數(shù)控設(shè)備維修實例

海上孤舟

數(shù)控設(shè)備是技術(shù)密集型的產(chǎn)品,，要想迅速而準確地查明原因并確定故障部位，是有一定難度的,。但只要認真閱讀維修說明書并結(jié)合個人的工作經(jīng)驗，也不難發(fā)現(xiàn)和解決問題�,，F(xiàn)將我的一些維修經(jīng)驗介紹給同行們參考,。   
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$ w6 C- ^5 B3 G$ ]2 E: [1 NC系統(tǒng)開機后“死機”   

   我公司有一臺德國OVERBECK外圓磨床，數(shù)控系統(tǒng)采用E44NC,。開機后,，CRT顯示“+0.000”，且不斷閃爍,，而在正常狀態(tài)下應(yīng)顯示“+0.005”,。按操作面板上“TEST”鍵，系統(tǒng)正常自檢,。但按壓“PROG”鍵時,，屏幕沒有任何數(shù)據(jù)顯示。打開電氣控制柜,，發(fā)現(xiàn)存儲板上有一指標燈不亮,，這表明存儲板上的數(shù)據(jù)有丟失現(xiàn)象，可初步判定是機床參數(shù)丟失,。在“PROG”方式下重新輸入機床參數(shù)后,，故障排除,。   

! i! n! ?, l" P   一臺美國BRYANT公司的外圓磨床，數(shù)控系統(tǒng)采用BRYANT Ⅲ系統(tǒng),，PLC采用GE FANUC SERIES ONE,。開機自檢結(jié)束后，液壓系統(tǒng)無法啟動,。打開電氣控制柜,，發(fā)現(xiàn)PLC-CPU上“Battery”燈亮，“RUN”指示燈不亮,。閱讀維修說明書,，“Battery”燈亮表示保持CMOS RAM中用戶程序的電池低于2.4V。關(guān)機更換一新電池后再開機,，PLC-CPU上“Battery”燈滅,，但“RUN”指示燈仍不亮。把編程器接入PLC-CPU相應(yīng)的接口上,，發(fā)現(xiàn)編程器屏幕沒有任何顯示,，而在正常狀態(tài)下，應(yīng)顯示地址號“0000”,。檢查電源單元正常,，初步判斷是CPU模塊故障。采用“替換法”并重新輸入用戶程序后,，再開機,，“CPU”指示燈亮，機床恢復(fù)正常,。   

7 r5 p5 i, t! o2 l9 \' z2 加工循環(huán)工作中出現(xiàn)的故障   
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   我公司一臺美國真空干燥機在未到定時時間的情況下,，出現(xiàn)3組抽真空電磁閥同時停止工作的故障。該機采用GE FANUC SERIES ONE PLC,。利用編程器的“MON”功能,，檢查用戶工作程序正常，相應(yīng)的輸入和輸出信號正常,，可排除控制器內(nèi)部故障,。分析用戶程序梯形圖，如果有一組的抽氣壓力低于-0.07MPa(該壓力是電接點真空表的指示壓力),，其它兩組立刻停止工作。認真觀察PLC輸入狀態(tài)信息,，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障的瞬間,，第2組的電接點真空表輸入到PLC的信號“0002”先滅后亮，可判定該真空表的電觸點接觸不良,。更換一新表后,，再啟動機床,，故障排除。   
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5 |/ R" _( C' ~* z% R* ^   一臺美國BRYANT內(nèi)圓磨床,，當自檢畫面結(jié)束后,，在未撥開急停按鈕(2PB)和按壓按鈕(1PB)的情況下，液壓潤滑系統(tǒng)卻自動啟動,。查閱機床控制梯形圖,，“MCR”為主控繼電器，“12M”為液壓潤滑控制繼電器,。打開機床電氣控制柜,，斷掉機床動力電源，“MCR”仍保持吸合,，即可判定是該繼電器有故障,。更換該繼電器，系統(tǒng)恢復(fù)正常,。   

