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序論:在您撰寫數控機床論文時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
摘要:本文針對我國數控機床,尤其是經濟型數控機床服務的現狀,提出了構建數控機床綜合服務體系的意見,以期拋磚引玉。
關鍵詞:數控機床;普通機床
我國數控機床在近十余年來已經取得了較大的發展和普及,尤其是經濟型數控機床發展更快,在一些地區和行業初步形成了規模。然而,其服務與發展相比還不相稱,明顯滯后于發展。必須建立系統的綜合服務體系,數控機床才能健康持續地發展。
數控機床是在普通機床的基礎上發展起來的,不妨先看看普通機床的服務。由于普通機床的發展和使用歷史已經悠久,很自然地形成了它的服務體系,而且已經是一個成熟的、有效的體系。正因為如此,人們習以為常,反而不覺得它的存在。如果歸納一下,這個體系至少有3個要素:
培訓上崗普通機床的操作者和調試維修人員通常都拜過師傅,由師傅帶教的。“師傅帶徒弟”就是培訓;“滿師”就是考核合格,才有資格上崗。
人員專業化“機修工”是一個常見的職業工種,已經普及和滲透到企業、社會。對于普通機床的調試、維修、保養等均有這些專職人員司職。用戶一般可以做到小修大修不出廠,有問題自我消化,很少再找生產廠的。
服務社會化其一是服務機構社會化,“機修廠”是遍布各地的常見單位,它提供各類機床的專業維修服務,且不受機床的生產廠家、型號規格的限制;其二是技術教育社會化,各級各類工科技術學校都設置機修專業,輸送合格的通用人才。另外,“師傅帶徒弟”的方式依然存在。
數控機床是典型的機電一體化產品,除普通機床作基礎外,一般配備有數控系統、自動刀架、編碼器,有的還有變頻器、自動送料裝置等,集中了機械、電子技術于一體。因而數控機床更加需要完善的、有效的、及時的服務。
然而,我國的數控機床從機床廠剛出來就有先天不足。這是因為我國的機床廠自身機械技術力量雖然較強,但是電子技術方面較弱,電子類技術人員普遍匱乏,而配套部分又恰恰最需要運用電子技術。機床廠對數控機床的服務從主觀上和客觀上都沒有做好準備,更加談不上服務體系。數控機床生產廠無法獨立承擔全面的技術服務,因而配套部分的服務依賴于配套廠就不足為奇了。這樣,一方面把服務體系割裂開來,另一方面只要用戶方面反映一點問題,機床廠就要拉上配套廠一幫人去,結果往往又是一點小問題,勞民傷財,配套廠是“有苦難言”。
數控機床的用戶,絕大部分屬于機械加工業,客觀上也有電子技術力量薄弱的問題,往往只會簡單操作而缺乏配套部分的維修知識,出現一些故障就束手無策,甚至停機待修,影響生產。中、高擋數控機床的人員配備相對還好一點,普及的經濟型數控機床的人員配備則不夠理想,不少就是普通機床的操作人員,未經過嚴格培訓考核就上機操作。大家都知道沒有經過培訓取得“汽車駕駛證”的人是嚴禁開汽車的。對于技術含量很高的數控機床(即便是經濟型)怎么能允許未經培訓考核就上崗操作呢?汽車有了故障,駕駛員大多能作前期診斷和處理,汽車修理廠也隨處可見,修理十分方便。而數控機床有了故障,自己不能處理,還只能找生產廠或配套廠。說到底,還是人們對數控機床服務的認識沒有到位,觀念沒有更新,服務體系沒有構建起來。
盡管隨著數控機床的發展,機床廠也在不斷提高和完善自己的服務,提高自身素質,強調用戶培訓,服務狀況有所改善。但是由于起點不高,認識不深,自身條件不足,還不能從根本上解決服務問題。
因此必須盡快構建與數控機床發展相適應的綜合服務體系,才能加快數控機床的發展和普及。
根據我國數控機床發展的現狀,參考其他比較成熟的服務體系,我國的數控機床的綜合服務體系在下列要點上必須達成共識:
1必須由數控機床廠主動承擔全面服務,即由機床廠承擔包括機床、配套部分在內的全部服務,改變目前機床廠和各個配套廠分散服務的狀況。因為
機床廠是產品的最終完成者,直接面對用戶,承擔全面服務是理所當然。
機床廠既然生產數控機床,對數控系統是屬于必須掌握的核心技術,沒有這個基礎是很難參與競爭的;而其他配套件如刀架、傳感器等技術對于熟悉數控技術的人來說是不難掌握的。機床廠不能長期依賴配套廠服務,否則無從提高自身素質和能力,增強競爭力。
控機床及其配套部分的技術已經比較成熟,質量穩定提高,用戶反映的問題集中在調試和維修上,由機床廠指導用戶使用和維修是最合適的。
數控機床使用中反映的問題是相互關聯和影響的,初期很難判斷問題在那個部分。如回轉刀架動作失靈,就要檢查刀架、數控系統、機床電器。如果分別由配套廠來檢查和證明自己配套部分沒有問題,或是發現問題解決了,各自的時間和費用已經浪費了。這種看似滑稽的情況,其實是經常發生的。
機床廠實行綜合的全面服務,提高服務人員技術素質后,可以精簡人員,提高效率。同時,減少配套單位的服務,也會得到相應的經濟補償,有利于降低成本。機床廠承擔全面服務后,同樣可以協調與配套單位的相互配合。
2要強調培訓考核后上崗,建立針對不同層面的培訓體系
機床廠自身要培養出一支掌握機電一體化技術的隊伍,以適應生產、檢驗、服務工作。尤其要使服務人員能獨立承擔數控機床的調試及維修工作。
機床廠要強調對用戶進行培訓,要形成制度。培訓考核合格后方可允許操作數控機床。培訓要求是使用戶能正確使用、規范操作、能處理常見故障。擁有數控機床較多的用戶,應盡量培訓出專職維修人員,能獨立排除故障,做到修理基本不出廠門。
由機床行業與教育部門協調,繼續并加強在各類大、中專學校、技工職業學校辦好機電一體化專業,為社會輸送和儲備合格人才。不斷補充和完善針對數控機床服務的內容。已經從事此項工作的,要給以再學習的機會和條件。
實踐已經證明,誰抓住了培訓誰就主動,誰就發展得快一點。數控系統生產廠家對培訓的認識和行動要早些。而只有機床廠抓住了培訓,才算是數控機床發展的關鍵!
