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操作數(shù)控機床的問題及解決方法
閱讀：3901 發(fā)布時間：2013-12-17
數(shù)控機床的控制系統(tǒng)中都有故障自診斷功能，一般情況下發(fā)生故障時都有報警信息出現(xiàn)，根據(jù)機床所使用的控制系統(tǒng)不同，提供的報警內(nèi)容多少不一，按說明書中的故障處理方法檢查，大多數(shù)的故障都能找到解決方法。
在查找故障原因前，必須了解以下情況：一、故障是在正常工作中出現(xiàn)還是剛開機就出現(xiàn)的。二、出現(xiàn)的次數(shù)，是*次還是多次發(fā)生。三、確認機床的加工程序不會有錯。四、其他人員是否對該機床進行了修理或調(diào)整。五、維修時的故障現(xiàn)象與現(xiàn)場的情況是否有差別。下面對數(shù)控機床的一些故障進行簡單分析，以供參考。
數(shù)控車床在使用中出現(xiàn)手動移動正常，自動回零時移動一段距離后不動，重開手動移動又正常。車床使用經(jīng)濟數(shù)控，步進電機，手動移動時由于速度稍慢移動正常，自動回零時快速移動距離較長，出現(xiàn)機械卡住現(xiàn)象。根據(jù)故障進行分析，主要是機械原因，后經(jīng)詢問，得知該機床曾因加工時尺寸不準，另一臺機床上的電機拆來使用才出現(xiàn)了該故障的，經(jīng)仔細檢查是因變速箱中的齒輪間隙太小引起，重新調(diào)整后正常。
主軸失控。主軸轉(zhuǎn)動顯的無力且伴有異常聲音。根據(jù)查看到的現(xiàn)象，引起該故障的原因可能有主軸控制器失控，機械變速器或電機上的原因也不能排除。由于拆卸機械部分檢查的工作量較大，因此先對電氣部分的主軸控制器進行檢查，首先檢查控制器中預(yù)設(shè)的參數(shù)，再檢查控制扳，都無異常，經(jīng)查看電路板較臟，按要求對電路板進行清洗，但裝上后開機故障照舊。因此控制器內(nèi)的故障原因暫時可排除。
為確定故障在電機還是在機械傳動部分必須將電機和機械脫離，經(jīng)分析，異常聲音可能是軸承不良引起。將電機拆卸進行檢查，發(fā)現(xiàn)軸承確已損壞。又經(jīng)檢查編碼器的光盤已劃破，更換軸承和編碼器后所有故障全部排除。該故障主要是主軸旋轉(zhuǎn)時有異常聲音，因此在排除時應(yīng)查清聲源，再進行檢查。有異常聲音的常見為機械上磨擦、卡阻和軸承損壞。
數(shù)控機床在生產(chǎn)操作中，總會出現(xiàn)一些干擾問題，那么如何解決這些問題呢？下邊與大家分享一下。
一、干擾產(chǎn)生的原因
電火花機床利用高頻放電對工件腐蝕加工，高頻對智能糾錯控制器產(chǎn)生干擾。干擾一般是指那些與信號無關(guān)的,在信號輸入、傳輸和輸出過程中出現(xiàn)的一些不確定的有害的電氣瞬變現(xiàn)象。這些瞬變現(xiàn)象會使數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)在傳輸過程中發(fā)生變化,增大誤差,使局部裝置或整個系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況,引起故障。干擾源的產(chǎn)生主要有以下幾種情況:
①電源干擾
