李春勤，葛平海，劉世忠

（1.山東省日照市科技中等專業(yè)學(xué)校實(shí)訓(xùn)部；2.山東五征集團(tuán)有限公司人力資源部；3.山東省日照市科技中等專業(yè)學(xué)校數(shù)控技術(shù)系，山東 日照 262300）

普通車床數(shù)控改造具有很好的經(jīng)濟(jì)社會效益，改造后用于職業(yè)技術(shù)學(xué)校加工制造類專業(yè)實(shí)訓(xùn)很實(shí)用，作者用KND100i-D數(shù)控系統(tǒng)對普通車床進(jìn)行了數(shù)控改造設(shè)計(jì)，數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行M03、M05或M04指令則主軸正轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，也用ZD-15直流電子制動器對主軸電機(jī)M05停轉(zhuǎn)進(jìn)行了制動設(shè)計(jì)改造。使用一年后曾出現(xiàn)故障，現(xiàn)有職業(yè)教育、本科教育相關(guān)教材等書籍并沒有論述相關(guān)故障維修，不少企業(yè)也很缺乏數(shù)控機(jī)床故障維修人才，這也是職業(yè)技術(shù)教育加工制造類專業(yè)教學(xué)需要解決的問題，作者查閱文獻(xiàn)[2][3][4][5]，進(jìn)行了現(xiàn)場測試研究，解決了故障維修問題，今做介紹，具有推廣借鑒意義。

1 數(shù)控系統(tǒng)持續(xù)信號控制三相交流電機(jī)設(shè)計(jì)原理

KND100i-D數(shù)控系統(tǒng)采用圖1所示持續(xù)信號控制主軸三相交流電機(jī)原理如下：圖1(c)數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行M03，直流繼電器J1線圈帶電，J2、J3不帶電，圖1(b)中直流繼電器J1常開觸點(diǎn)閉合，交流接觸器KM1線圈帶電，圖1(a)中直流繼電器J1常閉觸點(diǎn)斷開，交流接觸器主觸點(diǎn)KM1閉合，電機(jī)M正轉(zhuǎn)。

圖1(c)數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行M05再執(zhí)行潤滑指令M32（M31為停止?jié)櫥噶睿?，直流繼電器J1、J2線圈均不帶電，J3線圈帶電，圖1(b)中直流繼電器J1、J2常開觸點(diǎn)均斷開，交流接觸器KM1、KM2線圈均不帶電，圖1(a)中交流接觸器主觸點(diǎn)KM1、KM2均斷開，電機(jī)M停轉(zhuǎn)。圖1(a)中J3常開觸點(diǎn)閉合，電子制動器ZD-15 C點(diǎn)與24V接通，B1、B2接通，圖1(b)交流接觸器線圈KM3帶電，圖1(a)中主觸點(diǎn)KM3閉合，電子制動器輸出直流電壓至三相交流電機(jī)，致使電機(jī)制動至設(shè)置的時(shí)間后，B1、B2斷開，電機(jī)停止制動。

圖1(c)數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行M04，直流繼電器J2線圈帶電，J1、J3不帶電，圖1(b)中直流繼電器J2常開觸點(diǎn)閉合，交流接觸器KM2線圈帶電，圖1(a)中直流繼電器J2常閉觸點(diǎn)斷開，交流接觸器主觸點(diǎn)KM2閉合，電機(jī)M反轉(zhuǎn)。

圖1所示數(shù)控改造后，加工程序編制思路為：

N0010 M31 J3繼電器線圈斷電

N0020 M03 主軸正轉(zhuǎn)

圖1 數(shù)控系統(tǒng)持續(xù)信號控制三相電機(jī)原理圖

2 數(shù)控車床主軸控制故障測試與維修

如圖1所示普通車床數(shù)控改造后，使用效果很好，自動化程度和生產(chǎn)效率均大大提高了，但使用一年后出現(xiàn)了故障，今論述維修。

2.1 數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行M03主軸不正轉(zhuǎn)

