用可編程控制器進行PLC中斷狀態(tài)分析:可編程序控制器發(fā)生故障時,其中斷原因以中斷堆棧的方式記憶。使用編程器可以在系統(tǒng)停止狀態(tài)下,調(diào)出中斷堆棧和塊堆棧,按其所指示的原因,查明故障所在。在可編程序控制器的維修中這是最常用有效和快速的辦法。
接口信號檢查:通過用可編程序控制器檢查機床控制系統(tǒng)的接口信號,并與接口手冊的正確信號相對比,亦可查出相應的故障點。
診斷備件替換法:現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)大都采用模塊化設計,按功能不同劃分不同模塊,隨著現(xiàn)代技術的發(fā)展,電路的集成規(guī)模越來越大技術也越來越復雜,按常規(guī)方法,很難把故障定位到一個很小的區(qū)域,而一旦系統(tǒng)發(fā)生故障,為了縮短停機時間,我們可以根據(jù)模塊的功能與故障現(xiàn)象,初步判斷出可能的故障模塊,用診斷備件將其替換,這樣可迅速判斷出有故障的模塊。在沒有診斷備件的情況下可以采用現(xiàn)場相同或相容的模塊進行替換檢查,對于現(xiàn)代數(shù)控的維修,越來越多的情況采用這種方法進行診斷,然后用備件替換損壞模塊,使系統(tǒng)正常工作。盡最大可能縮短故障停機時間,使用這種方法在操作時注意一定要在停電狀態(tài)下進行,還要仔細檢查線路板的版本,型號,各種標記,跨接是否相同,對于有關的機床數(shù)據(jù)和電位計的位置應做好記錄,拆線時應做好標志。
利用系統(tǒng)的自診斷功能判斷:現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)尤其是全功能數(shù)控具有很強的自診斷能力,通過實施時監(jiān)控系統(tǒng)各部分的工作,及時判斷故障,給出報警信息,并做出相應的動作,避免事故發(fā)生。然而有時當硬件發(fā)生故障時,就無法報警,有的數(shù)控系統(tǒng)可通過發(fā)光管不同的閃爍頻率或不同的組合做出相應的指示,這些指示配合使用就可幫助我們準確地診斷出故障模板的位置。如SINUMERIK8系統(tǒng)根據(jù)MS100CPU板上四個指示燈和操作面板上的FAULT燈的亮滅組合就可判斷出故障位置。
上述診斷方法,在實際應用時并無嚴格的界限,可能用一種方法就能排除故障,亦可能需要多種方法同時進行。其效果主要取決于對系統(tǒng)原理與結構的理解與掌握的深度,以及維修經(jīng)驗的多少。
數(shù)控系統(tǒng)的常見故障分析
根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的構成,工作原理和特點,結合我們在維修中的經(jīng)驗,將常見的故障部位及故障現(xiàn)象分析如下。
(1)位置環(huán)
這是數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出控制指令,并與位置檢測系統(tǒng)的反饋值相比較,進一步完成控制任務的關鍵環(huán)節(jié)。它具有很高的工作頻度,并與外設相聯(lián)接,所以容易發(fā)生故障。
常見的故障有:①位控環(huán)報警:可能是測量回路開路;測量系統(tǒng)損壞,位控單元內(nèi)部損壞。②不發(fā)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(xiàn)為無反饋值;機床回不了基準點;高速時漏脈沖產(chǎn)生報警可能的原因是光柵或讀頭臟了;光柵壞了。
(2)伺服驅(qū)動系統(tǒng)
伺服驅(qū)動系統(tǒng)與電源電網(wǎng),機械系統(tǒng)等相關聯(lián),而且在工作中一直處于頻繁的啟動和運行狀態(tài),因而這也是故障較多的部分。
其主要故障有:①系統(tǒng)損壞。一般由于網(wǎng)絡電壓波動太大,或電壓沖擊造成。我國大部分地區(qū)電網(wǎng)質(zhì)量不好,會給機床帶來電壓超限,尤其是瞬間超限,如無專門的電壓監(jiān)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。如華北某廠由于雷擊中工廠變電站并竄入電網(wǎng)而造成多臺機床伺服系統(tǒng)損壞。②無控制指令,而電機高速運轉(zhuǎn)。這種故障的原因是速度環(huán)開環(huán)或正反饋。3表面達不到要求,走圓弧插補軸換向時出現(xiàn)凸臺,或電機低速爬行或振動,這類故障一般是由于伺服系統(tǒng)調(diào)整不當,各軸增益系統(tǒng)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(diào)節(jié)。④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
電源是維持系統(tǒng)正常工作的能源支持部分,它失效或故障的直接結果是造成系統(tǒng)的停機或毀壞整個系統(tǒng)。一般在歐美國家,這類問題比較少,在設計上這方面的因素考慮的不多,但在中國由于電源波動較大,質(zhì)量差,還隱藏有如高頻脈沖這一類的干擾,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監(jiān)控或損壞。另外,數(shù)控系統(tǒng)部分運行數(shù)據(jù),設定數(shù)據(jù)以及加工程序等一般存貯在RAM存貯器內(nèi),系統(tǒng)斷電后,靠電源的后備蓄電池或鋰電池來保持。因而,停機時間比較長,拔插電源或存貯器都可能造成數(shù)據(jù)丟失,使系統(tǒng)不能運行。
(4)可編程序控制器邏輯接口
數(shù)控系統(tǒng)的邏輯控制,如刀庫管理,液壓啟動等,主要由PLC來實現(xiàn),要完成這些控制就必須采集各控制點的狀態(tài)信息,如斷電器,伺服閥,指示燈等。因而它與外界種類繁多的各種信號源和執(zhí)行元件相連接,變化頻繁,所以發(fā)生故障的可能性就比較多,而且故障類型亦千變?nèi)f化。
(5)其他
由于環(huán)境條件,如干擾,溫度,濕度超過允許范圍,操作不當,參數(shù)設定不當,亦可能造成停機或故障。有一工廠的數(shù)控設備,開機后不久便失去數(shù)控準備好信號,系統(tǒng)無法工作,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)機體溫度很高,原因是通氣過濾網(wǎng)已堵死,引起溫度傳感器動作,更換濾網(wǎng)后,系統(tǒng)正常工作。不按操作規(guī)程拔插線路板,或無靜電防護措施等,都可能造成停機故障甚至毀壞系統(tǒng)。
一般在數(shù)控系統(tǒng)的設計、使用和維修中,必須考慮對經(jīng)常出現(xiàn)故障的部位給予報警,報警電路工作后,一方面在屏幕或操作面板上給出報警信息,另一方面發(fā)出保護性中斷指令,使系統(tǒng)停止工作,以便查清故障和進行維修。