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論文摘要:數控機床電氣系統故障的調查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程,一旦查明了原因,故障也就幾乎等于排除了。因此故障分析診斷的方法十分重要。
一、故障的調查與分析
這是排故的第一階段,是非常關鍵的階段,主要應作好下列工作:
1、詢問調查在接到機床現場出現故障要求排除的信息時,首先應要求操作者盡量保持現場故障狀態,不做任何處理,這樣有利于迅速精確地分析故障原因。
2、現場檢查到達現場后,首先要驗證操作者提供的各種情況的準確性、完整性,從而核實初步判斷的準確度。由于操作者的水平,對故障狀況描述不清甚至完全不準確的情況不乏其例,因此到現場后仍然不要急于動手處理,重新仔細調查各種情況,以免破壞了現場,使排故增加難度。
3、故障分析根據已知的故障狀況按上節所述故障分類辦法分析故障類型,從而確定排故原則。由于大多數故障是有指示的,所以一般情況下,對照機床配套的數控系統診斷手冊和使用說明書,可以列出產生該故障的多種可能的原因。
4、確定原因對多種可能的原因進行排查從中找出本次故障的真正原因,這時對維修人員是一種對該機床熟悉程度、知識水平、實踐經驗和分析判斷能力的綜合考驗。
5、排故準備有的故障的排除方法可能很簡單,有些故障則往往較復雜,需要做一系列的準備工作,例如工具儀表的準備、局部的拆卸、零部件的修理,元器件的采購甚至排故計劃步驟的制定等等。
下面把電氣故障的常用診斷方法綜列于下。
(1)直觀檢查法這是故障分析之初必用的方法,就是利用感官的檢查。
①詢問向故障現場人員仔細詢問故障產生的過程、故障表象及故障后果,并且在整個分析判斷過程中可能要多次詢問。
②目視總體查看機床各部分工作狀態是否處于正常狀態(例如各坐標軸位置、主軸狀態、刀庫、機械手位置等),各電控裝置(如數控系統、溫控裝置、裝置等)有無報警指示,局部查看有無保險燒煅,元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落,各操作元件位置正確與否等等。
(2)儀器檢查法使用常規電工儀表,對各組交、直流電源電壓,對相關直流及脈沖信號等進行測量,從中找尋可能的故障。例如用萬用表檢查各電源情況,及對某些電路板上設置的相關信號狀態測量點的測量,用示波器觀察相關的脈動信號的幅值、相位甚至有無,用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
(3)信號與報警指示分析法
①硬件報警指示這是指包括數控系統、伺服系統在內的各電子、電器裝置上的各種狀態和故障指示燈,結合指示燈狀態和相應的功能說明便可獲知指示內容及故障原因與排除方法。
②軟件報警指示如前所述的系統軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設有報警顯示,依據顯示的報警號對照相應的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。
(4)接口狀態檢查法現代數控系統多將PLC集成于其中,而CNC與PLC之間則以一系列接口信號形式相互通訊聯接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失相關的,這些接口信號有的可以在相應的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示,有的可以通過簡單操作在CRT屏幕上顯示,而所有的接口信號都可以用PLC編程器調出。
(5)參數調整法數控系統、PLC及伺服驅動系統都設置許多可修改的參數以適應不同機床、不同工作狀態的要求。這些參數不僅能使各電氣系統與具體機床相匹配,而且更是使機床各項功能達到最佳化所必需的。因此,任何參數的變化(尤其是模擬量參數)甚至丟失都是不允許的;而隨機床的長期運行所引起的機械或電氣性能的變化會打破最初的匹配狀態和最佳化狀態。此類故障多指故障分類一節中后一類故障,需要重新調整相關的一個或多個參數方可排除。
(6)備件置換法當故障分析結果集中于某一印制電路板上時,由于電路集成度的不斷擴大而要把故障落實于其上某一區域乃至某一元件是十分困難的,為了縮短停機時間,在有相同備件的條件下可以先將備件換上,然后再去檢查修復故障板。
鑒于以上條件,在拔出舊板更換新板之前一定要先仔細閱讀相關資料,弄懂要求和操作步驟之后再動手,以免造成更大的故障。
(7)交叉換位法當發現故障板或者不能確定是否故障板而又沒有備件的情況下,可以將系統中相同或相兼容的兩個板互換檢查,例如兩個坐標的指令板或伺服板的交換從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應特別注意,不僅硬件接線的正確交換,還要將一系列相應的參數交換,否則不僅達不到目的,反而會產生新的故障造成思維的混亂,一定要事先考慮周全,設計好軟、硬件交換方案,準確無誤再行交換檢查。
(8)特殊處理法當今的數控系統已進入PC基、開放化的發展階段,其中軟件含量越來越豐富,有系統軟件、機床制造者軟件、甚至還有使用者自己的軟件,由于軟件邏輯的設計中不可避免的一些問題,會使得有些故障狀態無從分析,例如死機現象。對于這種故障現象則可以采取特殊手段來處理,比如整機斷電,稍作停頓后再開機,有時則可能將故障消除。維修人員可以在自己的長期實踐中摸索其規律或者其他有效的方法。
二、電氣維修與故障的排除
