李生菊，張 靜，趙 敏

（中航飛機(jī)股份有限公司漢中飛機(jī)分公司，陜西漢中 723215）

0 引言

數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的綜合體，數(shù)控機(jī)床維修是一項(xiàng)復(fù)雜、技術(shù)含量很高的工作，維修人員不但要熟知電氣系統(tǒng)知識(shí)，還要熟悉機(jī)械、液壓、光學(xué)等方面的知識(shí)。認(rèn)真、負(fù)責(zé)、膽大、心細(xì)及技術(shù)過硬是對(duì)維修人員最基本的要求。理論與實(shí)踐相結(jié)合，上機(jī)熟悉機(jī)床的操作面板和各菜單內(nèi)容，同時(shí)也要充分利用數(shù)控機(jī)床的自診斷技術(shù)來迅速地處理故障。介紹在實(shí)際工作中的維修實(shí)例。

1 故障實(shí)例1

數(shù)控車床采用廣州數(shù)控GSK980TD 數(shù)控系統(tǒng)，兩軸選用廣州DA98A 伺服驅(qū)動(dòng)器和南京力源的伺服電機(jī)組成半閉環(huán)系統(tǒng)。該機(jī)床能車削各種零件的內(nèi)、外圓柱表面，錐面、球面、曲面、切槽，公英制螺紋、圓錐螺紋等，適用于多品種、中小批量產(chǎn)品的加工。機(jī)床加工效率高，質(zhì)量穩(wěn)定，特別對(duì)形狀復(fù)雜，精度高零件更顯示其優(yōu)越性。由于該機(jī)床Z 軸驅(qū)動(dòng)模塊更換后，Z 向行程達(dá)到1000 mm 以上，進(jìn)行刀具補(bǔ)償就無法輸入，并且機(jī)床出現(xiàn)報(bào)警顯示，無法正常使用，造成零件未能加工，嚴(yán)重耽誤生產(chǎn)任務(wù)，需要對(duì)數(shù)控車床Z 軸進(jìn)行刀具補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)攻關(guān)。

1.1 伺服驅(qū)動(dòng)器功能

DA98A 伺服驅(qū)動(dòng)器集成度高，體積小，保護(hù)完善，可靠性好。優(yōu)點(diǎn)有：避免失步現(xiàn)象，寬調(diào)速比、恒轉(zhuǎn)矩，高速度、高精度，控制簡(jiǎn)單、靈活，通過修改參數(shù)可對(duì)伺服系統(tǒng)的工作方式、運(yùn)行特性做出適當(dāng)?shù)脑O(shè)置，以適應(yīng)不同的要求。

1.2 驅(qū)動(dòng)模塊參數(shù)的設(shè)定

由于機(jī)床原來的驅(qū)動(dòng)器已壞，數(shù)據(jù)無法恢復(fù)查看，并且新的驅(qū)動(dòng)器里面的參數(shù)與該機(jī)床的伺服電機(jī)不匹配，需盡快解決。根據(jù)DA98A 交流伺服驅(qū)動(dòng)模塊說明書參考,經(jīng)過分析懷疑與Z軸伺服電子齒輪比關(guān)系較大，見公式（1）。設(shè)置位置指令脈沖的分倍頻（電子齒輪），在位置控制方式下，通過對(duì)No.12，No.13 參數(shù)的設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)與各種脈沖源相匹配，已達(dá)到理想的控制分辨率（即角度/脈沖）。

式中G 為電子齒輪比。經(jīng)過對(duì)該機(jī)床進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和觀察分析，發(fā)現(xiàn)執(zhí)行完回零后，對(duì)Z 軸行程進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)實(shí)際行程運(yùn)行600 mm，而顯示器顯示是1000 mm，說明Z 軸電子齒輪比不對(duì)，根據(jù)公式計(jì)算G=實(shí)際值600/顯示值1000=3/5，而根據(jù)電子齒輪比推薦范圍：1/50≤G≤50 經(jīng)過分析原因，更換驅(qū)動(dòng)器以后，該驅(qū)動(dòng)器參數(shù)也需重新設(shè)定。而且計(jì)算出的G 值也正好在電子齒輪比推薦范圍內(nèi)，符合技術(shù)條件，根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)仔細(xì)查找設(shè)置參數(shù)的輸入號(hào)和方法，將驅(qū)動(dòng)模塊參數(shù)12 號(hào)參數(shù)值設(shè)定為5，13 號(hào)參數(shù)值設(shè)定為3，并進(jìn)行調(diào)整保存，這樣輸入設(shè)置后，重新對(duì)該設(shè)備Z 向行程運(yùn)行進(jìn)行測(cè)量和觀察，Z 向行程可達(dá)到1000 mm 以上，并且測(cè)量的實(shí)際數(shù)值和該機(jī)床顯示的數(shù)值完全一致，刀具補(bǔ)償也能有效完成，可以很方便與該設(shè)備脈沖源相匹配。該機(jī)床實(shí)現(xiàn)本身的有效價(jià)值，運(yùn)行良好，工作穩(wěn)定，加工過程中一直未出現(xiàn)過此現(xiàn)象，有效保障了生產(chǎn)，節(jié)約了請(qǐng)專業(yè)人員維修的費(fèi)用及周期。

1.3 效果

通過對(duì)此機(jī)床驅(qū)動(dòng)器參數(shù)的測(cè)量計(jì)算，重新設(shè)定后，有效地實(shí)現(xiàn)Z 軸能良好的進(jìn)行刀具補(bǔ)償設(shè)置，機(jī)床不但運(yùn)行良好，而且大大提高機(jī)床的使用率，機(jī)械傳動(dòng)平穩(wěn)可靠，滿足設(shè)備的使用要求。該機(jī)床實(shí)現(xiàn)刀具補(bǔ)償功能的有效性，改善機(jī)床的性能，在提高生產(chǎn)效率方面較之以前有很大進(jìn)步。

