泵連續運轉,這樣又費電又縮短了進口泵的壽命。我們通過PLC進行了修改,增加了2只開關,只化了幾十元錢,使2只靜壓托架可根據需要任意地開或停,這樣延長了進口泵的壽命,全年可節電2萬多度。還有INGERSOLL葉輪槽銑原設計中,主頭及副頭只有反向銑,而無同向銑。在加工高中壓轉子第20級葉輪時,由于葉輪間距離小,不能用反向銑,因此只能用一個頭進行加工。經過我們研究,巧妙地改動了雙向的限位接線,增加了PLC程序,結果幾乎沒有化錢,實現了同向銑。現在可二個頭同時加工,提高工效一倍,可提前3─4天完成加工轉子的任務。因此,我們要進一步挖掘數控機床的潛力,更好地發揮它的威力為生產服務。
  盡管數控機床故障復雜,千變萬化,只要我們認真對待,培養一支高素質的機電一體化的維修隊伍,通過多看、多問、多思、多練、積累經驗,掌握維修技巧,融會貫通,我們一定能夠主要依靠自己的力量,把數控機床修好、用好、管好。

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