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基于典型機(jī)電一體化設(shè)備數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修初探
2023-10-10作者:焦雙強(qiáng)
(江蘇省宿遷中等專業(yè)學(xué)校)
摘 要:我國提出《中國制造 2025》規(guī)劃,要把制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)型,加強(qiáng)新技術(shù)與制造業(yè)深度融合,突出智能制造,那么機(jī)電一體技術(shù)會(huì)獲得快速發(fā)展,其典型設(shè)備—數(shù)控機(jī)床市場占有率會(huì)極大提高,那么設(shè)備的維護(hù)與維修在實(shí)際生產(chǎn)中就會(huì)占據(jù)重要意義。做好設(shè)備維護(hù)與維修工作,保障企業(yè)正常生產(chǎn),降低設(shè)備故障發(fā)生率,延長設(shè)備平均使用壽命,從而降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本,增強(qiáng)企業(yè)市場競爭力。文章闡述了數(shù)控機(jī)床日常維護(hù)管理的內(nèi)容及維修的一些方法,保障數(shù)控機(jī)床有效運(yùn)行奠定了良好基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床;維護(hù);維修;設(shè)備
0、引言
數(shù)控機(jī)床是典型的機(jī)電一體化設(shè)備,能實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的高速度、高精度和高自動(dòng)化,其技術(shù)融合了機(jī)械、液壓、氣壓、電氣、傳感監(jiān)測和信息傳輸?shù)?。在工業(yè)智能化趨勢下,數(shù)控加工作為智能制造重要一環(huán),關(guān)乎企業(yè)正常生產(chǎn)經(jīng)營,其日常維護(hù)管理、故障診斷與排除越來越受到企業(yè)重視。做好數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修工作,同時(shí)也能為智能制造其它生產(chǎn)單元提供示范引領(lǐng)作用。數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜,涉及的技術(shù)范圍廣,一旦發(fā)生故障不能正常運(yùn)行,如果工作人員沒有維修技術(shù)、方法和經(jīng)驗(yàn),那么短時(shí)間內(nèi)很難排除故障。企業(yè)要是從機(jī)床生產(chǎn)廠家聘請專門技術(shù)人員來現(xiàn)場維修,既要耽誤大量的生產(chǎn)時(shí)間,還要付出很高的維修成本,但是有時(shí)故障發(fā)生原因很簡單,只需簡單操作即可解決,比如技術(shù)人員在現(xiàn)場修改某個(gè)參數(shù)。聘請的技術(shù)維修人員如果對解決問題的方法進(jìn)行保密,那么再發(fā)生類似的故障,勢必會(huì)增加企業(yè)維護(hù)與維修成本。企業(yè)要加強(qiáng)這方面的人員和設(shè)備管理,對一些故障進(jìn)行防范和維修技術(shù)積累,是可以降低設(shè)備故障發(fā)生率,延長設(shè)備使用壽命,保障產(chǎn)品質(zhì)量,從而提高企業(yè)生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本。
1、 數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修基礎(chǔ)
1.1 數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修的基本內(nèi)容
從現(xiàn)在企業(yè)生產(chǎn)機(jī)電設(shè)備方式上看,都是模塊化生產(chǎn),從數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)到機(jī)械零部件,各個(gè)企業(yè)分工明確,進(jìn)行專業(yè)化、規(guī)模化的設(shè)計(jì)和制造,數(shù)控機(jī)床廠已經(jīng)從傳統(tǒng)的零部件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、組裝,轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)床的總裝廠。