3逐步在數控機床的用戶集中地建立數控機床維修點
可以由機床廠自己建立,也可以發動社會力量建立。把分散的數控機床維修力量集中組織起來,使數控機床的維修專業化、社會化,做到就地解決數控機床的維修和另配件供應。
對于數控機床來說,合理的日常維護措施,可以有效的預防和降低數控機床的故障發生幾率。
首先,針對每一臺機床的具體性能和加工對象制定操作規程建立工作、故障、維修檔案是很重要的。包括保養內容以及功能器件和元件的保養周期。
其次,在一般的工作車間的空氣中都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末之類的污染物,一旦他們落在數控系統內的印制線路或電子器件上,很容易引起元器件之間絕緣電阻下降,甚至倒是元器件及印制線路受到損壞。所以除非是需要進行必要的調整及維修,一般情況下不允許隨便開啟柜門,更不允許在使用過程中敞開柜門。
另外,對數控系統的電網電壓要實行時時監控,一旦發現超出正常的工作電壓,就會造成系統不能正常工作,甚至會引起數控系統內部電子部件的損壞。所以配電系統在設備不具備自動檢測保護的情況下要有專人負責監視,以及盡量的改善配電系統的穩定作業。
當然很重要的一點是數控機床采用直流進給伺服驅動和直流主軸伺服驅動的,要注意將電刷從直流電動機中取出來,以免由于化學腐蝕作用,是換向器表面腐蝕,造成換向性能受損,致使整臺電動機損壞。這是非常嚴重也容易引起的故障。
2.數控機床一般的故障診斷分析
2.1檢查
在設備無法正常工作的情況下,首先要判斷故障出現的具置和產生的原因,我們可以目測故障板,仔細檢查有無由于電流過大造成的保險絲熔斷,元器件的燒焦煙熏,有無雜物斷路現象,造成板子的過流、過壓、短路。觀察阻容、半導體器件的管腳有無斷腳、虛焊等,以此可發現一些較為明顯的故障,縮小檢修范圍,判斷故障產生的原因。
2.2系統自診斷
數控系統的自診斷功能隨時監視數控系統的工作狀態。一旦發生異常情況,立即在CRT上顯示報警信息或用發光二級管指示故障的大致起因,這是維修中最有效的一種方法。近年來隨著技術的發展,興起了新的接口診斷技術,JTAG邊界掃描,該規范提供了有效地檢測引線間隔致密的電路板上零件的能力,進一步完善了系統的自我診斷能力。
2.3功能程序測試法
功能程序測試法就是將數控系統的常用功能和特殊功能用手工編程或自動變成的方法,編制成一個功能測試程序,送人數控系統,然后讓數控系統運行這個測試程序,借以檢查機床執行這些功能的準確定和可靠性,進而判斷出故障發生的可能原因。
2.4接口信號檢查
通過用可編程序控制器在線檢查機床控制系統的接回信號,并與接口手冊正確信號相對比,也可以查出相應的故障點。
2.5診斷備件替換法
隨著現代技術的發展,電路的集成規模越來越大技術也越來越復雜,按常規方法,很難把故障定位到一個很小的區域,而一旦系統發生故障,為了縮短停機時間,在沒有診斷備件的情況下可以采用相同或相容的模塊對故障模塊進行替換檢查,對于現代數控的維修,越來越多的情況采用這種方法進行診斷,然后用備件替換損壞模塊,使系統正常工作,盡最大可能縮短故障停機時間。
上述診斷方法,在實際應用時并無嚴格的界限,可能用一種方法就能排除故障,也可能需要多種方法同時進行。最主要的是根據診斷的結果間接或直接的找到問題的關鍵,或維修或替換盡快的恢復生產。3數控機床故障診斷實例
由于數控機床的驅動部分是強弱電一體的,是最容易發生問題的。因此將驅動部分作簡單介紹:驅動部分包括主軸驅動器和伺服驅動器,有電源模塊和驅動模塊兩部分組成,電源模塊是將三相交流電有變壓器升壓為高壓直流,而驅動部分實際上是個逆變換,將高壓支流轉換為三相交流,并驅動伺服電機,完成個伺服軸的運動和主軸的運轉。因此這部分最容易出故障。以CJK6136數控機床和802S數控系統的故障現象為例,主要分析一下控制電路與機械傳動接口的故障維修。
如在數控機床在加工過程中,主軸有時能回參考點有時不能。在數控操作面板上,主軸轉速顯示時有時無,主軸運轉正常。分析出現的故障原因得該機床采用變頻調速,其轉速信號是有編碼器提供,所以可排除編碼器損壞的可能,否則根本就無法傳遞轉速信號了。只能是編碼器與其連接單元出現問題。兩方面考慮,一是可能和數控系統連接的ECU連接松動,二是可能可和主軸的機械連接出現問題。由此可以著手解決問題了。首先檢查編碼器與ECU的連接。若不存在問題,就卸下編碼器檢查主傳動與編碼器的連接鍵是否脫離鍵槽,結果發現就是這個問題。修復并重新安裝就解決了問題。
