影响数控机床可靠性的因素及提高可靠性途径

发布时间:2019-08-01  发布者:禹创重工机械
1影响数控机床可靠性的因素
评定数控机床可靠性时,通过对所有数据的分析统计,应总结和探求影响可靠性的因素,为数控机床可靠性的提升奠定基础。目前,随着数控技术的日趋成熟,数控机床各主要组成部分的可靠性也越来越高,但仍存在一些不容忽视的影响因素。
1)防尘设计。数控装置自身的机箱虽已采取了一定的防尘措施,但数控机床使用时,其环境条件未充分考虑,致使防尘效果不佳,往往引发故障。如在加工零件时飞出的粉尘落到机箱内的印刷电路板上,再加上油雾,使其牢牢附在上面,常常会打火短路,以致引发事故,所以在设计时要考虑对数控系统增加一定的防护。
2)防水设计。数控系统一般都装在加工区之外,但有的数控系统的执行件、检测件则在加工区内,如伺服电机、行程开关等。加工中,切削液常会淋湿电动机,并渗入电动机和电缆插头中。电缆进水后,导致反馈信号错乱,使机床出现故障;有的限位开关被淋湿后,开关失灵,所以在设计中要注意带电部件的安装位置和防护。
3)散热通风设计。数控专用机床加工工件时产生大量的切削热,数控装置安装的位置应与机床发热源保持足够的距离,通风好,有充分的散热空间,否则会加快电气元件受热老化,从而引发故障,必要时应强制排风散热,强迫制冷。
4)抗干扰技术设计。数控系统属于微电子装置,由于都是低电压信号,因此抗干扰能力较差。所以在强电设计时应特别注意保护,避免干扰源进入数控系统。如公共线的处理中,系统的地线与强电的地线要隔离,根据各种干扰,要考虑加滤波电容、光隔、灭弧器等;电线的走线要考虑电磁干扰,设计好屏蔽措施。
5)强电逻辑设计。强电逻辑设计,即梯形图设计,稍有疏忽,就会导致工作中一些功能紊乱,造成突发性事故发生。如工件突然旋转、工件质量时好时坏不稳定等现象,大多是由于梯形图设计不完善造成的。
2提高数控机床可靠性的途径
可靠性技术研究的目的不是可靠性评估,而是可靠性的提升。根据国产数控机床的现状,提高数控机床可靠性可从以下途径着手。
1)正确使用数控系统的功能。高性能的数控系统在应用中,由于不正确的参数设置、不合理的逻辑控制程序往往使数控机床带着问题出厂,在用户使用时才发现存在问题,影响了产品的声誉。如不正确的加减速时间常数设置会造成对机床传动机构的冲击;不正确的参数设置会使数控转台向同一方向旋转定位,带来越来越大的定位误差。
2)采用技术成熟的模块化部件。多工位数控机床的结构设计应大量采用经过生产验证的、技术成熟的模块化部件,如采用直线滚动导轨的数控滑台、小型钻孔动力头、高精度数控转台等。
3)选用高质量控制系统和零部件。机床选用高性能、高可靠性的数控系统、伺服驱动装置、配套功能部件、电器元件、检测元件,以保证机床的可靠性。这些特性使采用该运动控制器组成的集散式控制系统具有良好的可扩展性,尤其适用于具有不同工位数的各种多工位数控组合机床。
4)重视数控机床维修信息。加强对数控机床售后服务反馈质量信息的收集和分析,在数控机床的更新改造、产品升级换代中及时改进原有的质量问题,并在新产品开发中得以借鉴,是提高数控机床可靠性的有效途径。
随着高新技术的引入及相关学科的发展,数控机床的可靠性会出现新的问题,紧跟国际可靠性技术发展前沿,开发可靠性增长的新技术,提高国产数控机床和数控系统的可靠性水平,已成为行业的一致呼声。因此,积极探寻和开发具有数控机床产品特色的可靠性评定方法和可靠性增长的新技术,已成为提升国产数控装备竞争力的一项重要工作。
阀门数控机床电气故障常用的诊断方法常用诊断方法综如下:
(1)直观检查法 这是故障分析之初必用的方法,就是利用感官的检查。 
①询问 向故障现场人员仔细询问故障产生的过程,故障表象及故障后果,并且在整个分析 判断过程中可能要多次询问。 
②目视 总体查看阀门数控机床各部分工作状态是否处于正常状态(例如各坐标轴位置,主轴状态,刀库,机械手位置等),各电控装置(如数控系统,温控装置,润滑装置等)有无警报指示,局部查看有无保险烧煅,元器件烧焦,开裂,电线电缆脱落,各操作元件位置正确与否等等 。 
③触摸 在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安装状况,各插头座的插接状况, 各功率及信号导线(如伺服与电机接触器接线)的联接状况等来发现可能出现故障的原因。 
④通电 这是指为了检查有无冒烟,打火,有无异常声音,气味以及触摸有无过热电动机和元件存在而通电,一旦发现立即断电分析。 
阀门数控阀门数控机床电气系统故障的调研,分析与诊断的过程也就是故障的排除过程,一旦查明了原因,故障也就几乎等于排除了。因此故障分析诊断的方法也就变得十分重要了。
(2)仪器检查法 使用常规电工仪表,对各组交,直流电源电压,对相关直流及脉冲信号等 进行测量,从中找寻可能的故障。例如用万用表检查各电源情况,及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量,用示波器观察相关的脉动信号的幅值,相位甚至有无,用PLC 编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。 
(3)信号与警报指示分析法 
①硬件警报指示 这是指包括数控系统,伺服系统在内的各电子,电器装置上的各种状态和故障指示灯,结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。 
②软件警报指示 如前所述的系统软件,PLC程序与加工程序中的故障通常都设有警报显 示,依据显 示的警报号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。 
(4) 接口状态检查法 现代数控系统多将PLC集成于其中,而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的,这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显 示,有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显 示,而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。这种检查方法要求维修人员既要熟悉本阀门数控机床的接口信号,又要熟悉PLC编程器的应用。 
(5)参数调整法 数控系统,PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应不同阀门数控机床,不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体阀门数控机床相匹配,而且更是使阀门数控机床各项功能达到较好化所必需的。因此,任何参数的变化(尤其是模拟量参数)甚至丢失都是不允许的;而随阀门数控机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化会打破开始的匹配状态和较好化状态。此类故障多指故障分类一节中后一类故障,需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。这种方法对维修人员的要求是很高的,不仅要对具体系统主要参数十分了解,既知晓其地址熟悉其作用,而且要有较丰富的电气调试经验。 
(6)备件置换法 当故障分析结果集中于某一印制电路板上时,由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于其上某一区域乃至某一元件是十分困难的,为了缩短停机时间,在有相同备件的条件下可以先将备件换上,然后再去检查修复故障板。备件板的更换要注意以下问题。 
①更换任何备件都必须在断电情况下进行。 
②许多印制电路板上都有一些开关或短路棒的设定以匹配实际需要,因此在更换备件板上一 定要记录下原有的开关位置和设定状态,并将新板作好同样的设定,否则会产生警报而不能工作。
③某些印制电路板的更换还需在更换后进行某些特定操作以完成其中软件与参数的建立。这 一点需要仔细阅读相应电路板的使用说明。 
④有些印制电路板是不能轻易拔出的,例如含有工作存储器的板,或者备用电池板,它会丢 失有用的参数或者程序。必须更换时也必须遵照有关说明操作。 
鉴于以上条件,在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料,弄懂要求和操作步骤 之后再动手,以免造成更大的故障。
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