按操作面板上的主軸正轉(zhuǎn)鍵，依次觀察圖1所示(c)(b)(a)區(qū)域繼電器和交流接觸器帶電動作情況，發(fā)現(xiàn)(c)圖所示區(qū)域直流繼電器J1線圈帶電觸點(diǎn)動作發(fā)出響聲，J2、J3直流繼電器觸點(diǎn)均不動作，也不發(fā)出響聲，說明故障不在(c)圖區(qū)域。再看(b)圖所示區(qū)域，按主軸正轉(zhuǎn)鍵，交流接觸器KM1觸點(diǎn)不動作，沒有發(fā)出聲音，說明其線圈沒帶電或損壞，仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)其線圈接線脫落，重新接好恢復(fù)正常。

這就是按區(qū)域找故障維修法，如按主軸正轉(zhuǎn)鍵，J1直流繼電器線圈不帶電，觸點(diǎn)不動作，則故障在(c)區(qū)域；如果J1直流繼電器線圈帶電，觸點(diǎn)動作；KM1交流接觸器線圈也帶電觸點(diǎn)動作；但電機(jī)不轉(zhuǎn)則故障在(a)圖所示區(qū)域。這就是分區(qū)域檢查故障的方法。

2.2 曾出現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行M03主軸時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)不轉(zhuǎn)故障

按操作面板上的主軸正轉(zhuǎn)鍵，依次觀察圖1所示(c)(b)(a)圖所示區(qū)域的直流繼電器或交流接觸器帶電動作情況？發(fā)現(xiàn)(c)圖所示區(qū)域直流繼電器J1觸點(diǎn)也時(shí)常動作發(fā)出響聲，則其線圈時(shí)帶電時(shí)不帶電；再觀察交流接觸器KM1的觸點(diǎn)也是時(shí)常動作發(fā)出響聲，則是其線圈時(shí)帶電時(shí)不帶電，致使電機(jī)時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)不轉(zhuǎn)。

所以先從(c)圖所示區(qū)域找原因，按數(shù)控系統(tǒng)操作面板上主軸反轉(zhuǎn)鍵，則直流繼電器J2、交流接觸器KM2也存在類似情況，致使電機(jī)時(shí)反轉(zhuǎn)時(shí)不轉(zhuǎn)，測試24V直流電源是16.5V，換一個(gè)好的直流電源，故障排除，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)很正常。

繼續(xù)找原因，該數(shù)控車床開始加工鑄鋁件，是塑性材料，為帶狀鐵屑，后來加工鑄鐵件為脆性材料，鐵屑為粉末狀，不少粉末狀鐵屑進(jìn)入了直流電源，影響了其性能，輸出電壓降低了，出現(xiàn)主軸時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)不轉(zhuǎn)故障。安裝一個(gè)吸塵器，把粉末狀鐵屑吸走，再沒有出現(xiàn)類似故障。

2.3 數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行M05、M32后主軸不制動

按操作面板上的潤滑鍵（即M32功能鍵），觀察圖1所示(c)(b)(a)哪個(gè)區(qū)域繼電器或交流接觸器帶電動作情況？發(fā)現(xiàn)(c)圖所示區(qū)域直流繼電器J3線圈帶電觸點(diǎn)動作發(fā)出響聲，J1、J2直流繼電器觸點(diǎn)均不動作，也不發(fā)出響聲，說明故障不在(c)圖區(qū)域。

再看(b)圖所示區(qū)域，按潤滑鍵，交流接觸器KM3觸點(diǎn)不動作，檢查B1、B2接線正確，再檢查(a)圖所示區(qū)域，發(fā)現(xiàn)直流繼電器常開觸點(diǎn)J3接線脫落，重新接好后，故障消失，制動正常了。

3 結(jié)語

本文論述的普通車床數(shù)控改造主軸控制及制動設(shè)計(jì)，使用效果很好，分區(qū)域檢查故障的方法具有思路清晰、檢查直觀等優(yōu)點(diǎn)，對其他設(shè)備數(shù)控化改造電機(jī)制動均有借鑒意義，該設(shè)計(jì)和分區(qū)域檢查故障的方法，對提高職業(yè)技術(shù)教育加工制造類專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量也有指導(dǎo)意義。