4 z: l+ N. a! \2 h8 S6 J7 R3 與檢測裝置相關(guān)的故障   

   一臺瑞士產(chǎn)縱切自動機,，控制系統(tǒng)采用西門子8MC。啟動機床后,，CRT出現(xiàn)“222”(SERVO LOOP NOTREADY)報警,，同時發(fā)現(xiàn)Z軸直流放大單元上“Fault”紅燈亮，初步判斷伺服放大單元有問題,。采用“替換法”更換一新伺服放大板后,，在空載運行時，機床工作正常,。但加負載工作時,，CRT又出現(xiàn)“222”報警，伺服單元上“Fault”紅燈仍亮,，即懷疑是伺服電動機有故障,。該機床伺服電動機與測速發(fā)電機做成一體。用萬用表測量電動機阻值正常,，測量測速發(fā)電機繞組電阻達數(shù)百歐,，并且隨著旋轉(zhuǎn)角度的變化，阻值也發(fā)生變化,，可判斷是測速機故障,。拆開測速機，發(fā)現(xiàn)電刷卡阻,。小心地將電刷拆下,，在細砂紙上打磨幾下，同時清掃換向器的污垢,，再重新裝好,。開機,，伺服單元上“Fault”指示燈滅，表示機床可以正常工作,。但工作幾天以后,，CRT又出現(xiàn)“104”(位置環(huán)路硬件故障)報警，因此可以認為故障發(fā)生在位置反饋環(huán)節(jié),。用手撥動位置反饋編碼器,，聯(lián)結(jié)無松動，有損壞感覺,。用示波器測試編碼器輸出波形,，發(fā)現(xiàn)有一組脈沖輸出幅度太低。更換一編碼器,，開機后故障消除,。   
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   一臺美國BRASON公司清洗機，開機初始化操作中,，工作頭不能返回基準點,，且出現(xiàn)“E3”報警。檢查機械部分正常,，可初步判斷是編碼器故障,。將編碼器拆開，發(fā)現(xiàn)編碼盤已變形,。更換一新編碼器后,，故障排除。   
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   由于編碼器與機床的零點密切相關(guān),，因此,，機床恢復(fù)正常后，還必須調(diào)整零點,。對于此類故障應(yīng)特別引起注意,。

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由于現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來越高，數(shù)控系統(tǒng)本身的故障越來越低,，而大部分故障的發(fā)生則是非系統(tǒng)本身原因引起的,。系統(tǒng)外部的故障主要指由于檢測開關(guān)、液壓元件,、氣動元件,、電氣執(zhí)行元件、機械裝置等出現(xiàn)問題而引起的。
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   數(shù)控設(shè)備的外部故障可以分為軟故障和外部硬件損壞引起的硬故障,。軟故障是指由于操作、調(diào)整處理不當引起的,，這類故障多發(fā)生在設(shè)備使用前期或設(shè)備使用人員調(diào)整時期,。對于數(shù)控系統(tǒng)來說，另一個易出故障的地方為伺服單元,。由于各軸的運動是靠伺服單元控制伺服電機帶動滾珠絲杠來實現(xiàn)的,。用旋轉(zhuǎn)編碼器作速度反饋，用光柵尺作位置反饋,。一般易出故障的地方為旋轉(zhuǎn)編碼器與伺服單元的驅(qū)動模塊,。也有個別的是由于電源原因而引起的系統(tǒng)混亂。特別是對那些帶計算機硬盤保存數(shù)據(jù)的系統(tǒng),。例如,，德國西門子系統(tǒng)840C。
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4 ?  a' `/ Y. x/ ~" @: l   例1：一數(shù)控車床剛投入使用的時候,，在系統(tǒng)斷電后重新啟動時,，必須要返回到參考點。即當用手動方式將各軸移到非干涉區(qū)外后,，再使各軸返回參考點,。否則，可能發(fā)生撞車事故,。所以,，每天加工完后，最好把機床的軸移到安全位置,。此時再操作或斷電后就不會出現(xiàn)問題,。
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   外部硬件操作引起的故障是數(shù)控修理中的常見故障。一般都是由于檢測開關(guān),、液壓系統(tǒng),、氣動系統(tǒng)、電氣執(zhí)行元件,、機械裝置出現(xiàn)問題引起的,。這類故障有些可以通過報警信息查找故障原因。對一般的數(shù)控系統(tǒng)來講都有故障診斷功能或信息報警,。維修人員可利用這些信息手段縮小診斷范圍,。而有些故障雖有報警信息顯示，但并不能反映故障的真實原因,。這時需根據(jù)報警信息和故障現(xiàn)象來分析解決,。

