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数控技术就是利用数字化控制系统在加工机床上完成整个零件的加工,而这一类的机床称为数控机床。利用数控加工技术可以完成很多异形零件的曲面加工,而且加工的效率、准确性和精度都可以得到很好的保证。数控技术的广泛使用给机械制造业生产方式、管理方式、生产结构等带来了深刻的变化,数控技术及数控装备已成为衡量一个企业现代化程度的核心标志,实现加工机床及生产过程数控化,已经成为当今制造业的发展方向。
【关键词】数控加工 效率 提升
1 数控设备的正确选型
为保证加工效率的提高,产品质量和精度的提升,需根据产品的特点来选择合适的数控设备,设备的选型是一个非常谨慎的工作,是否得当,对后续的适用价值和全面管理起着决定性的作用。以湘电集团长沙水泵厂典型零件三联泵中凝水增压泵泵体、泵盖和叶轮的镗削加工,以及循环泵的叶轮叶片、轮毂的加工为例来选择设备。
1.1 确定数控设备需承担的主要任务
设备主要用于三联泵中凝水增压泵泵体、泵盖和叶轮的镗削加工,以及循环泵的叶轮叶片、轮毂的加工。
凝水增压泵为双联立式中开泵,由凝水泵和增压泵组成。其加工精度的高低,直接影响泵的各项技术性能指标。泵体、泵盖和轴承体的各项技术要求能否达到要求,是其产品质量能否得到保证的关键。循环泵为立式轴流泵,主要由循环泵转子、上下泵体、上下泵盖、上部橡胶轴瓦、下部橡胶轴瓦、两半导向器、密封环、进水部分、波纹补偿器、防蚀护板等组成。精度等级高、异形曲面,加工难度大。
1.2 分析加工零件的特点及要求
凝水增压泵的泵体、泵盖是多蜗室结构,泵体、泵盖和轴承体中需加工的内圆、端面和定位槽数量多,各部位的位置精度要求高,各内圆的加工范围从Φ120mm至Φ608mm尺寸不一,精度等级从6级至11级不等,各蜗室的同轴度及端面的跳动值要求0.05mm,表面粗糙度要求最高值达Ra1.6。其中,多处有配合要求的内圆表面还要切槽,且在同一位置上,泵体上槽比泵盖上槽深,因此,更增加了加工的难度。如导叶蜗室内圆为基孔制配合(Φ608H9+0.175),槽表面粗糙度值为Ra3.2,由于泵体各蜗室(蜗室形状为曲面)铸造后需要再加工,在加工过程既要轴向进刀,又需要径向进刀。同时在加工过程中,还要保证各蜗室及端面的同轴度与跳动值在允许的公差范围内。由此在数控设备中五轴联动加工中心因一次装夹定位,能保证零件各尺寸加工精度和形位公差,从而满足图纸要求。
1.3 设备选型
通过对国内外五轴联动加工中心生产厂家进行调研,国内调研厂家为沈阳机床集团,国外调研厂家为德国的德玛吉和意大利厂家。通过与生产厂家或其商进行当面交流与电邮、电话联系,对各生产厂家的产品情况有了一定程度的了解,在结合公司产品的实际需要,设备选型情况如下表所示:
1.4 确定主要技术参数
工作台尺寸:≥1500×1500mm;主轴最高转速:>4000r/min;
Z轴最大行程:>1000 mm;Y轴最大行程:>2000 mm;
X轴最大行程:>2000 mm;X轴定位精度:
Y轴定位精度:
A轴定位精度:
A轴重复定位精度:
1.5 确定主要功能和配置
五轴联动加工中心是龙门式结构,能实现自动对刀功能,高精度原装进口导轨和丝杆保证了设备的加工精度,机床除具有铣、镗、钻孔、扩孔等基本加工功能外,配套高精度数控回转工作台、数控铣头、数控平旋P等功能部件,可减少加工过程中的干涉现象,实现泵体内台阶面及内外圆的加工,同时可以实现曲面加工。机床可配带定时定量自动冷却系统,滑枕端面可以安装各种功能附件,并能自动更换功能附件。通过一连串的分析和确认,层层管控到位,最终选定的数控设备将会满足生产的需求,达到高质、高效生产。
2 设备的维护、维修及保养
2.1 数控设备的维护
数控设备的维护包括:预防性维护,以保证机床的正常运行;故障性维修,消除故障,恢复设备的正常运行;对老的数控机床进行改造,充分提高设备的使用效率。 在条件允许下,改善数控加工车间或数控设备周边的环境条件,防高温,防灰尘,减少数控机床的故障率,提高其生产效率。
2.2 数控机床维修注意事项
(1)从整机上取出模块时,应注意记录其相对应的位置,连接的电缆号,对于固定安装的线路板,还应按前后取下相应的压接部件及螺钉作记录。
(2)维修时电烙铁应放在顺手的前方,远离维修线路板。烙铁头应作适当的修整,以适应集成电路的焊接,并避免焊接时碰伤别的元器件。
