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数控机床电压异常能引起什么故障

数控机床电压异常能引起什么故障

更新时间:2023-04-21 09:35:35

数控机床电压异常能引起什么故障

(1)电网波动过大PLC不工作。表现为PLC无输出。先查输入信号(电源信号、干扰信号、指令信号与反馈信号)。例如,采用SINUMERIK3G-4B系统的数控车床,其内置式PLC无法工作。采用观察法,先用示波器检查电网电压波形,发现电网波动过大,欠压噪声跳变持续时间>1s(外因)。由于该机床处于调试阶段,电源系统内组件故障应当排除在外,由内部抗电网干扰措施(滤波、隔离与稳压)可知,常规的电源系统已无法隔断或滤去持续时间过长的电网欠压噪声,这是抗电网措施不足所致(内因),导致PLC不能获得正常电源输入而无法工作。在系统电源输入端加入一个交流稳压器,PLC工作正常。

(2)电源故障。某双工位数控车床,每个工位都由单独的NC系统控制,NC系统采用西门子公司的SINUMERIK810/T系统。右工位的NC系统经常在零件自动加工中断电停机,重新启动系统后,NC系统仍可自动工作。检查24V供电电源负载,并无短路问题。对图样进行分析,两台NC系统,共用一个24V整流电源。引起这个故障可能有两个原因:

1)供电质量不高,电源波动,而出故障的NC系统对电源的要求较灵敏。

2)NC系统本身的问题,系统不稳定。

根据这个判断,首先对24V电源电压进行监视,发现其电压幅值较低,只有21V左右。经观察发现,在出故障的瞬间,这个电压向下浮动,而NC系统断电后,电压马上回升到22V左右。故障一般都发生在主轴启动时,其原因可能是24V整流变压器有问题,容量不够,或匝间短路,使整流电压偏低,电网电压波动,影响NC系统的正常工作。为确定这个故障的原因,用交流稳压电源将交流380V供电电压提高到400V,这个故障就没有再出现。为此更换24V整流变压器,问题彻底解决。

(3)一台

VDF.BOEHRINGER

公司(德国)生产的PNE480L数控车床,合上主开关启动数控系统时,在显示面板上除READY(准备好)灯不亮外,其余指示灯全亮。该机数控系统为西门子SYSTEM5T系统。因为故障发生于开机的瞬间,因此应检查开机清零信号RESET是否异常。又因为主板上的DP6灯亮,而且DP6是监视有关直流电源的,因此需要对驱动DP6的相关电路及有关直流电源进行检查。其步骤如下:

因为DP6灯亮属报警显示,故首先对DP6的相关电路进行检查。经检查,确认驱动DP6的双稳态触发器LA10逻辑状态不对,已损坏。用新件更换后,虽然DP6指示灯不亮了,但故障现象仍然存在,数控箱还是不能启动。检查*RESET信号及数控箱内各连接器的连接情况良好,但*RESET信号不正常,并发现与其相关的A38位置上的LA01与非门电路逻辑关系不正确。于是对各直流电流进行检查。

检查±15V、±5V、±12V、+24V,发现电压为-5V~4.0V,误差超过±5%。进一步检查,发现该电路整流桥后有一滤波大电容C19的焊脚处印制电路板铜箔断裂。将其焊好后,电压正常,LA01电路逻辑关系及*RESET信号正确,故障排除,数控箱能正常启动。

(4)返回参考点异常。这是由于返回参考点时没有满足“必须沿返回参考点方向,并距参考点不能过近(128个脉冲以上)及返回参考点进度不能过低”的条件。对这类故障的处理步骤是[2,3]:

1)距参考点位置>128个脉冲,返回参考点过程中。①电动机转了不到1转(即没有接收到1转信号),此时首先变更返回时的开始位置,在位置偏差量>128个脉冲的状态下,在返回参考点方向上进行1转以上的快速进给,检测是否输入过1转信号。②电动机转了1转以上,这是使用了分离型的脉冲编码器。此时,检查位置返回时脉冲编码器的1转信号是否输入到了轴卡中,如果是,则是轴卡不良;如果未输入,则先检查编码器用的电源电压是否偏低(允许电压波动在0.2V以内),否则是脉冲编码器不良。

2)距参考点位置<128个脉冲。①检查进给速度指令值,快速进给倍率信号,返回参考点减速信号及外部减速信号是否正常。②变更返回时的开始位置,使其位置偏差量超过128个脉冲。③返回参考点速度过低。速度必须为位置偏差量超过128个脉冲的速度,如果速度过低,电动机1转信号散乱,不可能进行正确的位置检测。

(5)某加工中心,配置F-0M系统,在自动运转时突然出现刀库、工作台同时旋转。经复位、调整刀库、工作台后工作正常。但在断电重新启动机床时,CRT上出现410号伺服报警。查L/M轴伺服PRDY、VRDY两指示灯均亮;进给轴伺服电源AC100V、AC18V正常;x、y、z伺服单元上的PRDY指示灯均不亮,三个MCC也未吸合;测量其上电压发现24V、±15V异常;轴伺服单元上电源熔断器电阻太大,经更换后,直流电压恢复正常,重新运行机床,401号报警消失。

(6)故障现象:某公司产VF2型立式铣加工中心。机床运行一年零七个月以后,加工中出现161号报警(x-axisovercurrentordrivefault),机床停止运行。使用“RESET”键报警可以清除,机床可恢复运行。此故障现象偶尔发生,机床带病运行两年后,故障发生频次增加,而且出现故障转移现象:即使用复位键清除161号报警时,报警信息转报162号(Y-axisovercurrentordrivefault),如果再次清除,则再次转报z轴,以此类推。机床已无法维持运行。

故障分析及检查:根据故障报警信息在几伺服轴之间转移现象,不难看出故障发生在与各伺服轴都相关的公共环节,也就是说,是数控单元的“位置控制板”或伺服单元的电源组件出现了故障。位控板是数控单元组件之一,根据经验分析,数控单元电气板出现故障的概率很低,所以分析检查伺服电源组件是比较可行的排故切入点。检查发现此机床伺服电源分成两部分,其中输出低压直流±12V两路的是开关电源。测量结果分别是:+11.73V,-11.98V。分析此结果,正电压输出低了0.27V,电压降低幅度2.3%。由于缺乏量化概念,在暂时找不到其它故障源的情况下,假定此开关电源有故障。

故障排除:为验证输出电压偏差是造成机床故障的根源,用一台WYJ型双路晶体管直流稳压器替代原电源,将两路输出电压调节对称,幅值调到12V,开机后,机床报警消失。在接下来的20个工作日的考验运行中,故障不再复现。完全证实了故障是由于此伺服电源组件损坏引起的。

理论分析[4]:运算放大器和比较器,有些用单电源供电,有些用双电源供电,用双电源的运放要求正负供电对称,其差值一般不能大于0.2V(具有调节功能的运放除外),否则将无法正常工作。而此故障电源,两路输出电压相差了0.25V,超出了误差允许范围,这是故障发生的根本原因。

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