數(shù)控設(shè)備故障維修及使用管理經(jīng)驗

鄭建軍，姚衛(wèi)東

（河北宣化工程機械股份有限公司，河北 宣化 075105）

河北宣化工程機械股份有限公司現(xiàn)有各種數(shù)控設(shè)備近百臺，在使用過程中，難免會出現(xiàn)各種各樣的故障。

1．典型故障分析及排除

故障1：大件分廠BX100P臥式加工中心B軸轉(zhuǎn)動不停。

故障分析：該臥式加工中心是公司1988年從日本引進的，其數(shù)控系統(tǒng)是FANUC11M，共有X、Y、Z、W、B五個伺服軸，其中B軸為工作臺的旋轉(zhuǎn)軸，從故障現(xiàn)象分析B軸的位置反饋元件有問題（其位置反饋元件是感應(yīng)同步器），當測量該感應(yīng)同步器定尺上的兩組線圈（正弦繞組、余弦繞組）時，發(fā)現(xiàn)正弦繞組與機床外殼的阻值為零，由于該感應(yīng)同步器和旋轉(zhuǎn)工作臺裝配在一起，且該工作臺的機械結(jié)構(gòu)又比較特殊，于是與某機電設(shè)備有限公司聯(lián)系，由其負責工作臺機械部分的拆裝，當打開保護感應(yīng)同步器的鐵質(zhì)圓盤時，有大量的機油流出，用棉紗擦拭后，發(fā)現(xiàn)定尺繞組是由一層鋁箔緊密包裹著的，為尋找短路點只能把這層鋁箔破壞，小心地揭開，只見定尺繞組由許多直徑細小的線圈組成，而線圈外部又浸了一層絕緣膜起保護作用，重新測量正弦繞組與機床外殼的阻值為無窮大。這樣短路點就找到了，原因是定尺繞組長期浸泡在機油中造成絕緣膜破壞，與鋁箔直接短接，而鋁箔又與起保護作用的鐵質(zhì)圓盤相連，從而造成短路。由于鋁箔損壞已無法恢復(fù)，故重新更換油封，安裝工作臺后試車，一切正常。

故障2：下料分廠ATC-3700板材加工中心開機回參考點后，執(zhí)行加工程序，當執(zhí)行到第3步時，G01Y420.1F2500時突然停車，顯示器的報警信息為“急停”、“OPERATOR PROTECTION DEVICE FAULTEDON”（操作者保護裝置打開）。

故障分析：首先進行系統(tǒng)復(fù)位，判斷該故障是硬件故障還是軟件故障，復(fù)位后報警信息消除了，重新運行程序時，故障又在程序的第3步出現(xiàn)，因此，可認定該故障是硬件故障。解決問題還得從報警信息入手：（1）操作者保護裝置打開，是指8個方向的紅外線傳感器，即SQ42778#X 10.4前左上、SQ43780#X6.4前右上、SQ44782#X4.2前左下、SQ45784#X4.6前右下、SQ46785#X19.2后左上、SQ47788#X19.3后右上、SQ48790#X19.5后左下、SQ49792#X19.7后右下，以及前面的防護罩保護開關(guān)SQ32744#X0.7。機床斷電后測量這8個傳感器及保護開關(guān)，未發(fā)現(xiàn)短路、斷路故障，機床重新上電運行程序，在PLC梯圖畫面觀察這8個傳感器及防護罩保護開關(guān)的狀態(tài)，當出現(xiàn)報警時梯圖中這8個傳感器的常閉點（ ）瞬間閉合造成保護裝置動作，之后這8個傳感器瞬間又恢復(fù)到原始狀態(tài)。而防護罩保護開關(guān)的動作正常；（2）在沒有出現(xiàn)故障前，測試778#——792#信號與零線104#的電壓值均為23.7V（DC），而在出現(xiàn)故障時分別測試這8顆信號線與零線104#的電壓值也為23.7V（DC）；（3）在診斷及梯圖的畫面下逐個測試這8個紅外線傳感器的動作狀態(tài)，當檢測到SQ42X10.4時，正常狀態(tài)時在梯圖畫面上其常閉點（ ）是斷開的，但實際動作時卻有時瞬時閉合，造成報警故障。因此可判斷該傳感器性能不良，由于當時沒有該傳感器的備件，只能拆下該傳感器，把其信號線778#與另一傳感器信號線784#連接，之后試車一切正常，故障再未發(fā)生。

故障3：下料分廠板材加工中心ATC-3700等離子電源不能啟動，故障指示燈FAULT3點亮。

故障分析：該加工中心的數(shù)控系統(tǒng)是FANUC-00P，等離子電源的型號為IC-300，在解決故障前先簡要介紹等離子的工作過程：在混合氣體上施加電壓，只有極少的電流通過氣體，但是當在氣體中每1cm間施加3kV以上的高電壓時，由于電絕緣體被破壞，從而引起火花放電，并且由焦耳發(fā)熱（電阻發(fā)熱）維持高溫等離子而持續(xù)放電，稱為弧光放電，產(chǎn)生強烈光和熱的部分就是等離子弧。在等離子切割中，等離子割炬內(nèi)部的電極與母體材料（水電纜） 間產(chǎn)生弧光放電，將送入割炬的工作氣體等離子化，進而通過包圍電極配置的噴嘴，將等離子弧收縮變細，形成高溫、高速氣流吹到鋼板上進行熱熔切割，此時在噴嘴出口附近，等離子流的溫度超過20 000℃，速度達到3km/s。處理方法：①查閱電器說明書及電氣原理圖可知，F(xiàn)AULT3故障燈點亮表明是接地或沖擊電流過大故障。按照原理圖所指檢查FU39熔斷器，發(fā)現(xiàn)其熔絲已燒斷，更換后等離子電源能夠啟動，但是當切割工件時割嘴卻沒有引弧噴出，觀察高頻打火器發(fā)現(xiàn)其能夠打火、放電，則排除了電極與高頻打火器有故障的可能性。②檢查水箱中的蒸餾水容量、pH值及水電纜，未發(fā)現(xiàn)問題。③拆下割嘴護罩，檢查割嘴時發(fā)現(xiàn)其有一細小的裂紋，于是拆開割炬深入檢查，只見兩個密封圈中有一個邊緣已經(jīng)磨損，向外漏水，通過割嘴流到工件上從而造成接地故障，重新更換割嘴及密封圈后試車，故障排除，一切正常。

故障4：大件分廠臥式加工中心BX110P-Ⅱ，在執(zhí)行加工程序時顯示器出現(xiàn)報警信息“ALM923”，而且顯示器的畫面也不能正常切換，關(guān)斷電源后再給機床上電，又能執(zhí)行程序。

故障分析：該加工中心的數(shù)控系統(tǒng)是FANUC11M，出現(xiàn)的報警信息“ALM923”表明數(shù)控系統(tǒng)的RAM出現(xiàn)奇偶錯誤，這一報警多發(fā)生于系統(tǒng)電池失效或不正確的更換電池后，但偶爾也有電池接觸不良、外部干擾、電池單元連線脫落等偶然因素影響RAM數(shù)據(jù)，逐一檢查后未發(fā)現(xiàn)故障原因，于是懷疑是軟件出錯，同時按住系統(tǒng)操作面板的DELETE與RESET鍵接通電源，對系統(tǒng)的參數(shù)、用戶程序的存儲器進行清除后，重新輸入?yún)?shù)與程序，機床正常工作。但第二天同樣的故障又出現(xiàn)，因此認為不是軟件方面故障，而是ROM/RAM板有問題，更換ROM/RAM存儲板后試車，一切正常，故障再未出現(xiàn)。

2．數(shù)控設(shè)備的管理和使用

（1）認真理解掌握數(shù)控設(shè)備的原理及性能

數(shù)控設(shè)備在生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大作用，它的故障停機率高低與使用中維護保養(yǎng)的好壞有著很大的關(guān)系。這就要求數(shù)控維修人員必須熟悉設(shè)備的各類圖紙資料，掌握其工作原理性能，同時還應(yīng)具備一定的機械、液壓等專業(yè)知識，以提高自身的邏輯判斷及綜合分析能力。要深入設(shè)備現(xiàn)場（特別是設(shè)備安裝時期），了解數(shù)控設(shè)備的動作過程及各部分的前后關(guān)系，以便在維修時建立正確的邏輯思維方式。要定期對數(shù)控設(shè)備的機械、液壓、氣動、潤滑部分、數(shù)控裝置及電氣、主軸電機、伺服電機和反饋檢測元件進行檢查和必要的調(diào)整。數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時，要立足于現(xiàn)有資料和系統(tǒng)提供的自診斷手段，耐心分析，準確及時排除故障。

（2）正確使用好數(shù)控設(shè)備

數(shù)控設(shè)備的操作人員在使用設(shè)備時，首先要了解設(shè)備的基本原理，還要認真掌握數(shù)控設(shè)備的各種加工性能，要按照數(shù)控設(shè)備的操作規(guī)程、各項技術(shù)要求及加工工藝進行工作。嚴禁精車粗用，對不具備加工條件的殘次品應(yīng)退返上道工序，以保證數(shù)控設(shè)備的加工精度。

（3）充分提高數(shù)控設(shè)備的利用率

要提高數(shù)控設(shè)備的利用率，除要求操作人員熟練掌握數(shù)控設(shè)備的性能、合理使用數(shù)控設(shè)備外，數(shù)控設(shè)備還應(yīng)具有良好的電壓品質(zhì)及各控制系統(tǒng)相互間的屏蔽，特別是交流變頻系統(tǒng)對其他系統(tǒng)的高次諧波干擾。為保證數(shù)控設(shè)備可靠運行，設(shè)備還應(yīng)有良好的接地，要使用合適的潤滑油并定期進行油質(zhì)檢查（特別是冬、夏兩季要注意油質(zhì)的黏稠度變化），以保證液壓系統(tǒng)正常工作，要保證數(shù)控設(shè)備周圍環(huán)境的干燥和清潔，并保證電控柜有良好的通風。此外，不少數(shù)控設(shè)備采用鋰電池保護機床參數(shù)及PLC程序，而鋰電池是有壽命的，要經(jīng)常檢查鋰電池的電壓，以防電壓下降造成參數(shù)、PLC程序的丟失；對長期停用的數(shù)控設(shè)備，應(yīng)定期給數(shù)控設(shè)備通電或開機進行功能試驗，這樣可大大延長數(shù)控設(shè)備的使用壽命。

3．結(jié)論

數(shù)控設(shè)備的維修要求維修人員不但要掌握系統(tǒng)各部分的工作原理和設(shè)備的機械結(jié)構(gòu)，還要了解設(shè)備的操作方法、動作順序并對故障現(xiàn)象做充分的調(diào)查，最后分析可能造成故障的各種因素，并進行實際檢查和維修。維修時要注意設(shè)備動作的上、下過程，掌握其特點，檢查數(shù)控系統(tǒng)是否將信號輸出到設(shè)備上，設(shè)備的開關(guān)信號是否已輸入到數(shù)控系統(tǒng)等。要充分利用系統(tǒng)的軟件報警功能和狀態(tài)顯示的自診斷功能來解決一些技術(shù)故障。日常管理及使用要嚴格按照操作規(guī)程及技術(shù)保養(yǎng)要求執(zhí)行。