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一位機(jī)床電氣維修工作者的真情告白

          在機(jī)械加工廠,當(dāng)機(jī)床遇到問題需要維修時(shí),更多的人只是停留在所掌握的機(jī)床電氣工作原理圖和接線圖上,這在很多時(shí)候只能解決一些表面上的問題,我們還需要對(duì)使用的電氣原器件的機(jī)械結(jié)構(gòu)、工作原理有所了解,并對(duì)設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)與電氣控制之間相互關(guān)聯(lián)的工作原理和工作性能有一定的了解和認(rèn)識(shí)。如果具備對(duì)于數(shù)控設(shè)備的維修所需要學(xué)習(xí)和掌握的知識(shí)就更加全面了。電氣故障不單純是電氣線路和電氣原器件本身的問題,很多故障都是與電氣控制相互關(guān)聯(lián)的機(jī)械、液壓等諸多方面的故障和問題所導(dǎo)致的。
       
         現(xiàn)在就設(shè)備電氣故障維修工作實(shí)踐中所遇到的一些電氣故障和問題,大多都是與電氣相關(guān)聯(lián)的機(jī)械故障所引起的。歸納總結(jié)出在電氣維修中需要注意的一些問題,供廣大的電氣維修工作者借鑒與參考。

1. 電氣元器件的機(jī)械問題

  一臺(tái)完好的設(shè)備能正常的運(yùn)行除具有良好的機(jī)械性能之外,還離不開完好合理的電氣原理設(shè)計(jì)和電氣原器件的配置安裝運(yùn)用。在設(shè)備電氣維修過程中常常會(huì)出現(xiàn)電氣原器件的機(jī)械故障。
 
  案例如下:①有一臺(tái)X52K銑床在加工零件時(shí),工作臺(tái)X正向和負(fù)向兩個(gè)方向都不能工作,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)工作臺(tái)X方向行程開關(guān)內(nèi)的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)之間的彈簧,在長時(shí)間連續(xù)工作時(shí)由于正和負(fù)兩個(gè)方向反復(fù)的按壓換向;加之機(jī)床的振動(dòng),將固定彈簧的螺絲被振掉,導(dǎo)致彈簧脫落;行程開關(guān)接觸點(diǎn)散架斷開不能正常的使用,導(dǎo)致設(shè)備工作臺(tái)X正和負(fù)兩個(gè)方向都不能正常工作。經(jīng)重新安裝新的行程開關(guān)后設(shè)備工作運(yùn)行正常。
 
 ?、谟幸慌_(tái)車床CM6125在工作時(shí)主軸電動(dòng)機(jī)開機(jī)時(shí)只是嗡嗡作響,電動(dòng)機(jī)不能正常轉(zhuǎn)動(dòng),導(dǎo)致主軸不能轉(zhuǎn),無法進(jìn)行切削加工。這是電動(dòng)機(jī)跑單相癥狀,經(jīng)檢查主開關(guān)斷路器完好,三相交流380V電源三相都不缺相,各開關(guān)和保險(xiǎn)也完好,檢查交流接觸器的上接口三相電壓正常,交流接觸器線圈36V吸合也正常。為了安全起見,把設(shè)備電源開關(guān)斷開停電檢查,將控制跑單相的主軸交流接觸器常開接觸點(diǎn)用改錐從上向下按壓,用萬用表電阻擋測(cè)量接觸器常開觸點(diǎn)是否通斷。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有兩相觸點(diǎn)導(dǎo)通、一相不導(dǎo)通,這就是電動(dòng)機(jī)跑單相缺相的主要原因。
       
        為什么交流接觸器一個(gè)常開點(diǎn)用很大的力量向下按壓都不能導(dǎo)通呢?經(jīng)把接觸器從配電箱內(nèi)卸下來拆開后檢查發(fā)現(xiàn),接觸器因觸點(diǎn)銅板薄、質(zhì)量較差,長時(shí)間過電流發(fā)熱,將觸點(diǎn)燒變形上翹,加之內(nèi)部彈簧已燒得退火而失去彈性,卡常開動(dòng)觸點(diǎn)時(shí)不能接觸到定觸點(diǎn),所以導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)缺相故障致使電動(dòng)機(jī)不能工作。經(jīng)更換新的交流接觸器后設(shè)備運(yùn)行正常。
       