(3)线路板测量时应找到相应的焊点作为测试点,不要铲除焊膜,有的板子全部刷有绝缘层,则只有在焊点处用刀片刮开绝缘层。
(4)测量线路间的阻值时,应断电源,测阻值时应红黑表笔互换测量两次,以阻值大的为参考值。
(5)不应随意切断印刷线路。数控设备上的线路板大多是双面金属孔板或多层孔化板,印刷线路细而密,一旦切断不易焊接,且切线时易切断相邻的线。
(6)查清线路板的电源配置及种类,根据检查的需要,可分别供电或全部供电。应注意高压,有的线路板直接接入高压,或板内有高压发生器,需适当绝缘,操作时应特别注意。
3 数控加工工艺优化
3.1 分析零件的工艺性
根据设计图纸应分析尺寸标注方法、零件图的完整性与正确性、零件精度要求、零件材质及零件的结构等技术要求。
3.2 拟定零件的工艺过程
注意表面加工方法的x择,要保证加表面的加工精度和表面粗糙度的要求,同时应考虑生产率和经济性的要求,根据产品的结构和产品的数量,尽量采用高效率的先进加工方法,正确选用加工设备。
3.3 划分加工阶段
加工阶段分粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段,中间根据需要还要进行热处理及着色、探伤等要求。粗加工阶段,高效地切除加工表面上大部分的余量,使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品;半精加工阶段,减小粗加工后留下的误差,使被加工工件达到一定精度,为精加工作准备,并完成一些次要表面的加工(如钻孔、攻螺纹、铣键槽);精加工阶段,保证各主要表面达到图样规定的质量要求。
3.4 切削用量的确定
切削用量是切削时各运动参数的总称,包括切削速度、进给量和背吃刀量(切削深度)。切削速度vc是指刀具切削刃上选定点相对于工件待加工表面在主运动方的瞬时速度单位为M/min。进给量f 是指在主运动每转一转或每一行程时(或单位时间内),刀具与工件之间沿进给运动方向的相对位移,单位mm/s。背吃刀量(切削深度)ap ,是指待加工表面与已加工表面之间的垂直距离,单位mm。
4 刀具、夹具的正确选择
4.1 合理选择切削刀具
刀具的合理选择是保证加工质量和提高加工效率的重要环节。为了提高生产率,数控机床尤其是加工中心正向着高速、高刚性和大功率方向发展。在选用刀具材料时,凡加工情况允许选硬质合金刀具时,就不应选用高速钢刀具;甚至在条件允许下,选用性能更好更耐磨的刀具,如涂层刀具、立方氮化刀具、陶瓷刀片等。
4.2 工装夹具的应用与管理
工装的选择和管理应从以下几方面进行考虑:
(1)推广和改进组合夹具及组合真空夹具的应用,缩短辅助时间;
(2)尽可能提高定位基准的统一性,减少工装定位的工作量和夹具的数量;
(3)采用定力夹具,防止工件产生装夹变形,提高加工精度;
(4)积极推广工装夹具的计算机辅助管理。
5 数控程序的现状管理
(1)公司大部分技术人员采取的方式是每个人在计算机上建立不同的目录,随着人员的增加,程序量的膨胀,存在程序版本混乱、查找困难等问题,如果有人调动或跳槽,其程序能否安全地调用的确是个疑问,再者,程序的安全问题,自己已调好的程序有可能误操作,乃至别人无意更改了你的程序,这些都是经常发生的问题。
(2)程序结构问题,数控程序要和对应的零件模型关联,还要有相应的刀具清单、刀具参数、工艺卡片等文档,随着数码的普及,最好把关键工序的加工状态、装夹状态、特殊刀具形状记录下来,并与程序一起存放,下一次调用就很形象、很直观,实现图文并茂。
Abstract: This paper mainly discusses laboratory equipment CNC Deep Hole Drilling Machine transformation design. CNC experimental device is a simple CNC equipment. Simple workpiece can be machined to achieve the demonstration teaching role. The transformation starts on the main design features of Deep Hole Drilling, the servo system and CNC system choice selection.
