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常见问题解答  
KT590常见故障分析及排除

KT590系列数控系统常见故障分析及排除

1.1数控系统故障自动诊断及处理

系统存储器故障。

各轴动态跟踪误差报警。

机床参数故障报警。

2.1数控系统接口与机床侧故障诊断

机床轴不能运行。

机床辅助功能不能正常工作。

机床轴不能正常回到参考点。

机床操作面板上的按钮开关不起作用。

数控面板键盘不起作用。

2.2数控系统无显示

数控系统电源故障。

数控系统CPU板故障。

CRT控制板故障。

3配置KT590系列数控机床常见故障与维修

3.1数控机床重复返回参考点的精度不好

脉冲编码器的基准脉冲I/O故障。

弹性联轴器松动引起的故障。

进给轴拖板垫块松动引起的故障。

3.2数控机床在进行返回参考点操作时,轴停不下来

参考点机械挡块松动或参考点无信号输出。

编码器基准脉冲I/O故障或KT590系统的反馈电路故障。

3.3数控机床上的伺服电机产生振荡

位置环增益太大。

位置反馈检测信号或速度检测信号不正常。

伺服驱动系统与负载的机械频率不匹配。

3.4数控机床轴失控

数控机床通电后飞车。

数控机床通电后慢慢溜车。

3.5加工零件的园整度不好

轴向式椭圆状。

坐标轴45°方向成椭圆状。

3.6车削螺纹烂牙

电气方面的原因。

机械方面的原因。

3.7加工零件在程序段的衔接处的光洁度不好

3.8换刀故障

换刀时刀具不到位。

收不到刀位信号。

换刀指令发出后刀架不动作。

3.9程序不能往下执行

1.1数控系统故障自动诊断及处理

    KT590数控系统自动检测近100种故障,并在CRT屏幕上显示报警信息。报警信息可分为两大类:操作编程类报警和硬件故障类。对于操作编程类报警,操作者只要根据显示的报警号和报警内容,查阅手册就可以很快排除报警。对硬件故障类报警,则要根据报警内容进行分析。有些报警操作者可以自己排除;有些则要送交制造商进行维修。以下分析几种主要的故障:

系统存储器故障。CRT显示87号报警,表示位控CPURAM故障;88号报警表示位控CPUEPROM故障;100号和101号都表示中央CPU RAM故障。解决这一类故障必须把数控系统送交制造商更换芯片处理。

各轴动态跟踪误差报警。CRT屏幕上显示7073号报警时,表示伺服轴(X, Y, Z, W)进给动态跟踪误差太大。造成跟踪误差报警的原因主要是伺服轴的跟踪误差值大于32.767mm,或伺服轴的模拟量输出电压(速度指令值)大于±10V。产生这种情况的原因很多,大致有以下几种:

n   该伺服轴的位置环构成正反馈。解决办法可以修改该轴的模拟量输出符号或位置采集计数方向参数,如对X轴,为P14P15。其余轴类推(注意:只能修改这两个参数中的一个,不能同时修改这两个参数),然后按“Reset”键或关闭数控系统电源,再重新开机。例如,原来P14设置的值是“Yes”,则要改成“No”。也可以把该轴的模拟量输出的两根线对换一下。

n   数控系统中“丝杠螺距”参数设置不正确也可能造成跟踪误差报警。检查P142~P145KT590-T)或P190~P199KT590-M)。

n   编码器故障或编码器到数控系统的反馈电缆故障也会造成跟踪误差报警。检查编码器电缆或更换编码器。

n   伺服驱动器或伺服电机的故障也会造成跟踪误差报警。检查伺服驱动器的显示有否报警。

机床参数故障报警。CRT屏幕上显示9498号报警时,表示数控系统的机床参数,刀具补偿表中的数据不正常,从而使整个数控机床不能正常工作。产生这种情况的原因主要是数控系统中的电池电压太低,或电池接触不良。如果是由于系统存放时间太长造成电池电压太低,则将数控系统连续通电4~5小时,即可使电池恢复正常电压。重新将原来设置的参数值输入到数控系统中,再按“复位”键,即可使数控系统正常工作。如果数控系统仍然显示9498号报警,则说明必须更换电池,或电池接触不良,要进行修复。

