FALMA型繞絲機(jī)常見的故障和故障排查研究目錄1.緒論 11.1研究背景與意義 11.2繞絲機(jī)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀 11.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 12.FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)和工作原理 22.1FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)零件可靠性設(shè)計(jì)原理 22.2FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)的原則 22.2.1傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和可靠性設(shè)計(jì)相結(jié)合 22.2.2可靠性設(shè)計(jì)與耐久性設(shè)計(jì)相結(jié)合 32.2.3定性設(shè)計(jì)和定量設(shè)計(jì)相結(jié)合 32.3FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性工程研究的學(xué)科體系 32.4可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì) 72.5可靠性試驗(yàn)及數(shù)據(jù)積累 73.繞絲機(jī)結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)指標(biāo) 73.1繞絲機(jī)結(jié)構(gòu)介紹 73.2主要技術(shù)參數(shù) 94.FALMA型繞絲機(jī)常見故障 94.1FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)程序難以統(tǒng)一 94.2FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)故障復(fù)雜多樣化 105.FALMA型繞絲機(jī)常見的故障和故障排查 115.1維護(hù) 115.2故障排查 115.2.1由真空回路、氣路、水路異常引發(fā)的故障 115.2.2運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)引起的故障 115.2.3PC機(jī)故障 126.FALMA型繞絲機(jī)常見的故障維修 126.1電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)板維修 126.2T軸有關(guān)的維修 146.3x軸伺服系統(tǒng)的維修 156.4運(yùn)動(dòng)失控分析和維修 156.5過(guò)流過(guò)載的分析和維修 177.總結(jié) 187.1提高FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化 187.2靈活增減系統(tǒng)元部件數(shù)量 187.3提高重點(diǎn)部位零部件的可靠性 197.4建立維修管理系統(tǒng) 19參考文獻(xiàn) 201.緒論1.1研究背景與意義現(xiàn)代機(jī)械對(duì)于其部件的要求都在逐步提升，之前的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的要求。為此不得不研發(fā)新的設(shè)備來(lái)生產(chǎn)性能更好的燈絲，自動(dòng)繞絲機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。開發(fā)一個(gè)新的產(chǎn)品，最重要的就是能夠借鑒國(guó)外的技術(shù)，并且從自身需求出發(fā)，進(jìn)一步深入的研究適合現(xiàn)在需求的自動(dòng)繞絲機(jī)新型技術(shù)，充分利用現(xiàn)代化的技術(shù)，使得燈絲的生產(chǎn)向更高的水平發(fā)展，本文針對(duì)FALMA型高速繞絲機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)以及工作原理，詳細(xì)分析了該型繞絲機(jī)的故障檢修與保養(yǎng)，旨在為我國(guó)的燈絲生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展做貢獻(xiàn)。1.2繞絲機(jī)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外的繞絲機(jī)起步早，因此不論是技術(shù)方面，還是機(jī)器的結(jié)構(gòu)方面都比國(guó)內(nèi)先進(jìn)。日本生產(chǎn)的繞絲機(jī)體積小、穩(wěn)定性高，并且質(zhì)量有保證，易于操作和維修，十分先進(jìn)。并且日本生產(chǎn)的機(jī)器繞出的彈簧相比于國(guó)內(nèi)精細(xì)很多，這是國(guó)內(nèi)機(jī)器目前還無(wú)法達(dá)到的水平。歐美生產(chǎn)的繞絲機(jī)也具有很高的精度和穩(wěn)定性，相比于日本的繞絲機(jī)，歐美的機(jī)器更早的實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。現(xiàn)階段，歐美生產(chǎn)的繞絲機(jī)已經(jīng)全面實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)自動(dòng)化，在使用的時(shí)候非常方便，并且十分可靠。現(xiàn)全球著名的繞絲機(jī)生產(chǎn)廠商有：日本的發(fā)那科(TANAC)、日本日特(NITTOKU)、瑞士的米特(METEOR)和意大利的馬斯利(MARSILLI)。其中日本發(fā)那科生產(chǎn)的NOL線嘴式繞線機(jī)，采用自動(dòng)流水線式安裝傳送單元，用戶可自由編排自己的流水線。1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)繞絲機(jī)行業(yè)出現(xiàn)了一些實(shí)力較好的企業(yè)，如東莞市廣錦數(shù)控設(shè)備有限公司生產(chǎn)的繞絲機(jī)GJ-80Z，繞絲線徑為3-8mm，軸數(shù)可達(dá)7軸，送絲指令值可達(dá)±0.01~±999.99，并且配備現(xiàn)代化的高速控制伺服系統(tǒng)及精確系統(tǒng)備置電腦，可記憶1000個(gè)工作程序，各軸的位置、送線資料、生產(chǎn)速度、生產(chǎn)數(shù)量都是顯示在屏幕上，程序資料很容易在鍵盤上改變，調(diào)節(jié)極為方便。東莞西田彈簧機(jī)械有限公司生產(chǎn)的TCK-580A數(shù)控機(jī)床，繞絲線徑為3-8mm，最大加工速度可達(dá)60件/分，最大送絲長(zhǎng)度為70m/min，加工制品幾乎包括了生產(chǎn)中使用的各類異形彈簧，機(jī)床采用電腦數(shù)字控制，七軸中的任意一軸可以獨(dú)立運(yùn)作，也可以任意幾軸協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)，使其操作十分方便。我國(guó)在繞絲機(jī)技術(shù)方面上起步晚，并且投入的資金不夠，因此整體技術(shù)上落后于其他國(guó)家，設(shè)備在高效率、高精度、高可靠等方面仍需進(jìn)一步提高，特別是在控制系統(tǒng)方面，國(guó)內(nèi)高精度數(shù)控機(jī)床大多采用的是國(guó)外的系列數(shù)控系統(tǒng)，無(wú)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。西門子(Siemens)、發(fā)那科(FANUC)、三菱電子(MitsubishiElectric)、博士力士樂(lè)(BoschRexroth)、日本大隈(Okuma)等是的主要CNC系統(tǒng)制造商。2.FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)和工作原理2.1FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)零件可靠性設(shè)計(jì)原理FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)，就是在分析可靠性的基礎(chǔ)上進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)。FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)包括整機(jī)產(chǎn)品和零部件的設(shè)計(jì)。FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性指數(shù)可由包含應(yīng)力和強(qiáng)度分布參數(shù)的數(shù)學(xué)函數(shù)表達(dá)，計(jì)算產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)，例如結(jié)構(gòu)材料屬性，結(jié)構(gòu)的尺寸，承受載荷以及環(huán)境條件等的不確定情況。一般的FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是一種確定性的優(yōu)化過(guò)程，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件或者質(zhì)量成熟穩(wěn)定的零件，對(duì)零件容易損壞關(guān)鍵部件進(jìn)行可靠性分析計(jì)算，降低原材料消耗和制造成本，分析常見的失效形式，確定了FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)零件的可靠度。FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品在使用之前還要多次進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，引入概率論和數(shù)量統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)的可靠性設(shè)計(jì)方法，控制不確定因素對(duì)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的影響，反映出FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)中變量的概率分布情況。作為FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最初階段，基于可靠性的優(yōu)化設(shè)計(jì)是保證后續(xù)生產(chǎn)制造以及產(chǎn)品質(zhì)量的重要保證。2.2FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)的原則2.2.1傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和可靠性設(shè)計(jì)相結(jié)合在對(duì)FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)時(shí)不可完全摒棄傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。目前為實(shí)際的操作方式是從傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法過(guò)渡到有計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，將FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)零部件可靠性的設(shè)計(jì)在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的零部件材料、結(jié)構(gòu)、尺寸等加以確定，然后依據(jù)與之相應(yīng)的模型對(duì)其可靠性進(jìn)行定量計(jì)算，F(xiàn)ALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)零部件靠性設(shè)計(jì)的發(fā)展應(yīng)該盡量同計(jì)算機(jī)結(jié)合起來(lái),其可定量的分析和設(shè)計(jì)產(chǎn)品的失效概率和可靠度，更加具有直觀性和確定性。倘若還不能滿足預(yù)計(jì)的可靠性需求，則可修改FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、尺寸甚至是更換材料，最后再對(duì)其進(jìn)行可靠性的校核，直到能夠滿足需求。2.2.2可靠性設(shè)計(jì)與耐久性設(shè)計(jì)相結(jié)合FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)多數(shù)利用的預(yù)防性維修為主的制度，系統(tǒng)和零部件的耐久性必須與預(yù)防性維修的制度相一致。FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具備可靠性與耐久性，所以在進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)的同時(shí)，也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)，提出改進(jìn)FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠性的一種設(shè)計(jì)分析方法，另外它能減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間和輔助時(shí)間，縮短生產(chǎn)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。耐久性要求與FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)零件的壽命信息相對(duì)比，其可靠性的評(píng)價(jià)指標(biāo)仍然以可靠性試驗(yàn)為主，逐級(jí)預(yù)計(jì)上層產(chǎn)品的無(wú)故障性和耐久性，試驗(yàn)結(jié)果仍然是保證可靠性設(shè)計(jì)的主要途徑。2.2.3定性設(shè)計(jì)和定量設(shè)計(jì)相結(jié)合由于FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)定量設(shè)計(jì)無(wú)法完全解決FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性的問(wèn)題，故對(duì)難以定量計(jì)算的FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì)。如將反映設(shè)計(jì)方案優(yōu)劣定性、定量的分析，比較各設(shè)計(jì)方案達(dá)到目標(biāo)的程度，供設(shè)計(jì)者參考，便可以解決了FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)零件相關(guān)系數(shù)的定量計(jì)算難題。所以FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)工作中，我們無(wú)法定量地衡量產(chǎn)品的數(shù)量與規(guī)模，就必須將定性設(shè)計(jì)和定量設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)。2.3FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性工程研究的學(xué)科體系FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性工程是可靠性工程在FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域的應(yīng)用，是可靠性理論與FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)工程相關(guān)理論的交叉邊緣性學(xué)科。從研究?jī)?nèi)容及其發(fā)展歷程上來(lái)看，F(xiàn)ALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性工程與工程力學(xué)的研究緊密相連，其學(xué)科體系的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖1所示。圖1:FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性工程學(xué)科體系如圖所示，F(xiàn)ALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性工程研究的領(lǐng)域大致可以歸結(jié)為2部分，即結(jié)構(gòu)可靠性和機(jī)構(gòu)可靠性。結(jié)構(gòu)可靠性主要研究受結(jié)構(gòu)因素影響的FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度與其承受載荷之間的關(guān)系以及由此產(chǎn)生疲勞、斷裂、過(guò)度變形等失效行為的可靠性規(guī)律。