周志穎 郭軍/撫順新鋼鐵有限責(zé)任公司

數(shù)控機(jī)床維修方法的實(shí)踐應(yīng)用

周志穎 郭軍/撫順新鋼鐵有限責(zé)任公司

通過(guò)數(shù)控機(jī)床維修實(shí)例，闡述了數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)故障的診斷與排除方法，對(duì)數(shù)控機(jī)床維修人員具有很好的借鑒作用。

數(shù)控機(jī)床；故障；診斷；排除

隨著數(shù)控機(jī)床在我國(guó)應(yīng)用的迅速普及，數(shù)控機(jī)床的維修問(wèn)題已經(jīng)成為影響數(shù)控機(jī)床有效利用的首要問(wèn)題。為了快速解決數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)故障，提高數(shù)控機(jī)床使用率，現(xiàn)結(jié)合工作實(shí)際總結(jié)一下數(shù)控機(jī)床故障排除和維修的一般方法。

一、常規(guī)檢查法

維修人員通過(guò)故障發(fā)生時(shí)的各種光、聲、味等異?，F(xiàn)象的觀察，認(rèn)真察看系統(tǒng)的各個(gè)部分，通過(guò)目測(cè)、手摸、通電、儀器檢查等手段，將故障范圍縮小到一個(gè)模塊或一塊印刷線路板[1]。

例如：CAK 6132數(shù)控車(chē)床在加工中，經(jīng)常出現(xiàn)X向顯示進(jìn)給正常，實(shí)際進(jìn)給停止故障，把X向驅(qū)動(dòng)器與Z向驅(qū)動(dòng)器互換后，故障現(xiàn)象沒(méi)有轉(zhuǎn)移，考慮是機(jī)械問(wèn)題，打開(kāi)聯(lián)軸器蓋板進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)故障出現(xiàn)時(shí)，X軸電機(jī)軸正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，絲杠沒(méi)有運(yùn)轉(zhuǎn)，問(wèn)題應(yīng)是出在聯(lián)軸器上，用內(nèi)六角扳手?jǐn)Q聯(lián)軸器上的內(nèi)六角螺釘，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)螺釘略有松動(dòng)，擰緊后，X軸運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

二、功能測(cè)試法

將所修系統(tǒng)的G、M、S、T、F功能的全部使用指令編程一個(gè)試驗(yàn)程序。在故障診斷時(shí)運(yùn)行這個(gè)程序，可快速判斷哪個(gè)功能不良或喪失。

例如：當(dāng)XHA-784加工中心加工中，出現(xiàn)零件尺寸相差甚大，系統(tǒng)又無(wú)報(bào)警時(shí)，我們使用功能測(cè)試法，將編好的功能測(cè)試程序調(diào)出來(lái)，并在圖形模擬狀態(tài)下進(jìn)行空運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行到含有G01、G02、G03、G18、G19、G41、G42等指令的四角帶圓弧的長(zhǎng)方形典型圖形時(shí)，發(fā)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)行軌跡與所要求的圖形尺寸不符，從而確認(rèn)機(jī)床刀補(bǔ)功能不良。調(diào)換存放刀補(bǔ)軟件的集成電路后，機(jī)床加工回復(fù)正常。

三、參數(shù)檢查法

參數(shù)通常存放在磁泡存儲(chǔ)器或由電池保持的CMOSRAM中，一旦外界干擾或電池電壓不足，會(huì)使系統(tǒng)參數(shù)丟失或發(fā)生變化而引起混亂現(xiàn)象[2]，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)及時(shí)核對(duì)系統(tǒng)參數(shù)，系統(tǒng)參數(shù)的變化會(huì)直接影響到機(jī)床的性能，甚至使機(jī)床不能正常工作，出現(xiàn)故障時(shí)，檢查相應(yīng)參數(shù)并進(jìn)行修正，就能排除故障。

例如：華中數(shù)控系統(tǒng)HNC-21，在加工直徑時(shí)尺寸不對(duì)。因機(jī)械沒(méi)有異常，首先查找參數(shù)，按F10切換參數(shù)選項(xiàng)，按F3切換到參數(shù)索引，再按F3輸入口令?？诹钫_后便可以按F1選擇軸參數(shù)，選擇軸X確定后，檢查外部脈沖當(dāng)量分子和外部脈沖分母的數(shù)值。通過(guò)查找機(jī)床參數(shù)機(jī)床為1000線編碼器的伺服電機(jī)，絲杠為6毫米，齒輪減速比為2：3，那么電機(jī)每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)機(jī)床移動(dòng)距離為4mm，根據(jù)公式：，得:，將X軸的外部脈沖當(dāng)量分子改為2，分母改為5。參數(shù)修改后重新啟動(dòng)數(shù)控裝置，新參數(shù)生效，故障排除。

四、同類對(duì)調(diào)法

由于數(shù)控機(jī)床采用模塊化設(shè)計(jì)，集成化程度高，每個(gè)模塊又由多個(gè)功能板組成，要把故障落實(shí)于某個(gè)功能板甚至某一元件上非常困難。為了縮短停機(jī)時(shí)間，在有相同備件的條件下可以先將備件換上，然后再去檢查、修復(fù)板件。當(dāng)不能確定故障確切所在功能板時(shí)，可以將系統(tǒng)相同的兩臺(tái)機(jī)床的功能板對(duì)調(diào)，通過(guò)觀察故障是否轉(zhuǎn)移來(lái)判定故障的具體部位。

