楊克，關(guān)尚軍

(北華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，吉林吉林 132021)

數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床常見(jiàn)故障及維修實(shí)例

楊克，關(guān)尚軍

(北華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，吉林吉林 132021)

自主研發(fā)的數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床采用模塊化結(jié)構(gòu)，操作容易，維修方便，得到了廣泛應(yīng)用。在近幾年的維修中，通過(guò)排除這些機(jī)床出現(xiàn)的故障積累了一定經(jīng)驗(yàn)。給出一些故障現(xiàn)象及維修實(shí)例，為數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床操作與維修人員迅速排除故障提供參考。

數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床;SIEMENS 802C系統(tǒng);維修;故障

我國(guó)原有的普通導(dǎo)盤機(jī)床采用的傳統(tǒng)的工件人工夾緊方式及手動(dòng)推動(dòng)主軸進(jìn)給和分體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，已經(jīng)不能滿足導(dǎo)盤加工的高效、精密、自動(dòng)化的技術(shù)要求。為此，作者研發(fā)了數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床。

數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床是在傳統(tǒng)工藝及加工原理基礎(chǔ)上對(duì)導(dǎo)盤機(jī)床進(jìn)行的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，該機(jī)床實(shí)現(xiàn)了工件的自動(dòng)夾緊，液控伸縮式主軸和整體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，機(jī)床的重復(fù)定位精度達(dá)到0.008 mm，表面粗糙度達(dá)到Ra1.6 μm，并采用了有源隔離技術(shù)，提高了數(shù)控系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。該機(jī)床獲得了國(guó)家實(shí)用新型專利，已投入生產(chǎn)，應(yīng)用于無(wú)縫鋼管生產(chǎn)企業(yè)，并為生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。在幾年的維修實(shí)踐中，作者多次排除這些機(jī)床出現(xiàn)的故障，積累了一定經(jīng)驗(yàn)。下面結(jié)合實(shí)例介紹一下數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床常見(jiàn)故障診斷及維修方法。

1 數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床的常見(jiàn)故障及維修

1.1 數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床機(jī)械故障診斷及維修

1.1.1 形狀加工精度故障診斷及維修

某臺(tái)數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床在加工圓弧時(shí)，作者發(fā)現(xiàn)在x軸方向進(jìn)刀結(jié)束，開(kāi)始退刀，刀尖在z軸方向行走3 mm左右，幾乎是走直線，也就是說(shuō)x軸方向?qū)嶋H沒(méi)有退刀，肉眼即可看出沒(méi)有達(dá)到圓弧的精度要求，這是由反向間隙過(guò)大產(chǎn)生的。作者分別檢查了x軸滾珠絲杠、絲母固定座、無(wú)鍵聯(lián)軸器、角接觸軸承，發(fā)現(xiàn)角接觸軸承間隙過(guò)大。更換角接觸軸承之后試加工，滿足技術(shù)要求。

1.1.2 液壓系統(tǒng)故障診斷及維修

某臺(tái)數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床在工件夾緊后，液壓系統(tǒng)不能自動(dòng)停止，作者對(duì)系統(tǒng)壓力、三位四通閥、高壓繼電器分別進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)壓力偏低。調(diào)整電磁卸荷閥使系統(tǒng)壓力達(dá)到設(shè)定值，故障解除。

1.2 數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床電氣故障診斷及維修

數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床常用的數(shù)控系統(tǒng)是SIEMENS 802C系統(tǒng)，有報(bào)警信號(hào)的請(qǐng)參照說(shuō)明書(shū)內(nèi)《用戶報(bào)警說(shuō)明》和隨機(jī)附帶資料《診斷說(shuō)明》進(jìn)行解決。有些故障，數(shù)控系統(tǒng)沒(méi)有報(bào)警信息顯示，對(duì)于這類故障要根據(jù)系統(tǒng)和機(jī)床的工作原理，并結(jié)合故障現(xiàn)象進(jìn)行分析和檢查。

1.2.1 外部電源故障診斷及維修

某臺(tái)數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床當(dāng)接通電源、打開(kāi)NC屏幕時(shí)，NC屏幕出現(xiàn)黑屏然后NC上的故障指示燈ERR亮。發(fā)現(xiàn)故障后，關(guān)閉系統(tǒng)，再次上電后在NC存儲(chǔ)器內(nèi)自動(dòng)生成兩個(gè)文件:NRKDUMP和NRKDEFAULT。

故障原因:24 V供電超出范圍，在上電或下電過(guò)程中如果出現(xiàn)大于20 ms的低于18 V電壓，系統(tǒng)自動(dòng)處于掉電保護(hù)處理，出現(xiàn)此現(xiàn)象說(shuō)明所選用的電源GS1不能正常工作。正常情況下，系統(tǒng)關(guān)電時(shí)操作面板的屏幕會(huì)立即黑掉，如果在關(guān)電時(shí)屏幕上有白色文本瞬間顯示，也說(shuō)明24 V電源的下電波形不好。