電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程,因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節的分析方法中已綜合介紹過了,本節則列舉幾個常見電氣故障做一簡要介紹,供維修者參考。
1、電源電源是維修系統乃至整個機床正常工作的能量來源,它的失效或者故障輕者會丟失數據、造成停機。重者會毀壞系統局部甚至全部。西方國家由于電力充足,電網質量高,因此其電氣系統的電源設計考慮較少,這對于我國有較大波動和高次諧波的電力供電網來說就略顯不足,再加上某些人為的因素,難免出現由電源而引起的故障。
2、數控系統位置環故障
①位置環報警。可能是位置測量回路開路;測量元件損壞;位置控制建立的接口信號不存在等。
②坐標軸在沒有指令的情況下產生運動??赡苁瞧七^大;位置環或速度環接成正反饋;反饋接線開路;測量元件損壞。
3、機床坐標找不到零點??赡苁橇惴较蛟谶h離零點;編碼器損壞或接線開路;光柵零點標記移位;回零減速開關失靈。
論文摘要:數控機床電氣系統故障的調查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程,一旦查明了原因,故障也就幾乎等于排除了。因此故障分析診斷的方法十分重要。
一、故障的調查與分析
這是排故的第一階段,是非常關鍵的階段,主要應作好下列工作:
1、詢問調查在接到機床現場出現故障要求排除的信息時,首先應要求操作者盡量保持現場故障狀態,不做任何處理,這樣有利于迅速精確地分析故障原因。
2、現場檢查到達現場后,首先要驗證操作者提供的各種情況的準確性、完整性,從而核實初步判斷的準確度。由于操作者的水平,對故障狀況描述不清甚至完全不準確的情況不乏其例,因此到現場后仍然不要急于動手處理,重新仔細調查各種情況,以免破壞了現場,使排故增加難度。
3、故障分析根據已知的故障狀況按上節所述故障分類辦法分析故障類型,從而確定排故原則。由于大多數故障是有指示的,所以一般情況下,對照機床配套的數控系統診斷手冊和使用說明書,可以列出產生該故障的多種可能的原因。
4、確定原因對多種可能的原因進行排查從中找出本次故障的真正原因,這時對維修人員是一種對該機床熟悉程度、知識水平、實踐經驗和分析判斷能力的綜合考驗。
5、排故準備有的故障的排除方法可能很簡單,有些故障則往往較復雜,需要做一系列的準備工作,例如工具儀表的準備、局部的拆卸、零部件的修理,元器件的采購甚至排故計劃步驟的制定等等。
下面把電氣故障的常用診斷方法綜列于下。
(1)直觀檢查法這是故障分析之初必用的方法,就是利用感官的檢查。
①詢問向故障現場人員仔細詢問故障產生的過程、故障表象及故障后果,并且在整個分析判斷過程中可能要多次詢問。
②目視總體查看機床各部分工作狀態是否處于正常狀態(例如各坐標軸位置、主軸狀態、刀庫、機械手位置等),各電控裝置(如數控系統、溫控裝置、裝置等)有無報警指示,局部查看有無保險燒煅,元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落,各操作元件位置正確與否等等。
(2)儀器檢查法使用常規電工儀表,對各組交、直流電源電壓,對相關直流及脈沖信號等進行測量,從中找尋可能的故障。例如用萬用表檢查各電源情況,及對某些電路板上設置的相關信號狀態測量點的測量,用示波器觀察相關的脈動信號的幅值、相位甚至有無,用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
(3)信號與報警指示分析法
①硬件報警指示這是指包括數控系統、伺服系統在內的各電子、電器裝置上的各種狀態和故障指示燈,結合指示燈狀態和相應的功能說明便可獲知指示內容及故障原因與排除方法。
②軟件報警指示如前所述的系統軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設有報警顯示,依據顯示的報警號對照相應的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。
(4)接口狀態檢查法現代數控系統多將PLC集成于其中,而CNC與PLC之間則以一系列接口信號形式相互通訊聯接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失相關的,這些接口信號有的可以在相應的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示,有的可以通過簡單操作在CRT屏幕上顯示,而所有的接口信號都可以用PLC編程器調出。
(5)參數調整法數控系統、PLC及伺服驅動系統都設置許多可修改的參數以適應不同機床、不同工作狀態的要求。這些參數不僅能使各電氣系統與具體機床相匹配,而且更是使機床各項功能達到最佳化所必需的。因此,任何參數的變化(尤其是模擬量參數)甚至丟失都是不允許的;而隨機床的長期運行所引起的機械或電氣性能的變化會打破最初的匹配狀態和最佳化狀態。此類故障多指故障分類一節中后一類故障,需要重新調整相關的一個或多個參數方可排除。
(6)備件置換法當故障分析結果集中于某一印制電路板上時,由于電路集成度的不斷擴大而要把故障落實于其上某一區域乃至某一元件是十分困難的,為了縮短停機時間,在有相同備件的條件下可以先將備件換上,然后再去檢查修復故障板。
鑒于以上條件,在拔出舊板更換新板之前一定要先仔細閱讀相關資料,弄懂要求和操作步驟之后再動手,以免造成更大的故障。