关键词: 深孔钻床;数控化改造
Key words: Deep Hole Drilling Machine;transformation of NC
中图分类号:TG502 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)20-0073-02
1 深孔钻床实验概述
1.1 C630-1A深孔钻床改造技术要求
加工孔径:Ф8~Ф12;加工最大孔深:3000mm;
进给量范围:f=0.01~0.4mm/r;
进给机构:丝杠进给;
采用步进电机或伺服电机;
控制轴数:X轴方向进给及快进。
1.2 改造方案的确定 C630-1A深孔钻床没有z轴方向,且在深孔加工过程中,无需换刀。被加工工件固定,利用钻枪旋转进给进行钻孔。只需考虑x轴方向和快进的控制。要根据机床的实际情况,选择一个合适的数控系统.基本原理:将原来机床的进给改为丝杠进给。丝杠每转一圈,刀具就进给一段距离。刀具在加工过程中有时需要快速进给,有时又需要低速加工。所以需要一个控制电机来控制丝杠的转速。
2 伺服系统的选择
2.1 伺服系统的概述 伺服控制系统是一种自动控制系统,系统的控制量主要是指位移、速度、加速度、力以及力矩等机械参数,其主要性能主要为:
①快速性:系统能够快速的输入输出相应的指令。
②灵敏度:系统对参数变化的灵敏度小。
③稳定性:系统在其工作范围内是稳定可靠。
④精度:经济的达到给定精度的要求。达到给定的精度要求相对经济。
⑤抗干扰性:抵抗外部负载干扰高频噪声的能力强。伺服系统主要包括控制电机和驱动器。
2.2 电机类型的选择 步进电机是一种将电脉冲信号转变为角位移的装置。步进电动机绕组接受一个脉冲时,转子就转过一个相应的角度(称为步距),在时间上与脉冲同步。只要控制输入脉冲的数量,频率和电机组的相序,即可获得所需的转角的转速和转动方向。
①静态距角特性。空载时,当步进电机某相始终导通时,转子的齿子与该相定子对齐。这时转子上没有力矩输出,处于静态。如果此时转子承受一定负载,定子和转子之间就有一角位移θ角,成为失调角。电动机及产生一抗衡负载转矩的电磁转矩Tj以保持平衡。Tj.θ的关系曲线成为距角特性,如图1所示。
②动态矩频特性。指步进电机运行时,输出转矩T与输入脉冲频率f的关系。如图2矩频特性对快速动作及工作可靠性影响很大,与其本身的特性,负载特性,驱动方式等有关。
2.3 电动机型号的确定 电动机型号一般有负载所需功率或转距确定,动力机转速与动力机至执行之间的传动方案选择有关。因为深孔加工机床特殊的缘故,丝杠转速低,但转矩很大,故在选择电动机的时候,要根据最大转矩选取。
①最大切削负载转矩计算
所选择伺服电机的额定转矩应大于最大切削负载转矩。最大切削负载转矩T可根据下式计算,即
T=(Fmax ph/2?仔η+Tp0+Tf0)i=■+4.7+0.64=18.9(N·m)
其中Fmax=7820.2N;丝杠导程ph=10mm=0.01m;预紧力Fp=14000N;滚珠丝杠螺母副的机械效率η=0.9;轴承的摩擦力矩Tf0=0.64N·m。
②空载加速转矩计算
当执行件从静止以阶跃指令加速到最大移动(快移速度)时,所需的空载加速转矩Ta为:
Ta=Jn/9.6tac=0.0244×1600/9.6×0.0456≈84(N·m)
空载加速转矩Ta不允许超过伺服电机的最大输出转矩Tmax。由此可见,MB20型伺服电机的Tmax=154N·m>Ta=84N·m,满足设计要求。
2.3.1 高速钢60麻花钻钻削时总进给力的计算
①总进给力的计算
Fr=Cfd0xFfyFKF=833.85×(70×10-3)0.7×(1×106)0.75=7720.2N
②溜板箱移动的摩擦力
f=?滋mg=0.02×50×10=10N(m为溜板箱的重量)
③作用在丝杠上的总力
