浅谈K6侧架铣床电气故障的排除

浅谈K6侧架铣床电气故障的排除企业名称：南车长江车辆有限公司姓名：赵兵考评职业：维修电工技师技师参评论文目录摘要…………………………………………………3引言…………………………………………………4一、故障分析……………………………………………….51、故障现象………………………………………………………62、工作原理………………………………………………………63、分析过程………………………………………………………..7二、故障处理措施及方法………………………………………81、变压器一次侧加装滤波电路…………………………………..82、抑制I/O线干扰……………………………………………….83、完善接地系统……………………………………………….94、将急停按钮动断触点改为动合触点…………………………105、为液压站加装防震垫………………………………………….106、用高可靠性的接近开关来代替限位开关…………………….107、机床的维护与保养……………………………………………11三、结论……………………………………………12四、参考文献…………………………………………12摘要：K6侧架铣床是一种程控专用铣削设备，是铁路非标单一关键设备，主要用于铁路车辆底盘上侧架的铣削，它由PLC控制，机床程序被编入PLC中，PLC发出指令指挥机床完成各种铣削及进给动作。由于该设备作为一台老设备，处于满负荷工作状态，而且环境恶劣,机床振动量及工件吃刀量大,电器元件老化,机械元件磨损严重，因此该设备经常发生一些电气及机械故障，维修难度大，机床操作水平要求高。下面针对该设备经常发生的机床自动停机、自动循环失灵等较难处理的故障作进一步探讨分析。关键词：PLC停机失灵探讨与分析引言K6侧架铣床是铁路专用非标设备，采用目前较为先进的程控及液压技术，该设备主体为铣削及钻削机构，由各大功率电机、齿轮箱、铣盘及钻头、电磁离合器等装置构成。各液压进给装置的动力采用由液压站集中供给的方式，由液压滑台驮动铣削及钻削机构实现铣削、钻削动作的平稳进给，机床润滑也采用液压站集中供给的方式。PLC可编程控制器实现全功能控制，机床程序被编入PLC中，PLC发出指令指挥机床完成各种铣削、钻削、滑台进给等动作，设备具有切削大、整机运行平稳、操作直观方便等特点。K6侧架铣床于2005年被引进公司，几经搬迁，现被安装在公司配件车间。主要完成对铁路车辆底盘构件侧架的铣削及钻削等动作。工件尺寸长约2000mm,宽约250mm,高约600mm,重约1000kg,整个过程由PLC来实现自动控制。该设备投产至今，在生产过程中出现了不少大大小小的故障，下面针对机床自动停机的现象进行分析处理。正文一、故障分析K6侧架铣床采用PLC可编程控制器控制技术，PLC具有随意编程功能和自定义固定编程功能，由它发出指令指挥机床完成各种铣削、钻削、滑台进给等动作。PLC控制程序可以根据各滑台所处的位置状况自动识别并执行运行程序，按照程序依次完成各道工序的作业。机床的切削动作可被分解为滑台平移及铣盘、钻头的旋转这两种动作。滑台平移由液压站、液压执行机构、电磁阀、导轨等组成，铣盘及钻头的旋转由电机、齿轮箱、铣盘、钻头及电磁离合器等组成。运行时，PLC指挥各部件完成快进、工进、快退、旋转等动作，这些复杂的动作均是在PLC的指令控制下准确协调地完成。从自动启动开始，PLC时时刻刻都要对每一个工位是否到位，是否已完成本工位作业，已进行到第几步，下一步是第几位等等信息进行监视，辨别及判断，以决定下一步的运行方向。1、故障现象此台设备在使用中经常出现机床自动停机故障，有时在断电很长时间后再重启该故障现象才能消失，但是在运行时会不定期的出现此类故障，严重影响了生产任务。为此对其进行跟踪观察。2、工作原理操作者将工件装夹好后，按下自动循环按钮，2号左右滑台及钻头箱下滑台前进，工进完后退至原位，1号左右滑台前进，工进完后退至原位，循环结束。对照机床的电气原理图及梯形图,并实际和机床操作工交流,掌握机床各运动部件的动作原理及先后顺序,画出机床的自动运行程序图如下：3、分析过程该台设备在使用过程中不定期出现机床自动停机现象，根据机床的运行原理了解此类故障的基本范围，如下图：故障原因应对措施1PLC电源受线路浪涌、谐波、短路暂态冲击等干扰，影响系统正常工作。在PLC电源变压器一次侧加装滤波电路2I/O线受电磁干扰，造成逻辑数据变化，系统误动作。改用屏蔽线并一端接地,交直流线路、I/O线之间分开走线，PLC加装金属盒屏蔽。3接地系统混乱，各个接地点电位分布不均，造成地环流,影响系统正常工作。机床接地、控制系统接地及PLC接地均单独走线，线径不小于2.5平方毫米。4急停按钮用动断触点不合理，容易因机床振动造成触点断开，造成PLC停机。急停按钮改用动合触点，并在PLC程序中作出相应修改。5压力继电器触点因机床振动断开，造成PLC停机。加装防震装置6限位触点因机床振动造成PLC误判断，出现错误控制结果。用高可靠性的接近开关代替二、故障处理措施及方法1、变压器一次侧加装滤波电路PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化，入开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边。因此单独为PLC电源配备一个隔离性能更好的隔离变压器，可以抑制从电源线窜入的外部干扰，而加装滤波电路可以吸收掉电源中的大部分“毛刺”干扰。低通滤波电路如下图：2、抑制I/O线干扰与PLC控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信息之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器供电电源或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统，还将导致信号间互相干扰，引起共地系统总线回流，造成逻辑数据变化、误动和死机。PLC控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏数相当严重，由此引起系统故障的情况也很多。措施为：（1）、将I/O线更换为屏蔽线并一端接地，原先的I/O线为普通两芯电缆，屏蔽线能有效抑制外部的电磁干扰。（2）、将交流和直流线路、I/O线之间分开走线，使其有尽可能大的空间距离，并能将干扰降到最低限度。（3）、为PLC加装金属屏蔽盒可以有效地减少其它电磁元件对其干扰。3、完善接地系统接地是提高电子设备电磁兼容性（EMC）的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰的影响，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地，反而会引入严重的干扰信号，使PLC系统将无法正常工作。PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。接地系统混乱对PLC系统的干扰主要是各个接地点电位分布不均，不同接地点间存在地电位差，引起地环路电流，影响系统正常工作。接地线与机器的接地端相联，基本单元必须接地，如果选用扩展单元，其接地点与基本单元接地点接在一起。为了抑制附加在及输入、输出端的干扰，应给PLC接以专用地线，接地线与动力设备（如电动机）的接地点应分开，若达不到此要求，则可与其它设备公共接地，严禁与其它设备串联接地，接地电阻要小于5Ω，接地线要粗，面积要大于2平方毫米，而且接地点最好靠近PLC装置，其间的距离要小于50米，接地线应避开强电回路，若无法避开时，应垂直相交，缩短平行走线的长度。机床接地方式如下图：4、将急停按钮动断触点改为动合触点急停按钮用动断触点容易发生触点接触不良的故障，机床的振动也容易造成其断开，引起机床停机故障。急停按钮改用动合触点，并在PLC程序中作出相应修改，可以比较有效地解决此类故障。5、为液压站加装防震垫一般压力继电器都装在机床旁的液压站上，在振动量小的情况下其触点基本不会断开，但K6侧架铣床的吃刀量大，机床振动较剧烈，有时会造成压力继电器触点接触不良，引起机床自动停机故障。因此为压力继电器加装防震装置是解决此类故障的有效手段。在液压站下加装防震垫，并使液压站尽量远离震源。6、用高可靠性的接近开关来代替限位开关。K6侧记铣床行程的行程检测均是用限位开关来实现的，因机床的振动会引起限位机械触点的频繁抖动，会造成PLC的误判。虽然硬件加了滤波电路，软件增加了微分指令，但由于PLC扫描周期太短，仍可能在计数、累加、移位等指令中出错，出现错误控制结果。接近开关的作用是当某物体与之接近并达到一定距离时，能发出信号。它不需要外力施加，是一种无触点式的主令电器。它的用途已远远超出行程开关所具备的行程控制及限位保护。它可用于高速计数、检测金属体的存在、测速、液位控制、检测零件尺寸以及用作无触点式按钮等。用高可靠性的接近开关来代替限位开关，可以有效地避免此类故障的发生。7、机床的维护与保养（1）、定期清理机床、PLC以及电气外表面的灰尘。（2）、保持机床导轨的清洁，每天清洁一次并加注润滑油。（3）、设备若较长时间停放不用，应保持机器内外干燥，并作适当的防尘、防潮保护。每隔三个月左右应将设备通电开机半个小时以上。（4）、限位开关的日常维护：不定期检查限位开关是否有效，并仔细清洁限位触点。（5）、定期检查各电气元件的使用状况，避免因电气元件故障造成PLC的I/O触点被烧，（6）定期检查PLC备用电池的电量是否充足，否则予以更换。结论针对K6侧架铣床自动停机故障的分析处理流程，首先对机床的工作原理必须了解。通过这次故障的处理，从找到故障点到排除故障我记忆深刻，有不少的收获和提高。机床出现此类的原因由于缺少详细的解释说明，对故障现象更需深层的了解。要结合现场实际情况进行了解，细心观察，对引起故障原因的多个方面做出细致的比较与分析，优化检查的顺序与方法。对发现的问题进行综合的分析、彻底查找出故障。这是我对K6侧架铣床维修工作的一些认识和理解，不足之处，请各位老师对我多提宝贵意见。参考文献1、李敬梅电力拖动控制线路与技能训练[M].3版.北京：中国劳动社会保障出版社，2001.2、周怀军卢瑜顾波S7-200PLC技术基础及应用[M].1版.北京：中国电力出版社，2011.3、王建张文凡电类技师论文的撰写答辩与点评北京：机械工业出版社，2010.