(7)交叉換位法當發現故障板或者不能確定是否故障板而又沒有備件的情況下,可以將系統中相同或相兼容的兩個板互換檢查,例如兩個坐標的指令板或伺服板的交換從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應特別注意,不僅硬件接線的正確交換,還要將一系列相應的參數交換,否則不僅達不到目的,反而會產生新的故障造成思維的混亂,一定要事先考慮周全,設計好軟、硬件交換方案,準確無誤再行交換檢查。
(8)特殊處理法當今的數控系統已進入PC基、開放化的發展階段,其中軟件含量越來越豐富,有系統軟件、機床制造者軟件、甚至還有使用者自己的軟件,由于軟件邏輯的設計中不可避免的一些問題,會使得有些故障狀態無從分析,例如死機現象。對于這種故障現象則可以采取特殊手段來處理,比如整機斷電,稍作停頓后再開機,有時則可能將故障消除。維修人員可以在自己的長期實踐中摸索其規律或者其他有效的方法。
二、電氣維修與故障的排除
電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程,因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節的分析方法中已綜合介紹過了,本節則列舉幾個常見電氣故障做一簡要介紹,供維修者參考。
1、電源電源是維修系統乃至整個機床正常工作的能量來源,它的失效或者故障輕者會丟失數據、造成停機。重者會毀壞系統局部甚至全部。西方國家由于電力充足,電網質量高,因此其電氣系統的電源設計考慮較少,這對于我國有較大波動和高次諧波的電力供電網來說就略顯不足,再加上某些人為的因素,難免出現由電源而引起的故障。
2、數控系統位置環故障
①位置環報警??赡苁俏恢脺y量回路開路;測量元件損壞;位置控制建立的接口信號不存在等。
②坐標軸在沒有指令的情況下產生運動。可能是漂移過大;位置環或速度環接成正反饋;反饋接線開路;測量元件損壞。
3、機床坐標找不到零點??赡苁橇惴较蛟谶h離零點;編碼器損壞或接線開路;光柵零點標記移位;回零減速開關失靈。
引言
近年來,數控機床大量用于制造業中,成為企業生產的關鍵設備,帶來很大的效益;但是數控機床的先進性、復雜性、智能化高的特點,也使數控機床維護保養工作要求較高,出現的故障種類增多,診斷較為困難。
1合理地使用數控機床
1.1數控機床的工作場地選擇
(1)避免陽光的直接照射和其它熱輻射、避免太潮
濕或粉塵過多的場所,盡量在空調環境中使用,保持室溫20℃左右。由于我國處于溫帶氣候、受季風影響、溫
度差異大,對于精度高、價格貴的數控機床,應置于有空調的房間中使用。(2)要避免有腐蝕氣體的場所。因
腐蝕氣體易使電子元件變質,或造成接觸不良,或造成
元件短路,影響機床的正常運行。(3)要遠離振動大的設備(如沖床、鍛壓設備等)。對于高精度的機床還應采用防振措施(如防振溝等)。(4)要遠離強電磁干擾源,使
機床工作穩定。
1.2數控機床的電源
數控系統對電源要求較嚴,一般要求工作電壓為220V±10%。針對我國供電工況,對于有條件的企業,可
為數控機床采取專線供電或增設穩壓裝置,以減少供電品質差的影響,為數控系統的正常運行提供有力保證。
1.3數控機床配置合適的自動編程系統
手工編程對于外形不太復雜或編程量不大的零件
程序,簡單易行。當工件比較復雜時(如凸輪或多維空
間曲面等),手工編程周期長(數天或數周)、精度差、易
出錯。因此,快速、準確地編制程序就成為提高數控機床使用率的重要環節;為此,有條件的用戶最好配置必
要的自動編程系統,提高編程效率。
1.4數控機床配置必要的附件和刀具
為了充分發揮數控機床的加工能力,必須配備必要
的附件和刀具。切忌花了幾十萬元錢買來一臺數控機床,因缺少一個幾十元或幾百元的附件或刀具而影響整
機的正常運行。由于單獨簽訂合同購買附件的單價大大高于隨同主機一起供貨的附件單價,因此,有條件的企業盡量在購買主機時一并購置易損部件及其它附件。
1.5加工前的準備
加工前要審查工件的數控加工工藝性,應重視生
產技術準備工作(包括工件數控加工工藝分析、加工程
序編制、工裝與刀具配置、原材料準備及試切加工等)
以縮短生產準備時間,充分提高數控機床的使用效率。
合理安排適合在數控機床加工的各種工件,安排好數控機床加工運轉所需的節拍。
1.6為維修保養做好準備
建立一支高水平的維修隊伍,保存好設備的完整
.數控機床的常見故障
2.1故障發生的階段
故障是指設備或系統因自身原因而喪失規定功能的現象。發生故障具有相同的規律,一般分為三個區域:
(1)初期運行區,故障率較高,故障曲線呈上升趨勢,此區故障多數屬于設計制造和裝配缺陷造成的。(2)正常
運行區,此時故障曲線趨近水平,故障率低,此區故障一
般是由操作和維護不良造成的偶發事故。(3)衰老區,此區故障率大,故障曲線上升快,主要原因是運行過久、機
件老化和磨損過度造成的。
2.2故障的分類
按結構分為機械和電氣兩類;按故障源分為機械故障和控制故障兩類;就其數控系統而言分為硬件故障、軟件故障、干擾故障三類。要判斷是機械方面故障
還是控制系統故障,其分析方法是:先檢查控制系統,
看程序能否正常運行,顯示和其它功能鍵是否正常,有無報警現象等;再檢查電機和檢測元件,是否能正常運轉,有無間歇或抖動現象,有無定位不準等問題。如果沒有上述問題,則可初步判斷故障原因在機械方面,著重檢查傳動環節。檢查傳動環節時應使電機斷電,用手動并配合打表檢查機器。
3.數控系統的常見故障分析
(1)位置環。這使數控系統發出控制指令,并與位
置檢測系統的反饋值相比較,進一步完成控制任務的