F=Ff?撞+f=7720.2+10=7730.2N
④丝杠上的切向力
Fa=Fsin?琢=7730.2×sin38°=4759.2N
⑤丝杠上的扭矩
T=Fad/2=4759.2×21×10-3=99.94N·m
2.3.2 丝杠功率的计算
刀具加工材料时,最大进给速度V=60mm/min;
丝杠最大转速:n=v/f=60/12=5
丝杠转动所需功率:
PW=Tn/9550=99.94×5/9550=0.05KW
2.4 驱动器的选择
上述计算,可选MB20型伺服电机,其额定转矩为18.4N·m,大于最大切削负载转矩M=15.4N·m;转子惯量JM=0.016kg·m2均满足要求。
MB20型交流伺服电机的主要参数如下:
最高转速nmax:1500r/min;额定转矩Te:17.6N·m;最大转矩Tmax:154N·m;转子惯量JM:0.001kg·m2;反电动势系数Ke:0.58s·N/rad;转矩系数kt:0.57N·m/A;电枢交流电阻Rm:0.26欧;机械时间常数tm:15.2ms。
3 数控系统的选择
3.1 数控系统选择的基本原则 为了能使数控系统与所需机床相匹配,在选择数控系统适应遵循以下基本原则:
①根据数控机床的类型选择相应的数控系统;
②根据数控机床的性能选择数控系统功能;
③根据数控机床的设计指标选择数控系统;
④订购数控系统时要考虑周全。
3.2 数控系统的确定 综上所述,对于C630-1A深孔钻床,我们选择HUST 2-系列数控器。HUSTH-2数控器的功能与特性:
①控制轴数:X,Y二轴;②程式设计可由CAD/CAM 制作完成,经电脑RS232C介面输入,且可与GNT4604纸带机作程式资料输入或输出,并可作DNC连线加工;③H -2控制器内含4组高速INPUT,反应时间可50u SEC;④H-2控制器具有同步裁减功能;⑤H-2控制器可经由滚轮及被动ENCODE同时回授,相互对比,确认送料长度;⑥自我诊断及错误指示功能;⑦提供标准的可程式逻辑控制功能,客户也可自行编辑;⑧具有MPG手摇轮介面,可执行手摇轮测试程式;⑨提供标准输入24点,输出16点的可程式逻辑控制点。
表1是HUST H-2系列G-指令功能码的功能说明。
3.3 辅助功能指定
M00-程序中停M02-程序结束M03-主轴顺时针旋转M04-主轴逆时针旋转
M05-主轴停 M08-冷却液开 M09-冷却液关
3.4 可程式逻辑控制(PLC)系统 可程式逻辑控制系统简称为PLC,亦称MLC,其作用是用来控制机械界面和CNC界面讯号的逻辑程序,也就是控制载入/输出信号的流程顺序,借以控制工作机的动作。HUST数控器是利用阶梯图来编辑PLC,也称阶梯程式。
PLC 系统以软件方式取代硬件配线,其优点除了可简化硬件逻辑线路外,并提供可变更的界面讯号位址,依不同逻辑线路需求。以软件来规则不同的阶梯线路,借以作为使用者控制CNC及机械界面讯号用。
PLC 系统是HUST数控器系统程式的一部分,虽然HUST提供有标准阶梯图,但因各种不同工具的动作千变万化,因此这些阶梯图往往必须加以修正,或建立新的阶梯图来满足工作机的特殊动作。HUST数控器提供一个阶梯图编软体,用来修正或建立阶梯图。本软件提供以图形输入方式,来建立阶梯图方式,借以避免使用者为了编写阶梯图而必须学习和记忆阶梯指令的困扰。在此PLC系统下,除了可作I/O讯号的AND、OR等逻辑控制器外,并提供了记时、记数、逻辑、算数和比较等运算能力,可用于如车床的换刀机构设计及控制器等。
HUST PLC EDITOR提供下面三种功能:
②编译(COMPILE,F3)功能——把阶梯图编译为6800机械码档案,该档案可以烧录到EPROM/FLAST-ROM中;
③印刷(PRINT,FS)功能——用来印刷出阶梯图,以便检视。
参考文献:
[1]余英良.机械工业出版社.1998.4.