那么作為數(shù)控機(jī)床廠家想要修復(fù)所有故障就不太現(xiàn)實(shí),更別說機(jī)床的使用者了。作為企業(yè)的設(shè)備維護(hù)與維修人員的工作就是能分析和判斷出故障所在,能更換零部件,降低設(shè)備故障發(fā)生率,提高企業(yè)生產(chǎn)效率。數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修人員要充分了解機(jī)床構(gòu)造、原理及組成,熟悉各個(gè)零部件的結(jié)構(gòu)、規(guī)格和訂貨型號(hào),甚至其訂貨渠道。對于易損件要有充足的備份,在數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)更換?,F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修的內(nèi)容比較多,包含機(jī)械、電氣和控制,其要求也很高,好在數(shù)控機(jī)床自帶了很多診斷軟件,加上其它技術(shù)手段,維護(hù)與維修還是比較方便的。要充分利用數(shù)控系統(tǒng)和伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供的維修和診斷信息,這是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修的一項(xiàng)重要診斷手段和工具,如傳統(tǒng)的檢測儀器已經(jīng)很難檢查數(shù)控系統(tǒng)和伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制和反饋信號(hào),利用計(jì)算機(jī)技術(shù)及時(shí)準(zhǔn)確判斷故障原因,分析故障原因所在控制部分的某個(gè)區(qū)域,縮小故障排除范圍。對于電氣部分,要能理解整個(gè)數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)控制過程,看懂電氣圖紙,熟悉數(shù)控系統(tǒng)和伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和可編程控制器之間的信號(hào)聯(lián)系過程和控制接口。對于有問題的元?dú)饧?,根?jù)電氣控制系統(tǒng)模塊化的設(shè)計(jì)理念,及時(shí)更換備件。對于機(jī)械故障,采用機(jī)械維修思路和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行維修,通常會(huì)有某些零件或部件損壞,致使工作能力喪失,電動(dòng)機(jī)功率降低,傳動(dòng)系統(tǒng)失去平衡和噪聲增大等,通過感觀“看、聽、摸、聞”比較,或者借助一些專業(yè)化設(shè)備進(jìn)行診斷排故,對一些功能失效零部件進(jìn)行必要的更換。由于數(shù)控機(jī)床有別于傳統(tǒng)機(jī)床,其本身保存了大量數(shù)據(jù)信息,要及時(shí)做好相關(guān)數(shù)據(jù)的備份。
1.2 數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修的基本要求
1.2.1 維護(hù)與維修人員素質(zhì)要求
數(shù)控機(jī)床是價(jià)格相對高昂的自動(dòng)化機(jī)電產(chǎn)品設(shè)備,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,技術(shù)密集,要想長期保持加工精度,良好的維護(hù)和維修是必要的,這都有賴于高素質(zhì)的維護(hù)與維修人員和機(jī)床操作人員。維護(hù)與維修人員除了有必要的機(jī)床操作技能,會(huì)編制加工程序和了解機(jī)械加工工藝,使用一些典型的工量具外,還要掌握數(shù)字控制、PLC 編程和伺服驅(qū)動(dòng)的工作原理,能利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行線下、線上診斷排故。對機(jī)床各部分功能結(jié)構(gòu)都要了解,具備相應(yīng)的電工電子技術(shù)、自動(dòng)控制與電力拖動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)、液壓和氣動(dòng)等基礎(chǔ)知識(shí)。熟悉數(shù)控系統(tǒng)設(shè)備的系統(tǒng)配置、硬件連接、數(shù)據(jù)備份等內(nèi)容;能看懂電氣圖,并能與實(shí)物相對應(yīng);能看懂梯形圖,并能局部修改;會(huì)改系統(tǒng)參數(shù);在機(jī)床診斷界面(CRT)上會(huì)有大量的英文,維護(hù)與維修人員要能理解其含義,能初步理解英文維修資料的信息。同時(shí)維護(hù)與維修人員要有良好的責(zé)任心,在每次維修診斷時(shí),要做好必要的記錄,為后續(xù)維護(hù)與維修工作提供參考。