關鍵環節;它有很高的工作頻度,并與外設相聯接,容易發生故障。常見的故障有:1)位控環報警:可能是測量回路開路,測量系統損壞,位控單元內部損壞。2)不
發指令就運動,可能是漂移過高,正反饋,位控單元故
障,測量元件損壞。3)測量元件故障,一般表現為無反饋值;機床回不了基準點;高速時漏脈沖產生報警,可
能的原因是光柵或讀頭臟了;光柵壞了。
(2)伺服驅動系統。它與電源電網、機械系統等相關聯,工作中一直處于頻繁的啟動和運行狀態,也是故
障多發部位。其主要故障有:1)系統損壞。一般由網絡電壓波動太大或電壓沖擊造成。地區電網質量不好,會給
機床帶來電壓超限,尤其是瞬間超限,若無專門的電壓監控儀,則很難測到。在查找故障原因時,要加以注意,
還有一些是由于特殊原因造成的損壞。2)加工時工件表面達不到要求,走圓弧插補軸換向時出現凸臺,電機低
速爬行或振動,這類故障一般是由于伺服系統調整不當,各軸增益系統不相等或與電機匹配不合適引起,解
決辦法是進行最佳化調節。3)保險燒斷,或電機過熱,以至燒壞,這類故障一般是機械負載過大或卡死。
(3)電源部分。電源失效或故障的直接結果是造成系統的停機或毀壞整個系統。一般在歐美國家,這類問
題較少,在設計方面的因素考慮的不多;但在中國由于電源波動較大、質量差,還隱藏有高頻脈沖類的干擾,加上人為的因素(如突然拉閘斷電等),這些原因可造成電源故障失控或損壞。再者,數控系統部分運行數
據、設定數據以及加工程序等一般存貯在RAM存貯器內,系統斷電后依靠電源的后備蓄電池或鋰電池保持。
因而,停機時間比較長,拔插電源或存貯器都可能造成數據丟失,使系統不能運行。
(4)可編程序控制器邏輯接口。數控系統的邏輯控制(如刀庫管理,液壓啟動等),主要由PLC實現,必須采
集各控制點的狀態信息(如斷電器,伺服閥,指示燈等),它與外界繁多的各種信號源和執行元件相連接,
變化頻繁,發生故障的可能性較多,故障類型較多。
(5)其它。由于環境條件,例如干擾,溫度,濕度超過允許范圍,操作不當,參數設定不當,都可能造成停
機或故障。不按操作規程拔插線路板,或無靜電防護措施等,也可能造成停機故障甚至毀壞系統。
4常見故障的排除方法
(1)初始化復位法。一般情況下,由于瞬時故障引起的系統報警,可用硬件復位或開關系統電源依次清
除故障;若系統工作存貯區由于掉電、拔插線路板或電池欠壓造成混亂,則必須對系統進行初始化清除,清除前應注意作好數據拷貝記錄;若初始化后故障仍無排除,則需進行硬件診斷。
(2)參數更改、程序更正法。系統參數是系統功能的依據,參數設定有誤可能造成系統的故障或某功能
無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機,對此可以采用系統的塊搜索功能進行檢查,改正所有錯誤,確保正常運行。
(3)調節、最佳化調整法。調節簡單易行的辦法,可通過對電位計的調節,修正系統故障。通過調節速度調
節器的比例系數和積分時間,可使伺服系統達到既有較高的動態響應特性,又不發生振蕩的最佳工作狀態。在現場沒有示波器或記錄儀的情況下,根據經驗,先正向調節使電機起振,然后向反向慢慢調節,直到消除震蕩即可。
(4)備件替換法。采用好的備件替換診斷出的壞線路板,并做相應的初始化啟動,使機床迅速投入正常運轉,
然后將壞板修理或返修,這是目前最常用的排故辦法。
(5)改善電源質量法。目前一般采用穩壓電源,以改善電源波動。對于高頻干擾可用電容濾波法,通過這
些預防性措施可減少電源板的故障。
(6)維修信息跟蹤法。一些大的制造公司根據實際工作中屬于設計缺陷造成的偶然故障,可以不斷修改和完善系統軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員,以此做為故障排除的依據,有利于正確徹底地排除故障。
礎上已設計了一套新型應力應變測試系統,該系統集
數據采集和處理功能于一體,減少了中間環節,操作更便捷、更簡單且測試結果更精確[22]。
結束語
SHPB裝置是研究材料動載特性的理想工具,SHPB
測試裝置的發展是力學、材料學、計算機等技術在應用
領域的綜合集成。各學科的協同發展將有力地推動
SHPB技術應用范圍的擴大以及SHPB測試技術的提高。
參考文獻
[1]馬嘵青.沖擊動力學[M].北京:北京理工大學出版社,1992.
[2]KolskyH.Aninvestigationofthemechanicalpropertiesofmaterials
一、直觀法
維修人員通過故障發生時的各種光、聲、味等異?,F象的觀察,認真察看系統的各個部分,將故障范圍縮小到一個模塊或一塊印刷線路板。
例1:數控機床加工過程中,突然出現停機。打開數控柜檢查發現Y軸電機主電路保險管燒壞,經仔細觀察,檢查與Y軸有關的部件,最后發現Y軸電機動力線外皮被硬物劃傷,損傷處碰到機床外殼上,造成短路燒斷保險,更換Y軸電機動力線后,故障消除,機床恢復正常。
二、自診斷功能法
數控系統的自診斷功能,已經成為衡量數控系統性能特性的重要指標,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極管指示故障的大致起因,這是維修中最有效的一種方法。
例2:AX15Z數控車床,配置FANUC10TE—F系統,故障顯示:
FS10TE1399B
ROMTEST:END
RAMTEST:
CRT的顯示表明ROM測試通過,RAM測試未能通過。RAM測試未能通過,不一定是RAM故障,可能是RAM中參數丟失或電池接觸不良一起的參數丟失,經檢查故障原因是由于更換電池后電池接觸不良,所以一開機就出現上述故障現象。