[2]王世清.石油工业出版社.1993.10.
[3]李佳著.清华大学出版社.2001.7.
关键词 数控机床 日常维护
中图分类号:TG659 文献标识码:A
数控加工设备的正确使用和维护,是实训车间设备管理工作的重要中之中,数控机床使用年限的长短和加工零件精度的高低,取决于数控设备的设计构造和精度性能,同时也在很大程度上体现在日常的维护和保养。因此管理好数控实训设备、和提高设备操作者水平,才能达延长数控设备的使用寿命,发挥出良好的技术状态。
1提高设备操作者责任心和职业道德
数控实训车间不仅承担着本院机械加工专业、数控技术应用专业,模具设计与制造专业的实训技能操作教学任务,还承担着相关企业及劳动部门的职业技能鉴定工作。在日常的使用中,每台设备的操作者随着教学计划的不同存在不固定因素,因此很难按照数控机床厂方相关规定对数控实训设备做好保养与维护。在这种情况下,必须对管理者和操作者提出更高的要求。即所有参加数控实训的学生在进行实训之前,除了学习数控实训设备的安全操作规程之外还要掌握该数控实训设备的日常维护和保养知识;在掌握操作规程和维护保养设备的方法后由指导教师统一考核,考核通过后方可进行基本操作训练项目。在每台设备的使用者中选出小组长,小组长应具备扎实的数控理论知识,和较强的责任心、动手能力、和良好的职业素养,并熟知所操作实训设备日常保养和维护知识,在实训中严格按照安全操作规程和日常维护保养方法进行操作;带领小组人员每天操作前对实训设备进行常规的日常保养,养成良好的职业习惯。
2做好数控设备预防性维护
鉴于数控实训车间数控设备种类繁多,状态多样,可用的设备维护方法的特征和适用范围不同,其维护的重点和内容也不尽相同,所以要根据每种数控实训设备的特点,参照维护说明书等资料进行有针对性日常保养和维护。一般情况下数控设备维护方法主要包括:事后维护、改善维护、预防维护。预防维护又包括:视情维护、状态维护、计划维护。预防维护,也称为主动维护。此维护方式是为了防止数控设备技术状态劣化或降低设备故障概率,按事先规定的计划所进行的维护活动。设备主动维护的好处在于:通常根据设备运行时间确定维修时间、周期。适用范围:在实训生产中起重要作用的或故障风险大于维修风险的设备,应采用预防维修方式。
2.1一级保养
一级设备保养在每次实训结束前,以操作者为主有指导教师指导全体组员参与完成。按计划对设备进行清扫和检查,疏通冷却液油路管道。更换机油过滤器、检查设备冷却油表,紧固设备给部位松动螺丝。并按照设备一级保养要求和内容,对数控设备关键部位进行保养时(传动系统、系统)指导教师可对学生进行讲解示范,加深学生对数控实训设备构造和工作原理的了解,以便日后的实训过程中更好地操作和维护。
2.2二级保养
数控车间的实训设备在无教学任务和寒暑假期间处于闲置状态,而在设备处于闲置状态时更能体现设备维护和保养得重要性。因此,在放假前要求指导教师和操作者对数控实训车间的所有设备进行全面的检查和修理,让设备保持在良好技术状态,迎接开学后的实训教学任务。二级保养要以维修人员为主,由指导教师和操作者共同完成,同时也是对指导教师、操作者知识和技能水平的一次提升。二级保养包括:对设备部分解体检查和检修,修复更换易损件,清洗、换油、检查电气部分,使设备的技术状况全面达到良好的标准要求。
3健全数控实训车间设备使用制度
