数控机床电压故障分析及解决方法讲解.PDF

数控机床电压故障分析及解决方法 工控摘要::多年的数控机床维修经验证实，在故障总数中，由电源引发的故障占了相当大的比例。数控:: 机床电源故障中很多属于机床用户有能力自行排除的器件损坏故障，其领域已属于片级修理。 1 1 11、数控机床电源 把数控机床所使用的电源分成了三级，从一次电源到三次电源，依次为派生关系，其造成的故障频次 和难度也依次增加。具体分级如下： (1)一次电源。一次电源即由车间电网供给的三相380V电源，它是数控机床工作的总能源供给。要求 该电源要稳定，一般电压波动范围要控制在5%～10%，并且要无高频干扰。 (2)二次电源。由三相电源经变压器从一次电源派生。其用途主要有： 1)派生的单相交流220V、交流1l0V，供电给CNC 单元及显示器单元，做为热交换器、机床控制回路 和开关电源的电源。 2)有的数控机床派生的三相低电压做直流24V 整流桥块的电源。有的数控机床由三相变压器产生三相 交流220V，供给伺服放大器电源组件作为其工作电源。 3)三次电源。三次电源是数控机床使用的各种直流电源，它是由二次电源转化来的。主要有这样几种： 1)由伺服放大器电源组件提供的直流电压、由伺服放大器组件逆变成频率和电压幅值可变的三相交流 电以控制交流伺服电动机的转速。 “ ” 2)整流桥块提供的交流24V，作为液压系统电磁阀，电动机闸电磁铁电源和伺服放大器单元的 ready “ ” 和 controllerenable 信号源。 ± ± 3)由开关电源或DC/DC 电源模块提供的低压直流电压，这些电压有：+5V、 12V、 15V，分别做为 测量光栅、数控单元和伺服单元电气板的电源。 2 2 22、数控机床电源回路使用的器件 数控机床从一次电源到三次电源使用的器件分别有： (1)车间配电装置，一般包括：与车间电网连接的三相交流稳压器和断路器(又称空气开关，或闸刀开关)。 (2)机床元器件，包括：滤波器、电抗器、三相交流变压器、断路器、整流器、熔断器、伺服电源组件、 DC/DC 模块和开关电源。 3 3 33、电源故障实例分析 (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gt;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。