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【摘要】數控機床是高精度自動化裝備,價格昂貴,為了保證機床長期安全平穩運行,發揮更大效益,需要注重數控機床的維護保養方法和易出現的故障及排除方法。

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

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