維修方法:更換24 V電源，刪除兩個(gè)自動(dòng)生成的文件后，機(jī)床故障消除。

1.2.2 DI/O模塊故障診斷及維修

某臺(tái)采用SIEMENS 802C系統(tǒng)的數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床，工作時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)正常工作一段時(shí)間出現(xiàn)下列報(bào)警(這段時(shí)間內(nèi)無(wú)新的PLC用戶程序下載):

故障原因:系統(tǒng)找不到PLC用戶程序所需的DI/O模塊或DI/O模塊硬件故障。

排除方法:對(duì)DI/O模塊進(jìn)行維修后，機(jī)床恢復(fù)正常工作。

1.2.3 RS232通訊接口硬件故障診斷及維修

通過(guò)RS232接口將系統(tǒng)各種數(shù)據(jù)備份到外部計(jì)算機(jī)中，是最可靠的數(shù)據(jù)保護(hù)措施，必要時(shí)可通過(guò)計(jì)算機(jī)重新加載各項(xiàng)數(shù)據(jù)。某臺(tái)數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床電纜接線正確，且NC和PC端RS232設(shè)定正確，但發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)WPCIN屏幕有傳送狀態(tài)顯示，PC發(fā)送數(shù)據(jù)NC無(wú)接收狀態(tài)顯示;有時(shí)也會(huì)發(fā)生NC發(fā)送狀態(tài)PC無(wú)接收狀態(tài)顯示，但NC屏幕有傳送狀態(tài)顯示。

這兩種現(xiàn)象很可能是傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)流失，而通過(guò)RS232接口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流失絕大部分原因是因?yàn)镻E與交流電源的中性線連接，即帶電插拔電纜或機(jī)床現(xiàn)場(chǎng)無(wú)接地;或者是工作環(huán)境差，造成靜電放電。為解決上述故障，可以維修RS232隔離器或NC，同時(shí)要養(yǎng)成良好的習(xí)慣不要帶電插拔電纜。建議用戶使用屏蔽電纜 (兩頭殼體應(yīng)通過(guò)屏蔽網(wǎng)以保證PC機(jī)與NC共地)，不要經(jīng)常更換PC機(jī)，可使用長(zhǎng)線接收器，如果有條件使用筆記本電腦，可在電池供電情況下進(jìn)行通訊。這樣就可以盡量避免RS232通訊接口硬件發(fā)生故障。

1.2.4 其他故障診斷及維修

(1)某臺(tái)采用SIEMENS 802C系統(tǒng)的數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床，當(dāng)對(duì)它進(jìn)行參數(shù)設(shè)定時(shí)，系統(tǒng)對(duì)R參數(shù)、刀具參數(shù)、設(shè)定數(shù)據(jù)、零點(diǎn)偏移等數(shù)據(jù)的輸入均不接受。檢查各部分工作狀況，均運(yùn)行正常。通過(guò)修改參數(shù)，發(fā)現(xiàn)輸入?yún)?shù)的級(jí)別不夠。因此，對(duì)系統(tǒng)輸入用戶口令“CUSTOMER”以修正參數(shù)級(jí)別，系統(tǒng)接受輸入數(shù)據(jù)，機(jī)床恢復(fù)正常。

(2)一臺(tái)數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間處于關(guān)電狀態(tài)。一段時(shí)間后，重新啟動(dòng)該機(jī)床系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中原有的加工程序、固定循環(huán)、R參數(shù)、零點(diǎn)偏移等均丟失。對(duì)該機(jī)床系統(tǒng)進(jìn)行深入研究，發(fā)現(xiàn)關(guān)電前沒(méi)有進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。為解決此問(wèn)題，需對(duì)該機(jī)床重新輸入零件程序、R參數(shù)、零點(diǎn)偏移等，并且按 ［數(shù)據(jù)存儲(chǔ)］軟菜單鍵。將數(shù)據(jù)存入FLASH存儲(chǔ)器，最終用戶的加工程序和數(shù)據(jù)也應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。為防止此種不必要麻煩的發(fā)生，建議用戶在長(zhǎng)時(shí)間關(guān)電前做一次數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，最好將有用數(shù)據(jù)進(jìn)行外部存儲(chǔ) (應(yīng)用WPCIN)。

(3)某數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床在操作面板上不能對(duì)零件程序進(jìn)行編輯。用其他程序在該機(jī)床上進(jìn)行編輯時(shí)，可以正常編輯，說(shuō)明機(jī)床不存在問(wèn)題。對(duì)程序進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)程序也并無(wú)錯(cuò)誤。對(duì)比上一個(gè)可以正常編輯的程序時(shí)發(fā)現(xiàn)，未能正常編輯的程序與可以正常編輯的程序唯一存在的不同點(diǎn)是，不能正常編輯的程序沒(méi)有處于復(fù)位狀態(tài)。按操作面板上的復(fù)位鍵，復(fù)位未運(yùn)行完的加工程序或等待程序運(yùn)行結(jié)束后再進(jìn)行編輯后，在操作面板可以對(duì)該程序進(jìn)行正常編輯。

