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数控机床设备对于电源的维修要求有哪些

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数控机床设备对于电源的维修要求有哪些

发布日期:2018-10-18 作者: 点击:

数控设备对于电源的维修要求

电源是维持系统正常工作的能源支持部分,它失效或故障维修的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。另外,数控系统部分运行数据,设定数据以及加工程序等一般存贮在RAM存贮器内,系统断电后,靠电源的后备蓄电池或锂电池来保持。因而,停机时间比较长,拔插电源或存贮器都可能造成数据丢失,使系统不能运行。

同时,由于数控设备使用的是三相交流380V电源,所以安全性也是数控设备安装前期工作中重要的一环,基于以上的原因,对数控设备使用的电源有以下的要求:

电网电压波动应该控制在+10%~-15%之间,而我国电源波动较大,质量差,还隐藏有如高频脉冲这一类的干扰,加上人为的因素(如突然拉闸断电等)。电高峰期间,例如白天上班或下班前的一个小时左右以及晚上,往往超差较多,甚至达到±20%。使机床报警而无法进行正常工作,并对机床电源系统造成损坏。甚至导致有关参数数据的丢失等。这种现象,在CNC加工中心或车削中心等机床设备上都曾发生过,而且出现频率较高,应引起重视。

建议在CNC机床较集中的车间配置具有自动补偿调节功能的交流稳压供电系统;单台CNC机床可单独配置交流稳压器来解决。

建议把机械电气设备连接到单一电源上。如果需要用其他电源供电给电气设备的某些部分(如电子电路、电磁离合器),这些电源宜尽可能取自组成为机械电气设备一部分的器件(如变压器、换能器等)。对大型复杂机械包括许多以协同方式一起工作的且占用较大空间的机械,可能需要一个以上的引人电源,这要由场地电源的配置来定。

除非机械电气设备采用插头/插座直接连接电源处,否则建议电源线直接连到电源切断开关的电源端子上。如果这样做不到,则应为电源线设置独立的接线座。

电源切断开关的手柄应容易接近,应安装在易于操作位置以上0.6m~1.9m间。上限值建议为1.7m。这样可以在发生紧急情况下迅速断电,减少损失和人员伤亡。

数控设备对于压缩空气供给系统的要求

数控机床一般都使用了不少气动元件,所以厂房内应接人清洁的、干燥的压缩空气供给系统网络。其流量和压力应符合要求。压缩空气机要安装在远离数控机床的地方。根据厂房内的布置情况、用气量大小,应考虑给压缩空气供给系统网络安装冷冻空气于煤机、空气过滤器、储气罐、安全阀等设备。 

四、数控设备对于工作环境的要求

精密数控设备一般有恒温环境的要求,只有在恒温条件下,才能确保机床精度和加工度。一般普通型数控机床对室温没有具体要求,但大量实践表明,当室温过高时数控系统的故障维修率大大增加。

潮湿的环境会降低数控机床的可靠性,尤其在酸气较大的潮湿环境下,会使印制线路板和接插件锈蚀,机床电气故障维修也会增加。因此中国南方的一些用户,在夏季和雨季时应对数控机床环境有去湿的措施。

工作环境温度应在0~35℃之间,避免阳光对数控机床直接照射,室内应配有良好的灯光照明设备。

为了提高加工零件的精度,减小机床的热变形,如有条件,可将数控机床安装在相对密闭的、加装空调设备的厂房内。

  在数控机床中有很多明显的不正常现象,但在有一些经济数控系统中,却没有报警,即使有时出现报警,报警的信息表明也不是你所看到不正常现象的报警。机床出现爬行与振动就是一个明显的例子。机床以低速运行时,机床工作台是蠕动着向前运动;机床要以高速运行时,就出现震动。   

    

    关于机床爬行有的书上写着:由于润滑不好,而使机床工作台移动时摩擦阻力增大。当电机驱动时,工作台不向前运动,使滚珠丝杠产生弹性变形,把电机的能量贮存在变形上。电动机继续驱动,贮存的能量所产的弹性力大于静摩擦力时,机床工作台向前蠕动,周而复始地这样运动,而产生了爬行的现象。然而事实并非如此,仔细看一下导轨面润滑的情况,就可以断定不是这个问题。    


      机床爬行和振动问题是属于速度的问题。既然是速度的问题就要去找速度环,我们知道机床的速度的整个调节过程是由速度调节器来完成的。特别应该着重指出,速度调节器的时间常数,也就是速度调节器积分时间常数是以毫秒计的,因此,整个机床的伺服运动是一个过渡过程,是一个调节过程。    