由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣,存在多種設(shè)備共享一個電網(wǎng),尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化,電源開關(guān)操作、雷擊浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等,都通過輸電線路傳到電源原邊,使電壓暫變,導(dǎo)致電網(wǎng)電壓波動。此外,電源線在傳輸過程也會產(chǎn)生噪聲以及快速瞬變的脈沖串,污染電網(wǎng)。
②輻射干擾
電磁或電場在自然界中無處不在。工作中的電火花穿孔機除了受到電場的作用外還受到了磁場的作用。電火花穿孔機在運行過程中,由于工作環(huán)境的惡劣性,不可避免的會受到電磁干擾
③數(shù)字信號和模擬信號間的干擾
電火花穿孔機在工作過程中,由于整套設(shè)備涉及到的器件較多,既有AC380V、AC220V交流電信號,又有DV24V、DC5V的各種低壓直流電信號。用來傳遞信號的電纜,在走線過程中,有時會由于模擬信號輸出設(shè)備或由伺服驅(qū)動器或變頻器產(chǎn)生的干擾引起誤動作發(fā)生,影響設(shè)備的正常工作;用來傳遞I/O輸入/輸出信號的頻率受到時鐘頻率和諧波干擾,加上線路走線不當,使數(shù)字信號線和模擬信號線不可避免的會受到外來干擾信號的干擾,各種信號線相互之間也會通過線間耦合等產(chǎn)生干擾。
二、抗干擾的措施
這些措施主要包括屏蔽、隔離、濾波、接地和軟件處理等。
①屏蔽技術(shù)
屏蔽是目前采用zui多也是zui有效的一種方式。屏蔽技術(shù)切斷輻射電磁噪聲的傳輸途徑通,常用金屬材料或磁性材料把所需屏蔽的區(qū)域包圍起來,使屏蔽體內(nèi)外的場相互隔離,切斷電磁輻射信號,以保護被屏蔽體免受干擾。
屏蔽分為電場屏蔽、磁場屏蔽及電磁屏蔽。在實際工程應(yīng)用時,對于電場干擾時,系統(tǒng)中的強電設(shè)備金屬外殼(伺服驅(qū)動器、變頻器、驅(qū)動器、開關(guān)電源、電機等)可靠接地實現(xiàn)主動屏蔽;敏感設(shè)備如智能糾錯裝置等外殼應(yīng)可靠接地,實現(xiàn)被動屏蔽;強電設(shè)備與敏感設(shè)備之間距離盡可能遠;高電壓大電流動力線與信號線應(yīng)分開走線,選用帶屏蔽層的電纜。
對于磁場干擾,選用高導(dǎo)磁率的材料,如玻莫合金等,并適當增加屏蔽體的壁厚;用雙絞線和屏蔽線,讓信號線與接地線或載流回線扭絞在一起,以便使信號與接地或載流回線之間的距離zui近;增大線間的距離,使得干擾源與受感應(yīng)的線路之間的互感盡可能地小;敏感設(shè)備應(yīng)遠離干擾源強電設(shè)備變壓器等。
②隔離技術(shù)
隔離就是用隔離元器件將干擾源隔離,以防干擾竄入設(shè)備,保證電火花機床的正常運行。常見的隔離方法有光電隔離、變壓器隔離和繼電器隔離等方法。
(1)光電隔離
光電隔離能有效地抑制系統(tǒng)噪聲,消除接地回路的干擾。在智能糾錯系統(tǒng)的輸入和輸出端,用光耦作接口,對信號及噪聲進行隔離;在電機驅(qū)動控制電路中,用光耦來把控制電路和馬達高壓電路隔離開。
(2）變壓器隔離是一種用得相當廣泛的電源線抗干擾元件。
它zui基本的作用是實現(xiàn)電路與電路之間的電氣隔離,從而解決地線環(huán)路電流帶來的設(shè)備與設(shè)備之間的干擾,同時隔離變壓器對于抗共模干擾也有一定作用。隔離變壓器對瞬變脈沖串和雷擊浪涌干擾能起到很好的抑制作用,對于交流信號的傳輸,一般使用變壓器隔離干擾信號的辦法。
(3)繼電器隔離。
繼電器的線圈和觸點之間沒有電氣上的。因此,可以利用繼電器的線圈接受電氣信號,而用觸點發(fā)送和輸出信號,從而避免強電和弱電信號之間的直接,實現(xiàn)了抗干擾隔離。
