从美国CAPCO公司进口的HG3018轧辊数控磨床,采用德国BOSCH CC220数控系统, X轴为全闭环控制方式,位移检测元件采用德国海德汉玻璃光栅尺。当机床操作者无意中拿木条轻轻击打机床砂轮架外壳体时,人站在工作台上,感觉机床产生剧烈的颤动。
从这个现象看,该故障的产生,肯定带有机床本身的一些动作,绝对不是纯粹的机床某个零部件松了,人拿木头条轻轻“砸”机床外壳导致的结果。经查证,是X轴的滚珠丝杠背冒松造成的:当人拿木条轻轻砸机床砂轮架外壳时,因为X轴的驱动依靠滚珠丝杠来实现,很轻便,由于X轴滚珠丝杠背冒松动,故砂轮架会有一个微小的移动。这时候,数控系统检测到在没有发出X轴移动信号的情况下,X轴移动了,肯定是“非法的”,这时候数控系统会发出与砂轮架移动方向反向的“给定”信号,使砂轮架反向移动。由于滚珠丝杠背冒的松动,X轴反向移动时会走过头,此时砂轮架在数控系统的指挥下,又向与之前移动方向反向移动。。。。。如此往复,造成砂轮架的震动。
在长期对数控机床的维修中,我们发现,光栅尺不仅仅作为位置环的检测元件,还能成为机床直线轴的“监督”元件。当机械存在故障隐患时,如果该轴采用光栅尺控制,该故障隐患会通过光栅尺将隐患“放大”,以故障的形式表现出来。没有采用光栅尺的机床,出现机械故障隐患时,往往不容易表现出来,直至故障隐患扩大化,变成硬性故障。
数控机床在运行中,如果采用西门子840D或德国力士乐数控系统的某个直线轴,出现报警“硬件编码器错误”;如果采用西班牙FAGOR数控系统的某个直线轴,出现报警“跟随误差超界”。这时候一般是作为机床直线轴的位置检测元件的光栅尺出故障了。
这种情况下,由于震动或其它原因,一般是机床在使用中使读数头与光栅刻度尺的距离远了,数控系统误认为光栅尺坏了。处理该故障的方法是按光栅尺说明书的要求调整读数头与光栅尺的距离。读数头与光栅尺尺身之间的间距为1~1.5mm左右,最好别超过2mm.。
出现此故障的另外一种原因是光栅尺的安装位置不合适,如安装在油池附近,油气等将光栅尺污染,这时候就要把光栅尺的“定尺”和“动尺”分别进行清洁,然后再安装之后进行光栅尺的调试才可使用。
还有一种故障情况也会出现上述报警,那就是由于读数头的位置安装不合适,造成读数头损坏,更有甚者,光栅尺定尺内出现铝合金碎屑,光栅刻线出现损坏,造成光栅尺定尺的彻底报废。
一般由于网络电压波动太大,或电压冲击造成。我国大部分地区电网质量不好,会给机床带来电压超限,尤其是瞬间超限,如无专门的电压监控仪,则很难测到,在查找故障原因时,要加以注意,还有一些是由于特殊原因造成的损坏。如华北某厂由于雷击中工厂变电站并窜入电网而造成多台机床伺服系统损坏。
在数控机床进给传动系统中,普遍采用滚珠丝杠副、静压丝杠螺母副、滚动导轨、静压导轨和塑料导轨。所以进给传动链有故障,主要反映是运动质量下降。如:机械部件未运动到规定位置、运行中断、定位精度下降、反向间隙增大、爬行、轴承噪声变大(撞车后)等。
金属加工微信提示,对于此类故障可以通过以下措施预防:(1)提高传动精度调节各运动副预紧力,调整松动环节,消除传动间隙,缩短传动链和在传动链中设置减速齿轮,也可提高传动精度。(2)提高传动刚度。调节丝杠螺母副、支承部件的预紧力及合理选择丝杠本身尺寸,是提高传动刚度的有效措施。刚度不足还会导致工作台或拖板产生爬行和振动以及造成反向死区,影响传动准确性。(3)提高运动精度。在满足部件强度和刚度的前提下,尽可能减小运动部件的质量,减小旋转零件的直径和质量,以减小运动部件的惯性,提高运动精度。(4)导轨滚动导轨对赃物比较敏感,必须要有良好的防护装置,而且滚动导轨的预紧力选择要恰当,过大会使牵引力显着增加。静压导轨应有一套过滤效果良好的供油系统。
诊断与排除 根据机床电气原理图,查找对应的电磁阀接线,机床I/O显示表明机床的刀盘已处于到位,但未能夹紧的状态,打开电气柜找到刀盘推入的电磁阀接线,从继电器上可以看出目前处于未上电状态。找一临时线给该电磁阀迅速接一下电,解决故障。
诊断与排除 此机床采用FANUC-0M系统,机床上没有减速撞块只有一个硬限位碰停装置,对于机床“回零”的工作原理大家都清楚,一般是轴向设定方向运动,当压下零点开关后减速,脱离零点开关后数控系统按收到的第一个零点脉冲,被定为机床参考点(具体的回零方式大致有三种)。与厂家联系后按以下方式解决了故障。开机后用手动方式将轴移到硬极限位置,消除“极限报警”后再将轴摇到离极限开关5mm处,更改参数20、21后关机,再开机后,故障消除。
对于机床突然断电、有干扰或是误操作引起的机床故障,我们也不必按顺序进行繁琐的操作,有时只要掌握基本规律,就可以用很容易的方式加以解决。
一般数控机床的换刀机构,都由4部分组成:刀盘推出,刀盘转动,刀盘推入,刀盘夹紧。当换刀机构发生乱刀或刀具未能定位夹紧时,可以用手动方式按上述步骤进行操作就可以恢复,但相当麻烦。事实上有时只要我们仔细观察就能发现其规律。