數控機床故障產生的原因是多種多樣的,有機械問題、數控系統的問題、傳感元件的問題、驅動元件的問題、強電部分的問題、線路連接的問題等。在檢修過程中,要分析故障產生的可能原因和范圍,然后逐步排除,直到找出故障點,切勿盲目的亂動,否則,不但不能解決問題。還可能使故障范圍進一步擴大。總之,在面對數控機床故障和維修問題時,首先要防患于未燃,不能在數控機床出現問題后才去解決問題,要做好日常的維護工作和了解機床本身的結構和工作原理,這樣才能做到有的放矢。
參考文獻
[1]陳蕾、談峰,淺析數控機床維護維修的一般方法[J],機修用造,2004(10)
[2]邱先念,數控機床故障診斷及維修[J],設備管理與維修,2003(01)
[3]王超,數控機床的電器故障診斷及維修[J],蕪湖職業技術學院學報,2003(02)
[4]王剛,數控機床維修幾例[J],機械工人冷加工,2005(03)
[5]李宏慧、謝小正、沙成梅,淺談數控機床故障排除的一般方法[J],甘肅科技,2004(09)
[6]萬宏強、姚敏茹,基于網絡的數控機床設備遠程故障診斷技術的框架研究[J],精密制造與自動化,2004(04)
論文摘要:文章對數控機床的爬行與振動故障原因作了簡單分析,指出一些診斷排故的方法和策略
數控機床是集機、電、液、氣、光等為一體的自動化機床,經各部分的執行功能,最后共同完成機械執行機構的移動、轉動、夾緊、松開、變速和換刀等各種動作,實現切削加工任務。工作時,各項功能相互結合,發生故障時也混在一起,故障現象和原因并非簡單一一對應。一種故障現象可能有幾種不同的原因,大部分故障以綜合形式出現,數控機床的爬行與振動就是一個明顯的例子。
數控機床進給伺服系統所驅動的移動部件在低速運行時,出現移動部件開始不能啟動,啟動后又突然作加速運動,而后又停頓,繼而又作加速運動,如此周而復始,這種移動部件忽停忽跳,忽快忽慢的運動現象,稱為爬行;而當其高速運行時,移動部件又出現明顯的振動。這一故障現象就是典型的進給系統的爬行與振動故障。
造成這類故障的原因有多種可能,可能是因為機械部分出現了故障所導致,也可能是進給系統電氣部分出現了問題,還可能是機械部分與電氣部分的綜合故障所造成,甚至可能因編程有誤也會產生爬行故障。
一、分析機械部分原因與對策
因為數控機床低速運行時的爬行現象往往取決于機械傳動部分的特性,高速時的振動又通常與進給傳動鏈中運動副的預緊力有關,由此數控機床的爬行與振動故障可能會在機械部分。
如果在機械部分,首先應該檢查導軌副。因為移動部件所受的摩擦阻力主要是來自導軌副,如果導軌副的動、靜摩擦系數大,且其差值也大,將容易造成爬行。盡管數控機床的導軌副廣泛采用了滾動導軌、靜壓導軌或塑料導軌,如果導軌間隙調整不好,仍會造成爬行或振動。對于靜壓導軌副應著重檢查靜壓是否到位,對于塑料導軌可檢查有否雜質或異物阻礙導軌副運動,對于滾動導軌則應檢查預緊措施是否良好。關注導軌副的也有助于分析爬行問題,導軌副狀態不好,導軌的油不足夠,致使溜板爬行。這時,添加油,且采用具有防爬作用的導軌油是一種非常有效的措施。這種導軌油中有極性添加劑,能在導軌表面形成一層不易破裂的油膜,從而改善導軌的摩擦特性防止爬行。
其次,要檢查進給傳動鏈。因為在進給系統中,伺服驅動裝置到移動部件之間必定要經過由齒輪、絲杠螺母副或其他傳動副所組成的傳動鏈。定位精度下降、反向間隙增大也會使工作臺在進給運動中出現爬行。通過調整軸承、絲杠螺母副和絲杠本身的預緊力,調整松動環節,調整補償環節,都可有效地提高這一傳動鏈的扭轉和拉壓剛度(即提高其傳動剛度),對于提高運動精度,消除爬行非常有益;另外傳動鏈太長,傳動軸直徑偏小,支承座的剛度不夠也是引起爬行的因素。因此,在檢查時也要考慮這些方面是否有缺陷,逐個排查。
二、分析進給伺服系統原因與對策
如果故障原因在進給伺服系統,則需分別檢查伺服系統中各有關環節。數控機床的爬行與振動問題屬于速度問題,與進給速度密切相關,所以也就離不開分析進給伺服系統的速度環,檢查速度調節器故障一是給定信號,二是反饋信號,三是速度調節器自身故障。根據故障特點(如振動周期與進給速度是否成比例變化)檢查電動機或測速發電機表面是否光整;還可檢查系統插補精度是否太差,檢查速度環增益是否太高;與位置控制有關的系統參數設定有無錯誤;伺服單元的短路棒或電位器設定是否正確;增益電位器調整有無偏差以及速度控制單元的線路是否良好,應對這些環節逐項檢查、分類排除。