      凡是与速度有关的问题,只能去查找速度调节器。因此,机床振动问题也要去查找速度调节器。可以从以下这些地方去查找速度调节器故障维修:一个是给定信号,一个是反馈信号,再一个就是速度调节器的本身。   

    

      一个是由位置偏差计数器出来经D/A转换给速度调节器送来的模拟是VCMD,这个信号是否有振动分量,可以通过伺服板上的插脚(FANUC6系统的伺服板是X18脚)来看一看它是否在那里振动。如果它就是有一个周期的振动信号,那毫无疑问机床振动是正确的,速度调节器这一部分没有问题,而是前有问题,向D/A转换器或偏差计数器去查找问题。如果我们测量结果没有任何振动的周期性的波形。那么问题肯定出在其他两个部分。     


      我们可以去观察测速发电机的波形,由于机床在振动,说明机床的速度在激烈的振荡中,当然测速发电机反馈回来的波形一定也是动荡不已的。但是我们可以看到,测速发电机反馈的波形中是否出现规律的大起大落,十分混乱现象。这时,我们好能测一下机床的振动频率与电机旋转的速度是否存在一个准确的比率关系,譬如振动的频率是电机转速的四倍频率。这时我们就要考虑电机或测速发电机有故障维修的问题。    


      因为振动频率与电机转速成一定比率,首先就要检查一下电动机是否有故障维修,检查它的碳刷,整流子表面状况,以及机械振动的情况,并要检查滚珠轴承的润滑的情况,整个这个检查,可不必全部拆卸下来,可通过视察官进行观察就可以了,轴承可以用耳去听声音来检查。如果没有什么问题,就要检查测速发电机。测速发电机一般是直流的。  

     

      测速发电机就是一台小型的永磁式直流发电机,它的输出电压应正比于转速,也就是输出电压与转速是线性关系。只要转速一定,它的输出电压波形应当是一条直线,但由于齿槽的影响及整流子换向的影响,在这直线上附着一个微小的交变量。为此,测速反馈电路上都加了滤波电路,这个滤波电路就是削弱这个附在电压上的交流分量。   

    

      测速发电机中常常出现的一个毛病就是炭刷磨下来的炭粉积存在换向片之间的槽内,造成测速发电机片间短路,一旦出现这样的问题就避免不了这个振动的问题。   

    

      这是因为这个被短路的元件一会在上面支路,一会在下面支路,一会正好处于换向状态,这3种情况就会出现3种不同的测速反馈的电压。在上面支路时,上面支路由于少了一个元件,电压必然要小,而当它这个元件又转到了下面支路时,下面的电压也小,这时不论在上面支路,还是在下面支路中,都必然使这两条支路的端电压下降,且有一个平衡电流流过这两条并联的支路,又造成一定的电压降。当这个元件处于换向,正好它也处于短路,这时上下两个支路没有短路元件,电压得以恢复,且也无环流。这样,与正常测速发电机状态一样。为此,三种不同情况下电压做了一个周期地变化,这个电压反馈到调节器上时,势必引起调节器的输出也做出相应地,周期地变化。这是仅仅说了一个元件被短路。特别严重时有一遍换向片全部被碳粉给填平了,全部短路,这样就会更为严重的电压波动。  


      反馈信号与给定信号对于调节器来说是完全相同的。所以,出现了反馈信号的波动,必然引起速度调节器的反方向调节,这样就引起机床的振动。  

     

      这种情况发生时,非常容易处理,只要把电机后盖拆下,就露出测速发电机的整流子。这时不必做任何拆卸,只要用尖锐的勾子,小心地把每个槽子勾一下,然后用细砂纸光一下勾起的毛刺,把整流片表面再用无水酒精擦一下,再放上炭刷就可以了。这里特别要注意的是用尖锐的勾子去勾换向片间槽口时,别碰到绕组,因为绕组线很细,一旦碰破就无法修复,只有重新更换绕组。再一个千万不要用含水酒精去擦,这样弄完了绝缘电阻下降无法进行烘干,这样就会拖延修理期限。    


      除了我们上面讨论过这些引起振动的原因外,还可能是系统本身的参数引起的振荡。众所周知;一个闭环系统也可能由于参数设定不好,而引起系统振荡,但佳的消除这个振荡方法就是减少它的放大倍数,在FANUC的系统中调节RV1,逆时钟方向转动,这时可以看出立即会明显变好,但由于RV1调节电位器的范围比较小,有时调不过来,只能改变短路棒,也就是切除反馈电阻值,降低整个调节器的放大倍数。     


      采用这些方法后,还做不到完全消除振动,甚至是无效的,就要考虑对速度调节器板更换或换下后彻底检查各处波形。     


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