|
摘要：数控电加工机床包括数控线切割机床和数控电腐蚀加工机床。其电气系统主要分为数控系统、高频脉冲电源和机床电器三部分。在数控系统中又分为微处理机、接口电路、步进电机驱动电路等。本文介绍数控电加工机床常见故障排除方法。 一、三光牌数控线切割机 故障现象：步进电动机失步。  步进电动机的工作原理见图1。S1是进给开关，使用常闭接点。与非门输进2的PA是计算机发出的步进电机控制信号。当关掉进给开关，或者控制信号PA为低电平（0.8V以下）时，与非门的输出为高电平，光电耦合器V1的输进端没有足以使发光二极管发光的电流，因此输出真个光敏三极管截止，+12V电源通过电阻R3、R4使三极管V2饱和导通。V2对2M的电位值如下：基极约为0.7V，集电极约为0.3V，驱动电路中的三极管V5、V6截止。其各点的电位值如下：发射极约为0V，集电极约为8V以上。步进电机绕组L因V6截止而无电流通过。打开进给开关且控制信号PA为高电平时，输出为低电平（0.5V以下），这样V1饱和导通，使得V2的基极电位低于0.5V而截止，+12V电源通过R4、V3、R5为V5、V6提供基极电流，使其导通，步进电动机绕组中流过工作电流。R9和V4是过电流保护电路，当V6电流过大时，R9两端电压升高，流过V4的电流增大，使V5的基极电流减少，从而减小V6的输出电流。此时R9两真个电压又减小，V4中电流也随之减小，V5的基极电流加大，V6的输出电流也加大，使得步进电动机绕组在导通时电流趋于稳定。 步进电动机失步故障一般为V6损坏，常见故障为集电极与发射极之间击穿短路，是由V7和R8组成的续流电路失效引起，检验时应同时检查V7、R8回路。如属V6集电极与发射极之间开路，则原因是由R9和V4组成的保护电路故障造成，此时应同时检验该回路。 二、DK7732数控钥丝切割机床 故障现象：高频脉冲电源工作不正常，加工走丝时切削火花时大时小，短路时既不回退也不停机，造成断丝，如图2所示。  切削火花时大时小，疑是脉冲电源工作不正常，直观检查发现电压指示正常，切削电流指示不正常。短路时，短路处有火花产生，且间隙电压不为零；脉冲电源各部分的波形及电位正常，脉冲电源输出也正常。短路时不回退、不停机，一般是计算机控制回路不正常，疑是调节变频电位器内部不良，更换后故障现象依旧；再查发现线架上导电块已严重磨损，铝丝与之接触不良，导电块修磨后，重新调整机床，机床运行正常。 三、DK7725E数控线切割机床 故障现象：脉冲电源输出故障。 该机床由多谐振荡器产生相应的脉冲宽度和间隔，经三极管V1倒相放大，当控制机发出脉冲电源信号时，继电器K2吸合，脉冲波形信号通过射极输出器V2传送至功放电路，供机床放电加工。S1是调试开关，控制机没有脉冲信号时，可按下S1强制输出脉冲电源。当运丝电机换向时，继电器K1吸合，三极管V3导通而关掉脉冲电源信号。脉冲电源电路如图3所示。  脉冲电源输出的主要故障是输出电流过大，一般是由于功放管被击穿。正常脉冲电源的短路电流为每一功放管0.6~0.8A，大于3A则被击穿。造成功放管击穿的原因多为下一级功放管失效；若打开控制机上的脉冲电源开关，按切割键后无输出，是V1的集电极与V2的基极未接通引起的。此时可丈量继电器K2线圈两端是否有6V电压，如有说明是继电器损坏，若无则说明控制机未发出脉冲信号，应检查控制机的接口电路。此外，假如运丝电动机换向时不切断脉冲电源输出，一般是由继电器K1发生故障引起的，此时应更换继电器。 四、DK7725E数控线切割机床 故障现象：X轴工作抖动，同时伴有机械噪声。 该机床采用TP801单板机控制，伺服驱动部分采用步进电动机。首先将X轴电动机与其机械部分脱离，若故障依旧，表明故障源在电气部分。与该故障有关的电路为计算机主机电路、接口电路和步进驱动电路。应用“交换法”以Y轴驱动电路驱动X轴电动机，则X轴故障消除；以X轴驱动电路驱动Y轴电动机，故障发生在Y轴。由此判定是X轴驱动电路发生故障。检查发现X轴驱动电路一只大功率晶体管3DD101B断路，造成步进电动机输进缺相运行。更换一只新管后，故障排除。 在经济型数控机床中，步进驱动电路的大功率晶体管故障率较高，这是因其系统为开环控制所致。机床加工的过程中，由于某种原因发生过载或过流，其开环系统无法检测并使电路停止工作，必然会烧毁晶体管。 五、DK7725E数控电火花线切割机床 故障现象：Y轴在快速加工中失步。 该机床伺服驱动部分采用步进电动机。对于TP801单板机而言，步进电动机的失步主要是PIO信号故障或单板机与步进驱动电路之间的接口电路故障；假如串接于指示步进电动机每相导通和截止的发光二极管或步进驱动电路损坏也会出现该故障。 首先检查发光二极管。因Y轴在加工过程中A、B、C三相指示灯均发光，说明二极管本身无故障，但有一相略显发光不足，说明该相有故障。检查发光二极管接步进驱动电路真个动态驱动信号，测得该端信号与另两端有明显差异。用一只完好的PIO芯片更换机床上的芯片，故障仍然存在。根据系统工作原理，故障源应在接口电路中。其系统Y轴的接口电路如图4所示。  静态检查接口电路各元件无故障。通电动态检查，输进信号三相均平衡而测得1V23开关管3DK4B的输出信号与其余两相不同，说明1V23开关管的性能变差，导致A、B、C三相电压不平衡，导致Y轴电动机快速时失步。 更换一只新开关管3DK4B后故障排除。 六、ED-NC-32电火花加工机床 故障现象；C轴时常发生高速运转，无报警信号；自启动达C轴高速也无报警信号。 根据失速时C轴转速接近最高转速的故障现象分析，首先考虑以下三个方面：（1）速度指令（VCMD）异常；（2）测速反馈回路异常；（3）伺服放大器异常。使用HP54602数字记忆示波器在伺服放大器一侧观察VCMD信号。当故障出现时，示波器捕捉到的信号正常，说明CNC部分没有题目。观测测速机反馈信号时，发现C轴直流电动机并未配置测速发电机，而是采用脉冲编码器。脉冲编码器的反馈信号经过一个“频率一电压（V/F）转换器”转换后形成速度反馈的比较电压，为了进步抗干扰能力，在编码器输出和CNC间加有隔离放大器，所有信号采用光祸隔离，包括给脉冲编码器供电也使用了一个DC-DC变换器，将CNC一侧的+5V电源经隔离变换后送至编码器。如图5所示。  在隔离放大器一侧用示波器观测编码器的两路输出信号，在故障出现时，示波器上亦出现了异常的反馈信号，有时甚至没有输出，由此确定故障出在与编码器有关的回路中。先检查编码器供电电源，发现+5V电压不稳，在故障出现时甚至下跌到3V左右。在隔离放大器靠近CNC一侧CNC提供给放大器的+5V电源却非常稳定，由此确定故障在隔离放大器的DC-DC变换器。用一块国产+5VDC-DC变换器，采用板外连线的方法替换后，机床恢复正常。 |
|
|