三、其它因素
有時故障既不是機械部分的原因,又不是進給伺服系統的原因,有可能是其它原因如編程誤差。如FANUC6M系統數控機床在一次切削加工時出現過載爬行。經過仔細核查,發現電動機故障引起過載,更換電動機過載消除,可爬行還是存在。先從機床著手尋找故障原因,結果核實傳動鏈沒問題,又查進給伺服系統確認無故障,隨后對加工程序進行檢查,發現工件曲線的加工,采用細微分段圓弧逼近來實現,而在編程中用了G61指令,也即每加工一段就要進行一次到位停止檢查,從而使機床出現爬行現象,將G61改為G64指令連續切削,爬行消除。
如果故障既有機械部分的原因,又有進給伺服系統的原因,很難分辨出引起這一故障的主要矛盾,這是制約我們迅速查出故障原因的重要因素。面對這種情況,要進行多方面的檢測,運用機械、電氣、液壓等方面的綜合知識,采取綜合分析判斷,排除故障。
數控機床是技術密集和知識密集的設備,故障現象是多樣的,其表現形式也沒有簡單的規律可遵循,這就要求維修的技術人員要有電子技術、計算機技術、電氣自動化技術、檢測技術、機械理論與實踐技術、液壓與氣動等較全面的綜合技術知識,還要求具有綜合分析和解決問題的能力。
參考文獻:
【論文摘要】:數控技術是用數字信心對機械運動和工作過程控制的技術。數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化,更使制造業成為工業化的象征。
數控機床是集高、精、尖技術于一體,集機、電、光、液于一身的高技術產物。具有加工精度高、加工質量穩定可靠、生產效率高、適應性強、靈活性好等眾多優點,在各個行業受到廣泛歡迎,在使用方面,也是越來越受到重視。但由于它是集強、弱電于一體,數字技術控制機械制造的一體化設備,一旦系統的某些部分出現故障,就勢必使機床停機,影響生產,所以如何正確維護設備和出現故障時能及時搶修就是保障生產正常進行的關鍵。
1.數控機床的維護
對于數控機床來說,合理的日常維護措施,可以有效的預防和降低數控機床的故障發生幾率。
首先,針對每一臺機床的具體性能和加工對象制定操作規程建立工作、故障、維修檔案是很重要的。包括保養內容以及功能器件和元件的保養周期。
其次,在一般的工作車間的空氣中都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末之類的污染物,一旦他們落在數控系統內的印制線路或電子器件上,很容易引起元器件之間絕緣電阻下降,甚至倒是元器件及印制線路受到損壞。所以除非是需要進行必要的調整及維修,一般情況下不允許隨便開啟柜門,更不允許在使用過程中敞開柜門。
另外,對數控系統的電網電壓要實行時時監控,一旦發現超出正常的工作電壓,就會造成系統不能正常工作,甚至會引起數控系統內部電子部件的損壞。所以配電系統在設備不具備自動檢測保護的情況下要有專人負責監視,以及盡量的改善配電系統的穩定作業。
當然很重要的一點是數控機床采用直流進給伺服驅動和直流主軸伺服驅動的,要注意將電刷從直流電動機中取出來,以免由于化學腐蝕作用,是換向器表面腐蝕,造成換向性能受損,致使整臺電動機損壞。這是非常嚴重也容易引起的故障。
2.數控機床一般的故障診斷分析
2.1檢查
在設備無法正常工作的情況下,首先要判斷故障出現的具置和產生的原因,我們可以目測故障板,仔細檢查有無由于電流過大造成的保險絲熔斷,元器件的燒焦煙熏,有無雜物斷路現象,造成板子的過流、過壓、短路。觀察阻容、半導體器件的管腳有無斷腳、虛焊等,以此可發現一些較為明顯的故障,縮小檢修范圍,判斷故障產生的原因。
2.2系統自診斷
數控系統的自診斷功能隨時監視數控系統的工作狀態。一旦發生異常情況,立即在CRT上顯示報警信息或用發光二級管指示故障的大致起因,這是維修中最有效的一種方法。近年來隨著技術的發展,興起了新的接口診斷技術,JTAG邊界掃描,該規范提供了有效地檢測引線間隔致密的電路板上零件的能力,進一步完善了系統的自我診斷能力。
2.3功能程序測試法
