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特種加工機床

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各種數控切割機的故障案例分析
2012-5-24  來源:中國模具工業協會  作者:

      數控切割機目前廣泛應用于各種機械加工行業,主要用于鋼板的切割。數控切割機的種類較多。常用的有數控火焰切割機、數控等離子切割機、數控相貫線切割機。

  
      數控切割機在生產安排上,一般都是加工第一道工序。如何在數控切割機出現故障后,迅速排除故障,使其發揮最大的效能,是我們設備維修者應重點考慮的問題。下面結合一些故障實例,對三種切割機分別進行故障分析。


      1.數控火焰切割機

  
      (1)切割時X軸正向不能移動,一動系統就報警顯示橫向不能移動,同時驅動器報警。檢查機床的限位開關,開關信號不正常,對信號線進行校對,線路沒問題,檢查行程開關發現開關內部觸點松動,緊固開關觸點后,信號正常。開機再試,機床仍不能移動,檢查X軸的電動機,測試電動機的電纜絕緣,沒問題,盤動電動機也正常,斷開編碼器的反饋電纜,逐線測試,發現編碼器反饋電纜中的信號線有一根斷線,用備用線替換后,機器報警消除,動作恢復正常。

  
      (2)切割機工作時,"抖動"嚴重,加工的工件變形嚴重。切割機加工時,對x、Y軸單獨試車,小車方向(X軸)運行正常,切割出的長度與坐標設定值一致。大車方向(y軸)單獨運行時,機架發振明顯,齒輪與齒條沒有明顯的缺陷。將帶有齒輪的減速機拆下,上電試運轉,發現齒輪偏擺超差,將齒輪拆下檢查減速箱的軸,發現軸有明顯的彎曲現象。更換減速機后,機器故障消除

  
      (3)切割機工作時,運行正常,但切割出的工件變形嚴重  檢查切割出的工件:圓盤類工件呈現明顯的橢圓形狀,加工中出的方形零件呈現明顯的平行四邊形。用劃線法測試機床的對角線,對角線存在偏差。調整機械傳動部件,恢復機床的精度。但再開機運行時,對角線又出錯。單獨測試各軸的重復定位精度,Y軸方向正常、X軸存在的誤差不確定,隨機性很大。拆下x軸的傳動系統,脫開負載試運行,發現傳動齒輪在運轉中存在偶爾的停頓現象。經分析,認為傳動系統的減速箱內部磨損過大,存在難以消除的間隙,更換減速箱后,機床恢復正常。

   
      (4)切割機開機就"飛車"  數控切割機開機后,機床X、y軸同時"飛車",為確保安全,將X、Y軸的驅動電動機與負載脫開。機床一上電,兩軸的電動機就同時轉動。因兩軸同時出現故障,確定故障源應為兩軸的公共供電系統出現問題。該機采用進口數控系統,通過"軸卡"控制兩個軸的運動。打開機床的控制柜,首先檢查控制系統的供電電源,發現給IO板、軸卡提供電源的穩壓電源輸出缺少了"-12V"的輸出,同時軸卡上的光電耦合元件有明顯的發黑、碳化現象。對負載檢查,確認無短路點后,試更換穩壓電源、軸卡,開機正常。給定指令后,電動機才開始運轉。將機床的傳動系統安裝到位,再試機一切正常。

  
      2.數控等離子切割機

   
      (1)開始切割時,等離子起弧后切割lOs左右自動熄滅現場觀察,機床開機后,運行正常。切割約lOs后,等離子自動熄弧,但機床的動作仍在運行。初步判斷機床運行機構沒有問題。出現弧光熄滅,問題可能出現在起弧信號及反饋信號上,重點檢查等離子電源及弧壓板給機床PLC的反饋信號。打開等離子電源和弧壓控制盒,檢查控制線路是否存在斷線、短路現象。在等離子電源內部和弧壓控制盒處分別測量起弧后,是否存在弧壓電壓。

  
      經過檢查在靜止狀態時一切正常。因弧壓的反饋線也隨拖鏈來回移動,懷疑內部存在接觸不良現象,讓拖鏈來回移動時,發現弧壓反饋信號有信號缺失現象。更換弧壓反饋線后機器恢復正常。

  
      (2)切割鋼板時,割不透鋼板,等離子弧光弱小,弧光不垂直  現場查看發現引弧、起弧正常,但等離子弧光弱小,并且孤光向一側傾斜,不垂直。能量不足從而導致鋼板不能穿透。檢查供電電壓、氣源壓力都在要求范圍內。將等離子割槍拆下,檢查割槍內部的冷卻水壓力、空氣的壓力。冷卻液的壓力、流量正常,但空氣的流量明顯偏小。

  
      將等離子割槍電纜內氣管兩端拆下,用潔凈的空氣進行清潔,仍不能達到要求,用一根臨時氣管進行替代,氣壓明顯提高。對割槍內部的渦流環、割嘴等易損件進行更換,再試機一切正常,機器可以臨時使用。等配件購買后進行了更換,故障徹底排除。

  
      (3)等離子電源顯示"流量不足"報警  打開等離子電源,檢查等離子水泵電動機,電動機運行正常。但溫度很高,測試供電電壓、電流正常。將水泵的輸出端拆下,用潔凈的加長水管,測試出水壓力,發現壓力明顯偏小。拆開電動機與水泵的聯接,發現二者之間的聯軸節磨損嚴重。更換聯軸節后再測試,壓力仍不能滿足要求。懷疑水泵內部磨損嚴重,存在泄露,導致輸出壓力降低。更換水泵后,壓力正常。

  
      因等離子的水泵屬于高壓,加上空間狹小,導致電動機長時問高溫運行、為保護電動機及水泵,在等離子電源的外殼上,加裝一個散熱風扇,強制散熱。運行至今,狀況良好。

  
      3.數控相貫線切割機

  
      (l)開機后,笫5軸回零報警,該相貫線切割機是五軸聯動。回零時第五軸找不到零點,引起系統報警。檢查機床第五軸的回零開關、線路都正常。更改參考點數值仍不能排除故障。懷疑第5軸伺服電動機編碼器的"一轉"信號丟失。更換同型號的伺服電動機后,機床回零正常,故障排除。

  
      (2)主軸不能轉動,起動后馬上報警  主軸啟動后,數控系統顯示報警。讓主軸啟動后,數控系統馬上顯示"主軸過載"報警。主軸驅動器同時報警,將主軸電動機與機械負載脫開,單獨測試主軸電動機,判斷故障是機械故障還是電氣故障。經試驗證實故障出現在伺服電動機方面,測量主軸電動機的動力電纜及編碼器反饋電纜。發現動力電纜有一相對地。更換動力電纜后機床報警消除。

   
      (3)數控系統"死機"。開機后,數控系統死機,不能進入操作系統。懷疑操作系統文件丟失。開機后利用"一鍵還原",對數控系統重裝后系統恢復。因數控切割機的數控系統運行環境很差,電磁干擾、高溫,灰塵對數控系統的致命戚脅,所以數控系統最好進行備份,便于在系統"死機"時就能快速排除故障。

  
      4.結語

  
      數控切割機因工作的環境很差,多數故障都是外部原因引起的,在出現故障時,不能盲目拆卸,避免故障擴大化。平時要多觀察,記錄機床常運行狀態時的指示數據。只要我們平時多積累,工作時科學分析,就能保證數控切割機的正常工作。

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