③濾波技術(shù)
濾波技術(shù)是抑制干擾的一種有效措施。濾波器是由集總參數(shù)R、L、C構(gòu)成等效電路。具有分離信號、抑制干擾、阻抗變換與阻抗匹配和延遲信號等功能。采用濾波器可以很好的濾波設(shè)備電路中的有害成分,提高設(shè)備的可靠性。在數(shù)控機床上,為了抑制高頻對智能控制裝置的干擾。可采用低通濾波器濾除電路中的高頻成分,改善電源質(zhì)量。對于各類觸點或開關(guān),在閉合或斷開瞬間因觸點抖動所引起的干擾,抑制感性負載在切斷電源瞬間所產(chǎn)生的反向勢,可以采用阻容濾波來排除,這樣可以將電感線圈的磁場釋放出來的能力,轉(zhuǎn)化為電容器電場的能量儲存起來,以降低能耗。采用L-C濾波器則會降低負載阻抗,從而增加濾波效果,發(fā)揮濾波器的作用,降低干擾。
④接地處理
將電路、設(shè)備機殼等與作為零電位的一個公共參考點(大地)實現(xiàn)低阻抗的連接,稱之謂接地。接地的方式主要有:保護接地、工作接地、屏蔽接地。接地的目的有兩個:一是為了減小干擾;二是為了人身安全。為了降低安全事故的發(fā)生,安全接地保護接地端子與電氣設(shè)備的機殼底盤等應(yīng)實現(xiàn)良好的搭
接,做到真正的和大地相連。在數(shù)控機床的電柜中,接地排厚度不得低于3mm(銅板),接入大地的接地電阻應(yīng)小4歐姆;系統(tǒng)內(nèi)的保護地線,應(yīng)用盡量粗和短的黃綠雙色線連接到接地排上,并且避免構(gòu)成環(huán)路;可以減少與其他設(shè)備的相互電磁干擾。為了避免數(shù)控機床在工作過程中的共地線阻抗干擾和地環(huán)路干擾以及共模電流輻射干擾發(fā)生,工作接地極為重要。工作接地方式有浮地、單點接地、多點接地和混合接地。
⑤軟件抗干擾
用軟件來識別有用信號和干擾信號,并濾除干擾信號的方法,稱為軟件濾波。一般通過信號時間、空間和屬性來判斷是有用信號還是干擾信號。當電磁干擾使數(shù)控系統(tǒng)的程序跑飛時，看門狗能夠幫助系統(tǒng)自動恢復(fù)正常運行。
在查找故障原因前，必須了解以下情況：一、故障是在正常工作中出現(xiàn)還是剛開機就出現(xiàn)的。二、出現(xiàn)的次數(shù)，是*次還是多次發(fā)生。三、確認機床的加工程序不會有錯。四、其他人員是否對該機床進行了修理或調(diào)整。五、維修時的故障現(xiàn)象與現(xiàn)場的情況是否有差別。下面對數(shù)控機床的一些故障進行簡單分析，以供參考。
數(shù)控車床在使用中出現(xiàn)手動移動正常，自動回零時移動一段距離后不動，重開手動移動又正常。車床使用經(jīng)濟數(shù)控，步進電機，手動移動時由于速度稍慢移動正常，自動回零時快速移動距離較長，出現(xiàn)機械卡住現(xiàn)象。根據(jù)故障進行分析，主要是機械原因，后經(jīng)詢問，得知該機床曾因加工時尺寸不準，另一臺機床上的電機拆來使用才出現(xiàn)了該故障的，經(jīng)仔細檢查是因變速箱中的齒輪間隙太小引起，重新調(diào)整后正常。
主軸失控。主軸轉(zhuǎn)動顯的無力且伴有異常聲音。根據(jù)查看到的現(xiàn)象，引起該故障的原因可能有主軸控制器失控，機械變速器或電機上的原因也不能排除。由于拆卸機械部分檢查的工作量較大，因此先對電氣部分的主軸控制器進行檢查，首先檢查控制器中預(yù)設(shè)的參數(shù)，再檢查控制扳，都無異常，經(jīng)查看電路板較臟，按要求對電路板進行清洗，但裝上后開機故障照舊。因此控制器內(nèi)的故障原因暫時可排除。
