■北京電子科技職業(yè)學(xué)院?。?00176）　李玉蘭 張 麗 冉桂林 曹生志

加工中心故障實(shí)例的分析與排除

■北京電子科技職業(yè)學(xué)院（100176）李玉蘭 張 麗 冉桂林 曹生志

摘要：通過加工中心4個(gè)故障實(shí)例闡述其機(jī)械故障及電氣故障出現(xiàn)時(shí)的分析過程和排除的方法，正確地區(qū)分電氣故障和機(jī)械故障，縮小尋找故障的范圍，更快、更準(zhǔn)確地找出故障點(diǎn)，高效排除故障，保證加工中心正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

由于現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的飛速發(fā)展，加工中心在生產(chǎn)中占有重要的地位。加工中心作為機(jī)械制造中核心設(shè)備，機(jī)械故障及電氣故障問題排除的方法和解決問題效率，對(duì)生產(chǎn)和成本有很大的影響。

1. 數(shù)控機(jī)床的故障分類

數(shù)控機(jī)床故障分為機(jī)械故障和電氣故障，按故障產(chǎn)生的性質(zhì)分為自然故障和人為故障。

（1）機(jī)械故障。人為機(jī)械故障，主要是機(jī)床在運(yùn)行過程中，由于操作失誤使機(jī)床受到不應(yīng)有的機(jī)械外力的破壞，安裝不合理而造成的故障，嚴(yán)重故障會(huì)危及人身安全。自然機(jī)械故障主要是由于機(jī)床保養(yǎng)不到位，如機(jī)床長(zhǎng)期處于缺油狀況下工作和機(jī)械之間的高溫磨損，因而產(chǎn)生的機(jī)械故障。

（2）電氣故障。電氣故障在自然故障和人為故障中出現(xiàn)的頻率幾乎一樣。電氣出現(xiàn)自然故障的原因主要是由于機(jī)床在運(yùn)行過程中，其電氣設(shè)備常受到許多不利因素的影響，如電器動(dòng)作過程中的機(jī)械振動(dòng)、過電流的熱效應(yīng)，會(huì)加速電器元件的絕緣老化、變質(zhì)，以及對(duì)周圍環(huán)境溫度和濕度的影響等。

2. 機(jī)床故障的排除方法

（1）查找故障之前的準(zhǔn)備。查找故障之前的準(zhǔn)備工作必須有，機(jī)械用的工具、機(jī)械結(jié)構(gòu)圖、儀表和電氣原理圖、接線圖及數(shù)控系統(tǒng)的相關(guān)說明書等。

（2）查找故障的方法。首先是現(xiàn)場(chǎng)勘查，向機(jī)床操作者了解故障的現(xiàn)象，因?yàn)椴僮髡咔宄谀膫€(gè)操作環(huán)節(jié)使機(jī)床發(fā)生了故障，根據(jù)操作者的敘述，可以全面了解機(jī)床故障發(fā)生的過程，并引導(dǎo)維修人員做出初步判斷。

分析故障原因。同一個(gè)故障現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可能各不相同。維修人員可使用報(bào)警信號(hào)分析法、線路排查法及部件替換法等，結(jié)合必要的測(cè)試手段，最終確定故障原因。

排除故障。盡量在不改變機(jī)床原有線路和結(jié)構(gòu)的前提下，排除發(fā)生的故障，避免造成新的人為故障。

3. 案例分析

（1）案例1：加工中心主軸緊刀不到位。

加工中心主軸緊刀未到位，該故障可能發(fā)生的原因有：①主軸自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)內(nèi)部分碟形彈簧疲勞失效。②刀柄拉釘位置不對(duì)。③主軸錐孔內(nèi)有雜物等。

故障診斷和排除：經(jīng)過了解該加工中心屬于使用年限較短，初步排除碟形彈簧疲勞失效問題。檢查刀柄拉釘位置，拉釘沒有松動(dòng)。將主軸拆開，發(fā)現(xiàn)主軸內(nèi)有切屑，用煤油將主軸內(nèi)孔和四瓣爪清理干凈，如圖1所示。重新裝配時(shí)，要注意碟形彈簧不用清洗，并且要保證四瓣爪位置正確，如圖2所示，避免造成人為故障。

結(jié)果：裝配后，加工中心主軸緊刀不到位得到解決。

（2）案例2：由于操作人員操作不當(dāng)，斗笠式刀庫(kù)與主軸碰撞，使刀庫(kù)機(jī)械位置發(fā)生改變，機(jī)床報(bào)修。此時(shí)如果繼續(xù)運(yùn)行刀庫(kù)自動(dòng)換刀，可能造成進(jìn)一步的機(jī)械損壞。

