數(shù)控機(jī)床維修的具體措施分析

杜世法（渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧興城125105）

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數(shù)控機(jī)床維修的具體措施分析

杜世法
（渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧興城125105）

摘要：在數(shù)控機(jī)床的使用過程中，設(shè)備的故障排除是非常重要的方面。針對數(shù)控機(jī)床的多發(fā)故障，結(jié)合數(shù)控設(shè)備維修實際案例，列舉了電源類故障、伺服驅(qū)動類故障和輸入輸出開關(guān)類故障的產(chǎn)生原因，并針對故障成因制訂具體的維修措施，保證數(shù)控設(shè)備的故障能夠得到有效維修，對數(shù)控機(jī)床的維護(hù)維修領(lǐng)域具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；故障維修；措施

數(shù)控機(jī)床作為自動控制的精密設(shè)備，在運行過程中受到運行電壓、運行環(huán)境以及操作手法等多種因素的影響，容易出現(xiàn)各種故障，造成數(shù)控設(shè)備無法工作。為了提高數(shù)控設(shè)備的運行效率，加快維修進(jìn)度，在維修過程中應(yīng)首先對故障進(jìn)行分類。本文結(jié)合生產(chǎn)實際案例，列舉了數(shù)控設(shè)備中多發(fā)的電源類、伺服驅(qū)動類、輸入輸出開關(guān)類三種多發(fā)故障，并有針對性的提出了具體的維修措施。

1　數(shù)控設(shè)備的電源故障及維修措施分析

在數(shù)控機(jī)床運行過程中，充足穩(wěn)定的電力供應(yīng)是保證數(shù)控設(shè)備安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。但是從數(shù)控設(shè)備的實際運行來看，電源故障是比較常見的故障之一，對數(shù)控設(shè)備的運行有著重要影響?；跀?shù)控設(shè)備的運行實際，以及數(shù)控設(shè)備的電源匹配情況，電源故障的維修應(yīng)從以下兩方面入手。

1.1檢查電源匹配情況

數(shù)控機(jī)床中各用電設(shè)備所需電源的電壓及種類各不相同，例如數(shù)控系統(tǒng)一般需要24 V直流電，伺服驅(qū)動器的動力電一般需要200～220 V交流電，主軸變頻器需要380 V交流電，接觸器線圈端一般需要110 V或220 V交流電。而外部送至數(shù)控機(jī)床的電源只有380 V動力電，故在機(jī)床電柜內(nèi)一般會有一至兩個變壓器將380 V交流電變壓成各設(shè)備所需的電壓，同時還有直流穩(wěn)壓電源負(fù)責(zé)把220 V交流電轉(zhuǎn)換為24 V直流電供給數(shù)控系統(tǒng)裝置和各繼電器、傳感器使用。一旦外部電源出現(xiàn)波動，會造成電壓不穩(wěn)的情況出現(xiàn)，進(jìn)而會影響到電柜內(nèi)各用電部件的正常工作，造成數(shù)控設(shè)備工作狀態(tài)不穩(wěn)定。因此若機(jī)床出現(xiàn)開不了機(jī)或工作不穩(wěn)定的情況，首先需要檢測進(jìn)電電壓與各部件的工作電壓是否在正常范圍之內(nèi)，做到提高電源品質(zhì)，保證設(shè)備正常穩(wěn)定運行。

1.2檢查電源線路是否存在虛接

經(jīng)過檢查如果發(fā)現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的電源匹配沒問題，接下來應(yīng)檢查電源線路是否出現(xiàn)虛接現(xiàn)象。在加工過程中，隨著機(jī)床的震動，有可能將未緊固的電源線連接端子振松，造成斷路。因此，在實際使用過程中，若出現(xiàn)時有時無的故障，首先應(yīng)考慮是不是由電源虛接造成的工作電壓不穩(wěn)定所引起的。同時，若虛接的電源線頭外露，碰觸到設(shè)備外殼，會引起空氣開關(guān)的短路跳閘，若強(qiáng)電電源線搭接到其他部件上，還有可能將其他元件燒毀，將故障擴(kuò)大化。因此，在實際使用過程中應(yīng)高度重視線路虛接問題，排除安全隱患。

2　數(shù)控設(shè)備的伺服故障及維修措施分析

伺服系統(tǒng)是指以機(jī)械位置或角度作為控制對象的自動控制系統(tǒng)。它接受來自數(shù)控裝置的進(jìn)給指令信號，經(jīng)變換、調(diào)節(jié)和放大后驅(qū)動執(zhí)行件，轉(zhuǎn)化為進(jìn)給軸的直線或旋轉(zhuǎn)運動。

在數(shù)控機(jī)床常見的電氣類故障中，伺服驅(qū)動環(huán)節(jié)故障率相對較高。為了保證數(shù)控設(shè)備的伺服故障得到有效解決，主要應(yīng)采取以下兩種維修措施。