三、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編程的方法,編制成一個功能測試程序,送入數控系統,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性和可靠性,進而判斷出故障發生的可能原因。
例3:采用FANUC6M系統的一臺數控銑床,在對工件進行曲線加工時出現爬行現象,用自編的功能測試程序,機床能順利運行完成各種預定動作,說明機床數控系統工作正常,于是對所用曲線加工程序進行檢查,發現在編程時采用了G61指令,即每加工一段就要進行1次到未停止檢查,從而使機床出現爬行現象,將G61指令改用G64(連續切削方式)指令代替之后,爬行現象就消除了
四、交換法
所謂交換法就是在分析出故障大致起因的情況下,利用備用的印刷線路板、模板、集成電路芯片或元件替換有疑點的部分,從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級。
例4:TH6350加工中心旋轉工作臺抬起后旋轉不止,且無減速,無任何報警信號出現。對這種故障,可能是由于旋轉工件臺的簡易位控器故障造成的,為進一步證實故障部位,考慮到該加工中心的刀庫的簡易位控器與轉臺的基本一樣。于是采用交換法進行檢查,交換刀庫與轉臺的位控器后,并按轉臺位控器的設定對刀庫位控器進行了重新設定,交換后,刀庫則出現旋轉不止,而轉臺運行正常,證實了故障確實出在轉臺的位控器上。
五、原理分析法
根據CNC組成原理,從邏輯上分析各點的邏輯電平和特征參數,從系統各部件的工作原理著手進行分析和判斷,確定故障部位的維修方法。這種方法的運用,要求維修人員對整個系統或每個部件的工作原理都有清楚的、較深的了解,才可能對故障部位進行定位。
例5:PNE710數控車床出現Y軸進給失控,無論是點動或是程序進給,導軌一旦移動起來就不能停下來,直到按下緊急停止為止。
根據數控系統位置控制的基本原理,可以確定故障出在X軸的位置環上,并很可能是位置反饋信號丟失,這樣,一旦數控裝置給出進給量的指令位置,反饋的實際位置始終為零,位置誤差始終不能消除,導致機床進給的失控,拆下位置測量裝置脈沖編碼器進行檢查,發現編碼器里燈絲已斷,導致無反饋輸入信號,更換Y軸編碼器后,故障排除。
六、參數檢查法
數控系統發現故障時應及時核對系統參數,系統參數的變化會直接影響到機床的性能,甚至使機床不能正常工作,出現故障,參數通常存放在磁泡存儲器或由電池保持的CMOSRAM中,一旦外界干擾或電池電壓不足,會使系統參數丟失或發生變化而引起混亂現象,通過核對,修正參數,就能排除故障。
例6:G18CP4數控磨床,數控系統是FANUC11M系統,故障現象使機床不能工作,CRT顯示器無任何報警信息。
檢查機床各部分,發現CNC裝置及CNC與各接口的連接單元都是好的,最后分析是由于外部干擾引起磁泡存儲器內存儲數據混亂而造成的,因此,對磁泡存儲器存儲內容進行了全部清除,重新按手冊送入數控系統各種參數后,數控機床即恢復正常。除了上面介紹的幾種檢查方法外,還有測量比較法、敲擊法、局部升溫法,電壓拉編法及開環檢測法等,這些方法各有特點,維修時應根據故障現象,常常同時采用幾種方法,靈活運用,對故障進行綜合分析逐步縮小故障范圍,以達到排除故障的目的。
線切割機床常見故障
故障現象可能原因排除方法
1.貯絲筒不換向,導致機器總停。行程開關SQ3或SQ2損壞。
換行程開關SQ3或SQ2。
2.貯線筒在換向時常停轉。
1.電極線太松;
2.斷絲保護電路故障。1.緊電極絲;
2.換斷絲保護繼電器。
3.絲筒不轉(按下走絲開按
鈕SB1無反應)。
1.外電源無電壓;
2.電阻R1燒斷;
3.橋式整流器VC損壞,造成保
險絲FU1熔斷。1.檢查外電源并排除;
2.更換電阻R1;
3.更換整流器VC,保險絲FU1。
4.絲筒不轉(走絲電壓有指
示且較正常工作時高)。1.碳刷磨損或轉子污垢;
2.電機M電源進線斷。1.更換碳刷、清潔電機轉子;
2.檢查進線并排除。
5.工作燈不亮。保險絲FU2斷更換保險絲FU2。
6.工作液泵不轉或轉速慢。1.液泵工作接觸器KM3不吸合;
2.工作液泵電容損壞或容量減
少;1.按下SB4,KM3線包二端若有
115V電壓,則更換KM3,若
無115V電壓,檢查控制KM3
線包電路;
2.換同規格電容或并上一只足
夠耐壓的電容
7.高頻電源正常,走絲正常,
無高頻火花(模擬運行正常
切割時不走)。1.若高頻繼電器K1不工作,則
是行程開關SQ3常閉觸點壞;
2.若高頻繼電器K1能吸合,則
是高頻繼電器觸點壞或高頻
在當前的發展進程中,我國科技的飛速發展帶動了各行各業先進技術的應用。在數字電視領域,從最初的安裝到使用,再到售后的數字電視維護等方面都是需要技術支持?;谀壳拔覈鴶底蛛娨暟l展飛速,作為技術人員來說,要從源頭上進行把控,及時發現數字電視使用過程中可能存在的隱患,并排除隱患。唯有,才能夠更好的提升用戶的使用感受,推動整個數字電視行業的整體發展。
2數字電視常見故障