2 故障實(shí)例2

（1）故障現(xiàn)象：1 臺(tái)型號(hào)為TH5660B 的加工中心，采用西門子公司SINUMERIK 840D 數(shù)控系統(tǒng)，接通電源按下啟動(dòng)按鈕后無法進(jìn)入系統(tǒng)；

（2）故障分析與處理：由于屏幕顯示CNC 系統(tǒng)處于等待狀態(tài)，故懷疑伺服部分未準(zhǔn)備就緒，或系統(tǒng)本身故障；經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)西門子系統(tǒng)輸入電源正常，直流24 V 有輸出而無DC600 V 輸出電壓，打開電源模塊檢查發(fā)現(xiàn)電路板IGBT 場(chǎng)效應(yīng)管擊穿；更換其同型號(hào)的IGBT 后機(jī)床恢復(fù)正常，檢查過程中同時(shí)出現(xiàn)電氣柜空調(diào)不制冷，懷疑這才是引起電源故障的主要原因（空調(diào)電源沒加載，保險(xiǎn)燒壞），更換新空調(diào)后故障排除。

3 故障實(shí)例3

（1）故障現(xiàn)象：1 臺(tái)型號(hào)為TH6363B 臥式加工中心，采用西門子公司STNUMFRIK840D 數(shù)控系統(tǒng)；換刀時(shí)刀臂不拔刀。

（2）故障分析與處理：由于現(xiàn)在的數(shù)控加工中心集機(jī)、電、液等一體化，先從簡(jiǎn)單做起，機(jī)械師手動(dòng)將刀臂換刀機(jī)構(gòu)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)360°，各個(gè)動(dòng)作良好，電氣人員檢查以下信號(hào)：當(dāng)?shù)侗墼谠粫r(shí)，刀臂剎車到達(dá)信號(hào)燈1 和刀臂定位信號(hào)燈3 亮，這時(shí)執(zhí)行換刀命令，主軸定位一下（即主軸旋轉(zhuǎn)一下到拔刀位置），刀臂開始扣刀，這時(shí)工作狀態(tài)應(yīng)該是刀臂剎車到達(dá)信號(hào)燈1 和刀臂扣刀信號(hào)燈2 亮，同時(shí)查看PLC 里TSCI 模塊的倒刀信號(hào)26 腳應(yīng)亮，且同時(shí)松刀信號(hào)燈SQ14 燈亮，這時(shí)刀臂拔刀才能完成，但是松刀信號(hào)燈SQ14 沒有亮，懷疑松刀磁感應(yīng)開關(guān)（DW-AD-603-M12）失效，換上同型號(hào)的磁感應(yīng)開關(guān)后SQ14 燈亮，重新執(zhí)行換刀程序一切正常，故障處理完成。建議：以上信號(hào)在排查應(yīng)盡可能在PLC 上去查信號(hào)燈指示。

4 故障實(shí)例4

（1）故障現(xiàn)象：1 臺(tái)型號(hào)為XH715 立式加工中心，采用日本FANUC-01-MB 數(shù)控系統(tǒng)。換刀時(shí)主軸夾不住刀，機(jī)床無任何報(bào)警信息。

（2）故障分析與處理：對(duì)于這類故障先從以下4 方面考慮。①主軸內(nèi)卡爪是否到位；②固定卡爪彈簧是否損壞；③機(jī)械手ATC（Auto Tool Changing，自動(dòng)換刀）在抓刀時(shí)，刀庫刀柄的中心、機(jī)械手的中心、主軸內(nèi)刀柄的中心，三個(gè)中心是否在一條直線上（垂直平面內(nèi)，水平平面內(nèi)）；④主軸準(zhǔn)停位置不準(zhǔn)，影響刀柄定位槽與主軸端部定位塊錯(cuò)位，不能準(zhǔn)確地把刀柄送進(jìn)主軸錐套內(nèi)。機(jī)械師拆下主軸內(nèi)卡爪，發(fā)現(xiàn)固定卡爪彈簧損壞，更換相同型號(hào)的彈簧，調(diào)整機(jī)械手位置，使三點(diǎn)（刀庫刀柄的中心、機(jī)械手的中心、主軸內(nèi)刀柄的中心）成一線，能準(zhǔn)確地抓刀，同時(shí)還要調(diào)整編碼器（旋轉(zhuǎn)位置）或更改主軸準(zhǔn)停位置，使刀柄順利準(zhǔn)確無誤地進(jìn)入主軸錐孔內(nèi)，經(jīng)以上方法調(diào)整，故障排除。

5 結(jié)束語

數(shù)控設(shè)備維修的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：詳細(xì)問詢操作人員故障的發(fā)生、種類、頻繁程度、重復(fù)性、外接狀態(tài)、操作狀況、運(yùn)轉(zhuǎn)情況，機(jī)床與數(shù)控系統(tǒng)之間的接線及接口情況，認(rèn)真檢查數(shù)控裝置的外觀及程序狀態(tài)；對(duì)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析與診斷，即對(duì)系統(tǒng)或外圍線路進(jìn)行檢測(cè)，確定無故障，并對(duì)故障定位，找出故障的確切位置，從整機(jī)到各個(gè)電路板，甚至定位到元器件；認(rèn)真做好總結(jié)工作，維修完成后，仔細(xì)記錄維修過程中數(shù)控機(jī)床的各種參數(shù)，以及排除故障的分析過程，包括誤判、排除方法、維修時(shí)間等建立相應(yīng)的故障維修檔案，作為重要的技術(shù)資料妥善保存。