結(jié)構(gòu)可靠性問(wèn)題是FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性工程研究的基礎(chǔ)領(lǐng)域，研究起步較早。20世紀(jì)40年代末期提出的“結(jié)構(gòu)安全度”及“應(yīng)力－強(qiáng)度干涉模型”為結(jié)構(gòu)可靠性的研究奠定了理論基礎(chǔ)。由于主要涉及工程力學(xué)的靜力學(xué)理論，所以結(jié)構(gòu)可靠性問(wèn)題又可以稱為靜力學(xué)可靠性問(wèn)題。機(jī)構(gòu)可靠性主要研究機(jī)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)副系統(tǒng)在構(gòu)件幾何尺寸誤差、摩擦磨損、彈性變形等因素影響下，造成產(chǎn)品預(yù)定功能失效或故障的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)及彈塑性等方面問(wèn)題的可靠性。機(jī)構(gòu)可靠性是可靠性工程研究中相對(duì)薄弱的環(huán)節(jié)。與結(jié)構(gòu)可靠性研究相比，機(jī)構(gòu)可靠性的研究起步比較晚，是可靠性技術(shù)在FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用的新方向。根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)參數(shù)對(duì)其可靠性相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)估及分析計(jì)算的問(wèn)題可以稱之為可靠性工程第Ⅰ類問(wèn)題，此即為可靠性分析問(wèn)題。而可靠性工程的第Ⅱ類問(wèn)題是根據(jù)產(chǎn)品的可靠性相關(guān)指標(biāo)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品零部件及系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)，從而獲得兼顧可靠性要求的FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果，此即為可靠性設(shè)計(jì)問(wèn)題。可靠性分析與可靠性設(shè)計(jì)都是FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性工程研究的主要問(wèn)題，是可靠性理論與FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)工程相結(jié)合進(jìn)行研究的著眼點(diǎn)，其任務(wù)就是利用可靠性數(shù)學(xué)及其它相關(guān)理論、方法建立起FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)參數(shù)與可靠性指標(biāo)之間的定量映射關(guān)系，從而為產(chǎn)品可靠性質(zhì)量的提高提供理論依據(jù)及現(xiàn)實(shí)途徑。可靠性指標(biāo)第Ⅰ類問(wèn)題第Ⅱ類問(wèn)題結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)參數(shù)圖2FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性工程的兩類問(wèn)題嚴(yán)格來(lái)講，可靠度計(jì)算方法屬于可靠性數(shù)學(xué)理論的范疇，但是鑒于其在可靠性工程中的重要的理論基礎(chǔ)地位，在此特別予以強(qiáng)調(diào)。可靠性工程關(guān)注于產(chǎn)品具體的可靠度及失效概率值。多年來(lái)關(guān)于可靠度的定量分析計(jì)算已經(jīng)形成了一些比較成熟的方法，但是在當(dāng)前工程實(shí)際對(duì)計(jì)算精度及效率要求日益提高的情況下，對(duì)可靠度計(jì)算方法的創(chuàng)新研究也顯得日益重要。基于傳統(tǒng)的應(yīng)力－強(qiáng)度干涉模型的可靠度計(jì)算方法主要有概率解析法和近似概率法。概率解析法是基于數(shù)學(xué)概率計(jì)算理論的精確概率分析方法，而由于實(shí)際FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)和隨機(jī)變量概率分布情況的復(fù)雜性，使完全精確的概率解析計(jì)算難以實(shí)現(xiàn)。近似概率法包括基于極限狀態(tài)函數(shù)近似泰勒展開的一次二階矩法、高次高階矩法。其中高次高階矩法雖然提高了狀態(tài)函數(shù)泰勒展開的精度，但由于解析計(jì)算過(guò)程過(guò)于繁瑣導(dǎo)致新的計(jì)算誤差，故計(jì)算精度受到限制，應(yīng)用較少。目前工程實(shí)際中應(yīng)用較多的是基于極限狀態(tài)函數(shù)線性泰勒展開的一次二階矩法，包括矩分析法、變異系數(shù)法及JC法，其中JC法適用于基本隨機(jī)變量為任意分布的可靠度求解，并且運(yùn)算簡(jiǎn)捷、計(jì)算精度較高，是廣泛應(yīng)用的一種可靠度計(jì)算方法。基于大數(shù)定律的蒙特卡羅隨機(jī)抽樣模擬法也是可靠度計(jì)算的重要發(fā)展方向，尤其是20世紀(jì)90年代以后，結(jié)合先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸發(fā)展出了具有不同特點(diǎn)的多種抽樣模擬方法，包括：重要抽樣法、子集模擬法、方向抽樣法、響應(yīng)面法。目前限制該類方法發(fā)展的主要瓶頸是計(jì)算成本和計(jì)算效率問(wèn)題。另外，將有限元法與概率分析理論相結(jié)合應(yīng)用于可靠性分析的概率有限元法，對(duì)極限狀態(tài)函數(shù)難以用顯函式表達(dá)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)可靠性分析提供了有效途徑。目前，隨著FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜化，系統(tǒng)可靠性成為FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性研究發(fā)展的重要方向。但是目前針對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析的方法還很不完善，對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)評(píng)價(jià)依然比較困難。一般簡(jiǎn)單的系統(tǒng)可靠性分析主要應(yīng)用傳統(tǒng)的可靠性框圖模型（串聯(lián)系統(tǒng)、并聯(lián)系統(tǒng)、表決系統(tǒng)等），復(fù)雜系統(tǒng)可靠性分析主要應(yīng)用方法及研究方向包括故障樹分析法（FTA）、故障模式影響及危害度分析法（FME-CA）、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)分析法等。隨著可靠性技術(shù)研究的深入，單純的靜強(qiáng)度可靠性已經(jīng)不能滿足工程實(shí)踐的需要。考慮產(chǎn)品的循環(huán)交變應(yīng)力工況及零部件疲勞壽命、持久極限特性的疲勞強(qiáng)度及疲勞壽命可靠性問(wèn)題更符合工程實(shí)際要求，成為強(qiáng)度可靠性研究的重要發(fā)展方向。目前，在材料疲勞強(qiáng)度及疲勞壽命理論發(fā)展的基礎(chǔ)上，將可靠性分析技術(shù)及理論與之有機(jī)結(jié)合，建立系統(tǒng)的無(wú)限壽命疲勞可靠性及有限壽命疲勞可靠性數(shù)學(xué)模型，并尋求精確高效的分析計(jì)算方法是這方面研究的迫切需要和重要方向。近年來(lái)，隨著FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜化，系統(tǒng)可靠性研究日益受到重視。但就目前水平而言，對(duì)系統(tǒng)可靠性的研究還很不充分，尤其是對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性研究是最近十幾年才發(fā)展起來(lái)的，相關(guān)的數(shù)學(xué)建模理論及分析計(jì)算方法都處于基礎(chǔ)研究階段，有待進(jìn)一步發(fā)展。