相對于傳統的電視技術來說,數字電視的誕生是源于互聯網技術以及數字技術的使用。所以在進行數字電視的故障檢查時,其故障往往也是源于數字技術進行故障的查詢。首先,頻道搜索故障。在數字電視使用的過程中,往往會出現這樣的情況:鄰居家的電視能夠搜索到一百多個頻道,但自己家的電視往往只能搜索到幾十個頻道。遇到這種現象就首先要意識到進行線路檢測。其次,無圖像故障。這種故障往往是在數字電視安裝之初出現,或者是在用戶搬家過程中自行接線造成這種現象。遇到這種問題,技術人員首先要想到的是線頭與插孔是否相對應。其三,馬賽克故障。即在看電視的過程中,畫面會突然卡住不動,或者是圖像在動,但是屏幕上卻出現大量的馬賽克。造成馬賽克的原因主要是數字頻道與模擬頻道間的非線性產物。其次是用戶家中裝修鋪設的電視電纜及器件不合格,造成網絡的阻抗不匹配(信號反射過大)引起QAM信號嚴重畸變或信號功率電平衰減嚴重造成的。最后,機頂盒故障。常見的如機頂盒漏電、畫面滾屏、無法開機、空頻道、缺頻點和信號中斷等。
3數字電視故障判斷及排除對策
盡管數字技術的發展已經相對成熟。但在任何一個技術發展的進程中,都存在利弊兩個因素。數字電視的運行原理是通過對幾套節目進行壓縮編碼,從而讓節目能夠在模擬頻道內進行傳輸,到達用戶終端。而在數字電視使用的過程中,其所有故障的出現都是源于信號傳輸問題。一旦信號傳輸出了問題,必然會導致用戶終端的數字電視無法觀看。所以對于技術人員來說,要快速的對存在的故障進行合理判斷,才能夠確保在第一時間為用戶查找出問題的成因,用最短的時間來解決數字電視使用過程中出現的各種故障。
3.1技術人員自身素質的提升對于數字電視技術人員來說,通過學習不斷提升自身對數字技術的了解和認知,是推動數字技術人員更快速解決問題的根本原因。通過自身技術水平的提升,能夠推動其在數字故障排除過程中問題診斷和解決的效率。
3.2快速實現數字電視故障排除的技巧
3.2.1頻道搜索不全問題的快速解決解決的數字電視頻道搜索不全故障一查線路,二查電壓,三查網絡。排除該問題時,首先需要對接線的規范性進行查驗。在具體的分線過程中,用戶應該使用分支分配器來進行不同接線,以確保收視的準確性。如果在接線過程中,沒有合理的將不同的分支進行有效區隔,而是將所有的線頭都纏在一起,那么就很容易造成這種信號搜索不全的現象發生。其次是各個接線的絕緣外殼是否完整。如果某根線的絕緣外殼出現問題,從而導致漏電,這也有可能造成頻道搜索不全的現象發生。其次是室外分配網絡的檢查。如果分配網絡出現問題,也是有可能導致問題的發生。
3.2.2數字電視無圖像問題的快速解決在進行數字電視使用的過程中,無圖像問題也是令用戶十分頭疼的事情。遇到這種問題,先查接線是否正確。一般說來,數字電視的有線借接口分為輸入和輸出兩個方面。所以在進行這兩個插孔的使用時,需要嚴格規范。一般說來,視頻線的外殼顏色為黃色,音頻線的外殼為白色,所以進行連接時一定要注意對兩個線進行明顯的區分。第二個就是用戶的電壓檢測。一般說來,過低的電壓無法帶動電視啟動,自然也就會造成數字電視使用無圖像現象。第三方面是數字電視的授權問題。一般這種情況會在電視屏幕上出現“該頻道未授權”的字樣。在這種情況下只需要聯系售后人員進行權限的開通即可。
一、直觀法
維修人員通過故障發生時的各種光、聲、味等異?,F象的觀察,認真察看系統的各個部分,將故障范圍縮小到一個模塊或一塊印刷線路板。
例1:數控機床加工過程中,突然出現停機。打開數控柜檢查發現Y軸電機主電路保險管燒壞,經仔細觀察,檢查與Y軸有關的部件,最后發現Y軸電機動力線外皮被硬物劃傷,損傷處碰到機床外殼上,造成短路燒斷保險,更換Y軸電機動力線后,故障消除,機床恢復正常。
二、自診斷功能法
數控系統的自診斷功能,已經成為衡量數控系統性能特性的重要指標,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極管指示故障的大致起因,這是維修中最有效的一種方法。
例2:AX15Z數控車床,配置FANUC10TE—F系統,故障顯示:
FS10TE1399B
ROMTEST:END
RAMTEST:
CRT的顯示表明ROM測試通過,RAM測試未能通過。RAM測試未能通過,不一定是RAM故障,可能是RAM中參數丟失或電池接觸不良一起的參數丟失,經檢查故障原因是由于更換電池后電池接觸不良,所以一開機就出現上述故障現象。
三、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編程的方法,編制成一個功能測試程序,送入數控系統,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性和可靠性,進而判斷出故障發生的可能原因。
例3:采用FANUC6M系統的一臺數控銑床,在對工件進行曲線加工時出現爬行現象,用自編的功能測試程序,機床能順利運行完成各種預定動作,說明機床數控系統工作正常,于是對所用曲線加工程序進行檢查,發現在編程時采用了G61指令,即每加工一段就要進行1次到未停止檢查,從而使機床出現爬行現象,將G61指令改用G64(連續切削方式)指令代替之后,爬行現象就消除了
四、交換法
所謂交換法就是在分析出故障大致起因的情況下,利用備用的印刷線路板、模板、集成電路芯片或元件替換有疑點的部分,從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級。
例4:TH6350加工中心旋轉工作臺抬起后旋轉不止,且無減速,無任何報警信號出現。對這種故障,可能是由于旋轉工件臺的簡易位控器故障造成的,為進一步證實故障部位,考慮到該加工中心的刀庫的簡易位控器與轉臺的基本一樣。于是采用交換法進行檢查,交換刀庫與轉臺的位控器后,并按轉臺位控器的設定對刀庫位控器進行了重新設定,交換后,刀庫則出現旋轉不止,而轉臺運行正常,證實了故障確實出在轉臺的位控器上。
五、原理分析法
根據CNC組成原理,從邏輯上分析各點的邏輯電平和特征參數,從系統各部件的工作原理著手進行分析和判斷,確定故障部位的維修方法。這種方法的運用,要求維修人員對整個系統或每個部件的工作原理都有清楚的、較深的了解,才可能對故障部位進行定位。
