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数控机床电气维修技术研讨

数控机床电气维修技术研讨

发布日期:2021-05-20 作者: 点击:

  我国从事数控机床电气设计、应用和维修技术的工程技术人员有数万人。然而,由于这项技术的复杂性、多样性和多变性以及一些客观环境因素,数控机床电气维修技术还没有形成一个成熟完整的理论体系。如今,随着控制理论和自动化技术的飞速发展,特别是微电子和计算机技术的飞速发展,数控技术也在飞速发展。基于PC机的、开放的、多样化的、复杂的、智能化的数控系统性能,不仅给其从概念到实践的应用带来了巨大的变化,也给其维护理论、技术和手段带来了巨大的变化。所以一篇讲座形式的文章是不可能完整表达数控机床电气维修技术理论的,已经形成了一门专门的学科。本文仅总结多年的实践探索和同行的经验,以利于学科理论的发展和工程技术人员的实践。

数控机床回收

  数控机床的回收利用


  一、数控技术


  说到维护,首先要从总体上了解我们的维护对象。


  1.数控机床电气控制系统综述


  (1)数据输入装置将指令信息和各种应用数据输入到数控系统的必要装置中。可以是穿孔纸带阅读器(很少使用)、3.5英寸软盘驱动器、CNC键盘(一般输入操作)、数控系统中配备的硬盘和驱动装置(用于大量数据的存储保护)、磁带机(很少使用)、PC电脑等等。


  (2)数控系统中数控机床的中心,对接收到的所有功能指令进行解码和计算,然后有序地发出各种所需的运动指令和各种机器功能的控制指令,直到运动和功能结束。


  数控系统具有完善的自诊断能力,在日常使用中更要注意严格按规定操作,而日常维护主要是保护硬件环境,防止系统软件被破坏。


  (3)可编程逻辑控制器是机床所有功能的逻辑控制中心。它对来自CNC的各种运动和功能指令进行逻辑排序,使其安全准确、和谐有序地运行;同时,机床发出的各种信息和工作状态被传输到数控系统,使数控系统能够及时准确地发出进一步的控制指令,从而实现对整个机床的控制。


  现在数控系统大多集成PLC,主要指控制软件的集成,而大型系统中PLC硬件往往采用分布式结构。通过软件接口实现了可编程控制器与数控系统的集成。在一般系统中,它们之间的各种通信信息被分别分配给它们的固定存储地址。系统实时监控所有地址的信息状态,根据每个接口信号的当前状态进行分析判断,然后做出进一步的控制命令,完成对运动或功能的控制。不同厂家的PLC,PLC语言不同,语言表达也不同。所以熟悉某机床的PLC程序的前提是先熟悉机床的PLC语言。


  (4)主轴驱动系统接收数控系统的驱动指令,输出驱动信号,通过速度和扭矩(功率)调节驱动主电机旋转,并接收速度反馈,实现速度闭环控制。它还通过PLC通知数控系统主轴的各种真实工况,完成主轴各种功能的控制。


  主轴驱动系统本身有很多参数设置,直接影响主轴的旋转特性,有些是不能丢失或改变的,比如指示电机规格的参数,有些可以根据运行状态进行修改,比如零点漂移等。通常CNC也有与主轴相关的机床数据,与主轴驱动系统的参数有相同的作用,要注意取舍,切忌冲突。


  (5)进给伺服系统接收数控系统为每个运动坐标轴提供的速度指令,通过调节速度和电流(扭矩)输出驱动信号驱动伺服电机旋转,实现机床坐标轴的运动,同时接收速度反馈信号,实现速度闭环控制。还通过PLC与CNC通讯,告知当前工作状态,接受CNC的控制。


  正确调整进给伺服系统的速度调节器很重要,而且要在开环位置的情况下进行调整,这样既不会超调,又能保持一定的硬特性。受机床坐标轴的机械特性限制。一旦导轨和机械传动链的状态发生变化,就需要重新调整速度环调节器。


  (6)电气硬件电路随着PLC功能的不断加强,电气硬件电路的主要任务是发电及控制电路、隔离继电器部分和各种执行电器(继电器、接触器),继电器逻辑电路较少。但部分进口机床柜仍采用特殊的具有一定逻辑控制的组合继电器。一旦此类组件出现故障,除了更换之外,还可以通过PLC逻辑移除和更换。但这不仅需要对专用电器的工作原理有清楚的了解,还需要对机床的PLC语言和程序有深入的了解。


  (7)机床(电气部分)包括所有电机、电磁阀、制动器、各种开关等。他们是机床动作的执行者,是机床各种现实状态的报告者。大多数可能的主要故障属于电气设备的损坏和连接电线电缆的断开或断裂。


  (8)速度测量通常由安装在主轴和进给电机上的转速表来完成。它将电机的实际转速匹配成电压值,作为速度反馈信号发送回伺服驱动系统,并与指令速度电压值进行比较,从而实现精确的速度控制。这里要注意测速反馈电压的匹配连接,不要拆开测速机。由此产生的速度失控主要是由速度测量反馈线路的反向连接或断开引起的。


  (9)早期机床采用直线或圆形同步传感器或旋转变压器进行位置测量,而现代机床多采用光栅尺和数字脉冲编码器作为位置测量元件。它们直接或间接测量机床运行中坐标轴的实际位置,并将测量值反馈给CNC,与指令位移进行比较,直到坐标轴到达指令位置,从而实现位置的精确控制。


  (10)外部设备一般指PC电脑、打印机等输出设备,大部分不属于机床基本配置。使用中的主要问题是匹配问题,就像输入设备一样。


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