數(shù)控機床故障診斷與典型故障排除

商丘技師學(xué)院 劉姣艷商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院 黃曼霞

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數(shù)控機床故障診斷與典型故障排除

商丘技師學(xué)院 劉姣艷
商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院 黃曼霞

【摘要】不同類型的數(shù)控機床，結(jié)構(gòu)和性能存在較大差別，但在故障診斷與排除方面有共同規(guī)律可循。數(shù)控機床維修是集伺服系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、可編程控制器及精密機械等多種技術(shù)于一體的機電一體化設(shè)備。數(shù)控機床故障診斷原則。數(shù)控機床典型故障解析。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控系統(tǒng)；維修；故障；診斷；解析

不同類型的數(shù)控機床，結(jié)構(gòu)和性能存在較大差別，但在故障診斷與排除方面有共同規(guī)律可循。筆者通過實踐經(jīng)驗，歸納總結(jié)了一些共性特點以及數(shù)控機床故障診斷原則與典型故障排除方法。

1 數(shù)控機床的維修特點及步驟

1.1 數(shù)控機床維修的基本特點

數(shù)控機床維修是集伺服系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、可編程控制器及精密機械等多種技術(shù)于一體的機電一體化設(shè)備。數(shù)控機床維修應(yīng)遵循：首先，要掌握位置檢測、伺服驅(qū)動、輔助控制、數(shù)控系統(tǒng)的特點、工作原理及常見故障處理；其次，要知道充分利用PLC、NC提供的故障信息代碼來查找故障。

1.2 數(shù)控機床維修的基本步驟

首先，做好現(xiàn)場調(diào)查和信息收集，仔細詢問操作人員產(chǎn)生故障的背景情況，對故障現(xiàn)象做出初步判定。其次，根據(jù)故障現(xiàn)象進行針對維修。逐步縮小查找范圍，確定故障具體位置，采取正確處理措施。最后，故障排除試車后，應(yīng)及時向操作人員講清故障起因及發(fā)生故障的典型前兆，避免發(fā)生類似故障。同時做好維修記錄，積累技術(shù)資料。

2 數(shù)控機床故障診斷原則

2.1 先外后內(nèi)

外部硬件引起的故障是數(shù)控修理中的常見故障。一般都是由電氣執(zhí)行元件、氣液系統(tǒng)、檢測開關(guān)、機械裝置出現(xiàn)問題引起的，這類故障往往可通過報警信息查找故障原因。維修人員掌握先外部后內(nèi)部的原則，即采用望、聞、聽、問等方法，由外向里逐漸進行排查，縮小診斷范圍。

2.2 先機后電

由于數(shù)控機床是一種技術(shù)復(fù)雜、自動化程度高的先進機械加工設(shè)備。機械部分組成相對簡單，機械故障較易發(fā)現(xiàn)，可參照普通機床故障處理方法；而系統(tǒng)故障往往有較深的隱蔽性，診斷難度相應(yīng)要大。

2.3 先靜后動

維修人員不可盲目下手，避免擴大故障，應(yīng)首先詢問操作人員故障發(fā)生的初始狀態(tài)表現(xiàn)，仔細閱讀說明書、技術(shù)資料，然后方可動手查找排除故障。

2.4 先公后專

公用性問題會影響到整臺設(shè)備，而專用性問題只影響局部功能。

2.5 先簡后繁

出現(xiàn)多種故障互相交織、層層遮掩時，應(yīng)先解決簡單問題，后解決復(fù)雜問題。往往在解決簡單故障的過程中，復(fù)雜問題可能變的相對容易。理清了思路，難度較大的就變成了容易解決的問題。

2.6 先一般后特殊

排除某一故障時，首先要根據(jù)嫻熟的技術(shù)技能和工作經(jīng)驗考慮最常見的可能原因，然后結(jié)合電路具體分析特殊原因。

3 數(shù)控機床典型故障解析

3.1 換刀裝置故障

數(shù)控車床換刀一般過程是﹕換刀電機接到換刀信號后，通過蝸輪蝸桿減速帶動刀架旋轉(zhuǎn)，由霍爾元件發(fā)出刀位信號，數(shù)控系統(tǒng)再利用這個信號與目標(biāo)值進行比較以判斷刀具是否到位。刀換到位后，電機反轉(zhuǎn)縮緊刀架。維修過程中遇到過以下幾種故障現(xiàn)象。

故障一：一臺四刀位數(shù)控車床，找不到一號刀位，其它刀位正常。

故障分析：由于只有一號刀找不到刀位，可以排除機械問題，確定就是電氣故障?？赡苁窃摰段换魻栐爸車€路出現(xiàn)問題，導(dǎo)致該刀位信號不能輸送給PLC。用萬用表檢查發(fā)現(xiàn)﹕1號刀位霍爾元件的24V供電正常，GND線路為正常，T1信號線正常。判定霍爾元件損壞導(dǎo)致該刀位信號異常。