例5:PNE710數控車床出現Y軸進給失控,無論是點動或是程序進給,導軌一旦移動起來就不能停下來,直到按下緊急停止為止。
根據數控系統位置控制的基本原理,可以確定故障出在X軸的位置環上,并很可能是位置反饋信號丟失,這樣,一旦數控裝置給出進給量的指令位置,反饋的實際位置始終為零,位置誤差始終不能消除,導致機床進給的失控,拆下位置測量裝置脈沖編碼器進行檢查,發現編碼器里燈絲已斷,導致無反饋輸入信號,更換Y軸編碼器后,故障排除。
六、參數檢查法
數控系統發現故障時應及時核對系統參數,系統參數的變化會直接影響到機床的性能,甚至使機床不能正常工作,出現故障,參數通常存放在磁泡存儲器或由電池保持的CMOSRAM中,一旦外界干擾或電池電壓不足,會使系統參數丟失或發生變化而引起混亂現象,通過核對,修正參數,就能排除故障。
例6:G18CP4數控磨床,數控系統是FANUC11M系統,故障現象使機床不能工作,CRT顯示器無任何報警信息。
檢查機床各部分,發現CNC裝置及CNC與各接口的連接單元都是好的,最后分析是由于外部干擾引起磁泡存儲器內存儲數據混亂而造成的,因此,對磁泡存儲器存儲內容進行了全部清除,重新按手冊送入數控系統各種參數后,數控機床即恢復正常。除了上面介紹的幾種檢查方法外,還有測量比較法、敲擊法、局部升溫法,電壓拉編法及開環檢測法等,這些方法各有特點,維修時應根據故障現象,常常同時采用幾種方法,靈活運用,對故障進行綜合分析逐步縮小故障范圍,以達到排除故障的目的。
線切割機床常見故障
故障現象可能原因排除方法
1.貯絲筒不換向,導致機器總停。行程開關SQ3或SQ2損壞。
換行程開關SQ3或SQ2。
2.貯線筒在換向時常停轉。
1.電極線太松;
2.斷絲保護電路故障。1.緊電極絲;
2.換斷絲保護繼電器。
3.絲筒不轉(按下走絲開按
鈕SB1無反應)。
1.外電源無電壓;
2.電阻R1燒斷;
3.橋式整流器VC損壞,造成保
險絲FU1熔斷。1.檢查外電源并排除;
2.更換電阻R1;
3.更換整流器VC,保險絲FU1。
4.絲筒不轉(走絲電壓有指
示且較正常工作時高)。1.碳刷磨損或轉子污垢;
2.電機M電源進線斷。1.更換碳刷、清潔電機轉子;
2.檢查進線并排除。
5.工作燈不亮。保險絲FU2斷更換保險絲FU2。
6.工作液泵不轉或轉速慢。1.液泵工作接觸器KM3不吸合;
2.工作液泵電容損壞或容量減
少;1.按下SB4,KM3線包二端若有
115V電壓,則更換KM3,若
無115V電壓,檢查控制KM3
線包電路;
2.換同規格電容或并上一只足
夠耐壓的電容
7.高頻電源正常,走絲正常,
無高頻火花(模擬運行正常
切割時不走)。1.若高頻繼電器K1不工作,則
是行程開關SQ3常閉觸點壞;
2.若高頻繼電器K1能吸合,則
是高頻繼電器觸點壞或高頻
關鍵詞:設備電氣;電氣故障;電氣維修;故障排除;電氣技術 文獻標識碼:A
中圖分類號:TM07 文章編號:1009-2374(2017)04-0072-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.04.037
電氣設備在工作運行過程中容易發生故障,從而導致設備停工檢修。從原理上來看電氣故障具有多樣性,對于維修人員來講進行電氣設備的維修與故障排除是非常復雜的工作,沒有固定的模式與方法。在實際的工作當中,需要技術人員根據事故發生的實際情況進行處理,大部分技術人員都感覺到處理的難度大,需要摸索著進行維修與故障排除。這樣的處理方式對于企業生產來說是致命的,常給企業帶來很大的經濟損失。因此制定相應合理周全的設備電氣維修與故障排除方法具有重要的意義,可以起到保障企業正常生產的作用。論文對當前電氣設備故障的特點做了全面的綜述,對維修的一般步驟進行了闡述,最后對故障排除的方法進行了全面的研究。
1 電氣設備的故障特點分析
電氣設備在工作當中,由于某種原因就會導致故障的出現,使設備不能正常工作,需要技術人員準確地查找到故障的位置并進行維修。針對電氣設備的故障原因,我們做以下分類:
1.1 損害性故障和預告性故障
損害性故障主要是指設備的部分零件出現嚴重故障不能正常發揮其功能,從而導致整個設備的正常工作。常見的情況有電動機繞組燒毀或是斷股、燈泡完全不發光、燈絲燒斷、電動機無法轉動,這些都是屬于損害性故障。
對于損害性故障而言,必須進行部分零件的更換才能消除故障。另外有些非正常工作現象的出現也需要加以重視,比如電動機溫升偏高、燈泡殼度下降等,應該及時地加以處置,否則就會慢慢演變為損壞性故障。
1.2 使用故障和性能故障
使用故障主要是指,電氣設備的一些故障對設備的安全運行沒有影響,但是不能滿足工作使用需要。常見的有發電機發出的電壓偏低、頻率偏低等故障,它們都能正常運轉,但是不能滿足外部對電壓和頻率的要求。性能故障主要是指設備能正常工作不影響使用,但是對設備本身有損害,比如變壓器空載的情況就容易增加其損耗,導致變壓器的損壞。
1.3 內部故障和外部故障
從電氣設備的結構來分的話,可以分為內部故障和外部故障。內部故障包括因電磁力、電弧、發熱等設備引起的故障,發生故障后可以導致設備結構損壞、絕緣材料的絕緣擊穿相關問題,對設備的損害非常之大,需要重點去關注。外部故障的表現主要是由電源電壓、頻率、三相不平衡,外力及環境條件引起,導致發生事故不能正常的工作。
2 設備電氣排除故障的步驟分析
2.1 癥狀分析
