8.2.8 進行系統故障維修8例
例358.頻繁出現113、111、112、114號報警的故障維修
故障現象:1984年從德國進口的臥式加工中心,設備長期運行都比較正常。直到1990年5月,機床因頻繁出現113號NC報警,間或出現111、112、114號報警而使機床停機。
分析及處理過程:
1.故障分析
從上述報警號可以斷定,故障發生在Y軸,進而從機床操作手冊中找出這幾個報警號的解釋:113是輪廓誤差監視,111是靜態誤差監視,112是給定速度太高,114是監視測量系統硬件。上述報警出現,表示機床發生下列故障:113號報警的出現,提示正在運動軸的實際位置超出了TEN 346機床參數規定的公差帶;111號報警,提示坐標軸定位時的實際位置與給定位置之差,超過TEl01規定的準停極限:112或114報警,是由于要消除誤差,調整NC運動速度而引起。
Y軸是一個閉環位置控制系統,與其他軸的不同之處是:為抵消主軸箱的重量,Y軸增加了一套液壓平衡系統;且Y軸的伺服電動機具有斷電制動功能。
Y軸控制系統大致可分為:NC系統(SINUMERIK8系統)、光柵位置檢測系統(HEIDE—NHAIN公司的LSl07光柵)、速度調節系統(1NDRAMAT伺服系統)和機械(包括液壓)系統4部分。這4部分中哪個系統出現故障,都會影響到機床運動誤差,從而導致機床報警。
我們檢修機床是按逐一否定法進行的。具體做法是,把各種故障因素中懷疑最大的,先作為故障環節對待,其他部位則暫定完好無故障。對有懷疑的環節先進行全面檢查,直至排除所有故障疑點后,將此定為無故障環節,再尋求下一個故障環節,直至排除。以此類推,直到機床全部運行完好。
在Y軸閉環位置控制的4大系統中,由于NC系統檢修比較復雜,更換組件時又會造成RAM存儲器中的數據丟失,因此必須做好重新輸入數據的準備,否則很難恢復機床的原有功能。通常這部分留待最后解決。速度調節系統出現故障引起報警,常常是由于驅動電動機轉速不穩定造成的。這部分檢修最簡單的辦法是更換速度調節器和伺服電動機。如果沒有備件,可用X軸的調節器和電動機替換(因X軸是正常的)。換用時要注意調節器調零。用X軸的調節器和電動機時,要把Y軸調節器的編程板換到X軸調節器上;由于X軸電動機無制動裝置,更換電動機時要把主軸箱支撐好,開機后再去掉支撐。經交換檢查電器系統和光柵位置檢測系統正常。問題可能在機械(包括液壓)系統方面。
這部分涉及的零件較多,能直接影響運動誤差的有液壓平衡系統、絲杠螺母間隙、絲杠預拉伸力、主軸箱與導軌的縱、橫向間隙等。這方面的檢修我們采取先易后難的原則進行。
2.故障診斷及處理
(1)拆卸平衡液壓缸,清洗調整液壓閥 Y軸主軸箱的液壓平衡系統如圖8-12所示。液壓平衡力的大小及其變化,直接影響著驅動電動機的工作電流及運動誤差。檢查平衡力是否合適,最有效的辦法是檢查驅動電動機的電流。平衡良好時,機床主軸箱上升和下降時的電動機電流值相差不大。當機床用100%快速上升時,電動機電流達4.6A左右,以同樣速度下降時平衡液壓缸的第二級液壓缸工作,電動機電流就由5A突然上升到8~9A。拆下電動機,用轉矩扳手轉動絲杠,當轉矩值在正常范圍,且上升時的轉矩略大于下降時的轉矩,則說明下降時電動機電流增大的原因,是由于小液壓缸工作時回油不暢造成的。進一步分析,回油不暢與調壓閥、溢流閥和液壓缸有關。在沒有平衡液壓缸具體結構圖的情況下,為了進一步核算平衡力和完善資料,我們對液壓缸進行了拆卸測繪。與此同