解決辦法：更換新的霍爾元件后故障排除。

故障二：一臺六刀位數(shù)控車床，所有刀位都找不到，系統(tǒng)報警：換刀超時。

故障分析：仍可以排除機械故障，歸于電氣故障。故障原因有以下幾種：①磁性元件脫落；②六個霍爾元件全部損壞；③霍爾元件線路開路。利用萬用表對霍爾元件供電線路檢查﹕刀架檢測線路電壓為0V，其它線路均正常。發(fā)現(xiàn)從電氣柜引出的24V線頭脫落，由此判斷該線斷線造成故障。

解決辦法：利用導(dǎo)線替代斷線，故障排除。

故障三：一臺配有FANUC-0imate系統(tǒng)的六刀位車床，選刀正常，但不能正常鎖緊。系統(tǒng)報警﹕換刀超時。

故障分析：選刀正常，說明蝸輪蝸桿傳動正常；不能反向鎖緊，初步定為電氣問題。在刀架控制電氣圖上，發(fā)現(xiàn)刀具反向鎖緊到位信號是由一個位置開關(guān)控制發(fā)出的，懷疑該開關(guān)線路存在問題。利用萬用表檢查線路無開路短路，手按位置開關(guān)，觀察梯形圖顯示有信號輸入，遂排除電氣線路問題。判斷是否擋塊不到位，觸碰不到位置開關(guān)，把擋塊螺栓擰緊，試換刀一次正常。再換一次刀，原故障重現(xiàn)，同時發(fā)現(xiàn)蝸桿端軸套打滑并，把該軸套進行軸向定位處理，結(jié)果刀架鎖緊正常。

解決辦法：對軸套軸向定位，故障解決。

3.2 穩(wěn)壓電源故障

故障現(xiàn)象：照明燈突然不亮，操作面板燈也不亮，系統(tǒng)電源正常，同時系統(tǒng)急停報警。

故障分析：經(jīng)詢問操作人員，沒有違規(guī)操作，排除人為原因。該機床的電器原理圖顯示，這些失電區(qū)域都與24V有關(guān)，并且該機床擁有兩個穩(wěn)壓電源，一個是I/O接口電源，另一個為系統(tǒng)電源。失電區(qū)域都與I/O接口有關(guān)，于是打開電氣柜觀察發(fā)現(xiàn)I/O接口穩(wěn)壓電源指示燈未能點亮，說明該電源不正常。試著把電源輸出線路拆下，結(jié)果重新上電后電源指示燈亮了，說明電源本身沒有損壞。通過分析得知該電源為I/O接口電源，負載不大，也不會出現(xiàn)過載現(xiàn)象，應(yīng)該是輸出回路中有短路故障。檢查發(fā)現(xiàn)有一根24V+輸出線接頭暴露接觸機床床體發(fā)生對地短路，該穩(wěn)壓電源處于自我保護狀態(tài)，使得操作面板和一些I/O接口繼電器供電停止。

解決辦法：用絕緣膠布把接頭處包好，重新上電開機，所有故障解決。

3.3 系統(tǒng)程序鎖故障

故障現(xiàn)象：一臺數(shù)控車，配有FANUC-0i-mate系統(tǒng)，無法輸入對刀值等參數(shù)，不能編輯程序，并伴有報警。

故障分析：對此現(xiàn)象首先想到了程序保護開關(guān)，懷疑系統(tǒng)鎖開關(guān)壞了。但經(jīng)過短接，仍不正常。通過觀察故障系統(tǒng)的梯形圖發(fā)現(xiàn)X56輸入點無信號輸入，說明這條輸入線路斷路。沿著這條線號檢查，發(fā)現(xiàn)操作面板后面選軸開關(guān)接頭處線頭脫落，導(dǎo)致線路無法輸入信號，使PLC邏輯關(guān)系不正確，出現(xiàn)以上故障。

解決辦法：焊接脫落線頭，報警解除，參數(shù)輸入正常，故障消失。

4 結(jié)束語

以上維修案例，不可能面面俱到，僅作維修類似故障參考。要分析每一種可能性，如一個開關(guān)、一段線頭、一處油污、一顆螺釘都可能是故障誘因，機床維修沒有范本，唯有不斷總結(jié)經(jīng)驗才能提高維修效率。

參考文獻

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［5］付芩.數(shù)控機床的調(diào)試及故障排除［J］.中國設(shè)備工程.2010，（11）.

作者簡介：

劉姣艷（1982—），女，河南駐馬店人，大學(xué)本科，學(xué)士學(xué)位，助理講師，長期從事機電類等課程教學(xué)與研究。

黃曼霞（1964—），女，壯族，廣西扶綏人，大學(xué)本科，學(xué)士學(xué)位，高級講師，長期從事數(shù)學(xué)、計算機等課程教學(xué)與研究。