提高数控机床系统工作稳定性的方法

2022-09-10

数控机床是集机械、电子电器、液压、气动、光学、计算机、检测技术于一体的高技术密集型机电设备, 一旦发生故障, 诊断难度大, 甚至会造成停产停机。由于现代数控系统的可靠性越来越高, 数控系统本身的故障率越来越低, 而大部分故障主要是由系统参数的设置、驱动单元和伺服电机的质量、PMC程序、强电元件、机械装置、光电检测元件等出现问题和外界干扰而引起的。因此, 加强数控设备使用管理与维修, 降低故障率, 学会几种提高数控机床系统工作稳定性的有效方法, 应引起足够的重视。

1 提高系统工作稳定性的方法

1.1 消除系统软故障

干扰是造成数控系统工作不稳定的软故障, 也是一个容易被忽视的重要方面。为消除系统的干扰, 可采用以下方法。

(1) 正确连接机床和系统的地线。数控机床必须采用一点接地法, 且不可为了省事, 在机床的各部位就近接地, 造成多点接地环流。接地线的规格一定要按系统的规定, 导线线径必须足够粗。在需要屏蔽的场合, 必须采用屏蔽线。屏蔽地必须按系统要求连接, 以避免干扰。这是保证数控机床安全、可靠运行的前提。

(2) 防止强电干扰。数控机床强电柜内的接触器、继电器, 以及电磁阀等都是干扰源。应采取以下措施消除电磁干扰。在交流接触器线圈的两端、交流电动机的三相输出端上并联灭弧罩 (RC吸收器) ;在直流电磁阀的线圈两端, 加入续流二极管;在CNC的输入电源线间加入浪涌吸收器与滤波器;伺服电动机的三相电枢线采用屏蔽线;抗干扰器件尽可能靠近干扰源, 连线长度小于20cm。

(3) 抑制或减小供电线路上的干扰。对于电网电压波动较大的场合, 应在输入电源上加装电子稳压器;线路的容量必须满足数控机床对电源容量的要求;避免数控机床和电火花加工设备, 频繁启动、停止的大功率设备共用同一干线;远离变频设备。

1.2 消除位置检测装置故障

由于位置传感器是进给系统最终位置观测的“眼睛”, 如果位置检测信号受到干扰, 则计算机会进行错误的位置修正, 由此产生的位置误差不同于由其它诸如转矩扰动、电源电压波动、伺服器件偏移等产生的误差, 它是无法重新修正回来的。由此产生零件加工尺寸不准 (无规律变化) 等故障。

可采取如下措施提高位置反馈输入的抗干扰能力: (1) 位置传感器至数控装置的连接电缆不应过长, 并采用屏蔽电缆, 在布线时不可与强电特别是高频率的强电同槽。 (2) 当传输线较长时, 应考虑电源线的衰减。电源线与信号线不同, 应特别对待, 通常采用较粗的线或采用两根以上的线连接, 以减小电阻。 (3) 可将电源电压略调高一些以抵消传输压降。 (4) 光电脉冲编码器与CNC的连接采用差动传输。 (5) 编码器反馈的屏蔽线必须可靠连接, 并尽可能使位置反馈电缆远离干扰源与动力线路。