故障现象:某配套国产KNDl00M的数控落地镗床(数控化改造机床),在使用过程中经常无规律地出现系统报警“WATCH DOG”、系统无法正常起动等故障。机床故障后,只要进行一次重新开机,一般可以恢复正常工作;但有时需要开、关机多次或对系统的连接插头进行几次插、拔操作,系统报警才能消除。
故障分析过程同上例,经过检查确认:数控系统、机床、车间的接地系统,系统的电缆屏蔽连接,电缆的布置、安装,系统各模块的安装、连接、固定均符合要求,排除了以上基础工作缺陷造成“软故障”的原因。
进一步检查发现:在机床正常工作时,系统电源模块的输出电压DC5V电压值为4.9V左右,其值偏低,它可能是导致系统工作不正常的主要原因。维修时对系统电源模块的输出电压进行了调整,考虑到该机床的各类连接电缆均较长(长度在20M左右),为了保证编码器侧的DC5V达到规定的电压值,实际调整电源模块的输出DC5V电压为5.1V左右。调整后经长时间的运行证明,系统报警“WATCH DOG”不再出现,机床故障被排除。
维修体会与维修要点:
数控机床在使用过程中经常无规律地出现“死机”、系统无法正常起动等故障,若重新开机,又可以恢复正常工作;而数控系统本身的组成模块、软件及硬件均无损坏;在正常工作期间,机床所有的动作、加工精度都满足要求。此类故障由于随机性大,一般无任何规律可寻,通常被称为系统“软故障”。
由于故障的随机性与偶发性,要根据故障现象直接判断引起“软故障”的真正原因往往比较困难:在有些场合,甚至到了机床故障完全排除、机床恢复正常工作后都未能真正确认引起“软故障”的根本原因。因此,“软故障”的维修是数控机床维修过程中的一大难题。
数控机床发生“软故障”的原因很多,归纳起来主要有以下几个方面:
1)系统软件的不成熟、不可靠(多见于国产系统或进口的开发、试用期系统)。
2)系统硬件元器件的质量不稳定或线路设计不成熟、可靠性差(多见于国产系统)。
3)机床电气控制线路的设计不合理,接地系统、屏蔽系统的设计、安装不规范,电气线路安装、施工不规范(多见于国产机床)。
4)系统的外部环境较差,不能满足数控机床对环境的要求。
5)来自系统外部电源的干扰,等等。
以上原因中的1、2、3点,在进口机床或进口系统上,一般都不存在此类问题,但在国产系统、国产机床上却是比较普遍的问题,它也是影响国产数控系统、数控机床可靠性的原因之一。特别是1、2两点,只能通过更换系统才能彻底解决问题。
对于3、4、5点,通常通过认真、仔细的维修可以得到解决。因此,当发生数控机床“软故障”时,一般来说,可以先从以下几个方面进行基础性检查:
①检查数控系统、机床、车间的接地系统。数控机床的接地系统必须为单点接地系统:车间、机床、系统的接地必须可靠,接地线线径必须达到规定的要求。
②系统电缆屏蔽的连接必须正确,屏蔽地的连接必须符合要求。
③电缆的布置、安装必须合理。
④系统各模块的安装、连接、固定必须可靠,等等。
在排除了以上基础工作缺陷造成“软故障”的原因后,维修时应重点针对系统的电源输入回路与外部电源进行。通常的检查内容有:
①电源电压必须在系统要求的范围内。
②当系统使用直流电源时(特别是对于SIEMENS系统),直流电源的电压值、纹波系数等必须满足系统的要求。
③必须消除、减小外部因数对系统电源的干扰与冲击等方面的影响,在干扰无法避免时,必须通过采取必要的措施,尽可能予以减小。