机电综合法处理数控设备故障

zpc64

摘  要：结合实例，介绍使用机械与电气综合处理数控设备故障的方法。
  关键词：数控设备 故障处理 电气机械    数控设备故障的处理一般是用机械和电气方法分别处理机械故障和电气故障。随着数控设备自动化水平的提高，机械故障的处理也可辅以甚至单独使用电气方法，反之亦然。机电综合法往往能够缩短维修周期，节约备件费用，提高设备零配件使用寿命，下面以北京北方车辆集团有限公司数控设备为例，予以阐述。
/ }+ m$ X% m: _1 u    例1 一台大连产VDL1000型立式加工中心，采用FANUC0A系统，加工结束后操作者按下急停按钮，Z轴突然下落，刀具直接扎到工件上，导致工件和刀具全部报废。
; z. @! U* u+ {" G6 v' z    分析：数控设备垂直轴均有抱闸装置确保伺服断电时垂直轴仍能静止。取走工件和刀具，再次按下急停按钮，发现Z轴下落5～10mm，分析原因是摩擦片磨损，摩擦片之间缝隙加大，导致制动时间延长，制动失效。
    由于FANUC0A系统具有制动控制功能，可在伺服报警和急停按下时阻止垂直轴的下落（延长伺服放大器对伺服电机的控制，在参数设定时间范围内继续控制伺服电机，直至抱闸完全抱死），控制示意见图1。为此采用电气方法处理。设定参数有：①2005#6（BRKC）制动控制功能使能，0为不用，1为用。②2083（字轴型）制动控制定时器（ms）设定范围是0～16000。③2210#6（ESPTM1）、#5（ESPTM0）指定从急停信号输入PSM（电源模块）到急停操作完全停止，SVM（伺服放大器）保持时间，具体设置见表1。
    处理：①将2005#6改为1，2210#6、#5改为11。②关机，重新启动机床。③按下急停按钮，Z轴下落约2mm左右，制动功能生效。④将2210#6、#5改为00，2083改为6000。⑤关机，开机试验，Z轴下落0.01mm，如此小距离完全能够安全使用。

例2 一台德国通快TC300Pw2型数控冲床，加工过程中，步冲完后换刀失败，系统报警冲头未到上死点。
    分析：检查发现冲头实际已过上死点位置，冲头上死点到位信号由主轴离合器上的凸轮形状触发接近开关给出，初步判断故障原因是离合器磨损。离合器工作原理：压缩空气进入离合器气缸，压缩弹簧，中间片移动，飞轮被结合到偏心轴上，偏心轴开始冲压循环，气缸放气时弹簧压力恢复，中间片回到初始位置，进入制动状态，使凸轮停在上死点位置（冲头停在上死点）。检查摩擦片之间气隙＞4.7mm（临界值，新盘之间气隙约为0.7mm），应更换摩擦片和弹簧等零件，而目前无备件，且老设备即使购买备件也需订做，生产不允许。
    根据离合器工作原理，结合故障现象，分析是磨损致使气隙加大，导致制动时气缸放气时间延长，即制动时间加长，因此若能缩短放气时间就能解决问题。首先想到将压力减小，则充气后的气隙就会小，放气时间即可缩短，检查设备目前进气压力为7.5kg（说明书要求6～6.5kg），将压力调整至6kg，试机，故障频率明显减少，证明处理思路正确，只是调节量不够，然而不能再下调压力，否则影响设备其他动作。查看机床资料，进一步分析该部分动作顺序和相关动作条件，发现离合器气缸放气由外面的一片凸轮控制，凸轮形状见图2，当凸轮突出部分运动至接近开关后面时，开关发出信号给控制系统，系统控制离合器放气，由此设想，可使凸轮早些触发开关，离合器气缸提前放气。卸下凸轮，顺着圆弧加大安装螺孔，使凸轮安装时能旋转调节，重装凸轮，试机，故障消除。