        我們?cè)谠O(shè)備維修與安裝過程中不能忽視電氣原器件本身所存在的機(jī)械問題,就算是一個(gè)新的電氣原器件,也要進(jìn)行檢查其機(jī)械結(jié)構(gòu)是否靈活,是否可靠,在電氣方面要注意原器件的負(fù)載電流量的大小和電壓的高低是否符合原設(shè)計(jì)要求。當(dāng)達(dá)到要求時(shí)再進(jìn)行安裝調(diào)試,以防安裝后出現(xiàn)問題,給維修工作帶來不必要的麻煩。
 
2. 與電氣相關(guān)的機(jī)械問題


   我們?cè)谠O(shè)備電氣維修過程中,常常只關(guān)注設(shè)備的電氣線路問題,卻忽略了與電氣相關(guān)聯(lián)的機(jī)械問題。

    (1)案例1:我們有一臺(tái)從俄羅斯進(jìn)口的立式加工中心,系統(tǒng)已更新為發(fā)那科0i-MC。設(shè)備在工作運(yùn)行中出現(xiàn)了主軸換刀時(shí)定位不準(zhǔn)的問題,也沒有任何報(bào)警。我們先將機(jī)床的定位參數(shù)值進(jìn)行了必要的調(diào)整和修改,開機(jī)重新啟動(dòng),對(duì)各個(gè)機(jī)械軸進(jìn)行返回參考點(diǎn)工作運(yùn)行正常,然后對(duì)主軸進(jìn)行主軸換刀定位。第一次主軸換刀定位準(zhǔn)確,當(dāng)進(jìn)行第二次主軸換刀定位的時(shí),主軸換刀位就出現(xiàn)了十幾度的偏差。經(jīng)過反復(fù)地修改參數(shù)值和主軸換刀定位,都出現(xiàn)不同程度的主軸轉(zhuǎn)角偏差,不能正確地對(duì)準(zhǔn)機(jī)械手的換刀位置。

  問題出現(xiàn)在哪里呢?我們采取對(duì)機(jī)械手換刀過程分布進(jìn)行工作原理分析:①分析認(rèn)為電氣線路和系統(tǒng)沒有問題,理由是每次更改不同的參數(shù),主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)工作正常。主軸機(jī)頭上聯(lián)帶的編碼器能正確執(zhí)行計(jì)算機(jī)發(fā)出和返饋指令。②把與其相關(guān)的機(jī)械部分進(jìn)行了檢查,分析認(rèn)為:有可能是主軸上的編碼器和主軸之間的軟聯(lián)軸器出了問題。我們將主軸上的編碼器拆下來發(fā)現(xiàn)軟聯(lián)軸器已經(jīng)折斷,編碼器與主軸軟聯(lián)軸器之間因不定式的摩擦變位,導(dǎo)致主軸定位換刀不準(zhǔn)確角度跑偏。經(jīng)更換了新的主軸與編碼器之間的軟聯(lián)軸器后設(shè)備換刀定位準(zhǔn)確,工作正常。

 ?。?)案例2:我單位有一臺(tái)瑞士臥式加工中心,在交換工作臺(tái)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)半路停止換臺(tái)故障,檢查后沒有發(fā)現(xiàn)那個(gè)傳感器和開關(guān)有問題,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作正常,各個(gè)液壓閥、電磁閥和溢流閥工作也都正常,就是在交換工作臺(tái)時(shí),當(dāng)交換液壓活塞拉鉤伸向工作臺(tái)時(shí)就停機(jī)不執(zhí)行下一道命令,并出現(xiàn)報(bào)警。我們對(duì)其交換工作臺(tái)所有的電氣部分進(jìn)行單一檢查也沒有發(fā)現(xiàn)任何問題。
 
