機(jī)床電氣故障的快速排除

中電科技集團(tuán)第45 研究所 (北京 065201)房澤林

我所的機(jī)械零件加工設(shè)備主要是由普通機(jī)床和加工中心兩部分組成。這些設(shè)備都是由電氣控制系統(tǒng)來驅(qū)動各類不同型號大小的電動機(jī)傳動主軸和工作臺的運(yùn)動，帶動刀具(如:車刀、銑刀、鉆頭及砂輪等)進(jìn)行切削零件來加工完成的，因此，電氣維修工作者如何才能在短時間內(nèi)快速、準(zhǔn)確地排除機(jī)床電氣故障是一個很重要的關(guān)鍵性問題?？焖倥懦龣C(jī)床故障是對一個維修人員的理論水平、實(shí)際工作水平、工作能力和工作經(jīng)驗(yàn)的考驗(yàn)和挑戰(zhàn)。筆者工作30 多年來，一直從事機(jī)床電氣維修工作，在不斷的學(xué)習(xí)、工作、實(shí)踐中集累了一些工作方法和淺薄的工作經(jīng)驗(yàn)，在此和同行共同探討。筆者在機(jī)床設(shè)備的電氣維修過程中，主要采用的維修方法可歸納為4 種:單刀直入法、倒序分析法、分段查找法及綜合分析法。

1.單刀直入法

因不同機(jī)床設(shè)備的內(nèi)部電路設(shè)計(jì)各異，復(fù)雜程度也各有不相同，因此要區(qū)別對待，具體問題具體分析。單刀直入法是一種最直接的檢查方法，采用此方法處理問題時要做到以下幾點(diǎn):

(1)要以詢問的方式多與操作人員進(jìn)行溝通，全面了解故障發(fā)生時的操作過程，掌握機(jī)床故障的狀態(tài)和出現(xiàn)的情況。根據(jù)這些內(nèi)容初步分析操作過程與故障之間的關(guān)系。

(2)了解熟悉電氣原理圖和工作原理，分清電源的來向，弄清楚主電路電壓和控制電路的電壓值，采用“先頭尾、再中間”的方式檢查故障。(頭是指:電源、開關(guān)、保險部分。尾是指:驅(qū)動電動機(jī)部分。中間是指:驅(qū)動電氣控制和線路部分)。先查主線路再查控制電路，根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，通常機(jī)床發(fā)生故障的位置大部分是在控制電路中。對于控制電路部分要認(rèn)真地逐點(diǎn)檢查。主要檢查與故障有關(guān)的以及相互關(guān)聯(lián)的電路，包括各機(jī)械手柄位置是否正確，各聯(lián)鎖開關(guān)、液壓開關(guān)、氣動開關(guān)、過電流繼電器、限位開關(guān)、傳感器等是否正常。各與其相關(guān)的接觸器、中間繼電器常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)是否接觸良好。既要耐心又要仔細(xì)，逐段逐點(diǎn)地檢查，排除故障。

案例分析:本所的一臺X52K 立式銑床，主軸工作正常，起動工作臺電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工作正常，但工作臺X、Y、Z 三個方向都不能動作，經(jīng)檢查沒有發(fā)現(xiàn)任何一個繼電器有故障，均工作正常，最后檢查發(fā)現(xiàn)機(jī)床回轉(zhuǎn)工作臺開關(guān)被開啟閉合，造成機(jī)床工作臺不能正常工作，將回轉(zhuǎn)工作臺開關(guān)斷開后機(jī)床工作臺才可工作(回轉(zhuǎn)工作臺的作用是保障在工作臺上回旋盤加工回轉(zhuǎn)面銑圓槽或同圓內(nèi)銑孔時不能偏移)。所以操作時必須先將各開關(guān)和手柄扳到正確的位置，避免人為的故障發(fā)生。

2.倒序檢查法

倒序檢查法是先檢查被控電器的末端(注意:首先檢查電源部分是否有電，才可進(jìn)行下一步)，仍然先找出故障發(fā)生被控制的電器，如電動機(jī)，根據(jù)控制電動機(jī)的接觸器反向按各個開關(guān)觸點(diǎn)排查，并做好相應(yīng)的記錄，并結(jié)合分段檢查法對每一個相關(guān)的常開、常閉觸點(diǎn)和相聯(lián)接的接線點(diǎn)進(jìn)行排查。我所進(jìn)口的俄羅斯立式銑床電氣控制柜內(nèi)有40 多個繼電器，電路控制比較復(fù)雜，是全俄文資料沒有中文翻譯資料說明。機(jī)床發(fā)生故障每次修復(fù)時很是棘手，完全是靠多年工作經(jīng)驗(yàn)采用倒序檢查法來排除故障，首先了解掌握發(fā)生故障的不工作的電動機(jī)是起什么作用的;然后根據(jù)控制電動機(jī)的接觸器反向逐點(diǎn)排查，把各相關(guān)的開關(guān)、觸點(diǎn)逐步檢查最終找出故障點(diǎn)解決問題。

3.分段查找法

此種方法是屬于分段進(jìn)行工作的一種形式，采用各個擊破的手段來分析解決問題。此方法首先根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)將機(jī)床故障點(diǎn)大概確定一個范圍，然后對與故障點(diǎn)相關(guān)的各類開關(guān)、接觸器、繼電器的常開點(diǎn)和常閉點(diǎn)一一檢查。

