在數(shù)控機(jī)床的故障檢測(cè)過(guò)程中,借助一些儀器是必要的。下面主要介紹數(shù)控機(jī)床故障檢測(cè)和維修時(shí)的常用工具和儀器。
(一)常用測(cè)量?jī)x器、儀表
1.萬(wàn)用表
數(shù)控設(shè)備的維修涉及弱電和強(qiáng)電,萬(wàn)用表但不但要用于測(cè)量電壓、電流、電阻值,還要用于判斷二極管、三極管、晶閘管、電解電容等元器件的好壞,并測(cè)量三極管的放大倍數(shù)和電容值。
2.示波器
示波器是一種用途十分廣泛的電子測(cè)量?jī)x器。它能把肉眼看不見(jiàn)的電信號(hào)變換成看得見(jiàn)的圖像,便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過(guò)程。示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束,打在涂有熒光物質(zhì)的屏面上,就可產(chǎn)生細(xì)小的光點(diǎn)。在被測(cè)停號(hào)的作用下,電子束就好像一支筆的筆尖,可以在屏面上描繪出被測(cè)信號(hào)瞬時(shí)值的變化曲線(xiàn)。
因此,示波器可用于檢測(cè)信號(hào)的動(dòng)態(tài)波形,如脈沖編碼器、光柵的輸出波形,伺服驅(qū)動(dòng)、主軸驅(qū)動(dòng)單元各級(jí)輸入、輸出波形等;還可以用于要檢測(cè)開(kāi)關(guān)電源和顯示器的垂直、水平振蕩與掃描電路的波形等。數(shù)控機(jī)床維修用的示波器通常選用頻帶寬為10~100MHZ的雙通道示波器。
2. 數(shù)字轉(zhuǎn)速表
數(shù)控轉(zhuǎn)速表用于測(cè)量、調(diào)整主軸的轉(zhuǎn)速,以及調(diào)整系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)器的參婁。它是主軸維修與調(diào)整的測(cè)量工具之一。
3. 數(shù)字轉(zhuǎn)速表
數(shù)字轉(zhuǎn)速表用于測(cè)量、調(diào)整主軸的轉(zhuǎn)速,以及調(diào)整系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)。它是主軸維修與調(diào)整的測(cè)量工具之一。
4. 相序表
相序表主要用于測(cè)量三相電源的相序,它是進(jìn)給伺服戲動(dòng)與主軸戲動(dòng)維修的必要測(cè)量工具之一。
5. 長(zhǎng)度測(cè)量工具
常用的長(zhǎng)度測(cè)量工具包括千分表和百分表等,主要用于測(cè)量機(jī)床的移動(dòng)距離和反向間隙值等。通過(guò)測(cè)量可以大致判斷機(jī)床的定位精度、重復(fù)定位精度和加工精度等;根據(jù)測(cè)量值還可以調(diào)整數(shù)控系統(tǒng)的電子齒輪比和反向間隙等主要參數(shù),以恢復(fù)機(jī)床精度。所以,長(zhǎng)度測(cè)量工具是機(jī)械部件維修、測(cè)量的主要工具之一。
6. PLC編程器
不少數(shù)控系統(tǒng)的PLC控制器必須使用專(zhuān)用的編程器才能對(duì)其進(jìn)行編程、高度、監(jiān)控和檢查,如SIEMENS的PG710、PG750、PG865,OMRON的GPC01~GPC04、PRO-13~PRO-27等。這些編程器可以對(duì)PLC程序進(jìn)行編輯修改;監(jiān)視輸入和輸出狀態(tài)及定時(shí)器、移位寄存器的變化值;在運(yùn)行狀態(tài)下修改定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的設(shè)定值;可強(qiáng)制內(nèi)部輸出;對(duì)定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和移位寄存器進(jìn)行置位的復(fù)位等。有些帶圖形功能的編輯器還可以顯示PLC梯形圖。
7. IC測(cè)試儀
IC測(cè)試儀可用來(lái)離線(xiàn)快速測(cè)試集成電路的好壞。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行芯片級(jí)維修時(shí),IC測(cè)試儀是必要的儀器。
8. 邏輯測(cè)試筆
