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故障維修實例分析

日期：2010年12月31　來源：沈陽機床　關鍵字：數(shù)控車床
【例307】XK715F數(shù)控銑床y軸電動機故障的處理。
故障現(xiàn)象：機床按程序加工切削運行時，y軸存在正方向運行正常，而反方向聲響異常的故障現(xiàn)象，系統(tǒng)不報警。
故障診斷：數(shù)控系統(tǒng)配置FANLC-BESK 7CM系統(tǒng)，伺服電動機采用FAbUC公司的大慣量無環(huán)流直流伺服電動機。
①由于系統(tǒng)不報警，且CRT顯示出來的y軸正、反向位移脈沖的數(shù)字變化速率是均勻的，故可排除系統(tǒng)軟件參數(shù)及硬件控制電路的故障。
②檢測加工件尺寸基本符合圖樣要求，只是粗糙度略大，故叉可排除伺服速度控制單元電路故障。
③在外部檢查中，發(fā)現(xiàn)r軸直流伺服電動機溫升較高，測其負載電流叉遠低于額定設定值參數(shù)，可排除電動機負載過重的故障。
④為區(qū)別機械、電氣故障，拆開電動機與滾珠絲桿間的彈性聯(lián)軸器，單獨通電試y軸電動機。結果表明，故障部位在電動機一側。
⑤用手盤動電動機轉子時，能明顯地感覺到正轉時手感輊松，而反轉時手感較重，且有一種阻滯的感覺。
⑥將電動機拆卸解體檢查，發(fā)現(xiàn)定子永久磁鋼有一塊松動脫落，與轉子有摩擦痕跡。
⑦經查，電動機定子的永久磁鋼是采用強力膠貼接的，故使用中應嚴禁撞擊或振動，尤其是拆裝檢修過程中更應注意，以防發(fā)生此類故障。
故障處理：采用環(huán)氧樹脂膠或其他強力膠，將脫落的磁體貼牢，故障消除。
【例3.2】加工大導程螺紋時，出現(xiàn)堵轉現(xiàn)象。
分析與處理：開環(huán)控制的數(shù)控機床的CNC裝置的脈沖當量一般為。．Oircun．Z坐標軸GOO指令速度一般為2000一3000mm/min。開環(huán)控制的數(shù)控車床的主軸結構一般有兩類：一類是由普通車床改造的數(shù)控車床，主軸的機械結構不變，仍然保持換檔有級調速：另一類是采用通用變頻器控制數(shù)控車床主軸實現(xiàn)無級調速。這種主軸無級詞速的數(shù)控車床在進行大導程螺紋加工時，進給軸會產生堵轉，這是高速低轉矩特性造成的。
如果主軸無級調速的數(shù)控車床加工iOmm導程的螺紋時，主軸轉速選擇300r/min．那么刀架沿Z坐標軸需要用3000mm/min的進給速度配合加工，Z坐標軸步進電動機的轉速和負載轉矩是無法達到這個要求的，因此，會出現(xiàn)堵轉現(xiàn)象。如果將主軸轉速降低，刀架沿Z坐櫟軸加工的速度減慢，Z坐標軸步進電動機的轉矩增大，螺紋加工的問題似乎可以得到改善，然而由于主軸采用通用變頻器調速，使得主軸在低速運行時轉矩變小，主軸會產生堵轉。
對于主軸保持換檔變速的開環(huán)控制的數(shù)控車床，在加工大導程螺紋時，主軸可以低速正常運行，大導程螺紋加工的問題可以得到改善，但是表面粗糙度受到影響。如果在加工過程中，切削進給量過大，也會出現(xiàn)z坐標軸堵轉現(xiàn)象。
【倒3-29】步進電動機驅動單元的常見故障——功率管損壞。
分析與處理：步進電動機驅動單元的常見故障為功率管損壞。數(shù)控車床功率管損壞的原因主要是功率管過熱或過流造成的。要重點檢查提供功率管的電壓是否過高，功率管散熱環(huán)境是否良好，步進電動機驅動單元與步進電動機的連線是否可靠，有沒有短路現(xiàn)象等，如有故障要逐一排除。
為了改善步進電動機的高頻特性，步進電動機驅動單元一般采用大干80V交流電壓供電（以前有50v），經過整流后，功率管上承受較高的直流工作電壓。如果步進電動機驅動單元接人的電壓波動范圍較大或者有電氣干擾、散熱環(huán)境不良等原因，就可能引起功率管損壞。對于開環(huán)控制的數(shù)控機床，重要的指標是可靠性。因此，可以適當降低步進電動機驅動單元的輸入電壓，以換取步進電動機驅動器的穩(wěn)定性和可靠性。
【例3-30】南京大方JWK系統(tǒng)步進電動機失步故障的處理。
故障現(xiàn)象：步進電動機失步。
故障檢查與分析：該數(shù)控系統(tǒng)為南京大方股份有限公司生產的JWK經濟型數(shù)控系統(tǒng)。
在日常維修中，發(fā)現(xiàn)有些系統(tǒng)容易失步，且伴有功放管特別容易燒壞現(xiàn)象。修復后在試驗臺上運行完全正常，裝上機床后，在運行時卻出現(xiàn)失步現(xiàn)象。檢查計算機輸出信號正常，可見間題出在功放部分，而功放板元器件均未發(fā)現(xiàn)損壞，且在試驗室運行正常。為查出故障原因，用示波器在機床運行時實測各點波形，結果發(fā)現(xiàn)C點波形是不正常的，失步由此引起。
根據(jù)C點波形分析，5 VT14沒有可靠截止，C點電位下降，導致5VT16、17不能可靠飽和而處在放大狀態(tài)，限制了輸出電流，步進電動機力矩變小，帶載能力下降，所以機床出現(xiàn)失步現(xiàn)象。功放管5VT16、17由飽和變?yōu)榉糯鬆顟B(tài)后，管壓降增大，管子功耗增加，所以功放管容易燒壞。普通車床綜上可見，C點波形失常會引起失步故障，同時伴有功放管極易燒壞現(xiàn)象。
是什么原因導致C點波形異常？經分析，是由于5 VT11光耦管性能差和設計上欠妥引起的。普通車床5 VT11正常該管導通時，A點電位值很低，接近零位,B點電位約0 7V， 5 VT14能可靠截止。當5VT11性能異常，該管導通時，^點電位值偏高，B點電位隨之升高，使5 VT14導通，集電極電位下降，而使5VT16、17由飽和轉向放大狀態(tài)，從而引起上述的故障。
故障處理：選用性能好的元器件；數(shù)控車床對線路稍作改動，即在功放管5 VT14基極增加一個二極管，當曰點電位偏高時，使5 VT14管不受影響，保持可靠截止；改用該系統(tǒng)改進型線路，如JWK-5/3T．光耦管后接與非門，使工作更可靠。

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