数控实训车间除常规实训教学使用外还承担数控系、机械系等相关专业的参观教学、现场教学、理实一体化教学等教学任务。在数控实训教学中,由于学生刚刚接触数控设备,对设备的构造和操作并不熟悉,对数控设备有较强的好奇心,稍有操作不当容易引起设备故障,指导教师在实训中要时刻负起责任巡视指导,规范学生动作行为,提高学生爱护设备意识,减少设备故障率,提高实训教学质量和操作技能;在使用中,要求操作者完全按照设备的使用保养要求先保养后使用的原则进行操作。特别是日常的保养和维护工作如、清洁等,也要再使用中实时观察设备的运行状态,有无异响、系统的自我检测报警、是否安全可靠等,实行定人、定机、每天结束后对每台设备使用情况和出现的问题做好使用记录,做到合理使用、精心维护、确保设备安全无事故责任落实到个人。
4加强安全教育、培养设备安全理念
实训中的安全管理包括人身安全和设备安全的管理。第一要保证人身安全,实训过程中必须以人为本,把人身安全放在第一位。第二要保证设备安全,实训设备管理的安全在某种意义上也是对人身安全的保障。许多事实证明,实训中各种安全问题大多出自操作者安全意识淡薄。因此,要提高操作者对实训安全管理的重要认识,牢固树立“安全第一,预防为主的理念”把安全工作放在各项工作的首位,通过安全教育培养操作者重视安全的习惯,不断增强安全意识。从而保证实训设备的正常使用和实训的顺利进行。
【关键词】数控设备;电气故障;处理
1、数控设备的电气故障
1.1预防性维修
(1)数控设备的选型在维修角度上的表现。在数控设备的选型上,除可用性参数以外,应包含的可维修性参数有:设备的可维修性、可靠性以及先进性的技术指标。所谓的先进性主要指设备中的当今技术含量;可靠性是指设备在运营过程中各项功能是否得到正常发挥,是否符合国家质检标准;可维修性是指设备中的各个部件便于在市场上进行购买、便于进行更换和维修等操作,相关技术检修指导书等资料全面、设备的性价比趋于合理化的结构中;(2)对设备进行规范化的使用操作。为提高设备的使用效率,降低设备故障的发生率,对设备进行规范化的使用操作是一项关键措施。据不完全统计,有人为原因而导致的设备故障事故的发生率近30%以上,通常情况下的清洗、注油等日常设备养护工作也是由操作者人员实施,为避免这类事故的发生,可以采取以下措施:提高操作人员的设备管理及使用意识,强化操作技能,实施严格的岗前培训、合格上岗制度,以确保设备运行处于正常、合理的工作状态中。
1.2数控设备电气的主要故障内容
(1)数控设备故障的表现形式主要包括:有无火花、有无异常声音等;(2)故障发生时操作工作的主要表现为:故障发生前所进行的操作、故障发生部位等;(3)设备故障指示内容:数控设备作为自动化程度较高的电气设备,在发生故障时通常其内部的计算机控制程序会自行启动全面的自检功能,通过对设备进行全面的自检分析,将设备故障的原因及部位以数据代码等形式反馈于计算机主控台的显示器上;(4)故障发生时设备各部分所处位置和呈现状态:故障发生轴所处的具置;(5)故障发生有无其他因素的作用:原先故障的再次出现、停电、雷击、受潮等;(6)操作人员在熟知设备原理及故障情况允许的前提下开展初步的自检工作:例如在进行开机试验检测,对设备运转的声音、状态、气味等信息进行辨别,从而有利于精准的定位设备发生的故障点。
1.3定位设备故障的原因及采取的措施
对设备故障的查找不能仅仅停留在位故障发生部位的定位上,还因对部长发生原因进行具体分析,以避免下次同样设备故障问题的再次发生,具体来说查找故障的原则一般为:从易到难,从外到内,先机械后电气,先静态后动态的次序,逐步分析认真查找。在对设备故障进行检测的过程中,通常可以采取以下方式作为常用的诊断故障方法:
(1)观察法:在故障发生后,为缩小设备故障的排查范围,我们可以先进行观察法的测定,通过对设备声、光和气味的判断以及用手或电阻工具的碰触,对设备各部件进行初检。
(2)参数检查法:设备参数是设备正常运转的一项重要指标,参数设置不当则会造成设备故障的发生,因此根据设备故障的特征,可采取对设备参数进行检查和调整的方法。