例如：廣數(shù)GSK 980MD數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控銑床，出現(xiàn)報(bào)警422：Z軸驅(qū)動(dòng)器未準(zhǔn)備就緒，將Z軸驅(qū)動(dòng)器與X軸驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行互換，開(kāi)機(jī)后出現(xiàn)報(bào)警421：X軸驅(qū)動(dòng)器未準(zhǔn)備就緒，故障轉(zhuǎn)移了，說(shuō)明驅(qū)動(dòng)器損壞，更換驅(qū)動(dòng)器后，機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

五、隔離法

有些故障，一時(shí)難以區(qū)分是數(shù)控部分，還是伺服系統(tǒng)或機(jī)械部分造成的，?？刹捎酶綦x法。

例如：中星數(shù)控6125+980T+DA98，在加Z過(guò)程中X軸驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)4號(hào)報(bào)警。關(guān)機(jī)重新上電移動(dòng)X軸就出現(xiàn)報(bào)警。查驅(qū)動(dòng)器說(shuō)明書(shū)4號(hào)報(bào)警為位置超差報(bào)警。原因有：①電路板故障；②電機(jī)U，V，W引線接錯(cuò)；③編碼器電纜引線接錯(cuò)；④編碼器故障；⑤設(shè)定位置超差檢測(cè)范圍太小；⑥轉(zhuǎn)矩不足等。由于是在加工過(guò)程出現(xiàn)報(bào)警，所以②、③和⑤的可能性先排除，余下的①、④和⑥。①和④的可能是電氣故障，而⑥的可能是由于機(jī)械卡死而使轉(zhuǎn)矩不足，為了弄清是電氣故障和機(jī)械故障，可以把電機(jī)和絲杠分開(kāi)，上電移動(dòng)X軸觀察電機(jī)是否轉(zhuǎn)動(dòng)，若轉(zhuǎn)動(dòng)則說(shuō)明是機(jī)械卡死，否則是電氣故障。上電觀察電機(jī)是可以轉(zhuǎn)動(dòng)，后來(lái)拆下絲杠的鈑金，發(fā)現(xiàn)絲杠的螺母座有很多鐵屑。用扳手也轉(zhuǎn)不動(dòng)絲杠，說(shuō)明是機(jī)械卡死。把螺母座用汽油清洗一次重新裝好后上電一切正常。

六、屏蔽法

當(dāng)報(bào)警不易確定故障原因時(shí)，可根據(jù)情況屏蔽局部來(lái)判斷故障部位。

例如：FANUC－0i系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給采用全閉環(huán)控制，加工過(guò)程出現(xiàn)位置反饋信號(hào)斷線報(bào)警，經(jīng)分析，故障原因可能是光柵尺本身斷線、系統(tǒng)內(nèi)部檢查電路故障、伺服故障或者機(jī)械傳動(dòng)間隙過(guò)大，通過(guò)重新設(shè)定系統(tǒng)控制功能參數(shù)，將系統(tǒng)原來(lái)的全閉環(huán)控制改為半閉環(huán)控制（通過(guò)參數(shù)封鎖了光柵尺，F(xiàn)ANUC－0iMC系統(tǒng)是將1815#1設(shè)為“0”），報(bào)警解除，從而可以判斷為光柵尺本身故障，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)為光柵尺有油污導(dǎo)致。

七、原理分析法

根據(jù)CNC組成原理，從邏輯上分析各點(diǎn)的邏輯電平和特征參數(shù)，從系統(tǒng)各部件的工作原理著手進(jìn)行分析和判斷，確定故障部位的維修方法[3]。這種方法的運(yùn)用，要求維修人員對(duì)整個(gè)系統(tǒng)或每個(gè)部件的工作原理都有清楚的、較深的了解，才可能對(duì)故障部位進(jìn)行定位。

例如：CAK 6132廣數(shù)系統(tǒng)數(shù)控車(chē)床，在加工螺紋時(shí)出現(xiàn)亂牙的現(xiàn)象。根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)位置控制的基本原理，可以確定故障出在旋轉(zhuǎn)編碼器上，而且很有可能是反饋信號(hào)丟失，這樣，一旦數(shù)控裝置給出進(jìn)給量的指令位置，反饋的實(shí)際位置始終不正確，位置誤差始終不能消除，導(dǎo)致螺紋插補(bǔ)出現(xiàn)問(wèn)題，拆下脈沖編碼器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)編碼器里燈絲已斷，導(dǎo)致無(wú)反饋輸入信號(hào)，更換編碼器后，故障排除。

八、結(jié)束語(yǔ)

數(shù)控機(jī)床的故障診斷方法很多，除了上面介紹的幾種外，還有故障自診斷方法、敲擊診斷法、升降溫法、對(duì)比法等方法。我們應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況現(xiàn)場(chǎng)分析，把問(wèn)題判斷準(zhǔn)確，用最簡(jiǎn)單、最有效的方法把故障排除，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效率。

[1]韓鴻蠻，榮維芝.數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)與維修[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[2]FANUC.Series16/18/160/180-MODEL C參數(shù)手冊(cè)[M].FANUC LTD，2011.

[3]于仲裕.數(shù)控機(jī)床維修技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.