功能程序測試法就是將數控系統的常用功能和特殊功能用手工編程或自動變成的方法,編制成一個功能測試程序,送人數控系統,然后讓數控系統運行這個測試程序,借以檢查機床執行這些功能的準確定和可靠性,進而判斷出故障發生的可能原因。
2.4接口信號檢查
通過用可編程序控制器在線檢查機床控制系統的接回信號,并與接口手冊正確信號相對比,也可以查出相應的故障點。
2.5診斷備件替換法
隨著現代技術的發展,電路的集成規模越來越大技術也越來越復雜,按常規方法,很難把故障定位到一個很小的區域,而一旦系統發生故障,為了縮短停機時間,在沒有診斷備件的情況下可以采用相同或相容的模塊對故障模塊進行替換檢查,對于現代數控的維修,越來越多的情況采用這種方法進行診斷,然后用備件替換損壞模塊,使系統正常工作,盡最大可能縮短故障停機時間。
上述診斷方法,在實際應用時并無嚴格的界限,可能用一種方法就能排除故障,也可能需要多種方法同時進行。最主要的是根據診斷的結果間接或直接的找到問題的關鍵,或維修或替換盡快的恢復生產。3數控機床故障診斷實例
由于數控機床的驅動部分是強弱電一體的,是最容易發生問題的。因此將驅動部分作簡單介紹:驅動部分包括主軸驅動器和伺服驅動器,有電源模塊和驅動模塊兩部分組成,電源模塊是將三相交流電有變壓器升壓為高壓直流,而驅動部分實際上是個逆變換,將高壓支流轉換為三相交流,并驅動伺服電機,完成個伺服軸的運動和主軸的運轉。因此這部分最容易出故障。以CJK6136數控機床和802S數控系統的故障現象為例,主要分析一下控制電路與機械傳動接口的故障維修。
如在數控機床在加工過程中,主軸有時能回參考點有時不能。在數控操作面板上,主軸轉速顯示時有時無,主軸運轉正常。分析出現的故障原因得該機床采用變頻調速,其轉速信號是有編碼器提供,所以可排除編碼器損壞的可能,否則根本就無法傳遞轉速信號了。只能是編碼器與其連接單元出現問題。兩方面考慮,一是可能和數控系統連接的ECU連接松動,二是可能可和主軸的機械連接出現問題。由此可以著手解決問題了。首先檢查編碼器與ECU的連接。若不存在問題,就卸下編碼器檢查主傳動與編碼器的連接鍵是否脫離鍵槽,結果發現就是這個問題。修復并重新安裝就解決了問題。
數控機床故障產生的原因是多種多樣的,有機械問題、數控系統的問題、傳感元件的問題、驅動元件的問題、強電部分的問題、線路連接的問題等。在檢修過程中,要分析故障產生的可能原因和范圍,然后逐步排除,直到找出故障點,切勿盲目的亂動,否則,不但不能解決問題。還可能使故障范圍進一步擴大。總之,在面對數控機床故障和維修問題時,首先要防患于未燃,不能在數控機床出現問題后才去解決問題,要做好日常的維護工作和了解機床本身的結構和工作原理,這樣才能做到有的放矢。
參考文獻
[1]陳蕾、談峰,淺析數控機床維護維修的一般方法[J],機修用造,2004(10)
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[4]王剛,數控機床維修幾例[J],機械工人冷加工,2005(03)
論文摘要:文章對數控機床的爬行與振動故障原因作了簡單分析,指出一些診斷排故的方法和策略
數控機床是集機、電、液、氣、光等為一體的自動化機床,經各部分的執行功能,最后共同完成機械執行機構的移動、轉動、夾緊、松開、變速和換刀等各種動作,實現切削加工任務。工作時,各項功能相互結合,發生故障時也混在一起,故障現象和原因并非簡單一一對應。一種故障現象可能有幾種不同的原因,大部分故障以綜合形式出現,數控機床的爬行與振動就是一個明顯的例子。
數控機床進給伺服系統所驅動的移動部件在低速運行時,出現移動部件開始不能啟動,啟動后又突然作加速運動,而后又停頓,繼而又作加速運動,如此周而復始,這種移動部件忽停忽跳,忽快忽慢的運動現象,稱為爬行;而當其高速運行時,移動部件又出現明顯的振動。這一故障現象就是典型的進給系統的爬行與振動故障。
造成這類故障的原因有多種可能,可能是因為機械部分出現了故障所導致,也可能是進給系統電氣部分出現了問題,還可能是機械部分與電氣部分的綜合故障所造成,甚至可能因編程有誤也會產生爬行故障。
一、分析機械部分原因與對策
因為數控機床低速運行時的爬行現象往往取決于機械傳動部分的特性,高速時的振動又通常與進給傳動鏈中運動副的預緊力有關,由此數控機床的爬行與振動故障可能會在機械部分。