9 z) M; b' j- X) F6 w. V8 h. o   例2：我廠一車削單元采用的是SINUMERIK840C系統(tǒng)。機床在工作時突然停機。顯示主軸溫度報警,。經(jīng)過對比檢查,，故障出現(xiàn)在溫度儀表上，調(diào)整外圍線路后報警消失,。隨即更換新儀表后恢復(fù)正常,。

1 @8 d3 P. r' Q( G" h5 l/ v1 m6 Q   例3：同樣是這臺車削中心，工作時CRT顯示9160報警“9160 NO PART WITH GRIPPER 1 CLOSED VERIFY V14-5”,。這是指未抓起工件報警,。但實際上抓工件的機械手已將工件抓起，卻顯示機械手未抓起工件報警,。查閱PLC圖,，此故障是測量感應(yīng)開關(guān)發(fā)出的。經(jīng)查機械手部位,，機械手工作行程不到位,，未完全壓下感應(yīng)開關(guān)引起的。隨后調(diào)整機械手的夾緊力,，此故障排除,。
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   例4：一臺立式加工中心采用FANUC-OM控制系統(tǒng)。機床在自動方式下執(zhí)行到X軸快速移動時就出現(xiàn)414＃和410＃報警,。此報警是速度控制OFF和X軸伺服驅(qū)動異常,。由于此故障出現(xiàn)后能通過重新啟動消除，但每執(zhí)行到X軸快速移動時就報警,。經(jīng)查該伺服電機電源線插頭因電弧爬行而引起相間短路,，經(jīng)修整后此故障排除。

/ h- S3 }2 e4 Y; n$ H5 T9 A- c   例5：操作者操作不當也是引起故障的重要原因,。如我廠另一臺采用840C系統(tǒng)的數(shù)控車床,，第一天工作時完全正常，而第二天上班時卻無論如何也開不了機,，工作方式一轉(zhuǎn)到自動方式下就報警“EMPTYING SELECTED MOOE SELECTOR”,。加工完工件后，主軸不停,，機械手就去抓取工件,，后來仔細檢查各部位都無毛病，而是自動工作條件下的一個模式開關(guān)位置錯了,。所以,，當有些故障原因不明的報警出現(xiàn)的話，一定要檢查各工作方式下的開關(guān)位置,。

   還有些故障不產(chǎn)生故障報警信息,，只是動作不能完成,，這時就要根據(jù)維修經(jīng)驗、機床的工作原理和PLC運行狀況來分析判斷了,。

   對于數(shù)控機床的修理,，重要的是發(fā)現(xiàn)問題。特別是數(shù)控機床的外部故障,。有時診斷過程比較復(fù)雜,，但一旦發(fā)現(xiàn)問題所在，解決起來比較簡單,。對外部故障診斷應(yīng)遵從以下兩條原則。首先要熟練掌握機床的工作原理和動作順序,。其次,，要會利用PLC梯形圖。NC系統(tǒng)的狀態(tài)顯示功能或機外編程器監(jiān)測PLC的運行狀態(tài),，一般只要遵從以上原則,，小心謹慎，一般的數(shù)控故障都會及時排除,。