設備電氣發生故障后,需要對設備的癥狀進行詳細的分析,主要是針對相應的原始數據進行采集分析。相應的信息獲取方法主要有以下三點:
2.1.1 對設備操作人員進行詢問,從而獲得相應的設備操作和使用情況的相關原始信息。
2.1.2 可以對設備采取看、聽、聞、摸的方式去進行全面的檢查,重點需要關注設備是不是出現雜音、破損、奇怪的味道和過熱的情況。
2.1.3 在保障設備安全情況下進行通電試車的形式,從而進行相關癥狀分析。
在癥狀分析階段,主要是做好收集設備故障的原始信息,才能準確進行相應的故障問題的判斷和推導,以減少判斷失誤。
2.2 設備檢查以及確定故障點
按照對故障癥狀的分析得到初步的結論和在這一過程中出現的問題進行設備檢查,尤其是故障常發位置更是需要重點關注。另外需要根據設備的運行原理和控制的特點來對故障進行科學合理的判斷,才能縮小故障的范圍,完成故障的查找。
2.3 故障排除
故障排除是重中之重,只有了解了故障的原因及部位才能去進行維修。故障排除的技術和方法比較多,當前一般使用的有經驗法、檢測法、推理法、圖形變換法等,我們會在下一節進行詳細的闡述。另外在故障排除后還需要進行現場驗證,交由設備操作人員進行,看設備是否能正常運轉。另外還需要把一些注意事項同設備操作人員進行明確,減少工作誤差導致故障發生。
3 設備電氣故障排除的技術方法分析
查找電氣故障,需要工作人員實事求是,理論聯系實際,按照設備電氣的具體情況進行維修。但是在此之前需要掌握最基本的故障排除技術,打好理論基礎,只有這樣才能做好維修工作。當前設備電氣故障的排除方法主要包括經驗法和檢測法兩大類,另外還有狀態分析法、類比法、推理法等。
3.1 故障排除經驗法
在當前電氣故障排除的過程當中常用的經驗法有以下三種:
3.1.1 壓活動部件法:接觸器的銜鐵、按鈕和開關等活動部件常使用彈壓活動部件法。采用前需要進行斷電,主要做法是通過反復彈壓活動部件,使活動部件動作靈活,使觸頭得到摩擦。長期沒有使用的控制系統長期需要進行彈壓活動部件法來消除其相關部件的氧化現象,對于長期處在潮氣過程的一些電氣設備也需要使用彈壓活動部件法進行相應的故障排除。
3.1.2 電路敲擊法:電路敲擊法的具體做法與彈壓活動部件法相同,區別主要在于電路敲擊法是在設備帶電工作狀態下進行檢查。具體的做法是,使用橡皮小錘輕敲工作中的元件,若電路故障突然排除或者出現了另外的故障,這樣都能說明被元件及附近元件的正常與否。電氣設備一般都可以經受一定敲擊發生異常現象,就說明存在著相應的故障隱患,需要及時地進行查找。
3.1.3 黑暗觀察法:電路在發生故障時,通電情況下產生的火花和聲響都會與平時不同,如果把它放在一個黑暗和安靜的環境下,可以明顯地觀察到相關的火花現象以及相應的“嘶嘶”、“劈啪”聲。根據觀察火花的產生及要關的位置就可以達到我們對故障的判斷。當然黑暗觀察法只是確定故障的位置,對發生的原因都無從了解,還需要其他技術和方法進行進一步的測試,從而進行更準確的維修。
3.2 故障排除檢測法
檢測法主要是使用相應的檢測儀表來對電氣線路進行故障判定,當前隨著科學技術的發展,很多技術都有了更新,檢測法也得到了很大的發展,不過目前比較實用的主要還是利用歐姆表、電壓表和電流表對電路進行測量。
3.2.1 電阻法:電阻法原理,在被測線路兩端加一電源后,被測線路流過的電流與其電阻成反比。電阻法過程中可以直接在電流表的刻度盤上標出電阻的大小。利用電阻表進行測量,主要判斷線路是否通斷。例如對熔斷器管座兩端進行檢測時,檢測結果小于0.5歐姆表示正常,如果為數歐表示,超過10歐姆肯定就是斷線不
通了。
3.2.2 電流法:在使用電流法進行檢測時,一般都是選用靈敏度較高、量程較小的電流表。常采用在電流表上并聯一個阻值很小的電阻來擴大電流表的量程。電流法的優點在于確定用電設備的工作狀態,另外可以直接判斷故障范圍,缺點在于需要斷開線路串接電流表,造成使用上的不便。
3.2.3 電壓法:采用電壓法進行測量時,一般先測電源電壓,然后測支路電壓。如果兩點之間的電壓不為0,則可以肯定兩點之間不是完全導通的。接觸器線圈兩端電壓為電源電壓而接觸器不動作,則線圈回路肯定不通。
3.3 故障排除推理法
故障排除推理法的做法主要是觀察設備的故障現象,由表及里,尋根溯源,層層分析和推理的方法。當前我們主要是采用順推理法和逆推理法二大類來進行排除。順推理法一般是根據故障設備,從電源、控制設備及電路,一一分析和查找的方法。逆推理法則采用相反的程序推理,即由故障設備倒推至控制設備及電路、電源等。
3.4 圖形變換法
故障排除當中需要把實物和圖進行對照。但是在實際的工作當中,電氣圖形種類繁多不利于故障的查找,這就需要我們使用圖形變換,從而可以達到輕松找到發生故障的位置。一般設備布置接線圖看不出設備的工作原理及工作過程,在有些情況下需要變換為電路圖進行故障的查找就更容易了。另外還有單元分割法、狀態分析法、類比法等各種各樣的辦法,這都需要工作人員根據現場情況進行及時的調整和使用,才能找出故障的問題所在,從而進行維修。
4 結語
當前的電氣設備都是光機電液壓一體化,復雜程度比較高,另外電氣技術的發展也使得電氣故障比例較高,維修難度大。這都使得我們技術維修人員一方面需要加強電氣方面的理論知識學習;另一方面需要提高自身的電氣故障排除能力,掌握好電氣設備的安裝、調試、檢修、保養和檢查等工作,只有這樣才能保障設備的正常運行。本論文對設備電氣的維修與故障排除問題做了研究,主要是對電氣故障的分類、檢修步驟以及技術方法做了研究,期望可以給同行一些參考和學習。
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