傳統(tǒng)的系統(tǒng)可靠性理論將系統(tǒng)中各組成單元的故障失效視為相互獨(dú)立，進(jìn)而基于串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)等各種理想模型進(jìn)行系統(tǒng)可靠性分析。但是事實(shí)上在一般現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，各組成單元及元器件的故障失效都是相互影響、相互關(guān)聯(lián)的，只有考慮系統(tǒng)各組成單元及元器件的故障關(guān)聯(lián)性，建立關(guān)聯(lián)系統(tǒng)可靠性模型，才能更加準(zhǔn)確地反映系統(tǒng)可靠性的真實(shí)情況。所以關(guān)聯(lián)系統(tǒng)可靠性問(wèn)題便成為目前系統(tǒng)可靠性研究的主要方向之一。另外，考慮系統(tǒng)元件對(duì)應(yīng)不同故障模式、不同失效程度的多狀態(tài)模式以及由于系統(tǒng)元件失效或性能衰退導(dǎo)致系統(tǒng)整體的性能下降且呈現(xiàn)出多個(gè)性能水平和多種失效模式，建立多狀態(tài)系統(tǒng)可靠性理論，是研究復(fù)雜系統(tǒng)可靠性的現(xiàn)實(shí)要求。當(dāng)前多狀態(tài)系統(tǒng)可靠性研究的主要困難在于多狀態(tài)系統(tǒng)的可靠性建模及狀態(tài)數(shù)目爆炸問(wèn)題，簡(jiǎn)化多狀態(tài)系統(tǒng)可靠性模型、減輕計(jì)算負(fù)擔(dān)是研究的重點(diǎn)。20世紀(jì)80年代，最早有人提出了用模糊數(shù)學(xué)方法處理可靠性設(shè)計(jì)中存在的模糊性問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外研究人士就此進(jìn)行了許多有益的探索研究［１２］。但是，由于研究起步晚、時(shí)間短，目前尚未形成完整的理論，初步的研究成果主要包括：建立模糊可靠性理論的必要性；擴(kuò)展常規(guī)可靠性指標(biāo)獲得模糊可靠度、模糊失效概率、模糊故障率等指標(biāo)；建立模糊可靠性指標(biāo)的計(jì)算公式；對(duì)簡(jiǎn)單系統(tǒng)的模糊可靠性指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。為了處理實(shí)際FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)中大量存在的模糊問(wèn)題，對(duì)工程實(shí)踐起到實(shí)際的指導(dǎo)意義，應(yīng)該充分重視模糊可靠性理論的研究和發(fā)展。2.4可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)將傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)與可靠性設(shè)計(jì)理論相結(jié)合，考慮系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的概率分布特性及產(chǎn)品可靠性指標(biāo)對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的約束指導(dǎo)作用，將可靠性指標(biāo)集成到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)或約束條件中，運(yùn)用最優(yōu)化方法得到概率意義上的產(chǎn)品最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，這就是可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)。FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題主要可分為3類：一是將可靠性指標(biāo)作為約束條件；二是將可靠性指標(biāo)作為優(yōu)化目標(biāo)；三是對(duì)系統(tǒng)可靠度進(jìn)行最優(yōu)化分配。可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)比傳統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)模式更為合理，有利于提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量、保證設(shè)計(jì)安全可靠并且提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效益，在倡導(dǎo)提高產(chǎn)品安全可靠性及降低資源消耗的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展背景下，可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)將成為FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的基本要求和必然趨勢(shì)，相關(guān)的理論研究發(fā)展便顯得尤為重要。2.5可靠性試驗(yàn)及數(shù)據(jù)積累產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)及失效數(shù)據(jù)的積累是深入研究FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性的重要條件。但是由于FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品壽命試驗(yàn)及失效破壞試驗(yàn)的經(jīng)濟(jì)成本高、時(shí)間周期長(zhǎng)，并且現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可靠性及失效數(shù)據(jù)的采集和積累難以實(shí)現(xiàn)，所以產(chǎn)品壽命及失效數(shù)據(jù)缺乏往往成為制約FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性研究的瓶頸，是中國(guó)FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性研究面臨的普遍問(wèn)題。廣大FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性研究工作者應(yīng)該樹立可靠性數(shù)據(jù)積累的長(zhǎng)期意識(shí)，通過(guò)科學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集和長(zhǎng)期積累，促進(jìn)FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性研究水平的切實(shí)提高。3.繞絲機(jī)結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)指標(biāo)3.1繞絲機(jī)結(jié)構(gòu)介紹繞絲機(jī)根據(jù)工作中的功能來(lái)劃分模塊，一共有四個(gè)模塊，分別是送絲模塊、繞制模塊、夾緊模塊、控制模塊。送絲模塊放置在機(jī)器的外側(cè)，位置相對(duì)于機(jī)架固定，但是模塊上的滑臺(tái)可以在滾珠絲杠上做來(lái)回的直線運(yùn)動(dòng)，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，完成送絲功能。送絲模塊總高度相比繞制模塊略高一些，以便于送絲，使生產(chǎn)的彈簧參數(shù)的準(zhǔn)確性較高。繞制模塊放置在機(jī)架的中央，與送絲機(jī)構(gòu)相鄰，它完成整個(gè)繞絲機(jī)最主要的功能。繞制機(jī)構(gòu)最中間的較細(xì)的軸為主動(dòng)軸，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，最終繞制出的彈簧就在這根主動(dòng)軸上；兩邊較粗的軸為壓軸，一個(gè)為帶槽壓軸，其上的槽型與要繞制的彈簧的形狀參數(shù)相匹配，能夠更好地將彈簧壓在主動(dòng)軸上，防止其產(chǎn)生滑移，另一個(gè)為光滑壓軸，主要用來(lái)平衡帶槽壓軸壓簧時(shí)產(chǎn)生的徑向力，保證繞制過(guò)程中主動(dòng)軸不會(huì)產(chǎn)生變形，按要求繞制出合格精度的斜制彈簧。這三個(gè)軸的兩端都安裝有軸承，軸承由軸和繞制臺(tái)固定，繞制臺(tái)固定在機(jī)架上。夾緊模塊安裝在繞制模塊的兩側(cè)，主要是用來(lái)完成壓簧的作用，使彈簧能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地繞制在主動(dòng)軸上。