2.1 数控系统接口与机床侧故障诊断

    数控机床出现某些故障时,维修人员可以通过KT590数控系统提供的诊断功能来接触数控系统接口和机床侧的故障。

机床轴不能运行。 这种故障的原因很多,其中一个重要的原因,是数控系统的轴使能信号没有输出到伺服驱动器,造成数控系统对伺服驱动器的控制是开环。可以通过KT590数控系统的第9号操作方式中的诊断方式,在相应轴的使能信号位置“1强制输出轴“使能”,检查伺服驱动器上的使能信号指示灯是否点亮。若指示灯不亮,则检查数控系统的使能输出线和24V电源。如X轴,检查A1电缆线的10脚和8脚。

机床辅助功能不能正常工作。如主轴变速换挡、刀架换刀(刀架正反转)、冷却、润滑等工作不正常。可以通过KT590数控系统的第9号操作方式中的诊断方式,在相应输出信号位置“ 1,观察是否产生相应的动作。检查数控系统接口到机床侧的辅助功能接触器触头连接线是否脱落或接触不良;检查提供给接口的24V开关电源是否工作正常;检查机床侧的辅助功能控制继电器线圈回路中的续流二极管是否完好,或线圈回路的参考电位24V是否脱落;检查有关电磁阀等驱动元件是否工作正常。

机床轴不能正常回到参考点。可以通过KT590数控系统的第9号操作方式中的诊断方式,检查数控系统对机床参考点触点信号动作有否反映,或机床侧的参考点开关是否良好;机床伺服电机编码器的Io基准脉冲或接线是否正常;如果拖板碰到参考点开关立即停下来,可以修改机床参数中关于轴Io脉冲的电平设置(对KT590-M,为参数P104,对KT590-T,为参数P94)。

机床操作面板上的按钮开关不起作用。可以通过KT590数控系统的第9号操作方式中的诊断方式,观察当按钮开关动作时,CRT屏幕上相应的输出信号是否有变化(“ 0变成“1或“1变成“0)。检查A6连接器插头、电缆和按钮开关是否良好。如果外部器件和电缆都没有问题,则可能数控系统接口板的输入电路有故障。

数控面板键盘不起作用。检查与操作面板有关的扁平电缆插头是否脱落。如果是某一个或几个键不好,则应予以更换。

2.2  数控系统无显示。可能有以下几种原因:

2.2.1        数控系统电源故障

+5V电源和+12V电源损坏

2.2.2        数控系统CPU板故障

显示CPUU6 )、RAMU10 )或ROMU4 )坏了

2.2.3        CRT控制板故障

行输出变压器(高压包)坏了

接口电路74HCT86U1)坏了

行推动电路中的三极管BU406T2)坏了

帧扫描电路TDA1175损坏

3        配置KT590系列数控机床常见故障与维修

3.1  数控机床重复返回参考点的精度不好

    根据机床轴返回参考点的工作原理,通常是作为位置反馈的检测元件脉冲编码器组成环节产生了故障。另外,对于半闭环控制来说,机床轴拖板传动部分也可能产生故障。

脉冲编码器的基准脉冲Io故障。机床轴返回参考点最终是以脉冲编码器的基准脉冲Io来确立的。所以,如果它发生故障,如基准脉冲Io的波形有毛刺,则直接影响重复返回参考点的精度。此时需清洗编码器光栅盘或更换编码器。

弹性联轴器松动引起的故障。由于数控机床较长时间的使用,若伺服电机与编码器之间的弹性联轴器或伺服电机与滚珠丝杠之间的弹性联轴器安装不太好(事后发现),经过一段时间的使用,弹性联轴器有可能稍微有些松动。这种现象的出现,直接影响重复返回参考点的精度。此时需重新拧紧弹性联轴器的相关固件。

进给轴拖板垫块松动引起的故障。由于数控机床进给轴长时间往返运动,有可能使拖板垫块松动,并引起轴向窜动,从而影响机床轴的重复返回参考点的精度。此时需重新调整进给轴的拖板垫块。

3.2  数控机床在进行返回参考点操作时,轴停不下来。

      通常,KT590数控系统收到返回参考点命令后,相应的轴即以参数设定的方向和速度执行返回参考点。当到达参考点机械档块时,通过相应轴的参考点开关信号,进给轴减速到100mm/min继续往前运动。进给轴一脱开参考点机械档块,就检测基准脉冲Io,并最终停止在Io的位置。如果有栅格偏移,则再移动一个栅格位置。如果轴停不下来,一般有两种可能性:

参考点机械档块松动或参考点开关无信号输出。这种情况下,轴是以返回参考点的速度移动,速度较快。由于数控系统没有收到“减速信号”,所以一直以此速度移动。处理的方法:重新拧紧参考点机械档块的紧固件;检查参考点开关是否完好,进行修复或更换;检查参考点开关的信号线(从参考点开关到KT590A7插座)是否脱落,进行修复。