故障診斷和排除：試運(yùn)行，將刀庫(kù)伸出，使用手輪將Z軸下移，目測(cè)刀庫(kù)X軸方向發(fā)生位移，Y軸方向位移不明顯。排除故障使用調(diào)刀三件套，如圖3所示。首先將主軸箱上移到換刀點(diǎn)之上，后將分體刀柄的上體錐柄部分裝入主軸錐孔內(nèi)，然后在刀盤的刀卡內(nèi)裝入分體刀柄的下體；將刀庫(kù)移到換刀位置，手動(dòng)操作使主軸定向；用手輪操作主軸箱下移，使分體刀柄的上體錐柄部與刀卡上分體刀柄的下體之間的間隙約為2mm；用調(diào)節(jié)螺栓調(diào)整刀庫(kù)在X和Y向的位置，同時(shí)用分體刀柄的同軸棒檢驗(yàn)分體刀柄的上下兩體的中心線是否重合，上下兩體中心線重合表明刀卡與主軸的換刀點(diǎn)重合，調(diào)整完畢。

結(jié)果：調(diào)整刀庫(kù)位置后，運(yùn)行自動(dòng)換刀，動(dòng)作正常。

（3）案例3：NC無法上電。

故障診斷與排除：如圖4所示，NC無法上電，說明故障出現(xiàn)在NC啟動(dòng)電路中。打開電柜，觀察給NC供電的開關(guān)電源指示燈未亮，進(jìn)一步觀察給它供電的KM0接觸器處于吸合狀態(tài)，用萬用表測(cè)量KM0常開觸點(diǎn)下端交流電壓220V正常，測(cè)量開關(guān)電源交流供電6和7端子間電壓為0，初步判斷6、7號(hào)線有斷電現(xiàn)象。斷電用萬用表歐姆擋查出6號(hào)線開關(guān)電源接線處有斷線，重新安裝接線端子。

結(jié)果：重新啟動(dòng)機(jī)床NC，正常上電。

（4）案例4：開機(jī)后系統(tǒng)可以正常上電，但機(jī)床報(bào)急停，松開急停無效。

故障診斷和排除：首先觀察機(jī)床沒有撞限位開關(guān)，查看機(jī)床急?；芈冯娐穲D，如圖5所示，機(jī)床各限位開關(guān)串聯(lián)在急停回路中，常開觸電KA17為超程解除開關(guān)，如果按下超程解除鍵，經(jīng)過PLC控制將使KA17接通，機(jī)床解除報(bào)警，正常復(fù)位，則判斷故障出現(xiàn)在限位開關(guān)電路中。斷電用萬用表歐姆擋測(cè)量各行程開關(guān)相關(guān)端子，具體方法：萬用表筆一端接端子1，萬用表筆另一端接端子2，阻值為零，說明Z軸的正負(fù)限位開關(guān)均可靠接通，用萬用表測(cè)量1、3兩端的電阻，阻值為零，說明Y軸的正負(fù)限位開關(guān)均可靠接通，用萬用表測(cè)量1、4兩端的電阻，阻值為無窮大，說明故障出現(xiàn)在X軸，此時(shí)不要盲目拆X軸限位開關(guān)，先檢查3、4接線端子處是否可靠接通，仍未發(fā)現(xiàn)問題，鎖定故障點(diǎn)在行程開關(guān)內(nèi)，拆開相關(guān)防護(hù)，發(fā)現(xiàn)X軸限位開關(guān)由于密封失效，導(dǎo)致常閉觸點(diǎn)接線頭處嚴(yán)重銹蝕，出現(xiàn)斷路現(xiàn)象，用砂紙打磨去除銹蝕部分，重新接線，做好密封，恢復(fù)X軸防護(hù)。

結(jié)果：松開急停，機(jī)床能復(fù)位，工作正常。

圖1　四瓣爪外形

圖2　四瓣爪裝入主軸錐孔

圖3　調(diào)刀三件套

圖4　NC 啟動(dòng)電路

圖5　機(jī)床急?；芈冯娐穲D

4. 結(jié)語

本文介紹加工中心出現(xiàn)故障時(shí)的分析和排除方法。經(jīng)過案例分析，無論是機(jī)械故障還是電氣故障，首要做好現(xiàn)場(chǎng)勘查，全面分析問題，根據(jù)電柜內(nèi)電器部件指示標(biāo)識(shí)、系統(tǒng)報(bào)警信息和PLC信號(hào)狀態(tài)等，配合必要的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，準(zhǔn)確鎖定故障點(diǎn)，不走彎路、少走彎路，實(shí)現(xiàn)“快速、準(zhǔn)確”排除故障。操作機(jī)床一定要遵守操作規(guī)程，避免誤操作造成不應(yīng)有的故障，確保人身和機(jī)床的安全。

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收稿日期：（20141020）