夾緊模塊的作用對(duì)象為兩根壓緊軸，采用彈簧壓緊，可以有效地減少繞制過(guò)程中出現(xiàn)卡死的現(xiàn)象，夾緊模塊對(duì)稱安裝在繞制模塊的兩側(cè)，可以更好地平衡壓緊過(guò)程中產(chǎn)生的力，防止繞制結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形。控制模塊是繞絲機(jī)的控制系統(tǒng)，主要功能是控制各硬件結(jié)構(gòu)的工作，來(lái)完成各種異型彈簧的加工繞制。控制系統(tǒng)由兩個(gè)模塊組成，一部分是控制器，用于控制執(zhí)行元件工作；另一部分是人機(jī)界面操作系統(tǒng)，用于配合操作人員的命令，輸入到控制系統(tǒng)中，并且顯示繞制過(guò)程中的數(shù)據(jù)參數(shù)及報(bào)警錯(cuò)誤，便于操作使用及檢修。自動(dòng)繞絲機(jī)三維模型結(jié)構(gòu)如圖2.3所示：圖2.3自動(dòng)繞絲機(jī)平臺(tái)三維圖3.2主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)即與繞絲機(jī)工作性能密不可分的一些技術(shù)參數(shù)。繞絲機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)有尺寸參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。(1)尺寸參數(shù)尺寸參數(shù)指的是關(guān)系繞絲機(jī)工作性能與范圍的尺寸。它是機(jī)械產(chǎn)品最重要的參數(shù)之一，若尺寸參數(shù)出現(xiàn)偏差，那么機(jī)械就會(huì)從最根本上出現(xiàn)差錯(cuò)，不但會(huì)影響工作性能，還會(huì)導(dǎo)致機(jī)械工作范圍出現(xiàn)偏差。自動(dòng)繞線機(jī)繞制產(chǎn)品主要尺寸參數(shù)范圍如下：絲線直徑0.5—1.5mm；繞制彈簧的最大外徑15mm；繞制彈簧的最大長(zhǎng)度500mm。(2)運(yùn)動(dòng)參數(shù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)表示的是與機(jī)械運(yùn)動(dòng)相關(guān)的數(shù)據(jù)，這一類數(shù)據(jù)通常是在執(zhí)行件上產(chǎn)生。本文所設(shè)計(jì)的自動(dòng)繞絲機(jī)的繞制速度控制在50—100r?min?1。(3)動(dòng)力參數(shù)動(dòng)力參數(shù)包括電動(dòng)機(jī)的功率、伺服電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩等。各傳動(dòng)件的參數(shù)都是根據(jù)動(dòng)力參數(shù)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的。動(dòng)力參數(shù)選擇的太大就會(huì)導(dǎo)致機(jī)器的體積增大，這樣不是經(jīng)濟(jì)的方法；動(dòng)力參數(shù)選擇太小會(huì)造成動(dòng)力不足，不能夠完成傳動(dòng)需要。機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力參數(shù)在第三章中計(jì)算確定。4.FALMA型繞絲機(jī)常見故障4.1FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)程序難以統(tǒng)一如設(shè)計(jì)不當(dāng)，則不論制造加工工藝多么精良先進(jìn)，產(chǎn)品都是不可靠的。由于FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品眾多，導(dǎo)致FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)模式多樣，原因就是FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)研究的范圍較廣、基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)較少、可靠性涉及的方面、種類較多等。由于FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求的變化，設(shè)計(jì)程序不會(huì)一成不變。這就要求設(shè)計(jì)人員在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和理論的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)程序統(tǒng)一。目前可以看到，有些FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)功能相同但性能不同、規(guī)格不同的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)程序也存在差別。比如外觀尺寸設(shè)計(jì)，配色選擇。FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品由于通用性差，其產(chǎn)品的構(gòu)成完全由功能決定，且動(dòng)作構(gòu)成的大部分零部件為非標(biāo)準(zhǔn)件。當(dāng)沒(méi)有獨(dú)立的設(shè)計(jì)組時(shí)，F(xiàn)ALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品線上的設(shè)計(jì)師均各自為政，造成FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品組合時(shí)產(chǎn)生混亂。4.2FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)故障復(fù)雜多樣化FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，各子系統(tǒng)的零件構(gòu)成和數(shù)量各不相同，故其復(fù)雜程度對(duì)整機(jī)的影響也不同。FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)故障具有耗損性，可能引起FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的失調(diào)、泄漏、老化、損壞和堵塞等，故障出現(xiàn)率也會(huì)隨著FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)工作的時(shí)間而發(fā)生變化，目前使用的設(shè)計(jì)分析方法是以電子產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)分部指數(shù)為基礎(chǔ)的，相關(guān)性和隨機(jī)性特征日益明顯，這些都使得對(duì)FALMA型繞絲機(jī)機(jī)電一體化系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)方面存在很大難度。FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)故障發(fā)生的形式和出現(xiàn)故障的部位等都給FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)故障的設(shè)計(jì)和分析帶來(lái)困難，增加了FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)故障分析的復(fù)雜性和難度。FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)部分出現(xiàn)故障，一般運(yùn)行部件受阻或停止，設(shè)備不能正常工作。比如FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)部分受潮或者夾入了異物，就會(huì)造成FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)不靈，有些零件會(huì)因種種原因而脫落或者出現(xiàn)變形現(xiàn)象。FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)既存在可靠性問(wèn)題，即FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)出現(xiàn)故障的時(shí)間間隔，又存在耐久性的問(wèn)題，即FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的使用壽命問(wèn)題。