编码器基准脉冲Io故障或KT590系统的反馈电路故障。在这种情况下,轴是以 100mm/min的低速移动。如果KT590系统没有收到基准脉冲信号,则该轴一直以此速度移动。处理的方法:用示波器检测脉冲编码器的Io是否输出到KT590系统或检查反馈电缆线是否完好。如果这些都没有问题,则KT590系统的反馈电路有故障。

3.3  数控机床上的伺服电机产生振荡

    这个故障的原因很多。主要原因是机械负载惯量与电机轴的惯量不匹配造成的。具体来讲有伺服驱动系统本身,或KT590数控系统、或KT270伺服驱动系统的参数设置不合理,也可能速度检测或位置检测环节引起的故障。

位置环增益设置太大。位置随动系统中要解决位置的正确性;快速性;平稳性,其中系统快速响应性和稳定性是一对矛盾。当系统调到某一快速响应(临界点)后再加大增益时,系统就会产生振荡。在数控机床应用中,首先要考虑的是正确性和稳定性。在这个前提下,尽可能地提高系统的快速响应性。所以位置环增益不能设置太大,应根据数控机床的固有特性来设置。若机床轴产生振荡,首先要适当减小KT590数控系统相应轴的位置环增益(对X轴是机床参数P28P30)。

位置反馈检测信号或速度检测信号不正常。KT590数控系统配置的数控机床可以是闭环控制方式,也可以是半闭环控制方式。但大多数是半闭环方式,即装在伺服电机上的脉冲编码器既作为位置传感器又作为速度传感器。用示波器测量送到数控系统和伺服驱动器的位置反馈和速度反馈信号是否正常,以此判别脉冲编码器的好坏。若确认脉冲编码器的输出信号正常,可进一步检查脉冲编码器与伺服电机的弹性联轴器是否有松动。

伺服驱动系统与负载的机械频率不匹配。处理的方法:调整KT270的消振参数或更换大一号的伺服电机。

3.4  数控机床轴失控

  数控机床通电后机床轴失控有两种故障情况:一种是刚通电的瞬间发生飞车,速度很高。这是一种很危险的故障现象。另一种是通电后机床轴慢慢地向一个方向溜车。

数控机床通电后飞车。产生这种现象的原因是位置环构成了正反馈。这是由于位移指令的模拟量输出符号和位置反馈计数方向相同,则它们间的偏差(跟踪误差)越来越大,再乘上位置环增益Kp,使速度指令也越来越大,从而造成伺服电机飞车。

处理方法:修改KT590数控系统相应轴的模拟量输出符号或位置反馈计数方向的参数(如X轴为P14P15),使之构成负反馈控制。例如,原来该参数是“Yes”,则改为“No”。注意:这两种参数只能修改其中的一个。如果两个参数都修改,则还是构成正反馈状态。

数控机床通电后慢慢溜车。这种现象表面上看象是数控系统构成了正反馈造成的。但实际上它的机床参数设置和接线都正确。经验告诉我们,一般有两种可能:一种是位置环和编码器的工作电源发生故障,或其中一根参考电平线脱落,使之输出的信号是浮空的。另一种可能是由于伺服驱动系统到伺服电机的三相动力线其中的二相接反所导致(当然必须在机床参数-模拟量输出符号和反馈计数方向设置正确、位置检测正常的前提下)。

3.5  加工零件的园整度不好

轴向成椭圆状。造成这种轴向直径不相等的原因是机床轴的定位精度不高。解决办法是调整机床轴的机械部分。KT590数控系统的丝杠螺距误差补偿功能也可以改善这种现象。但主要还是要通过调整机械来解决。

坐标轴45°方向成椭圆状。造成这种现象的主要原因是由于KT590数控系统的机床参数设置不当。主要体现在坐标轴运动在45°斜线上两个轴的跟踪误差不相等。处理的方法:重新调整两个轴的位置增益参数,使两个轴在45°斜线插补时的跟踪误差相等或接近。例如,在编制X-Y平面上45°斜线插补程序往复循环执行,并切换到跟踪误差显示页面,观察X和Y轴的跟踪误差。经过几次调整X、Y轴的位置环增益参数,使两个轴的跟踪误差值尽量相等或接近。除此之外,影响零件加工精度还有一些其他因素,如丝杠反向间隙,丝杠轴向窜动,径向跳动,拖板塞铁不平衡等也会造成这种现象。