  既然從電氣上找不到問題和原因,我們就對(duì)交換工作臺(tái)工作過程分步驟進(jìn)行機(jī)械部分的檢查。工作臺(tái)在啟動(dòng)交換時(shí),T形掛鉤從活塞液壓缸向主軸方向的工作臺(tái)下面的T形掛槽伸進(jìn)時(shí),由于活塞上的T形掛鉤的位置與工作臺(tái)T形掛槽的位置向左偏差0.4mm,導(dǎo)致?lián)Q臺(tái)時(shí)活塞掛鉤伸不進(jìn)工作臺(tái)下面的掛槽里,并頂住工作臺(tái)不動(dòng),導(dǎo)致了工作臺(tái)交換時(shí)出現(xiàn)停機(jī)報(bào)警故障。

  問題找到后,我們將工作臺(tái)上的T形掛槽拆下來,用銑床把向左偏差多余的一邊銑掉1.5mm。安裝在工作臺(tái)上,開機(jī)后先進(jìn)行手動(dòng)模式工作臺(tái)交換,活塞上的T形掛鉤可以很順利地伸進(jìn)工作臺(tái)下面的掛槽里,然后進(jìn)行自動(dòng)工作臺(tái)交換,一切正常。

  一些看似是設(shè)備電氣故障,其實(shí)與機(jī)械本身出現(xiàn)的問題都是有相互關(guān)聯(lián)的,要進(jìn)行全面的機(jī)械和電氣部分檢查,才能發(fā)現(xiàn)問題的所在。

3. 液壓與氣動(dòng)系統(tǒng)的問題

  加工中心的電氣維修,還經(jīng)常出現(xiàn)在液壓和氣動(dòng)系統(tǒng)中。

   (1)案例1:有一臺(tái)俄羅斯立式加工中心,在主軸交換刀具松刀和緊刀時(shí),出現(xiàn)主軸向上緊拉刀時(shí)刀具拉不緊,緊刀液壓缸拉起時(shí),就突然會(huì)向下返回下壓松刀,導(dǎo)致刀具拉不緊、拉不到位,無法進(jìn)行工作。

  是什么問題導(dǎo)致這一故障的發(fā)生?我們對(duì)松刀緊刀的兩個(gè)電磁閥進(jìn)行了電氣檢查,松刀緊刀的兩個(gè)電磁閥是直流:24V電壓正常,電磁閥線圈有阻值,說明沒有接地和燒壞。松刀和緊刀的兩個(gè)指令兩個(gè)電磁閥執(zhí)行的正確,液壓泵的液壓壓力也在6MPa以上,符合工作要求。我們對(duì)液壓閥進(jìn)行維修檢查,將松刀和緊刀的兩個(gè)液壓電磁閥拆掉,用煤油進(jìn)行了閥芯的清洗,安裝試機(jī)仍然會(huì)出現(xiàn)液壓缸拉不緊刀返回松刀現(xiàn)象,與之相關(guān)聯(lián)的電氣和液壓部分都檢查后沒有發(fā)現(xiàn)問題。結(jié)合上述分析,再進(jìn)一步檢查就是松刀、緊刀的主液壓缸了。松緊刀液壓缸的工作原理是:松刀是液壓缸的上端油腔經(jīng)松刀電磁閥提供高壓液壓油向下壓主軸上的碟簧,克服碟簧的彈力將刀具壓下;緊刀是利用刀桿上的疊簧向上的彈力,將上液壓缸內(nèi)的液壓油經(jīng)緊刀電磁閥排出,使刀具向上拉緊。

  是不是液壓缸本身出什么了問題?分析認(rèn)為,液壓缸上油腔里的油沒有排凈。將液壓缸從主軸上拆下來進(jìn)行檢查,在檢查中發(fā)現(xiàn)液壓缸內(nèi)的一個(gè)鋼制的封油環(huán),由于液壓油內(nèi)有雜質(zhì),使得鋼制的封油環(huán)封油不嚴(yán),導(dǎo)致緊刀時(shí)下液壓缸進(jìn)入的高壓油部分串入了上液壓缸,而向上緊刀時(shí)上液壓缸內(nèi)的油沒有排凈,使得液壓缸活塞向下返回,造成松刀拉不緊刀的故障。經(jīng)把液壓缸內(nèi)部的缸體和封油鋼環(huán)進(jìn)行全面的清洗并更新了液壓油,重新安裝松緊刀液壓液缸,經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)再?zèng)]有出現(xiàn)緊刀時(shí)返回松刀的故障。