在使用過(guò)程中，F(xiàn)ALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)往往會(huì)出現(xiàn)未到使用壽命時(shí)發(fā)生不能正常工作的現(xiàn)象，造成經(jīng)濟(jì)損失甚至重大安全事故。可靠性設(shè)計(jì)主要解決產(chǎn)品的偶然性故障問(wèn)題，耐久性設(shè)計(jì)主要解決FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的漸變耗損故障。FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)故障的發(fā)生通常與很多因素有關(guān)，而且不同故障模式的原因也各不相同。目前，F(xiàn)ALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)多數(shù)利用的預(yù)防性維修為主的制度，系統(tǒng)和零部件的耐久性必須與預(yù)防性維修的制度相一致，因此，F(xiàn)ALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須將產(chǎn)品的可靠性與耐久性相結(jié)合。FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)于其可靠性的要求也逐步提高。FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)分析方法，大多數(shù)都不適用于FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)與分析。功能使用過(guò)程中的便捷性、易用性、直觀性是設(shè)計(jì)師必須考慮的，設(shè)計(jì)一個(gè)零件使其規(guī)格形狀完全符合規(guī)定要求，達(dá)到技術(shù)預(yù)計(jì)效果是比較困難的。現(xiàn)代FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品失效機(jī)理多樣復(fù)雜，難以收集準(zhǔn)確完整的數(shù)據(jù)，再加上，設(shè)計(jì)人員難以建立FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性模型，使得有賴于系統(tǒng)可靠性的模型預(yù)計(jì)方法難以運(yùn)用，導(dǎo)致FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性預(yù)計(jì)存在困難。為了保證FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠性要求，必將對(duì)FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)零部件的可靠性提出過(guò)于苛刻甚至難以實(shí)現(xiàn)的要求。這些導(dǎo)致了特殊元件不能產(chǎn)業(yè)化批量化生產(chǎn)，嚴(yán)重阻礙FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)工業(yè)事業(yè)的發(fā)展。5.FALMA型繞絲機(jī)常見的故障和故障排查5.1維護(hù)全繞絲機(jī)的維護(hù)工作主要由以下幾級(jí)組成：（1）日常維護(hù)：包括法蘭、工作臺(tái)、非接觸測(cè)高傳感器、CCD鏡頭等部件的清潔。工作臺(tái)、防水罩清洗，保持清潔；小心清潔CCD鏡頭、非接觸測(cè)高傳感器。（2）月度維護(hù)：拆下工作臺(tái)，超聲清洗；各運(yùn)動(dòng)軸用油槍加油脂潤(rùn)滑。包括各運(yùn)動(dòng)軸用油槍加油脂潤(rùn)滑，清潔排水過(guò)濾網(wǎng)。壓縮空氣過(guò)濾器濾芯的更換。（3）年度維護(hù)：包括空氣壓縮濾芯、UPS電池、主軸碳刷等部件的更換。UPS電池的更換。5.2故障排查全自動(dòng)繞絲機(jī)主要設(shè)計(jì)思路為模塊化設(shè)計(jì)，故障排查5.2.1由真空回路、氣路、水路異常引發(fā)的故障（1）電磁閥損壞或管道破裂、堵塞引起的真空、壓空及純水供給故障。此時(shí)需對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行更換或修復(fù)。（2）電磁閥或氣缸等執(zhí)行元件供電異常。可能由線路斷路或供電電源異常引起。（3）檢測(cè)儀器異常。常見的有真空傳感器、壓力傳感器或純水流量傳感器故障，導(dǎo)致檢測(cè)數(shù)據(jù)異常，造成當(dāng)前狀態(tài)判斷錯(cuò)誤。需對(duì)異常部件進(jìn)行更換。5.2.2運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)引起的故障（1）伺服電機(jī)步進(jìn)電機(jī)故障引起設(shè)備異常。需對(duì)電機(jī)進(jìn)行維修或更換。（2）FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)部件異常造成堵轉(zhuǎn)或丟步以及精度變差等故障主要由絲桿磨損嚴(yán)重，缺少潤(rùn)滑等原因引起。（3）運(yùn)動(dòng)反饋機(jī)構(gòu)故障例如光電限位開關(guān)失靈、編碼器故障、光柵尺粘污等都會(huì)引起機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)故障。（4）電機(jī)驅(qū)動(dòng)故障主軸以及X、Y、Z、T軸都有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)控制器，故障可能發(fā)生在驅(qū)動(dòng)控制器本身，也可能在其相關(guān)的連線。發(fā)生故障時(shí)需對(duì)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行更換，或保證線路連接正常。（5）軟件故障主要機(jī)器參數(shù)配置異常或設(shè)置參數(shù)跳變（如速度設(shè)置過(guò)快或過(guò)慢、行程設(shè)置超過(guò)范圍、運(yùn)動(dòng)加速度過(guò)大等）引起FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)異常。需按照正確的數(shù)值進(jìn)行設(shè)置（應(yīng)定期對(duì)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行備份，以便出現(xiàn)故障時(shí)恢復(fù)設(shè)備）。5.2.3PC機(jī)故障全自動(dòng)繞絲機(jī)采用上下位機(jī)同時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，上位機(jī)主要是操作系統(tǒng)以及應(yīng)用軟件，下位機(jī)主要存儲(chǔ)設(shè)備相關(guān)機(jī)器參數(shù)。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，上下位機(jī)之間會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。當(dāng)其中一個(gè)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)（包括硬件與軟件）或者上下位機(jī)之間通訊故障時(shí)，設(shè)備都無(wú)法正常運(yùn)行。出現(xiàn)計(jì)算機(jī)故障時(shí)需排查清楚是何種原因引起的。對(duì)出現(xiàn)故障的硬件需進(jìn)行修復(fù)或更換。當(dāng)軟件異常時(shí)最好按照設(shè)備說(shuō)明對(duì)系統(tǒng)或應(yīng)用程序進(jìn)行重裝。全自動(dòng)繞絲機(jī)作為后道封裝工藝的關(guān)鍵設(shè)備，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度高，其運(yùn)行的穩(wěn)定性直接關(guān)系到IC芯片的質(zhì)量。本文對(duì)0全自動(dòng)繞絲機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理進(jìn)行了系統(tǒng)介紹，結(jié)合筆者多年對(duì)繞絲機(jī)的維修經(jīng)驗(yàn)，提出了一些常見故障的解決方法，希望對(duì)繞絲機(jī)的使用人員有所幫助。