3.6  车削螺纹烂牙

电气方面的原因是主轴编码器的同步信号Io故障。处理的方法:检查主轴编码器是否完好;编码器是否受干扰;同步信号Io的接线是否正确。如果以上情况都是好的,可以修改机床参数P94(8)Io信号是高电平有效或低电平有效。

机械方面的原因主要是主轴编码器安装不好。如果用齿形带连接主轴和主轴编码器,则检查齿形带安装是否松动;其他如Z轴丝杠的反向间隙、丝杠窜动、拖板两边斜铁不平衡也可能引起螺头不一致。

3.7  加工零件在程序段的衔接处的光洁度不好。

这是由于程序编制不合适和机床参数设置不对所致。解决办法是:

1)对要求连续加工的零件,可用G05来连接程序段,使加工不停顿。KT590数控系统的G代码中,G05的含义是程序段理论值到位,用于连续加工。G07的含义是程序段精确定位,并短暂停顿检查实际值到位。而G07是缺省的。

2)设置直线插补(G01)方式没有加减速控制,即机床参数P103(4)0。如果在直线插补时有加减速控制,则在程序段到位时要减速到“0”,造成程序段衔接时停顿,使衔接处的光洁度不好。

3.8  换刀故障

KT590-T数控系统最多允许安装8把刀(机床参数P106),每一把刀对应一个刀位信号,当公共端(COM2)接24V时,输入信号为低电平(0V)有效;当公共端接0V时,输入信号为高电平(24V)有效。此外系统还提供“到位检测”和“换刀回答”输入信号给机床厂选用。通常换刀故障表现为换刀时刀具不到位、找不到刀具(刀架始终旋转)和换刀指令发出后刀架不动作。可以在诊断I/O方式下,输出“刀架正转”信号(把光标定位到输出信号的第二行“B”位置,然后置“1”使刀架正转)。观察输入信号的第二行A~H是否对应每一个刀位信号动作。

换刀时刀具不到位。主要原因是刀位信号不正常,刀具还没有到达正确的位置,刀位信号就起作用了。解决的方法:调整刀位接近开关的作用范围,使它在刀具到达正确的位置时起作用。此外,刀架电机正转启动时可能产生的干扰也可能引起换刀时刀具不到位,为了防止刀架电机正转启动时可能产生的干扰,KT590-T数控系统还提供一个机床参数P120-“刀架正转与查询刀位号之间的延迟时间”。此参数设置应恰当,太小不能消除刀架电机正转启动时的干扰,太大则刀架转二圈才换刀成功,由现场调试确定。KT590-T数控系统还提供一个机床参数P117-“刀架换刀时的锁紧延时时间”给机床厂调整刀架反转的时间,此参数大小应恰当,太小刀架锁不住,而太大则可能引起刀架电机过载。

由于收不到刀位信号,刀架始终正转,在系统规定的时间(10)内收不到刀位信号,则产生28号报警,刀架停止旋转。主要原因有二个。一是刀位的接近开关坏了或接近开关信号太弱。解决的方法是更换接近开关或调整刀位接近开关的作用范围。二是数控系统的接口电路故障。解决的方法是更换这一路的光电耦合器TLP120。

换刀指令发出后刀架不动作。主要有以下原因:

刀架电机故障。解决的方法:检查KT590-T的A7连接器的7脚,若有输出,则肯定是刀架电机和相应的接线有故障。修复接线或更换电机。

KT590-T输出电路故障。检查数控系统A7连接器的7脚,若无输出,更换I/O板上对应“刀架正转”的输出电路的光电耦合器TLP127。

如果刀架换刀后没有锁紧(刀架没有反转),则KT590-T的输出电路有故障。检查数控系统A7连接器的25脚,若无输出,更换I/O板上对应“刀架反转”的输出电路的光电耦合器TLP127。

3.9  程序不能往下执行

    这种现象与G05/G07编程和“死区”有关。当一个程序段执行完后,该程序段要求执行到位检测(G00G07),则KT590要检查此时的跟踪误差是否在机床参数(对X轴为P32)设定的“死区”范围内。如果超出死区范围,则程序不能往下执行。处理的方法是:

通常,机床轴在停止状态下,其跟踪误差应该在±12µm。调整伺服驱动系统(KT270或其他型号)的零偏参数,使轴的跟踪误差在±1

一般情况下,“死区”参数设置为10µm)。根据实际要求也可以稍微大些(20µm

对不需要到位检测的程序段可以编G05