邏輯測(cè)試筆是采用不同顏色的指示燈表示數(shù)字電平高低的儀器。它是測(cè)量數(shù)字電路的一種簡(jiǎn)便的工具,使用邏輯筆可快速測(cè)出數(shù)字電路中有故障的芯片。邏輯筆上一般有兩三只信號(hào)指示燈,紅燈表示高電平,綠燈表示低電平,黃燈表示所測(cè)信號(hào)為脈沖信號(hào)。
邏輯筆上一般有兩個(gè)用于指示邏輯狀態(tài)的發(fā)光二極管,性能較好的還有第三個(gè),用于提供以下4種邏輯狀態(tài)指示。
1. 綠色發(fā)光二極管亮?xí)r,表示邏輯低電位。
2. 紅色發(fā)光二極管亮?xí)r,表示邏輯高電位。
3. 黃色發(fā)光二極管亮?xí)r,表示浮空或三態(tài)門(mén)的高陰抗?fàn)顟B(tài)。
4. 如果紅、綠、黃三色發(fā)光二極管同時(shí)閃爍,則表示有脈沖信號(hào)存在。
邏輯筆的電源取自被測(cè)電路、測(cè)試時(shí),將邏輯筆的電源夾子夾到被測(cè)電路的任一電源點(diǎn)上,另一個(gè)玩意兒子夾到被測(cè)電路的公共接地端。邏輯筆與被測(cè) 電路的連接除了可以為了邏輯筆提供接地外,還能改善電路靈敏度及提高被測(cè)電路的抗干擾能力。
數(shù)字電路的邏輯一般用電壓的正或負(fù)表示。以于CMOS芯片,一般以3V為邏輯界限;對(duì)于TTL芯片,一般以5V為邏輯界限。常用的邏輯筆的是同時(shí)支持CMOS與TTL兩種芯片的。邏輯筆通過(guò)并聯(lián)方式得到被測(cè)元件測(cè)試點(diǎn)與地線(xiàn)之間的電壓。所測(cè)電壓大于邏輯界限的為正(一般邏輯筆通過(guò)一個(gè)亮燈來(lái)表示),小于邏輯界限的為負(fù)(一般邏輯可能亮紅燈或都不亮燈)。
9. 測(cè)振儀
測(cè)振儀是測(cè)振時(shí)最常用、最基本的儀器,它將則振傳感器輸出的微弱信號(hào)放大、變換、積分、檢波后,在儀器表或顯示屏上直接顯示被測(cè)設(shè)備的振動(dòng)值大小。為了適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的要求,測(cè) 振儀一般都做成便攜式或筆式。
測(cè)振儀可用來(lái)測(cè)量數(shù)控機(jī)床主軸、電動(dòng)機(jī)甚至整機(jī)的運(yùn)行情況,可根據(jù)所需測(cè)定的參數(shù)振動(dòng)頻率和動(dòng)態(tài)范圍,傳感器安裝條件,機(jī)床的軸承型式(滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承)等因素選用不同類(lèi)型的傳感器。常用的傳感器用渦流式移傳感器、磁電式速度傳感器和壓電加速傳感器等。
10. 紅外測(cè)溫儀
紅外測(cè)溫是利用紅外輻射原理,將對(duì)物體表面溫度的測(cè)量轉(zhuǎn)換成對(duì)其輻射功率的測(cè)量,采用紅外探測(cè)哭和相應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)接收被測(cè)物體表面的不可見(jiàn)紅外輻射能量,并將其變成便于檢測(cè)和其他能量形式予以顯示和記錄。按紅外輻射的響應(yīng)形式不同,紅外測(cè)溫儀可分為光電控測(cè)器和熱敏探測(cè)器兩類(lèi)。
紅外測(cè)溫儀主要用于檢測(cè)數(shù)控機(jī)床容易發(fā)熱部件,如工率模塊、導(dǎo)線(xiàn)接點(diǎn)主軸軸承等,其主要型號(hào)有中國(guó)昆明物理研究所有的HCW系統(tǒng),中國(guó)西北光學(xué)儀器廠(chǎng)的HCW-1、HCW-2!
利用紅外原理測(cè)量的儀器還有紅外熱電視、光機(jī)掃描熱像儀以及焦平面熱像儀等。紅外診斷的判定主要有溫度判斷法、同類(lèi)比較法、檔案分析法、相對(duì)溫差法以及熱像異常法等。
11. 激光干涉儀
激光干涉儀可對(duì)機(jī)床、三測(cè)機(jī)及各種定位裝置進(jìn)行高精度(位置和幾何)精度校正,可完成各項(xiàng)參數(shù)的測(cè)量,如位置精度、重復(fù)定位精度、角度、直線(xiàn)度、垂直度、平衡度及平面度等;它還具有一些選擇功能,如自動(dòng)螺距誤差補(bǔ)償(適用大多數(shù)控系統(tǒng))、機(jī)床動(dòng)態(tài)特性測(cè)量與評(píng)估、回轉(zhuǎn)坐標(biāo)精度標(biāo)定、觸發(fā)脈沖輸入輸出功能等。
激光干涉儀測(cè)量精度高、效率高、使用方便,測(cè)量長(zhǎng)度可達(dá)十幾米甚至幾十米。