1.2.2 技術(shù)資料準(zhǔn)備
數(shù)控機(jī)床種類繁多,其技術(shù)參數(shù)千差萬別,即使同一機(jī)床廠家生產(chǎn)的同一型號(hào)的數(shù)控機(jī)床很多參數(shù)設(shè)置都有差異,做好原始備份非常重要。一般數(shù)控機(jī)床具備的資料有:機(jī)床使用說明書、私服系統(tǒng)技術(shù)資料、主要部件技術(shù)資料、數(shù)控系統(tǒng)資料、PLC 方面技術(shù)資料、電氣圖紙、部件清單及其訂貨號(hào)、維修記錄、機(jī)床參數(shù)、梯形圖等。這些技術(shù)資料在機(jī)床維護(hù)與維修過程中是必不可少的,對工作人員幫助很大。維護(hù)與維修人員的主要任務(wù)是利用系統(tǒng)提供的診斷手段,查閱有關(guān)資料并快速判斷故障所在。
1.3 數(shù)控機(jī)床日常維護(hù)工作
為了保證數(shù)控機(jī)床正常使用,企業(yè)都會(huì)制定一套完整的設(shè)備維護(hù)管理方案,其數(shù)控系統(tǒng)日常維護(hù)就是重中之重,數(shù)控系統(tǒng)是整個(gè)數(shù)控機(jī)床控制核心,對其維護(hù)對這個(gè)機(jī)床來說至關(guān)重要。數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)重要的工作有:
1.3.1 保證數(shù)控系統(tǒng)散熱正常
數(shù)控系統(tǒng)要在一個(gè)合適的環(huán)境中才能正常工作,平時(shí)要盡量少打開電氣柜門,減少灰塵落到印制電路板上,以防止造成電路板短路。電路板上的灰塵要及時(shí)清理,讓其正常散熱,要保障風(fēng)扇正常工作,定期清理通風(fēng)系統(tǒng)。
1.3.2 定期更換電池
在操作機(jī)床時(shí)有很多數(shù)據(jù)要保存,電池正常供電能確保 RAM 中的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失,所以電池要定期更換。機(jī)床長期不工作時(shí),也要定期通電,為充電電容及時(shí)充電,在更換電池時(shí)確保 RAM 中的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。
1.3.3 備份好數(shù)據(jù)
在更換有關(guān)電路板時(shí)要注意規(guī)格型號(hào),在更換前做好有關(guān)數(shù)據(jù)備份工作,因?yàn)橛行╇娐钒逯泻袡C(jī)床參數(shù)和數(shù)據(jù),以確保系統(tǒng)軟件能正常運(yùn)行。以 FANUC 數(shù)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)為例,種類較多,包含螺距誤差補(bǔ)償數(shù)據(jù)、宏程序、系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)、道具補(bǔ)償數(shù)據(jù)、系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)、伺服和主軸維護(hù)信息、FLASH ROM 中的數(shù)據(jù)、PLC 程序等。維護(hù)與維修人員必須理解各種數(shù)據(jù)的作用,怎么備份,用什么軟件備份,這項(xiàng)工作做好后,就抓住數(shù)控設(shè)備維護(hù)與維修的核心。
1.3.4 定人定機(jī)使用
數(shù)控機(jī)床定人定機(jī)使用,操作人員更加熟悉設(shè)備的特點(diǎn),即使數(shù)控系統(tǒng)操作面板按鍵字符模糊不清,也可以減少對數(shù)控設(shè)備誤操作和維護(hù)不當(dāng)。
2 、數(shù)控機(jī)床故障分析
2.1 數(shù)控機(jī)床故障處理思路
