鄔曉興 張武奎

(①經(jīng)緯紡織機(jī)械股份公司榆次分公司精大件廠柔性化車間，山西晉中030060;②山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程分院，山西太原030006)

數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)是機(jī)床的核心部分之一，在使用中出現(xiàn)故障的幾率較大，要占整個CNC系統(tǒng)的1/3，其后果也比較嚴(yán)重，往往會使整機(jī)不能開啟。為此，應(yīng)該特別重視設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，嚴(yán)格執(zhí)行各項安全操作規(guī)程。

一般，數(shù)控機(jī)床的故障分為兩大類，一類是有關(guān)伺服系統(tǒng)出錯而出現(xiàn)的報警，診斷程序在CRT屏幕上顯示有警示信息，查閱后發(fā)現(xiàn)這些信息常常是電動機(jī)脈沖及編碼器等故障。另一類是操作人員無意間人為制造的故障，如:刀具長度輸入錯誤、刀具號呼叫錯誤、主軸刀具號送入地址錯誤、編程錯誤P/S報警。對這兩類報警，伺服系統(tǒng)的故障往往較難排除，有些故障是直接由伺服系統(tǒng)故障引起的，而有些則是由機(jī)械、液壓、油污、溫度等其他因素，或是環(huán)境不宜引起的伺服系統(tǒng)故障。現(xiàn)在我們車間大多數(shù)數(shù)控機(jī)床的操作系統(tǒng)為日本FANUC系統(tǒng)。下面敘述加工中心所出現(xiàn)的幾例伺服系統(tǒng)故障的處理。

實例1

一臺五面體加工中心，臺灣1996年生產(chǎn)，近年來常常會有加工坐標(biāo)系零點漂移現(xiàn)象，嚴(yán)重影響工件的加工質(zhì)量及其穩(wěn)定性。在加工G1724劍桿織機(jī)錐齒輪箱體部件時，時好時差，位置度公差經(jīng)常達(dá)不到圖紙要求，每天準(zhǔn)有1、2件不符合圖紙要求。分析原因，可能是機(jī)床的幾何精度需要進(jìn)行補(bǔ)償。但經(jīng)激光檢測儀檢測，機(jī)床各項幾何精度均符合標(biāo)準(zhǔn)。后進(jìn)一步分析原因，很可能是溫度與環(huán)境所致。經(jīng)過實地驗證，當(dāng)早晨8點開機(jī)加工工件時，加工完的工件的尺寸誤差、位置誤差與形狀誤差超差較大;待開機(jī)1 h左右后工件加工開始趨于穩(wěn)定。這充分說明早晨機(jī)床處于冷機(jī)狀態(tài)，油溫沒有達(dá)到正常使用狀態(tài)，機(jī)床熱膨脹沒有充分釋放，從而影響了工件的精度與加工的穩(wěn)定性。

解決方法:

(1)給操作工講解為什么每天工作前都要對機(jī)床進(jìn)行預(yù)熱，只有充分地預(yù)熱才能保證機(jī)床加工質(zhì)量的穩(wěn)定性，才能提高生產(chǎn)效率。

(2)給機(jī)床編制熱機(jī)宏程序。每天熱機(jī)0.5 h，并納入操作規(guī)程。這樣對提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量有極大的幫助。

具體熱機(jī)宏程序如下:

實例2

一臺臺灣生產(chǎn)的龍門型加工中心，該機(jī)使用的是日本FANUC-15M操作系統(tǒng)，已使用了十余年，近些年常有X軸伺服電動機(jī)的異常響聲，時有時無，同時也報警(SV003)。通過現(xiàn)場檢查，X軸滾珠絲杠沒有任何問題;潤滑供油部件正常。每次出現(xiàn)報警后斷電關(guān)機(jī)再開機(jī)啟動，機(jī)床報警自動消失。根據(jù)上述情況進(jìn)行分析，決定檢查X軸伺服電動機(jī)，PLC參數(shù)設(shè)定值正常，伺服電動機(jī)核心部件正常。但電動機(jī)與滾珠絲杠萬向接頭有松動現(xiàn)象，同時檢查發(fā)現(xiàn)電動機(jī)晶體導(dǎo)線接入處與伺服單元解碼器周圍的油污粉塵過多。經(jīng)分析，由于以上情況使伺服電動機(jī)電流過大造成過載現(xiàn)象，應(yīng)該是環(huán)境不佳所致的軟性故障。