為確定故障在電機還是在機械傳動部分必須將電機和機械脫離，經(jīng)分析，異常聲音可能是軸承不良引起。將電機拆卸進行檢查，發(fā)現(xiàn)軸承確已損壞。又經(jīng)檢查編碼器的光盤已劃破，更換軸承和編碼器后所有故障全部排除。該故障主要是主軸旋轉(zhuǎn)時有異常聲音，因此在排除時應(yīng)查清聲源，再進行檢查。有異常聲音的常見為機械上磨擦、卡阻和軸承損壞。
數(shù)控機床在生產(chǎn)操作中，總會出現(xiàn)一些干擾問題，那么如何解決這些問題呢？下邊與大家分享一下。
一、干擾產(chǎn)生的原因
電火花機床利用高頻放電對工件腐蝕加工，高頻對智能糾錯控制器產(chǎn)生干擾。干擾一般是指那些與信號無關(guān)的,在信號輸入、傳輸和輸出過程中出現(xiàn)的一些不確定的有害的電氣瞬變現(xiàn)象。這些瞬變現(xiàn)象會使數(shù)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)在傳輸過程中發(fā)生變化,增大誤差,使局部裝置或整個系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況,引起故障。干擾源的產(chǎn)生主要有以下幾種情況:
①電源干擾
由于電網(wǎng)覆蓋范圍廣,存在多種設(shè)備共享一個電網(wǎng),尤其是電網(wǎng)內(nèi)部的變化,電源開關(guān)操作、雷擊浪涌、大型電力設(shè)備起停、交直流傳動裝置引起的諧波、電網(wǎng)短路暫態(tài)沖擊等,都通過輸電線路傳到電源原邊,使電壓暫變,導(dǎo)致電網(wǎng)電壓波動。此外,電源線在傳輸過程也會產(chǎn)生噪聲以及快速瞬變的脈沖串,污染電網(wǎng)。
②輻射干擾
電磁或電場在自然界中無處不在。工作中的電火花穿孔機除了受到電場的作用外還受到了磁場的作用。電火花穿孔機在運行過程中,由于工作環(huán)境的惡劣性,不可避免的會受到電磁干擾
③數(shù)字信號和模擬信號間的干擾
電火花穿孔機在工作過程中,由于整套設(shè)備涉及到的器件較多,既有AC380V、AC220V交流電信號,又有DV24V、DC5V的各種低壓直流電信號。用來傳遞信號的電纜,在走線過程中,有時會由于模擬信號輸出設(shè)備或由伺服驅(qū)動器或變頻器產(chǎn)生的干擾引起誤動作發(fā)生,影響設(shè)備的正常工作;用來傳遞I/O輸入/輸出信號的頻率受到時鐘頻率和諧波干擾,加上線路走線不當,使數(shù)字信號線和模擬信號線不可避免的會受到外來干擾信號的干擾,各種信號線相互之間也會通過線間耦合等產(chǎn)生干擾。
二、抗干擾的措施
這些措施主要包括屏蔽、隔離、濾波、接地和軟件處理等。
①屏蔽技術(shù)
屏蔽是目前采用zui多也是zui有效的一種方式。屏蔽技術(shù)切斷輻射電磁噪聲的傳輸途徑通,常用金屬材料或磁性材料把所需屏蔽的區(qū)域包圍起來,使屏蔽體內(nèi)外的場相互隔離,切斷電磁輻射信號,以保護被屏蔽體免受干擾。
屏蔽分為電場屏蔽、磁場屏蔽及電磁屏蔽。在實際工程應(yīng)用時,對于電場干擾時,系統(tǒng)中的強電設(shè)備金屬外殼(伺服驅(qū)動器、變頻器、驅(qū)動器、開關(guān)電源、電機等)可靠接地實現(xiàn)主動屏蔽;敏感設(shè)備如智能糾錯裝置等外殼應(yīng)可靠接地,實現(xiàn)被動屏蔽;強電設(shè)備與敏感設(shè)備之間距離盡可能遠;高電壓大電流動力線與信號線應(yīng)分開走線,選用帶屏蔽層的電纜。
