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精密数控车床中SJ300日立变频器的故障分析与维修
作者:湖南化工职业技术学院 肖洪流            来源:             发布时间: 2011-07-08
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    在维修配有国外CNC系统的数控车床时,只要弄清楚此种车床CNC系统对各个子系统的监控对象和监控点,并作必要的处理,使之在有故障时,各个子系统与纯国产数控车床一样均能“操作和动作”,方便查找和判断故障原因和元件,就能变得像维修纯国产数控车床一样好修了。
   故障
    在我校数控车床实训基地内对学生进行实训操作时,有一台高速精密数控车床开车时,出现了开不起车的现象,根据显示器上的提示的故障码,再通过查找该数控车床的故障码说明书,得知是变频器部分的故障所致。
    研究查找故障的思路
    1.国内数控车床的CNC系统简介
    现在国产的数控车床采用的CNC系统有两类,一类是引进国外的。装配有国外CNC系统的数控车床在开机时,CNC系统必须诊断数控车床的其他系统是否正常,当任何一个系统都没有丝毫的差池时,数控车床才能进入正常运行准备状态,才能起动;否则就开动不了。另一类是国内自主创新开发的CNC系统。如华中“世纪星”系列HNC-21T车床的CNC系统,CNC每次从通电开始,也会对数控车床的各个子系统进行运行前的功能测试,确认系统的主要硬件是否可以正常工作,并将检测结果在CRT上显示出来,一旦检测通不过,即在CRT上显示出报警信息或报警号,将故障原因定位在某一子系统范围内。这些功能与国外的CNC系统类似,不同之处在于装有此类CNC系统的数控车床所有没有故障的子系统均能正常启动和操作,有故障的子系统中没有故障的元件在操作时也会有正确的动作,有故障的元件才会出现错误动作或不动作。这样对维修人员来说,提供了很大的帮助,方便缩小了故障范围,更容易判断出故障原因和元件,并加以排除。
    2.配有国外CNC系统的数控车床的查故障思路和方法
    从以上可知,相对而言,CNC系统也是国内自主研发的数控车床(纯国产数控车床)确实容易维修些。其实,只要彻底弄懂了这两类CNC系统的共性和差别,重点是弄清楚此种车床CNC系统对各个子系统的监控对象和监控点,并作必要的处理,使之在有故障时,各个子系统与纯国产数控车床一样均能“操作和动作”,则维修起来也变得好修多了。
    故障分析
    我们需要维修的CK6136S高速精密数控车床就是配备了日本的FANUC系统,任何一个子系统只要有一点小的故障,整个数控车床就开不动,当我们知道这台数控车床的故障出在变频器部分时,于是认真研究了该数控车床上的SJ300日立变频器外部端子接线图,如图1所示。
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    图1
    其中SVC、GD是变频器转速外部数字量控制端,也是CNC系统给变频器下的转速指令控制输出频率的大小;X22、100是变频器的故障报警触点,也是CNC系统对变频器的监控点判断变频器是否正常。
    此时变频器的报警触点已动作,CNC系统已发出全面禁止变频器工作的指令,变频器已经不能工作了。那么怎样查找变频器具体故障呢?我们是这样检查的。
    第一步:修改变频器参数设置,使变频器由外部控制变更为面板控制。并拆除SVC、GD、X22、100四个外部端子接线,实现变频器与CNC系统的脱离。
    第二步:变频器由面板控制试运行。给变频器上电后,操作面板上的按键启动运行,启动正常没问题,再操作面板上的频率上升或下降键,主轴电动机均能正常地升速或降速。此时,用万用表测量得知用于报警的常开触点仍然动作了,通过这一试验过程说明变频器没有大的问题,若变频器内部真有问题的话,那么它就不应该有正常的输出了。初步得出只是报警部分的小问题。
    第三步:小问题的进一步确认。我们进一步查找变频器说明书,得知它的报警端子为多功能端子,一般是设置常开触点为有效,也可重新设置,我们就改变设置将常闭触点设为有效,并将CNC系统监测变频器是否正常的监测点X22、100改接到常闭触点上,CNC系统给变频器下的转速指令控制端SVC、GD重新接好,再将变频器的其他参数设置恢复到原来的数值,做完这一切,就按正常操作重新起动数控车床,一切正常,又能进行正常加工了。这时测量报警的常开触点仍为闭合,说明这一对常开触点出现了粘死故障,彻底证实了变频器故障其实就是用于报警的微型固体继电器自身的故障。
    故障的排除
    故障元件找到了,解决的办法就是进行更换,接下来,就是停电拆下变频器,打开机壳,找到用于报警的微型固体继电器,用电烙铁将它焊下来,一测量确实是触点坏了,购买了一只型号为HG4123012-2C五脚新的微型固体继电器换上,将接线和参数设置全部恢复原状,开机再试,无任何故障现象,数控车床性能正常了。
    总之,虽然维修配有国外CNC系统的数控车床看起来很难,但是只要熟悉了数控车床的各个系统及其之间的关系,在维修时再作一定的改动,使它的各个子系统在故障时也能分别试车,方便查找和判断故障原因和元件,就好像维修纯国产数控车床一样,维修完毕后,再恢复原系统。本例所采用的维修方法不仅对数控车床中的变频器部分故障维修有效,也对其他子系统的故障维修有效。具有良好的借鉴和推广价值。
 
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