如果在機械部分,首先應該檢查導軌副。因為移動部件所受的摩擦阻力主要是來自導軌副,如果導軌副的動、靜摩擦系數大,且其差值也大,將容易造成爬行。盡管數控機床的導軌副廣泛采用了滾動導軌、靜壓導軌或塑料導軌,如果導軌間隙調整不好,仍會造成爬行或振動。對于靜壓導軌副應著重檢查靜壓是否到位,對于塑料導軌可檢查有否雜質或異物阻礙導軌副運動,對于滾動導軌則應檢查預緊措施是否良好。關注導軌副的也有助于分析爬行問題,導軌副狀態不好,導軌的油不足夠,致使溜板爬行。這時,添加油,且采用具有防爬作用的導軌油是一種非常有效的措施。這種導軌油中有極性添加劑,能在導軌表面形成一層不易破裂的油膜,從而改善導軌的摩擦特性防止爬行。
其次,要檢查進給傳動鏈。因為在進給系統中,伺服驅動裝置到移動部件之間必定要經過由齒輪、絲杠螺母副或其他傳動副所組成的傳動鏈。定位精度下降、反向間隙增大也會使工作臺在進給運動中出現爬行。通過調整軸承、絲杠螺母副和絲杠本身的預緊力,調整松動環節,調整補償環節,都可有效地提高這一傳動鏈的扭轉和拉壓剛度(即提高其傳動剛度),對于提高運動精度,消除爬行非常有益;另外傳動鏈太長,傳動軸直徑偏小,支承座的剛度不夠也是引起爬行的因素。因此,在檢查時也要考慮這些方面是否有缺陷,逐個排查。
二、分析進給伺服系統原因與對策
如果故障原因在進給伺服系統,則需分別檢查伺服系統中各有關環節。數控機床的爬行與振動問題屬于速度問題,與進給速度密切相關,所以也就離不開分析進給伺服系統的速度環,檢查速度調節器故障一是給定信號,二是反饋信號,三是速度調節器自身故障。根據故障特點(如振動周期與進給速度是否成比例變化)檢查電動機或測速發電機表面是否光整;還可檢查系統插補精度是否太差,檢查速度環增益是否太高;與位置控制有關的系統參數設定有無錯誤;伺服單元的短路棒或電位器設定是否正確;增益電位器調整有無偏差以及速度控制單元的線路是否良好,應對這些環節逐項檢查、分類排除。
三、其它因素
有時故障既不是機械部分的原因,又不是進給伺服系統的原因,有可能是其它原因如編程誤差。如FANUC6M系統數控機床在一次切削加工時出現過載爬行。經過仔細核查,發現電動機故障引起過載,更換電動機過載消除,可爬行還是存在。先從機床著手尋找故障原因,結果核實傳動鏈沒問題,又查進給伺服系統確認無故障,隨后對加工程序進行檢查,發現工件曲線的加工,采用細微分段圓弧逼近來實現,而在編程中用了G61指令,也即每加工一段就要進行一次到位停止檢查,從而使機床出現爬行現象,將G61改為G64指令連續切削,爬行消除。
如果故障既有機械部分的原因,又有進給伺服系統的原因,很難分辨出引起這一故障的主要矛盾,這是制約我們迅速查出故障原因的重要因素。面對這種情況,要進行多方面的檢測,運用機械、電氣、液壓等方面的綜合知識,采取綜合分析判斷,排除故障。
數控機床是技術密集和知識密集的設備,故障現象是多樣的,其表現形式也沒有簡單的規律可遵循,這就要求維修的技術人員要有電子技術、計算機技術、電氣自動化技術、檢測技術、機械理論與實踐技術、液壓與氣動等較全面的綜合技術知識,還要求具有綜合分析和解決問題的能力。
參考文獻:
論文摘要:本文針對我國數控機床,尤其是經濟型數控機床服務的現狀,提出了構建數控機床綜合服務體系的意見,以期拋磚引玉。
我國數控機床在近十余年來已經取得了較大的發展和普及,尤其是經濟型數控機床發展更快,在一些地區和行業初步形成了規模。然而,其服務與發展相比還不相稱,明顯滯后于發展。必須建立系統的綜合服務體系,數控機床才能健康持續地發展。
數控機床是在普通機床的基礎上發展起來的,不妨先看看普通機床的服務。由于普通機床的發展和使用歷史已經悠久,很自然地形成了它的服務體系,而且已經是一個成熟的、有效的體系。正因為如此,人們習以為常,反而不覺得它的存在。如果歸納一下,這個體系至少有3個要素:
培訓上崗普通機床的操作者和調試維修人員通常都拜過師傅,由師傅帶教的。“師傅帶徒弟”就是培訓;“滿師”就是考核合格,才有資格上崗。
人員專業化“機修工”是一個常見的職業工種,已經普及和滲透到企業、社會。對于普通機床的調試、維修、保養等均有這些專職人員司職。用戶一般可以做到小修大修不出廠,有問題自我消化,很少再找生產廠的。