 ?。?)案例2:維修型號(hào)為HZ-024寬砂輪矩形平面磨床時(shí)出現(xiàn)的故障是:當(dāng)工作臺(tái)進(jìn)行縱向磨削橫向進(jìn)給,將開關(guān)打到斷續(xù)工作時(shí),出現(xiàn)換向后不是一次性地橫向進(jìn)給,而是在工作臺(tái)的中間位置又出現(xiàn)一次橫向進(jìn)刀磨削的故障,這種故障很容易把被加工磨削的零件磨廢。正常的工作原理是:當(dāng)行程限位塊撞擊液壓換向閥的導(dǎo)桿時(shí),就會(huì)橫向進(jìn)給磨削一次,工作臺(tái)無論是向左或是向右縱向來回?fù)Q向一次,它就橫向進(jìn)給磨削一次。工作臺(tái)是經(jīng)撞塊碰撞液壓換向閥,把液壓油供給液壓先導(dǎo)閥,再供給液壓操縱閥,操縱閥上有一個(gè)固定的棒形金屬塊,再去來回感應(yīng)霍爾電子接近開關(guān),使其接通給控制電路發(fā)出信號(hào),傳給控制橫向電動(dòng)機(jī)的接觸器,使橫向電動(dòng)機(jī)工作一次,進(jìn)給量的大小是根據(jù)不同被加工的材料磨削量來確定的,由控制電路中的可調(diào)電位器來控制進(jìn)給量的大小,達(dá)到橫向進(jìn)給磨削零件的目的。經(jīng)對(duì)電氣部分進(jìn)行分段檢查即(連續(xù)→手動(dòng)→斷續(xù))開關(guān)檢查工作正常,我們?cè)囼?yàn)把開關(guān)打到“斷續(xù)”時(shí),縱向工作臺(tái)不工作,用金屬物人為的感應(yīng)一下霍爾接近開關(guān),工作臺(tái)就會(huì)自動(dòng)地橫向進(jìn)給工作一次,說明霍爾電子開關(guān)沒有問題。排除了各相關(guān)的電氣部分沒有出現(xiàn)任何問題外,剩下的就是液壓系統(tǒng)的檢查,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)閥控制的操縱閥內(nèi)部由于內(nèi)部油臟,封閉不嚴(yán)左油腔有向右油腔竄油泄露的問題,導(dǎo)致了此故障的發(fā)生。經(jīng)對(duì)先導(dǎo)閥和操縱閥的拆卸清洗,安裝后工作正常。
 
 ?。?)在我們經(jīng)歷的電氣維修過程中,有一些加工中心在換刀時(shí),由于機(jī)械手卡爪內(nèi)部的彈簧出現(xiàn)銹蝕的問題,導(dǎo)致卡爪不能正常地彈出來卡住刀柄,造成掉刀、甩刀的事故,解決的方法就是:把機(jī)械手進(jìn)行機(jī)械性的卡爪彈簧拆卸除銹清洗維修。經(jīng)加防銹油安裝來保障機(jī)械手正常的換刀工作。

4. 機(jī)械加工零件時(shí)帶來的問題

  在一般的電氣維修工作中,機(jī)械零部件的加工怎么能帶來電氣故障的發(fā)生呢?表面上看好像是毫無相關(guān)性,但在實(shí)際電氣維修中我們就遇上了這樣的問題。

  還是瑞士臥式加工中心在加工零件時(shí)出現(xiàn)了445號(hào)報(bào)警(B軸軟接線斷開故障)的問題。在500mm×500mm工作臺(tái)上水平放置了一個(gè)被加工的鋼制零件,對(duì)其進(jìn)行水平鉆孔的加工,采用的鉆頭是直徑為18mm、鉆深厚度為30mm的通孔加工。被加工零件在工作臺(tái)中間位置進(jìn)行加工時(shí)很順利地完成鉆孔,當(dāng)加工正對(duì)右端面距離工作臺(tái)中心φ200mm孔的加工時(shí)就出現(xiàn)445號(hào)報(bào)警,使設(shè)備停機(jī)無法工作,報(bào)警也不能按壓復(fù)位鍵消除,只有在關(guān)機(jī)重新啟動(dòng)的情況下才能消除報(bào)警。當(dāng)再次開機(jī)進(jìn)行右側(cè)面鉆孔加工時(shí),445號(hào)報(bào)警仍然出現(xiàn),設(shè)備停機(jī)仍不能工作。