對于磁場干擾,選用高導(dǎo)磁率的材料,如玻莫合金等,并適當增加屏蔽體的壁厚;用雙絞線和屏蔽線,讓信號線與接地線或載流回線扭絞在一起,以便使信號與接地或載流回線之間的距離zui近;增大線間的距離,使得干擾源與受感應(yīng)的線路之間的互感盡可能地小;敏感設(shè)備應(yīng)遠離干擾源強電設(shè)備變壓器等。
②隔離技術(shù)
隔離就是用隔離元器件將干擾源隔離,以防干擾竄入設(shè)備,保證電火花機床的正常運行。常見的隔離方法有光電隔離、變壓器隔離和繼電器隔離等方法。
(1)光電隔離
光電隔離能有效地抑制系統(tǒng)噪聲,消除接地回路的干擾。在智能糾錯系統(tǒng)的輸入和輸出端,用光耦作接口,對信號及噪聲進行隔離;在電機驅(qū)動控制電路中,用光耦來把控制電路和馬達高壓電路隔離開。
(2）變壓器隔離是一種用得相當廣泛的電源線抗干擾元件。
它zui基本的作用是實現(xiàn)電路與電路之間的電氣隔離,從而解決地線環(huán)路電流帶來的設(shè)備與設(shè)備之間的干擾,同時隔離變壓器對于抗共模干擾也有一定作用。隔離變壓器對瞬變脈沖串和雷擊浪涌干擾能起到很好的抑制作用,對于交流信號的傳輸,一般使用變壓器隔離干擾信號的辦法。
(3)繼電器隔離。
繼電器的線圈和觸點之間沒有電氣上的。因此,可以利用繼電器的線圈接受電氣信號,而用觸點發(fā)送和輸出信號,從而避免強電和弱電信號之間的直接,實現(xiàn)了抗干擾隔離。
③濾波技術(shù)
濾波技術(shù)是抑制干擾的一種有效措施。濾波器是由集總參數(shù)R、L、C構(gòu)成等效電路。具有分離信號、抑制干擾、阻抗變換與阻抗匹配和延遲信號等功能。采用濾波器可以很好的濾波設(shè)備電路中的有害成分,提高設(shè)備的可靠性。在數(shù)控機床上,為了抑制高頻對智能控制裝置的干擾。可采用低通濾波器濾除電路中的高頻成分,改善電源質(zhì)量。對于各類觸點或開關(guān),在閉合或斷開瞬間因觸點抖動所引起的干擾,抑制感性負載在切斷電源瞬間所產(chǎn)生的反向勢,可以采用阻容濾波來排除,這樣可以將電感線圈的磁場釋放出來的能力,轉(zhuǎn)化為電容器電場的能量儲存起來,以降低能耗。采用L-C濾波器則會降低負載阻抗,從而增加濾波效果,發(fā)揮濾波器的作用,降低干擾。
④接地處理
將電路、設(shè)備機殼等與作為零電位的一個公共參考點(大地)實現(xiàn)低阻抗的連接,稱之謂接地。接地的方式主要有:保護接地、工作接地、屏蔽接地。接地的目的有兩個:一是為了減小干擾;二是為了人身安全。為了降低安全事故的發(fā)生,安全接地保護接地端子與電氣設(shè)備的機殼底盤等應(yīng)實現(xiàn)良好的搭
接,做到真正的和大地相連。在數(shù)控機床的電柜中,接地排厚度不得低于3mm(銅板),接入大地的接地電阻應(yīng)小4歐姆;系統(tǒng)內(nèi)的保護地線,應(yīng)用盡量粗和短的黃綠雙色線連接到接地排上,并且避免構(gòu)成環(huán)路;可以減少與其他設(shè)備的相互電磁干擾。為了避免數(shù)控機床在工作過程中的共地線阻抗干擾和地環(huán)路干擾以及共模電流輻射干擾發(fā)生,工作接地極為重要。工作接地方式有浮地、單點接地、多點接地和混合接地。
⑤軟件抗干擾
用軟件來識別有用信號和干擾信號,并濾除干擾信號的方法,稱為軟件濾波。一般通過信號時間、空間和屬性來判斷是有用信號還是干擾信號。當電磁干擾使數(shù)控系統(tǒng)的程序跑飛時，看門狗能夠幫助系統(tǒng)自動恢復(fù)正常運行。