服務社會化其一是服務機構社會化,“機修廠”是遍布各地的常見單位,它提供各類機床的專業維修服務,且不受機床的生產廠家、型號規格的限制;其二是技術教育社會化,各級各類工科技術學校都設置機修專業,輸送合格的通用人才。另外,“師傅帶徒弟”的方式依然存在。
數控機床是典型的機電一體化產品,除普通機床作基礎外,一般配備有數控系統、自動刀架、編碼器,有的還有變頻器、自動送料裝置等,集中了機械、電子技術于一體。因而數控機床更加需要完善的、有效的、及時的服務。
然而,我國的數控機床從機床廠剛出來就有先天不足。這是因為我國的機床廠自身機械技術力量雖然較強,但是電子技術方面較弱,電子類技術人員普遍匱乏,而配套部分又恰恰最需要運用電子技術。機床廠對數控機床的服務從主觀上和客觀上都沒有做好準備,更加談不上服務體系。數控機床生產廠無法獨立承擔全面的技術服務,因而配套部分的服務依賴于配套廠就不足為奇了。這樣,一方面把服務體系割裂開來,另一方面只要用戶方面反映一點問題,機床廠就要拉上配套廠一幫人去,結果往往又是一點小問題,勞民傷財,配套廠是“有苦難言”。
數控機床的用戶,絕大部分屬于機械加工業,客觀上也有電子技術力量薄弱的問題,往往只會簡單操作而缺乏配套部分的維修知識,出現一些故障就束手無策,甚至停機待修,影響生產。中、高擋數控機床的人員配備相對還好一點,普及的經濟型數控機床的人員配備則不夠理想,不少就是普通機床的操作人員,未經過嚴格培訓考核就上機操作。大家都知道沒有經過培訓取得“汽車駕駛證”的人是嚴禁開汽車的。對于技術含量很高的數控機床(即便是經濟型)怎么能允許未經培訓考核就上崗操作呢?汽車有了故障,駕駛員大多能作前期診斷和處理,汽車修理廠也隨處可見,修理十分方便。而數控機床有了故障,自己不能處理,還只能找生產廠或配套廠。說到底,還是人們對數控機床服務的認識沒有到位,觀念沒有更新,服務體系沒有構建起來。
盡管隨著數控機床的發展,機床廠也在不斷提高和完善自己的服務,提高自身素質,強調用戶培訓,服務狀況有所改善。但是由于起點不高,認識不深,自身條件不足,還不能從根本上解決服務問題。
因此必須盡快構建與數控機床發展相適應的綜合服務體系,才能加快數控機床的發展和普及。
根據我國數控機床發展的現狀,參考其他比較成熟的服務體系,我國的數控機床的綜合服務體系在下列要點上必須達成共識:
1必須由數控機床廠主動承擔全面服務,即由機床廠承擔包括機床、配套部分在內的全部服務,改變目前機床廠和各個配套廠分散服務的狀況。因為
機床廠是產品的最終完成者,直接面對用戶,承擔全面服務是理所當然。
機床廠既然生產數控機床,對數控系統是屬于必須掌握的核心技術,沒有這個基礎是很難參與競爭的;而其他配套件如刀架、傳感器等技術對于熟悉數控技術的人來說是不難掌握的。機床廠不能長期依賴配套廠服務,否則無從提高自身素質和能力,增強競爭力。
控機床及其配套部分的技術已經比較成熟,質量穩定提高,用戶反映的問題集中在調試和維修上,由機床廠指導用戶使用和維修是最合適的。
數控機床使用中反映的問題是相互關聯和影響的,初期很難判斷問題在那個部分。如回轉刀架動作失靈,就要檢查刀架、數控系統、機床電器。如果分別由配套廠來檢查和證明自己配套部分沒有問題,或是發現問題解決了,各自的時間和費用已經浪費了。這種看似滑稽的情況,其實是經常發生的。
機床廠實行綜合的全面服務,提高服務人員技術素質后,可以精簡人員,提高效率。同時,減少配套單位的服務,也會得到相應的經濟補償,有利于降低成本。機床廠承擔全面服務后,同樣可以協調與配套單位的相互配合。
2要強調培訓考核后上崗,建立針對不同層面的培訓體系
機床廠自身要培養出一支掌握機電一體化技術的隊伍,以適應生產、檢驗、服務工作。尤其要使服務人員能獨立承擔數控機床的調試及維修工作。
機床廠要強調對用戶進行培訓,要形成制度。培訓考核合格后方可允許操作數控機床。培訓要求是使用戶能正確使用、規范操作、能處理常見故障。擁有數控機床較多的用戶,應盡量培訓出專職維修人員,能獨立排除故障,做到修理基本不出廠門。
由機床行業與教育部門協調,繼續并加強在各類大、中專學校、技工職業學校辦好機電一體化專業,為社會輸送和儲備合格人才。不斷補充和完善針對數控機床服務的內容。已經從事此項工作的,要給以再學習的機會和條件。
實踐已經證明,誰抓住了培訓誰就主動,誰就發展得快一點。數控系統生產廠家對培訓的認識和行動要早些。而只有機床廠抓住了培訓,才算是數控機床發展的關鍵!