  這是什么原因?qū)е鲁霈F(xiàn)的問題?我們對(duì)于出現(xiàn)的設(shè)備故障和問題進(jìn)行了全面的排查分析:設(shè)備鉆工作臺(tái)中間孔時(shí)正常,當(dāng)鉆右側(cè)端面孔就會(huì)出現(xiàn)445號(hào)報(bào)警,并且兩個(gè)孔徑和鉆孔的深度、吃刀量和進(jìn)給量都相同,只不過是兩孔的間距相差了200mm。經(jīng)分析認(rèn)為:本加工中心是四軸聯(lián)動(dòng)的設(shè)備,工作臺(tái)B軸是可以回轉(zhuǎn)的,那么,在零件加工時(shí)會(huì)不會(huì)有轉(zhuǎn)動(dòng)的可能? 工作臺(tái)正常工作時(shí)是靠液壓電磁閥經(jīng)B軸下的鎖緊裝置夾緊是不轉(zhuǎn)動(dòng)的。為了證明判斷的準(zhǔn)確性,就將設(shè)備Z軸的導(dǎo)軌護(hù)罩面板拆開,找到B軸電動(dòng)機(jī)與B軸工作臺(tái)之間相聯(lián)接的皮帶,用手來回拉拽皮帶,發(fā)現(xiàn)工作臺(tái)也能隨之轉(zhuǎn)動(dòng),聯(lián)接在B軸電動(dòng)機(jī)上的編碼器也在轉(zhuǎn)動(dòng),這就是問題的所在。我們還對(duì)設(shè)備操作人員進(jìn)行了零件加工過程裝卡方法和加工的材料進(jìn)行了詢問,了解到此零件的材料是40CrMoA合金鋼,材料鋼性好、硬度高,加工用的鉆頭刃具磨損,吃刀量偏大(為0.4mm/r),進(jìn)給速度正常。故障發(fā)生的原因,就相當(dāng)于用一個(gè)外在的作用力加在可以旋轉(zhuǎn)的B軸工作臺(tái)的右側(cè)面,形成了一個(gè)以B軸工作臺(tái)為中心的外力矩,雖然工作臺(tái)已被鎖緊,但由于工作臺(tái)鎖緊的力度小于加工鉆頭對(duì)被加工零件切削時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)矩,使得工作臺(tái)向右顫動(dòng),與B軸工作臺(tái)聯(lián)接的編碼器也在不停地抖動(dòng)而不穩(wěn)定,導(dǎo)致B軸工作臺(tái)出現(xiàn)445號(hào)報(bào)警

  問題找到了,為了不影響零件裝卡定位,將原來0.4mm的進(jìn)刀量改為0.2mm,進(jìn)給速度保持不變,設(shè)備的故障消除,工作運(yùn)行正常。

  在機(jī)加工廠,對(duì)于每一臺(tái)機(jī)床,無論是數(shù)控車床、普通車床、加工中心,我們?yōu)榇_保質(zhì)量的100%必須對(duì)每一臺(tái)機(jī)械設(shè)備嚴(yán)加查檢,出現(xiàn)問題及時(shí)解決,對(duì)于設(shè)備出現(xiàn)的電氣故障我們要保持冷靜的頭腦,冷靜分析問題的關(guān)鍵所在,并要一點(diǎn)一滴地積累總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)。一名好的電氣維修工作者是靠自己不斷認(rèn)真努力地學(xué)習(xí),并腳踏實(shí)地在生產(chǎn)實(shí)踐中干出來的。
 

 

質(zhì)量是需要全員參與監(jiān)督才能生產(chǎn)出顧客滿意的產(chǎn)品
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