案例分析:我所俄立式加工中心設(shè)備是FANUCM—0i 系統(tǒng)控制器，在主軸與刀庫換刀時工作一半時突然停止不能正常工作也沒有報(bào)警，停機(jī)后重新起動不能工作，并且仍沒有報(bào)警，分別采用自動和手動給工作指令都不能動作，采取強(qiáng)制的方法按壓相應(yīng)的機(jī)械手電磁閥可使機(jī)械手分段工作，機(jī)械手只是去刀庫抓刀時不能向下返程的，根據(jù)這一情況對相應(yīng)的電磁閥進(jìn)行了檢查，在檢查中發(fā)現(xiàn)去刀庫的電磁閥原有的一個消頻二級管短路使得相應(yīng)的KA13 繼電器長開點(diǎn)因過大電流而燒毀，導(dǎo)致了機(jī)械手故障的發(fā)生。經(jīng)過分段逐級的檢查才找到了故障點(diǎn)，解決了問題，使設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)備出了問題不能盲目去修，要有一定的判斷力和分析能力，并結(jié)合上述的兩種方法進(jìn)行故障排查。

4.綜合分析法

此方法涉及知識面廣，維修人員應(yīng)具備較強(qiáng)的判斷能力和分析能力，對機(jī)床的整個電氣控制系統(tǒng)完全了解，思路清晰明確。

案例分析:我所于2007 年購置的一臺沈陽中捷機(jī)床廠生產(chǎn)的 VMC1410 數(shù)控加工中心，采用FANUC0i—MC 系統(tǒng)，開機(jī)時機(jī)床正常工作，但每次機(jī)械手換刀時都被卡住，刀具Z 軸位置不正確，離換刀點(diǎn)上下相差3～6mm。我們對數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行檢查，無任何問題，其他電器也均工作正常。每次維修只是人為地用手動的方法將其恢復(fù)，此問題困擾我們許久。一次，操作人員開機(jī)時發(fā)現(xiàn)機(jī)床返參考原點(diǎn)時Z 軸總是有偏差，回不到“0”點(diǎn)位，時高時低且不固定;而X 和Y 軸都可以回到“0”點(diǎn)位，并且每重開一次機(jī)Z 軸回參考點(diǎn)的數(shù)值和位置都不相同，沒有任何報(bào)警。與設(shè)備的制造廠家聯(lián)系后，廠家給我們維修指導(dǎo):①檢查編碼器電纜是否接地良好。②Z 軸回“0”點(diǎn)開關(guān)是否良好。③編碼器聯(lián)接軸是否松動。我們按照廠家提供的方法進(jìn)行了全方位的檢查，問題仍沒能夠得以解決，故障沒有被排除。以上的幾種方法都不能排除故障，是不是還有別的問題沒被發(fā)現(xiàn)?經(jīng)過上述的故障綜合分析，筆者認(rèn)為故障可能出現(xiàn)在編碼器屏蔽電纜上，因?yàn)閆軸的上下運(yùn)動工作完全靠編碼器的反饋信號來完成給定的指令，一旦編碼器接不到指令或不能正確地反饋信號時都會影響機(jī)床正常工作。根據(jù)這一判斷我們將編碼器電纜兩端聯(lián)接插頭拆開，發(fā)現(xiàn)編碼器端有兩根線似接非接，Z 軸模塊驅(qū)動器端有一根反饋線已被折斷，經(jīng)重新焊接線后機(jī)床Z 軸返回參考點(diǎn)回“0”正常，X、Y 軸也返參考點(diǎn)正常，并且機(jī)械手換刀位置準(zhǔn)確，不再出現(xiàn)卡刀問題，機(jī)床工作一切恢復(fù)正常，我們成功地排除了困擾我們許久的故障。

作為一名維修工作者，除了要有一定的專業(yè)技術(shù)知識和技術(shù)水平外，重要的是要在工作實(shí)際中鍛煉自己分析問題和解決問題的能力。對于一些開始學(xué)習(xí)機(jī)床電氣維修的人員，在遇到機(jī)床故障時往往不知如何下手，常常胡子眉毛一把抓，勞神費(fèi)力修了很長時間，找不到故障點(diǎn)，不能很快修復(fù)設(shè)備，既耽誤時間又影響生產(chǎn)。維修人員首先必須要保持頭腦清楚、思路清晰、有平和的心態(tài)，具有綜合分析能力、現(xiàn)場觀察能力及判斷能力;其次要善于思考、積累、總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，廣泛學(xué)習(xí)各方面知識，比如:機(jī)械、液壓、氣動、計(jì)算機(jī)等各方面知識。另外遇到機(jī)床故障和問題時要有一股子鉆勁、要有耐心、有責(zé)任心，不怕困難、能吃苦，敢挑戰(zhàn)，要有戰(zhàn)勝困難的勇氣和信心。

機(jī)床的電氣維修是一個很細(xì)密的工作，一定要仔細(xì)認(rèn)真，稍有不甚將產(chǎn)生不良的嚴(yán)重后果。因此在故障檢查時要注意做好記錄，寫明發(fā)生故障的狀態(tài)情況、發(fā)生故障的原因、解決問題的方法和結(jié)果，可為以后的維修作參考，同時也是一個經(jīng)驗(yàn)的積累和總結(jié)。

總之，作為一名電氣維修工作者要膽大心細(xì)，頭腦冷靜，要廣泛虛心地學(xué)習(xí)各種與維修相關(guān)的知識，考慮問題要思路開闊。筆者在電氣維修的過程中始終遵循的原則是:“先查電、后查機(jī)”，最終解決問題排除故障。