3逐步在數控機床的用戶集中地建立數控機床維修點
可以由機床廠自己建立,也可以發動社會力量建立。把分散的數控機床維修力量集中組織起來,使數控機床的維修專業化、社會化,做到就地解決數控機床的維修和另配件供應。
論文摘要:文章對數控機床的爬行與振動故障原因作了簡單分析,指出一些診斷排故的方法和策略
數控機床是集機、電、液、氣、光等為一體的自動化機床,經各部分的執行功能,最后共同完成機械執行機構的移動、轉動、夾緊、松開、變速和換刀等各種動作,實現切削加工任務。工作時,各項功能相互結合,發生故障時也混在一起,故障現象和原因并非簡單一一對應。一種故障現象可能有幾種不同的原因,大部分故障以綜合形式出現,數控機床的爬行與振動就是一個明顯的例子。
數控機床進給伺服系統所驅動的移動部件在低速運行時,出現移動部件開始不能啟動,啟動后又突然作加速運動,而后又停頓,繼而又作加速運動,如此周而復始,這種移動部件忽停忽跳,忽快忽慢的運動現象,稱為爬行;而當其高速運行時,移動部件又出現明顯的振動。這一故障現象就是典型的進給系統的爬行與振動故障。
造成這類故障的原因有多種可能,可能是因為機械部分出現了故障所導致,也可能是進給系統電氣部分出現了問題,還可能是機械部分與電氣部分的綜合故障所造成,甚至可能因編程有誤也會產生爬行故障。
一、分析機械部分原因與對策
因為數控機床低速運行時的爬行現象往往取決于機械傳動部分的特性,高速時的振動又通常與進給傳動鏈中運動副的預緊力有關,由此數控機床的爬行與振動故障可能會在機械部分。
如果在機械部分,首先應該檢查導軌副。因為移動部件所受的摩擦阻力主要是來自導軌副,如果導軌副的動、靜摩擦系數大,且其差值也大,將容易造成爬行。盡管數控機床的導軌副廣泛采用了滾動導軌、靜壓導軌或塑料導軌,如果導軌間隙調整不好,仍會造成爬行或振動。對于靜壓導軌副應著重檢查靜壓是否到位,對于塑料導軌可檢查有否雜質或異物阻礙導軌副運動,對于滾動導軌則應檢查預緊措施是否良好。關注導軌副的也有助于分析爬行問題,導軌副狀態不好,導軌的油不足夠,致使溜板爬行。這時,添加油,且采用具有防爬作用的導軌油是一種非常有效的措施。這種導軌油中有極性添加劑,能在導軌表面形成一層不易破裂的油膜,從而改善導軌的摩擦特性防止爬行。
其次,要檢查進給傳動鏈。因為在進給系統中,伺服驅動裝置到移動部件之間必定要經過由齒輪、絲杠螺母副或其他傳動副所組成的傳動鏈。定位精度下降、反向間隙增大也會使工作臺在進給運動中出現爬行。通過調整軸承、絲杠螺母副和絲杠本身的預緊力,調整松動環節,調整補償環節,都可有效地提高這一傳動鏈的扭轉和拉壓剛度(即提高其傳動剛度),對于提高運動精度,消除爬行非常有益;另外傳動鏈太長,傳動軸直徑偏小,支承座的剛度不夠也是引起爬行的因素。因此,在檢查時也要考慮這些方面是否有缺陷,逐個排查。
二、分析進給伺服系統原因與對策
如果故障原因在進給伺服系統,則需分別檢查伺服系統中各有關環節。數控機床的爬行與振動問題屬于速度問題,與進給速度密切相關,所以也就離不開分析進給伺服系統的速度環,檢查速度調節器故障一是給定信號,二是反饋信號,三是速度調節器自身故障。根據故障特點(如振動周期與進給速度是否成比例變化)檢查電動機或測速發電機表面是否光整;還可檢查系統插補精度是否太差,檢查速度環增益是否太高;與位置控制有關的系統參數設定有無錯誤;伺服單元的短路棒或電位器設定是否正確;增益電位器調整有無偏差以及速度控制單元的線路是否良好,應對這些環節逐項檢查、分類排除。
三、其它因素
有時故障既不是機械部分的原因,又不是進給伺服系統的原因,有可能是其它原因如編程誤差。如FANUC6M系統數控機床在一次切削加工時出現過載爬行。經過仔細核查,發現電動機故障引起過載,更換電動機過載消除,可爬行還是存在。先從機床著手尋找故障原因,結果核實傳動鏈沒問題,又查進給伺服系統確認無故障,隨后對加工程序進行檢查,發現工件曲線的加工,采用細微分段圓弧逼近來實現,而在編程中用了G61指令,也即每加工一段就要進行一次到位停止檢查,從而使機床出現爬行現象,將G61改為G64指令連續切削,爬行消除。
如果故障既有機械部分的原因,又有進給伺服系統的原因,很難分辨出引起這一故障的主要矛盾,這是制約我們迅速查出故障原因的重要因素。面對這種情況,要進行多方面的檢測,運用機械、電氣、液壓等方面的綜合知識,采取綜合分析判斷,排除故障。
數控機床是技術密集和知識密集的設備,故障現象是多樣的,其表現形式也沒有簡單的規律可遵循,這就要求維修的技術人員要有電子技術、計算機技術、電氣自動化技術、檢測技術、機械理論與實踐技術、液壓與氣動等較全面的綜合技術知識,還要求具有綜合分析和解決問題的能力。
參考文獻: