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數控機床電源出現故障的原因分析
日期 :2017-12-23 16:00:45
數控機床的基本組成包括加工程序載體、數控裝置、伺服驅動裝置、機床主體和其他輔助裝置。下面分別對各組成部分的基本工作原理進行概要說明。數控機床的故障大多數由于電源故障，而電源故障很多又是機床器件損壞造成。
1、 數控機床電源
數控機床所使用的電源可分成三級，從一次電源到三次電源依次為派生關系，其造成的故障頻次和難度也依次增加。
(1)一次電源。一次電源即由車間電網供給的三相380 V電源，它是數控機床工作的總能源供給。要求該電源要穩定，一般電壓波動范圍要控制在5% 到10% ，并且要無高頻干擾。
(2)二次電源。由三相電源經變壓器從一次電源派生。其用途主要有：
1)有的數控機床派生的三相低電壓做直流24 V整流橋塊的電源，有的數控機床由三相變壓器產生三相交流220 V，供給伺服放大器電源組件作為其工作電源。
2)派生的單相交流220 V、交流110 V，供電給CNC單元及顯示器單元，做為熱交換器、機床控制回路和開關電源的電源。
(3)三次電源。三次電源是數控機床使用的各種直流電源，它是由二次電源轉化來的。主要有以下幾種：
1)由伺服放大器電源組件提供的直流電壓、由伺服放大器組件逆變成頻率和電壓幅值可變的三相交流電以控制交流伺服電動機的轉速。
2)整流橋塊提供的交流24 V，作為液壓系統電磁閥，電動機閘電磁鐵電源和伺服放大器單元的“ready”和“controller enable”信號源。
3)由開關電源或DC/DC電源模塊提供的低壓直流電壓，這些電壓有：5 V、±12 V、±15 V，分別做為測量光柵、數控單元和伺服單元電氣板的電源。
2、數控機床電源回路使用的器件
數控機床從一次電源到三次電源使用的器件分別有：
(1)車間配電裝置，一般包括：與車間電網連接的三相交流穩壓器和斷路器。
(2)機床元器件，包括：電抗器、斷路器、濾波器、整流器、三相交流變壓器、熔斷器、DC/DC模塊、伺服電源組件和開關電源。
3、電源故障實例分析
(1)電網波動過大，PLC不工作。表現為PLC無輸出。先查輸入信號(電源信號、干擾信號、指令信號與反饋信號)。采用觀察法，先用示波器檢查電網電壓波形，發現電網波動過大，欠壓噪聲跳變持續時間1s(外因)。由于該機床處于調試階段，電源系統內組件故障應當排除在外，由內部抗電網干擾措施(濾波、隔離與穩壓)可知，常規的電源系統已無法隔斷或濾去持續時間過長的電網欠壓噪聲，這是抗電網措施不足所致(內因)，導致PLC不能獲得正常電源輸入而無法工作。在系統電源輸入端加入一個交流穩壓器，PLC工作正常。
(2)電源故障。右工位的NC系統經常在零件自動加工中斷電停機，重新啟動系統后，NC系統仍可自動工作。檢查24 V供電電源負載，并無短路問題。對圖樣進行分析，兩臺床墊機械NC系統，共用一個24 V整流電源。引起這個故障可能有兩個原因：
1)供電質量不高，電源波動，而出故障的NC系統對電源的要求較靈敏。
2)NC系統本身的問題，系統不穩定。
(3)返回參考點異常。返回參考點時必須做到：1)沿返回參考點方向;2)距參考點不能過近，一般在128個脈沖以上;3)返回參考點進度不能過低。否則，返回參考點就會發生異常。