解決方法:清理伺服電動機(jī)，進(jìn)行擦洗、烘干，調(diào)整緊固連接部件，進(jìn)行安裝檢測，故障排除。

實例3

實例2加工中心上，F(xiàn)ANUC-15M故障現(xiàn)象為機(jī)械手沒有換刀動作。

故障檢查，CRT屏幕上顯示報警，刀具參數(shù)為0【TOOL NO EQUAL 0】。

原因分析如下:

推薦理由:本書按照《點校本二十四史及清史稿修訂工作總則》和工作程序，在原點校本基礎(chǔ)上，遵循適度、適當(dāng)修訂和完善的原則，統(tǒng)一體例，彌補(bǔ)不足。本次修訂充分運用本校、他校，審慎使用理校。我們還全面檢核了點校本以“不主一本，擇善而從”原則對原書所作的改動，并根據(jù)修訂本的?？币螅飨鄳?yīng)調(diào)整。凡原點校本已經(jīng)厘定及改正、?？庇洔?zhǔn)確無誤者，悉予保留，并依照修訂總則要求，適當(dāng)統(tǒng)一體例。

(1)主軸處于換刀狀態(tài)又呼叫刀號。

(2)機(jī)械手在交換刀具時刀具超長超重，換刀動作未完成。

(3)交換刀具呼叫錯誤。

確認(rèn)這3種情況后，立即采取措施。先把機(jī)械手恢復(fù)正常位置，把機(jī)床電源切斷再開機(jī)，開機(jī)后將診斷參數(shù)8000改為ON，然后按軟體鍵PC/NC轉(zhuǎn)換開關(guān)，再按數(shù)據(jù)鍵DATA修改D206號參數(shù)，內(nèi)容是主軸對應(yīng)號。D207是刀庫刀號。然后把診斷參數(shù)8000改為OFF，檢查交換刀具指示燈LED正常，開始進(jìn)行呼叫空置刀具號，經(jīng)檢查后故障排除，恢復(fù)正常工作。

實例4

例2加工中心上，F(xiàn)ANUC-15M故障現(xiàn)象:機(jī)床在正常工作時Y軸停止運動，讀出信號中斷，在位置控制準(zhǔn)備完成、信號已進(jìn)入時速度信號被切斷(IMPROPER V-READY OFF)。

故障原因分析:每次出現(xiàn)報警后機(jī)床停止工作，經(jīng)關(guān)機(jī)后再開機(jī)報警自動消失，檢查PLC參數(shù)梯形讀入接收信號正常，Y軸伺服電動機(jī)各項參數(shù)正常，但是工作一段時間后同樣的報警會再次出現(xiàn)。進(jìn)一步深入分析原因，這種現(xiàn)象不應(yīng)該是硬件系統(tǒng)故障，而是機(jī)床外圍環(huán)節(jié)所致。檢查Y軸接近開關(guān)、感應(yīng)開關(guān)及行程開關(guān)，發(fā)現(xiàn)油污粉塵很多，ARLS行程開關(guān)沒有壓到位。

解決辦法:清洗Y軸全部感應(yīng)器及行程開關(guān)，清洗完后擦拭干凈。重新安裝，開機(jī)檢測正常，故障排除。

實例5

按照報警內(nèi)容，首先檢查油位鏡面，結(jié)果符合要求。接著清理空氣過濾網(wǎng)，對油污、粉塵進(jìn)行清潔處理。但是，清潔后停機(jī)再開機(jī)后報警內(nèi)容依然存在。再次檢查后發(fā)現(xiàn)冷卻分機(jī)排風(fēng)方向與液壓油箱的距離太近，通風(fēng)方向也不對，存在著設(shè)計缺陷。

解決方法:將冷卻機(jī)原地旋轉(zhuǎn)90°，通風(fēng)方向得到改善，問題一次根除，報警消失。

通過以上故障排除實例，說明伺服系統(tǒng)發(fā)生故障時維修人員在熟悉機(jī)床各項性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上，還要綜合分析機(jī)床的其他條件。據(jù)有關(guān)資料介紹，在數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的故障中，有近30% ～50%的故障并非是伺服單元本身所致，而是由外部及其他因素引起或因人為原因所致，因此維修人員要熟悉機(jī)床各項功能的使用，還要善于綜合分析故障產(chǎn)生的原因，有的放矢進(jìn)行故障排除，更好地為生產(chǎn)服務(wù)。