(4)某臺(tái)采用SIEMENS 802C系統(tǒng)的數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床，在計(jì)算機(jī)上編輯的零件加工程序不能傳入NC存儲(chǔ)器中。通過(guò)研究機(jī)床的工作原理和數(shù)控編輯的相應(yīng)原則發(fā)現(xiàn)，在計(jì)算機(jī)上建立的零件加工程序沒(méi)有文件頭。在計(jì)算機(jī)上對(duì)該零件程序進(jìn)行編輯，增加文件頭%_N_FILENAME_MPF;$PATH=/_N_MPF_DIR，然后再通過(guò)WPCIN將零件程序下載到NC的存儲(chǔ)器中。注意:在傳輸結(jié)束后，通過(guò)NC通訊菜單下的［錯(cuò)誤登記］軟件檢測(cè)通訊狀態(tài)，系統(tǒng)對(duì)此類文件的傳送有提示。

(5)某臺(tái)采用SIEMENS 802C系統(tǒng)的數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床，一次機(jī)床出現(xiàn)故障，當(dāng)用計(jì)算機(jī)與NC通過(guò)WPCIN傳遞零件加工程序時(shí)，不能成功。通過(guò)排查發(fā)現(xiàn)，很可能是接口部分有問(wèn)題。接口部分存在的問(wèn)題主要有:STEP7連接設(shè)定有效 (即RS232口被設(shè)定為與PLC編程工具聯(lián)機(jī));NC端的RS232設(shè)定錯(cuò);WPCIN軟件的V24_INI設(shè)定錯(cuò);電纜不對(duì)或電纜接線錯(cuò)。所以解決以上幾種情況的方法依次為:使用WPCIN通訊軟件時(shí)，NC上的 ［STEP7連接］應(yīng)設(shè)定無(wú)效;NC端選擇RS232文本格式的缺省設(shè)定;

WPCIN的V24_INI的設(shè)定值請(qǐng)參照NC的缺省設(shè)定。使用正確的電纜或更正電纜接線錯(cuò)誤。

(6)某數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床在一次加工中出現(xiàn)故障，當(dāng)調(diào)試好系統(tǒng)參數(shù)后，在執(zhí)行加工程序時(shí)，主軸不旋轉(zhuǎn)。主軸與操作面板連接中，變頻器是最主要的樞紐。通常主軸出現(xiàn)的故障都與變頻器有關(guān)。所以可以檢查是否有70001報(bào)警，如果存在報(bào)警請(qǐng)根據(jù)用戶報(bào)警說(shuō)明進(jìn)行解決;檢查變頻器上端空氣開(kāi)關(guān)QF2是否脫開(kāi);檢查變頻器是否有使能輸入，中間繼電器KA0是否得電;如果沒(méi)有請(qǐng)檢查Q0.0與M24的接線且Q0.0與M24之間是否有電壓輸出;測(cè)量變頻器的控制端子V4和12之間是否有模擬量電壓等。

2 結(jié)論

在數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床的使用過(guò)程中，可能因?yàn)橐粋€(gè)小小的馬虎就造成很大的麻煩，長(zhǎng)時(shí)間的不間斷工作而不進(jìn)行檢查保養(yǎng)，也會(huì)帶給機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)很大的損害。簡(jiǎn)要介紹了數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床常見(jiàn)故障及維修方法，為數(shù)控導(dǎo)盤機(jī)床操作與維修人員迅速排除故障提供了重要的依據(jù)。

【1】孫漢卿.數(shù)控機(jī)床維修技術(shù)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

【2】黃志輝.數(shù)控加工編程與操作［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2006.

【3】數(shù)控技能教材編寫組.數(shù)控車床編程與操作［M］.上海:復(fù)旦大學(xué)出版社，2005.

【4】劉偉雄.數(shù)控加工技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

【5】羅學(xué)科，謝富春.數(shù)控原理與數(shù)控機(jī)床［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

【6】鄭曉年，楊克沖.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修［M］.武漢:華中科技大學(xué)出版社，2005.

【7】郭士義.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

【8】王立軍，朱虹.SIEMENS系統(tǒng)數(shù)控車床編程與維護(hù)［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2008.

TG519.5

B

1001－3881(2013)8－139－2

10.3969/j.issn.1001 －3881.2013.08.047

2012－02－24

吉林省教育廳“十二五”科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)資助項(xiàng)目 (2011125)

楊克 (1965—)，女，副教授，從事機(jī)械設(shè)計(jì)及制造教學(xué)及科研工作。通信作者:關(guān)尚軍，E－mail:gsj6509@163.com。