(3)原理分析法:在对数控设备的运转原理进行充分掌握的基础上,可根据设备的运转原理,在进行设备故障原因的分析时,便于准确有效的对查找方向进行确定。
(4)系统诊断法:在对设备自诊系统进行充分利用的基础上,通过对指示信号灯与报警号等在主机系统上的信号显示状态,可快速的进行故障大置的确定。
(5)交换法:作为故障检测常用的现场判断方法,在对故障原因进行扼要分析的前提下,通过将功能原理大致相同的元件来代替故障疑似部位,可快速的对故障发生位置进行准确判断和验证。
(6)测量法:强电故障是目前数控设备常见的故障发生位置,因此可通过万用表、兆欧表等对电路中的电流、电压的参数进行检测,从而有助于确定故障的发生部位。
(7)试运行法:试运行法主要应用于设备故障表现为时有时无的状态下,通过对设备进行试运转的启动,对设备故障发生的频率、位置、和操作程序等进行确定,同时便于对设备原因的深入分析。
(8)暴露故障法:该种方法主要应用于设备故障表现为若有又若无的状态下,通过用绝缘工具对相关部件故障疑似点的敲击,或对部件疑似性能变差点进行局部升温处理,可重复的将故障表现出来。但应注意在采用暴露故障法时应避免对机械设备元件的损坏。
以上方法是目前对数控设备故障进行判定时常用的检测方式,各个检测方法各有优势,在使用的过程中应根据设备故障发生的具体特点有针对性的进行选用,便于将故障查找范围进行缩小。
2、设备故障处理过程中应主要的问题
有针对性的对设备故障进行合理处理,有利于维护设备的正常使用功能和技术性能,从而更好地为企业的经营目标服务,企业之间竞争的加剧,要求设备维修为搞好企业生产经营,提高和增强企业竞争能力服务。设备维修已成为企业竞争力的因素。
维修要为企业的经营服务,首先要提高设备的综合效率,它指的是从时间和质量这两个方面来掌握设备的开动状态,增加能创造价值的时间和提高产品的质量。其手段有:
a.从时间方面来说,是增加设备的开动时间,保证客户的交货期。
b.从质量方面来说,是增加单位时间内的产量,或者是通过减少废次品来增加合格品的比例。
对于数控设备这种高精度、高效益并且价格不菲的设备,提高设备的综合效率显得尤为重要。我们维修人员不仅要尽快地查寻出故障源,迅速地排除故障,还要尽最大努力设法减少设备故障。保证企业的经济效益,实现企业的经营目标。
在修理工作中,一般情况下应尽量做到复原。但是,有时为了尽快恢复设备的正常运行,根据实际情况也允许采取一些适当的应急措施,但绝不可敷衍了事。
每次排除故障后,还应及时总结经验,做好维修记录。记录的内容包括:设备型号、名称、编号、故障发生日期、故障现象、部位、损坏的器件、故障原因、修复措施及修复后的运行情况等。
关键词:数控机床;电气设备故障;诊断与维修
当前,各种数控机床电气设备出现的故障屡见不鲜,加强对数控机床电器设备故障的诊断与维修成为一项重要课题。
一、常见的数控设备电气故障
1.硬、软件故障
硬件故障排除需要修复或者更换已经损坏的器件;软件的故障通常都是由于编程或者参数出现错误造成的,故障的排除需要更改相应的程序内容,或者修改出现问题的参数。
2.系统故障与随机故障
系统故障一般只要满足某种条件,数控机电设备就必然会出现某种故障。随机故障是指条件不变,偶然出现的故障。因此,随机故障的诊断与维修的难度都比较大,通常与机电设备的局部结构错位、松动或者是电气元件不可靠等有关系。随机故障的排除通常需要进行反复地试验,经过综合判断与维修才能够排除。
3.破坏性和非破坏性故障
破坏性故障属于数控机电设备的常见故障。比如,伺服系统失控导致的飞车现象就属于典型的破坏性故障,机电设备维修工作人员在进行维修工作时是不允许重演故障的,只能通过现场工作人员的描述,再通过详细的检查与分析来进行故障的排除,因此工作难度很大,而且还具有一定的风险。