數(shù)控機(jī)床強(qiáng)大的故障報(bào)警系統(tǒng)給維護(hù)與維修人員工作上帶來有力的幫助,例如 FANUC 數(shù)控系統(tǒng)提供豐富的報(bào)警號(hào)和報(bào)警信息,為了便于用戶區(qū)別報(bào)警分類,在每個(gè)報(bào)警號(hào)前加了報(bào)警類別縮寫,比如與伺服模塊相關(guān)的報(bào)警“SV0438(X)逆變器電流異常”,維修過程中要充分利用系統(tǒng)提供的報(bào)警號(hào)和報(bào)警信息進(jìn)行分析和判斷。當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí),故障處理的思路一般是:首先弄清數(shù)控機(jī)床故障發(fā)生情況,維護(hù)與維修人員要認(rèn)真調(diào)查現(xiàn)場,了解故障發(fā)生的時(shí)間、發(fā)生頻率和發(fā)生故障的工作條件,詢問操作人員機(jī)床使用情況,以往機(jī)床故障處理情況,然后根據(jù)調(diào)查的情況,有報(bào)警信息的,根據(jù)報(bào)警信息處理,沒有報(bào)警信息的,根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)控制過程處理。如果維修人員根據(jù)現(xiàn)有資料和經(jīng)驗(yàn)不能排除故障,那么就要聯(lián)系機(jī)床廠家技術(shù)客服或者其他技術(shù)人員商討解決辦法。如果是數(shù)控機(jī)床硬件故障,聯(lián)系相關(guān)職能部門進(jìn)行購買并提供訂貨號(hào)。若不能確定故障原因,維修人員要記錄好相關(guān)信息與數(shù)控系統(tǒng)公司聯(lián)系。
2.2 故障分析案例
某數(shù)控車床使用 FANUC 0i-TD 數(shù)控系統(tǒng),選用 βi 主軸電機(jī)和 βi SVSP 伺服放大器,機(jī)床一開機(jī),就有“SP9073(s)電機(jī)傳感器斷線”報(bào)警信息出現(xiàn)。主軸電機(jī)內(nèi)部有主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速和位置檢測傳感器以及溫度檢測傳感器,該傳感器信息通過電纜線進(jìn)人主軸放大器,主軸放大器與 CNC 通過串行數(shù)據(jù)電纜線交換信息,CNC 不斷地讀取從主軸放大器串行數(shù)據(jù)電纜傳送過來的信息,包括主軸放大器、主軸電機(jī)及編碼器等信息,當(dāng)信息中有電機(jī)傳感器信號(hào)斷線信息時(shí),就在 CNC 上顯示SP9073 報(bào)警,七段 LED 數(shù)碼管上顯示 73。SP9073 報(bào)警信息是電機(jī)傳感器信號(hào)斷線,但故障原因不僅限于反饋電纜線斷線,此故障的產(chǎn)生包括幾個(gè)環(huán)節(jié),可能故障原因有:
①. 傳感器參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤。②. 主軸放大器控制印制電路權(quán)故障,或者連接錯(cuò)設(shè)導(dǎo)致反饋信號(hào)無法收到。③. 主軸電機(jī)內(nèi)部傳感器故障或位置調(diào)整故障。④. 主軸電機(jī)傳感器的反饋電纜故障。⑤. 外部有高頻干擾信號(hào),造成反饋信號(hào)傳輸不正常。
故障分析:
①. 參數(shù)沒人修改;②. 傳感器反饋電纜連接位置正確;③. 反饋電纜線沒有斷線現(xiàn)象,但反饋電纜與動(dòng)力電纜沒有分開走線;④. 重新把反饋電纜分開走線,再重新上電測試,運(yùn)行正常。
故障解決:
①. 重新把反饋電纜與動(dòng)力電纜分開重新走線,機(jī)床工作正常。②. 把產(chǎn)生故障的原因盡可能羅列清楚,再對故障原因進(jìn)行排除。
3、結(jié)束語
數(shù)控機(jī)床作為典型機(jī)電一體化產(chǎn)品,與其它機(jī)電產(chǎn)品在維護(hù)與維修方面有很多相似之處,但要確保其高精度可靠運(yùn)行,維護(hù)與維修人員的工作難度還是很大的。其不光要有較強(qiáng)的動(dòng)手能力、豐富的專業(yè)知識(shí)和維修經(jīng)驗(yàn),還要有良好的職業(yè)道德責(zé)任感。平時(shí)做好數(shù)控機(jī)床維護(hù)保養(yǎng)工作,規(guī)范操作,可以大大降低機(jī)床故障率。在處理故障原因時(shí),要做到具體問題具體分析,多角度考問題,逐步縮減排查范圍。通過熟悉數(shù)控機(jī)床工作原理和控制過程,結(jié)合相關(guān)診斷工具,慢慢積累故障處理經(jīng)驗(yàn),注意觀察數(shù)控機(jī)床故障發(fā)生狀況,從而摸索出故障發(fā)生的規(guī)律,能快速的判斷問題所在及時(shí)排除故障,提高企業(yè)生產(chǎn)效率,降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本,提高企業(yè)效益。
來源:數(shù)控機(jī)床市場網(wǎng)
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