6.FALMA型繞絲機(jī)常見的故障維修6.1電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)板維修（1）水閥、氣閥的更換。當(dāng)水閥或氣閥有泄漏現(xiàn)象，或動(dòng)作響應(yīng)慢甚至無(wú)響應(yīng)時(shí)，應(yīng)將其更換。（2）電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)板的更換。當(dāng)電動(dòng)機(jī)不動(dòng)或工作異常時(shí)，首先將其驅(qū)動(dòng)電路板更換，不能解決故障時(shí)，再更換電動(dòng)機(jī)。Y、Z、T軸電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)板相同，維修時(shí)可互換使用，以排除故障。互換時(shí)需要確認(rèn)板上的匹配電阻電容（圖3中可見2個(gè)紅色匹配電容），要與原板相同。圖3:步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器（3）測(cè)高板和測(cè)高傳感器的更換。當(dāng)系統(tǒng)測(cè)高時(shí)間變長(zhǎng)，且經(jīng)常報(bào)警，顯示系統(tǒng)測(cè)高失敗時(shí)，先調(diào)整測(cè)高電路板上的電位器，在GUI界面上看Light光強(qiáng)值使其為1450，再觀察測(cè)高是否正常，否則更換傳感器。換傳感器后，注意調(diào)整其高度，用治具棒調(diào)整。最后在維護(hù)界面下運(yùn)行接觸式測(cè)高和CHUCK到NCHBUTTON的高度差。圖4為測(cè)高傳感器，安裝時(shí)要求傳感器內(nèi)邊和刀片平行，圖5為調(diào)整傳感器高度用的治具。圖4測(cè)高傳感器圖5調(diào)整傳感器高度用治具6.2T軸有關(guān)的維修①限位開關(guān)的更換：當(dāng)T軸不能回原點(diǎn)時(shí)，或原點(diǎn)位置不定時(shí)考慮更換。②步進(jìn)齒帶的更換：當(dāng)能聽見電機(jī)旋轉(zhuǎn)聲，工作臺(tái)不見轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，很可能是齒帶斷裂，如是更換即可。齒帶型號(hào)：120MXL（MADEINUSA），可用寧波伏龍同步帶有限公司生產(chǎn)的120MXL替代（見圖6）。圖6步進(jìn)齒帶③鋼絲繩更換（共12根，2長(zhǎng)10短）：當(dāng)T軸有卡死，或過(guò)載現(xiàn)象，或T軸精度變差時(shí)，打開保護(hù)罩，觀察鋼絲繩的狀況，如果磨損，損壞嚴(yán)重，彈簧變松時(shí)要更換。注意方法：Ⅰ。用治具卡住齒輪盤；Ⅱ。第一根長(zhǎng)繩（右邊掛鉤，左邊掛彈簧）從絲桿的第六圈開始繞六圈；Ⅲ。空一格，繞一短繩（左邊掛鉤，右邊掛彈簧）；Ⅳ。空一格，繞一短繩（右邊掛鉤，左邊掛彈簧）；Ⅴ。重復(fù)Ⅲ、Ⅳ，將10根短繩全繞上；Ⅵ。空一格，繞最后一根長(zhǎng)繩（左邊掛鉤，右邊掛彈圖3步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器圖5調(diào)整傳感器高度用治具圖4測(cè)高傳感器圖6步進(jìn)齒帶簧），繞六圈。所有繩都遵循左高右低的原則。圖7鋼絲繩和治具④T軸電動(dòng)機(jī)更換：當(dāng)電動(dòng)機(jī)損壞不能工作，或電動(dòng)機(jī)老化轉(zhuǎn)矩變小不能拖動(dòng)負(fù)載時(shí)更換。型號(hào)：Ts3103N5037，日本多摩川制造，見圖8。圖8T軸步進(jìn)電機(jī)（5）DSP控制器的更換：排除所有原因后，故障仍不能解決，可考慮換DSP控制器，其上的接口板不需要更換。（6）主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)噪音大：切割過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵容易粘附在刀盤上，長(zhǎng)時(shí)間的積累達(dá)到一定程度時(shí)和空氣摩擦產(chǎn)生極大的噪音，用工具拆下刀盤清洗。（7）系統(tǒng)不能進(jìn)行接觸式測(cè)高：①工作臺(tái)真空吸盤下面信號(hào)線斷開，卸下吸盤，重新焊接。②接觸測(cè)高控制板壞，更換。③主軸上電刷磨損嚴(yán)重，接觸不良，致使信號(hào)不能正常接通，更換電刷。6.3x軸伺服系統(tǒng)的維修繞絲機(jī)x軸伺服系統(tǒng)由于閉環(huán)系統(tǒng)的固有復(fù)雜性以及工作負(fù)載的多變性，因此故障率要遠(yuǎn)高于其他工作軸。伺服系統(tǒng)是誤差驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)，誤差信號(hào)的產(chǎn)生和反饋信號(hào)有著直接的聯(lián)系，因此x伺服系統(tǒng)故障檢測(cè)的核心是反饋信號(hào)，以下將以水平運(yùn)動(dòng)失控故障為例討論反饋信號(hào)在維修中的重要性，同時(shí)也對(duì)參數(shù)設(shè)置所導(dǎo)致的過(guò)流過(guò)載故障加以簡(jiǎn)要說(shuō)明。6.4運(yùn)動(dòng)失控分析和維修系統(tǒng)x軸運(yùn)動(dòng)失控主要表現(xiàn)在電機(jī)位置錯(cuò)誤和運(yùn)行速度的紊亂上。其常見故障一是設(shè)備初始化時(shí)承片臺(tái)運(yùn)行方向錯(cuò)誤導(dǎo)致機(jī)器自檢失敗。二是自檢時(shí)承片臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向正確，但移動(dòng)速度失常，機(jī)器自檢失敗。6.4.1初始自檢失敗且過(guò)流保護(hù)設(shè)備初始化時(shí)承片臺(tái)全速運(yùn)動(dòng)到x軸天方向的最大坐標(biāo)位置，機(jī)器自檢失敗并且過(guò)流保護(hù)。該現(xiàn)象產(chǎn)生原因多系x軸左限位開關(guān)和光學(xué)編碼器的工作異常導(dǎo)致。x軸限位開關(guān)是一對(duì)紅外發(fā)射/接收對(duì)管的組件。當(dāng)承片臺(tái)到達(dá)x軸限位開關(guān)時(shí)，組件輸出+5V，否則輸出為0V。KS780繞絲機(jī)做初始化自檢時(shí)，x軸首先檢測(cè)左限位開關(guān)(坐標(biāo)零點(diǎn))的電平，若為0V，承片臺(tái)向左做初始化運(yùn)動(dòng)直到坐標(biāo)零點(diǎn)(相應(yīng)的組件輸出由0V跳變?yōu)?5V)，然后承片臺(tái)向右開始運(yùn)動(dòng)到初始拉絲位置(相應(yīng)的左限位組件輸出由+5V跳變?yōu)?V)，x軸自檢結(jié)束。但是初始化開始前如果x左限位開關(guān)因故障輸出為+5V，則電動(dòng)機(jī)向右全速運(yùn)動(dòng)欲釋放左邊限位，在到達(dá)右邊限位開關(guān)后電動(dòng)機(jī)由于FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)制動(dòng)被強(qiáng)制停止，這樣導(dǎo)致過(guò)流保護(hù)，機(jī)器自檢失敗。因?yàn)檫@時(shí)要求的位置在x坐標(biāo)零點(diǎn)處，而實(shí)際位置是遠(yuǎn)離要求位置，這樣導(dǎo)致誤差驅(qū)動(dòng)信號(hào)越來(lái)越大，因此承片臺(tái)全速向右運(yùn)動(dòng)。在此故障中紅外發(fā)射管的檢測(cè)和普通二極管類似。紅外接收管的檢測(cè)則有所不同，它的正向電阻一般應(yīng)大于500kΩ，且不受光照影響，而反向電阻在沒(méi)有光線直射時(shí)通常大于300kΩ，強(qiáng)光照射時(shí)電阻甚至低至幾個(gè)歐姆。6.4.2x坐標(biāo)原點(diǎn)的沖擊現(xiàn)象這和左限位開關(guān)情況類似，初始化時(shí)如果右邊限位開關(guān)始終輸出+5V，則承片臺(tái)向左沖擊到左邊限位。這種情況下x左限位開關(guān)的輸出是0V，初始化開始時(shí)承片臺(tái)將向左移動(dòng)，但是右限位因故障如果始終輸出+5V，則系統(tǒng)認(rèn)為右限位沒(méi)有釋放，而實(shí)際位置是越來(lái)越向左邊，那么驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的誤差電流也隨之增大，導(dǎo)致承片臺(tái)向左造成沖擊。該故障的另一種可能是測(cè)速計(jì)故障造成。