2.1利用報警顯示進(jìn)行故障診斷

數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動系統(tǒng)主要由伺服驅(qū)動器、伺服電動機(jī)、測量反饋裝置等組成。各部分由通信電纜及電源線相連接。出現(xiàn)伺服驅(qū)動部分的故障后，如進(jìn)給軸不動等情況，應(yīng)首先判斷出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)。同時可利用伺服驅(qū)動器顯示的報警號、報警燈或系統(tǒng)面板報警內(nèi)容，以便于查找故障。

例如，某臺配置三洋伺服驅(qū)動器的加工中心，工作過程中出現(xiàn)Z軸無法移動，同時伺服驅(qū)動器顯示“AL63”報警號。通過查詢伺服驅(qū)動器說明書，該報警號內(nèi)容為“伺服電源缺相”。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，該伺服驅(qū)動器的伺服強(qiáng)電輸入端有一電源接頭部分被燒壞，造成該點斷路。經(jīng)重新接線后，故障消失，機(jī)床正常使用。

2.2采用替換法進(jìn)行故障快速定位

對于沒有報警顯示的伺服驅(qū)動故障，為確定故障點，實踐中可采用替換法。例如，在處理某臺數(shù)控車床Z軸不能移動的過程中，可將數(shù)控系統(tǒng)至X軸與Z軸伺服驅(qū)動器接口線路調(diào)換，或調(diào)換X軸與Z軸伺服電機(jī)的電源線。交換相應(yīng)線路后通過觀察運行現(xiàn)象，確定故障點是在伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)還是數(shù)控系統(tǒng)部分。應(yīng)用交換法進(jìn)行故障點排查的優(yōu)點在于不用拆卸元器件，僅交換線纜即可，工作量較小，故障定位較為迅速。但應(yīng)用交換法時也應(yīng)注意，被交換的元器件組件應(yīng)是工作參數(shù)相同的，且線纜接口相同，保證交換時不會造成新的故障。

3　數(shù)控設(shè)備的輸入輸出故障及維修措施分析

數(shù)控設(shè)備在運行過程中，輸入輸出類故障是比較常見的故障之一，為了有效解決位置故障，利用系統(tǒng)的PMC監(jiān)測功能，即通過查看輸入輸出點位的信號狀態(tài)，可以快速定位故障點，起到事半功倍的作用。

例如，某臺VMC850E型立式加工中心配備FANUC0i-MD系統(tǒng)，執(zhí)行原點返回的數(shù)控程序時，當(dāng)執(zhí)行到“G91 G28 G00 X0”時，X軸無動作，CNC狀態(tài)欄顯示為“MEMSTRTMTN”。其故障排除過程是進(jìn)入PMC梯形圖程序顯示功能界面，發(fā)現(xiàn)與X軸對應(yīng)的互鎖信號G130.0的狀態(tài)為“0”，即互鎖信號被輸入至NC系統(tǒng)。打開機(jī)床蓋板，檢查其互鎖原因，發(fā)現(xiàn)是一傳感器被鐵屑污染。擦拭后，將G130.0置為“1”，互鎖解除，重新啟動原點返回至NC程序，動作正常，故障排除。

此外在加工中心的使用工程中，刀庫也易出現(xiàn)無法換刀故障，其多發(fā)原因也可利用機(jī)床PMC功能快速進(jìn)行診斷。刀庫在氣壓缸體上布置有前后兩個接近開關(guān)用以檢測刀庫在換刀過程中前進(jìn)或后退是否到位，在實際使用過程中這兩個接近開關(guān)容易脫落，造成刀庫無法換刀。可在機(jī)床PMC診斷頁面中觀察刀庫前進(jìn)、后退的輸入點位狀態(tài)，用以判斷故障是否是由于該接近開關(guān)脫落造成的，從而起到快速定位故障點的作用。

綜上所述，數(shù)控設(shè)備在運行過程中，電源類故障、伺服系統(tǒng)故障及輸入輸出開關(guān)類故障是比較典型的多發(fā)故障。為了提高數(shù)控設(shè)備的運行效率，出現(xiàn)故障時應(yīng)首先對出現(xiàn)的故障進(jìn)行分類，并針對故障成因制訂具體的維修措施，保證數(shù)控設(shè)備的故障能夠得到有效維修。

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［責(zé)任編輯：劉月］

基金來源：遼寧省教育科學(xué)“十二五”青年科研骨干專項課題（JGZXQEB083）

Concrete Measure Analysis of CNC Machine Tools Maintenance

DU Shifa
（Bohai Shipbuilding Vocational College, Xingcheng 125105, China）

Abstract:In the use of CNC machine tools, equipment troubleshooting is a very important aspect. Aiming at the multiple faults of CNC machine tools, combined with the practical cases of CNC equipment maintenance, the researcher lists the causes of power failure, servo drive fault, input and output switch fault, takes concrete maintenance measures for the failure cause, and ensures the effective maintenance of CNC equipment, which have certain reference significance to CNC machine tools maintenance field.

Key words:CNC machine tools; maintenance; measure

中圖分類號：TG502.7

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-5928（2016）02-43-03

DOI:10.16850/j.cnki.21-1590/g4.2016.02.012

收稿日期：2015-12-30

作者簡介：杜世法（1969-），男，山東青島人，實驗師，學(xué)士，研究方向：機(jī)械設(shè)計。