4.有、无自诊断显示故障
当前市场上出现的数控设备都具有相对丰富的自诊断功能,比如,在我国配置相对较多的德国西门子公司的数控设备都具有上百条的报警信号。我们所说的有诊断显示的故障通常都与控制部分不存在非常大的关系,都能够根据报警内容找到故障发生的原因,而无诊断现实故障的维修通常只能根据故障出现前后,设
备的运行情况来进行分析和判断,这样的故障维修难度通常都比较大。
5.运动品质故障
运动品质故障通常在设备运行中没有很突出的显示特征,数控设备仍然能够非常正常地运行,但是加工出来的零件却不合
格。因为这样的故障是没有任何报警显示的,因此,只能通过检测仪器来发现故障。
二、数控设备电气故障的维修技术
1.直观法
直观法是一种最简单的数控设备维修方法。设备维修工作人员通过对设备发出的声音、气味以及光信号等仔细地观察,将故障的发生范围缩小。这样的维修技术需要维修工作人员具有丰富的实践经验和一定的综合判断能力。
2.参数诊断法
数控机电设备的参数是经过试验、实践而得到的重要数据,
这些数据对于数控机电设备的性能有着重要的影响。数控设备的相关参数通常被存储在存储器中,如果出现了电池电量不足,或
者受到外界因素的干扰,设备的参数就有可能发生变化,甚至丢失,这样就导致了数控机电设备无法正常工作。这样的故障必须要经过参数的修正与核实之后才能够将其排除。
3.交换法
交换法是一种现场故障判断的常用方法。当设备的故障原因基本分析出来之后,设备维修人员可以使用备用元件,比如,印刷电路板、集成电路元件等来替换出现故障疑点的元件,经过替换之后,如果故障排除了,则说明是该元件出现了问题。要想充分发挥这个方法的优势,就必须要时刻准备一些完好的元件,加强对备用元件的管理。
4.自诊断功能法
数控设备的故障诊断方法是当前数控系统的一项重要技术,这项技术的水平是评价系统性能的关键指标。当数控设备发生故障时,数控系统的自诊断功能通常能够迅速找到故障的发生地,以及发生故障的原因。当前,数控系统的自诊断方法主要有三个:首先是开机自诊断方法。每当数控设备通电开始工作时,数控系统的自诊断软件就会在最短的时间内实现对关键硬件与软件的检测,诸如CPU芯片、MDI模块等;其次是在线诊断方法。当数控系统正常运作时,设备的自诊断程序对系统的本身、系统的PLC以及与数控设备相连的其他设备等进行实时检测,并且在最短的时间内显示出故障信息,只要设备不停地工作,在线诊断就时刻进行着。第三是离线诊断,通常也被叫做脱线诊断。当需要对设备是否发生故障进行确切地判定时,可以将数控系统和数控机床相互脱离,然后再进行检测,这样更方便对故障做进一步的定位。
5.局部升温法
数控机电设备在经过长时间的工作以后,难免会出现设备老化、性能降低的现象。当这些设备还没有完全损坏时,有时候故障会时隐时现。在这样的情况下,可以用吹风机,或者是电烙铁等对那些可能出现故障的元件进行局部的升温,使其老化的速度加快,
这样能够使故障彻底暴露出来。
数控机床电气设备是当代制造业发展的关键性设备,其自动化程度高、结构复杂,要想使数控机床电气设备的功能得到充分的发挥,就必须要做到对机电设备的正确操作和精心保养,进而提高数控机床电气设备的运行效率。数控机床电气设备的造价通常都比较高,一旦出现故障,造成的损失往往是非常大的,所以,必须要对机床电气设备故障的诊断高度重视,采取行之有效的故障维修措施。
参考文献:
[1]李和平.数控设备故障诊断和维修要诀[J].机床与液压,2006(3).
[2]叶敏.数控设备的管理与常见故障维修技术[J].广东科技,2009(22).