打開伺服電動(dòng)機(jī)，可以發(fā)現(xiàn)如圖5所示的變換器，用數(shù)字萬(wàn)用表(如VictorVC9807A+)測(cè)繞組間的電阻，正常情況下相互間的阻值均為4Ω左右，如有一處繞組有斷路或短路情況發(fā)生則測(cè)速計(jì)工作異常。6.4.3x軸隨機(jī)位置自檢時(shí)承片臺(tái)先移動(dòng)到x最大坐標(biāo)處，再反向移動(dòng)停在x軸隨機(jī)位置，自檢失敗。光學(xué)編碼器輸出的兩個(gè)方波信號(hào)有缺失是導(dǎo)致上述故障的根本原因。在拉絲操作中承片臺(tái)正常停止時(shí)，光學(xué)編碼器輸出可能只有一個(gè)通道的方波，通常是通道A；但是承片臺(tái)移動(dòng)中如果僅有一路方波輸出，那么承片臺(tái)運(yùn)動(dòng)必然失控，該故障就是常出現(xiàn)的一種。實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)，自檢時(shí)承片臺(tái)運(yùn)動(dòng)的異常大多是編碼器方波輸出缺失造成。需要注意的是，維修中應(yīng)當(dāng)使用雙通道示波器同時(shí)觀察兩個(gè)方波信號(hào)，否則由于無(wú)法監(jiān)測(cè)到它們之間的相位關(guān)系而無(wú)法及時(shí)確定故障的原因。6.4.4x電動(dòng)機(jī)放大驅(qū)動(dòng)電路維修：上述故障產(chǎn)生的另一可能就是放大驅(qū)動(dòng)電路故障。x電動(dòng)機(jī)放大驅(qū)動(dòng)電路由運(yùn)放MC1436G為前置加兩級(jí)推挽功率放大電路組成。當(dāng)運(yùn)放輸出負(fù)電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，承片臺(tái)向左運(yùn)動(dòng)；輸出正電壓，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，承片臺(tái)向右運(yùn)動(dòng)。推挽電路由一對(duì)達(dá)林頓對(duì)管和一對(duì)中功率晶體管組成，這部分電路的故障還是比較容易檢查的，但是運(yùn)放本身的問(wèn)題就難處理些。所利用電壓源測(cè)試運(yùn)放的方法在實(shí)際應(yīng)用中證明是有效的，用于直流放大器故障判斷和維修使用的直流電壓源由電池組，電阻和繞線電位器組成。通過(guò)調(diào)節(jié)繞線電位器R3可以使運(yùn)放的輸入U(xiǎn)AB為0V。由直流放大器的工作原理可知，假設(shè)該放大器是正常的，在完成上述連接以后一旦給放大器加電，其輸出端電壓UCD在0V左右(對(duì)于部分有輸出調(diào)零功能的直流差分放大器，允許通過(guò)調(diào)整的方法使其輸出端電壓達(dá)到0V)，否則即可判放大器損壞。6.5過(guò)流過(guò)載的分析和維修過(guò)流過(guò)載也是KS780繞絲機(jī)運(yùn)行中的常見問(wèn)題之一，尤其當(dāng)所切割的材料硬度和厚度都比較大時(shí)更容易出現(xiàn)。其現(xiàn)象是承片臺(tái)在正常拉絲操作中突然停止，導(dǎo)致伺服電動(dòng)機(jī)的電流迅速增大而保險(xiǎn)燒毀。在更換新保險(xiǎn)絲后該問(wèn)題往往依舊頻繁出現(xiàn)，經(jīng)多次檢修和觀察后發(fā)現(xiàn)該故障的核心不是機(jī)器本身而在于切割參數(shù)的優(yōu)化。維修過(guò)程中參數(shù)選擇不當(dāng)而誘發(fā)的機(jī)器故障往往被忽略，目前在半導(dǎo)體專用設(shè)備智能化程度越來(lái)越高的情況下這類故障在維修中卻呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。實(shí)踐證明切割參數(shù)隨材料的調(diào)整和優(yōu)化將使KS780繞絲機(jī)過(guò)流過(guò)載的發(fā)生率降到最低，甚至不再出現(xiàn)。其中，兩個(gè)最主要要求優(yōu)化的參數(shù)是主軸轉(zhuǎn)速(spindlespeed)和承片臺(tái)移動(dòng)速率(feedrate)。需要說(shuō)明的是，切割參數(shù)的優(yōu)化是一件復(fù)雜的事情，作為780系統(tǒng)維修思路的一個(gè)擴(kuò)展，這里的討論只涉及參數(shù)優(yōu)化的最基本原則。對(duì)于主軸轉(zhuǎn)速而言，簡(jiǎn)單地說(shuō)，切割較軟的材料時(shí)，如GaAs，宜選擇較高的主軸轉(zhuǎn)速；而高硬度的材料，如藍(lán)寶石(sapphire)，則選擇較低的主軸轉(zhuǎn)速。比如在780系統(tǒng)中，在切割藍(lán)寶石基片時(shí)主軸轉(zhuǎn)速大約是15Kγ/min(對(duì)于2英寸的鉆石鋸刀而言)，而GaAs則是30Kγ/min。承片臺(tái)移動(dòng)速率的選擇較主軸轉(zhuǎn)速要復(fù)雜些，但是較高的移動(dòng)速率意味著短時(shí)間內(nèi)較大的晶片切割量，這樣將引起較高的溫度和較重的負(fù)載，高溫和過(guò)載是承片臺(tái)非正常停止而導(dǎo)致過(guò)流過(guò)載的重要原因之一。780系統(tǒng)在運(yùn)行中有輸入控制脈沖，其最小寬度約是0.5ms，而最大寬度約是2.5ms，這2個(gè)值意味著驅(qū)動(dòng)電流達(dá)到最大。如果控制脈沖寬度小于0.5ms或大于2.5ms，伺服電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流將超過(guò)這個(gè)最大值而引起過(guò)流過(guò)載的發(fā)生。7.總結(jié)7.1提高FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際零部件的負(fù)荷、尺寸和機(jī)構(gòu)，提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化分析，提高標(biāo)準(zhǔn)零部件的結(jié)構(gòu)工藝和可靠性，以期為可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)的最后產(chǎn)品的綠色化提供檢驗(yàn)及保障。在為開發(fā)具有多種功能的不同產(chǎn)品，不必對(duì)每種產(chǎn)品施以單獨(dú)設(shè)計(jì)，而是精心設(shè)計(jì)出多種模塊，也避免了前面所述及的系統(tǒng)組成單元數(shù)量眾多帶來(lái)的麻煩。FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的可靠性和FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化是一樣的，在產(chǎn)品進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)的同時(shí)，考慮未來(lái)FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的通用性，它對(duì)FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)是否能夠穩(wěn)定的工作起決定性作用。有了統(tǒng)一的FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)ALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊就有了統(tǒng)一的接口，F(xiàn)ALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化就更容易得以實(shí)現(xiàn)。7.2靈活增減系統(tǒng)元部件數(shù)量零件是FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)最基本的組成單元，可以根據(jù)系統(tǒng)組織關(guān)系，靈活增減系統(tǒng)元部件，來(lái)提高FALMA型繞絲機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠性。可以通過(guò)盡量減少元件數(shù)，能提高系統(tǒng)可靠性。對(duì)零件容易損壞關(guān)鍵部件進(jìn)行可靠性分析計(jì)算，進(jìn)而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行分析計(jì)算，與模塊化設(shè)計(jì)方法結(jié)合起來(lái)，避免零件材料拆卸時(shí)本身的損壞和損壞產(chǎn)品的其它結(jié)構(gòu)，可以同時(shí)滿足產(chǎn)品功能屬性和環(huán)境屬性，盡可能優(yōu)先選擇易于分離的搭扣式連