我們懷疑模具車間的電磁環(huán)境對機床存在干擾,同時還懷疑數(shù)控雕刻機存在某些容易接受干擾的設計或者工藝缺陷。經(jīng)過觀察分析,車間墻面和屋頂(內(nèi)襯泡沫隔熱層)均為彩鋼板簡易結(jié)構(gòu),極易反射電磁波;車間里有眾多設備,例如北京機電院的加工中心、GF阿奇夏米爾的等脈沖電火花機、蘇州三光的慢走絲線切割機、沈陽機床的數(shù)控車床等CNC機床,另外還有中國其他企業(yè)的內(nèi)/外圓磨床、工具磨床、變頻電焊機、帶鋸床、精密三坐標測量機、帶PLC擴展配置的桂林產(chǎn)龍門磨床、英國產(chǎn)精密高速掃描儀和寧波海天650大型注塑機各一臺,以及中國產(chǎn)鉆床2臺和電動工具多臺。車間各類機床運轉(zhuǎn)時,其接觸器和有刷電機均會產(chǎn)生火花干擾,電加工機床和電焊機的干擾更是嚴重,而且其干擾頻譜很寬,諧波分量豐富,攜帶*量很大。干擾電磁波經(jīng)過彩鋼板墻面和屋頂?shù)亩啻畏瓷浏B加,在某些頻譜波段會得到加強,這是外部電磁干擾的環(huán)境情況。但是限于越南當?shù)氐目陀^條件,我們無法對車間的干擾場強進行測試,從而得出的定量結(jié)果,只能憑經(jīng)驗作出外部電磁干擾相當強烈的定性判斷。同時我們對數(shù)控雕刻機的手脈及其輸出電路進行了嚴格檢查,機床內(nèi)部的信號電纜都具備屏蔽功能——全部使用了屏蔽電纜,并且一端可靠接地。但是拆開手脈電纜的航空插頭和手脈控制盒,用小刀切開電纜外包皮一看,手脈電纜竟然采用了非屏蔽電纜(普通多芯電纜),更談不上單端接地。接著我們使用同樣的方法切開第2個手脈的電纜,也是采用了非屏蔽電纜。根據(jù)以往的經(jīng)驗,我們判斷這就是故障的內(nèi)部原因所在。外部電磁干擾信號正是從這根電纜感應到系統(tǒng)信號,又疊加到手脈的小信號輸出線路上去的(輸出5v脈沖去工控機I口),進而使工控機的輸入口獲取了錯誤信息。
終于找到了使手脈不能正常工作的真正故障原因,我們要求數(shù)控雕刻機供應商重新提供具備屏蔽功能并且單端良好接地的新手脈。到貨以后,經(jīng)過外觀檢查,運輸無破損,電纜外皮光潔鮮亮,型號規(guī)格核對無誤;拆開航空插頭檢查電纜具備屏蔽結(jié)構(gòu),并且單端可靠接地。更換以后故障*消失,電腦屏幕顯示出三維坐標系的清晰數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)動手脈的轉(zhuǎn)輪,數(shù)據(jù)立刻顯示出實時新坐標的位置。機床在停機一段時間以后終于恢復正常工作了。
本例小結(jié):手脈為數(shù)控雕刻機的重要部件,現(xiàn)在大多數(shù)數(shù)控機床都有手脈并且作為標準配置,甚至可以說已經(jīng)成為*的重要部件。我們認為,如果在復雜的電磁環(huán)境下,數(shù)控機床的手脈(或者其他部件)功能出現(xiàn)沒有規(guī)律可循的奇怪故障時,應該重點考查現(xiàn)場的電磁環(huán)境,是否存在電磁干擾,然后排查設備容易受干擾的部位。使用這種方法,有針對性地予以排除,容易收到時間短、見效快的效果。這種故障僅在越南一家工廠就排除過多次了。另外電源質(zhì)量如何,接地是否滿足要求等外部因素也是不可忽略的。
同時我們希望CNC機床制造工廠在設計數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)外的電氣電子線路的時候特別加強系統(tǒng)抗干擾性能的設計。客觀地講,國內(nèi)的一些企業(yè)做得比較到位,例如本廠從中國引進的其他各型CNC機床,在同樣強烈的電磁干擾下卻始終能夠正常工作。原因是這些企業(yè)的資金和技術(shù)力量相對比較雄厚,企業(yè)標準化工作比較到位,質(zhì)量管理體系層次比較高。但在個別企業(yè),抗干擾設計卻往往被忽視,例如本例制造商就采用了非屏蔽電纜的做法。各國各地的經(jīng)濟發(fā)展不同,廠房結(jié)構(gòu)等現(xiàn)場外部條件一般也就不盡相同,例如標準廠房與上述彩鋼板廠房(根據(jù)筆者所知,這種簡易型廠房在第三世界國家是很多的)現(xiàn)場的電磁環(huán)境就會大不相同(有時甚至還要考慮該國該地的電源質(zhì)量以及接地和氣候等各種相關(guān)因素)。我們的CNC機床產(chǎn)品只有在各種復雜的電磁環(huán)境和氣候環(huán)境下都能夠穩(wěn)定地工作,才能真正有效地占領(lǐng)國內(nèi)外CNC機床市場,贏得國內(nèi)外用戶的信任。