數控加工中心故障排除及實例應用

柴工

為了充分發揮數控加工中心應有的功效，數控機床的正常運行十分關鍵的，在數控設備出現問題，及時排除故障就顯得尤為重要。但對于接觸加工中心不多的維修員來說，當機床出現故障時，往往不知從那里下手，延誤維修時間。時如果我們能借助于數控系統本身具有的自診斷功能，將對我們的維修產生很大幫助。同時，作為維修人員當數控機床發生故障后，首先要向操作者了解故障產生癥狀，產生在哪道程序及時間，操作方法是否得當，才能及時發現問題，以免隱患過大，造成損失。其次，要檢查按鈕、熔斷器，接線端子等元件，在接線時螺釘是否擰緊，航空插頭和插座是否擰緊，電路板上的插頭是否擰緊，各撥把開關，操作方式是否正確等。并且根據機械故障較易察覺的特點，當發生機床過載，過熱報警時，應首先檢查滑板的鑲條是否裝過緊，滑板和床身導軌之間摩擦力增大，從而使電機運轉困難，還有滾珠絲杠和托架之間是否同心，如絲杠中滾珠磨損造成絲杠過緊，也可使電機過載、過熱，從而引起電氣故障。因此我們在數控機床的正常維修當中，認真做好以上幾個方面的工作，共同配合，可以少走彎路，較快排除故障，減少數控機床的停機時間，提高數控機床的使用率，使公司生產得以順利進行，完成生產進度。     下面結合我公司在數控機床的維修方法及經驗，將幾例有代表性的故障例子，介紹給大家供考。
( V. R4 q( N1 I3 ]$ y    我公司現有兩臺北京機床研究所生產的JCS-018立式加工中心，其系統是采用日本FANVC-BESk7M系統全功能數控機床，7M系統采用16位微處理器控制，伺服驅動單元為大慣量直流伺服電機，主電機由三相全波可控硅無環流電路驅動，旋轉變壓器作為位置檢測元件，測速發電機構成速度反饋，該機床在運行中曾發生多次異常報警和異?，F象，我們根據CRT顯示的報警答號將故障迅速排除，保證了機床的正常運行。
. N; x0 `  F6 B3 H/ B/ G+ J0 v4 U    例1：故障現象，CRT顯示05＃07＃報警
" }* X: }4 ]; b) D- Q/ x    故障檢查與分析：查FANVC- BESK7M系統維修手冊，05＃為緊急停車信號接通，07＃系速度控制單元報警，從維修手冊中看，05＃報警是由緊急停車造成的，故排除其故障較為容易，如急停開關是否壓上，X、Y、Z各軸超程限位是否壓合，檢查均正常，按清除鍵，05＃消失，07＃報警仍存在，抬起手05＃又現。經過分析，認為07＃報警是關鍵，由它異常后，而采用緊急停車來加以保護，從而同時出現05＃、07＃報警。對于07＃報警，維修手冊中指出：任意一軸的速度控制單位處于報警條件，或電機電源線的接觸器斷路。產生該報警，可考慮以下原因：①電機過載。②速度控制的電源變壓器過熱。③速度控制電源變壓器的電源保險絲斷。④速度控制單元的保險絲斷。⑤在控制部分電源輸入支架上，接線座的ZMGIN和2點間的觸點開路。⑥在控制部分電源輸入支架上，交流100V保險絲（F5）斷。⑦連接速度控制單元與控制部分之間的信號電纜斷開，或者從插頭中脫落。⑧由于某種其它伺服機構報警，電機電源線上的接觸器（MCC）斷開。
    分析：逐一檢查，先易后難。A項：用表查熱元件元異常，并且是在開NC后，X軸、Y軸、Z軸，刀庫各軸未移動而產生05＃、07＃報警，故A項否。B項：用手摸變壓器，不過熱，用萬用表查OH1、OH2正常，檢查C、D、F中的保險，未斷。E項：用萬用表查接線調的ZMGIN和2之間的觸點，結果通，正常。故矛盾集中在G、H上，用萬用表電阻擋檢查，發現Y軸速度控制單元板有異常。因為電機有一過熱保護，在此電氣接線中是各軸相互串在一起的，并且應有24V電壓。其過程為24V→X軸過熱保護常閉→速度控制單元→Y軸過熱保護常閉→速度控制單元→Z軸過熱保護常閉→Z軸速度控制控制單元→刀架過熱保護常閉→刀庫速度控制單元→NC為正常，當檢查到Y軸過熱保護常閉→Y軸速度控制單元→Z軸過熱保護常閉時不通，斷路，故檢查Y軸速度控制板，由線查找，發現一短路棒斷路，油膩太臟造成，清洗后插上，開機正常。
    例2、故障現象，主軸不能定向，負載表達紅區08＃報警。
# I; {' t& \, z7 `2 g! M% [: l- B    故障檢查與分析：查機床維修手冊，08＃報警為主軸定位故障，根據手冊要求，我們打開機床電源柜，在交流主軸控制線路板上，找到7個發光二極管（6綠1紅），這7個指示燈（從左到右）分別表示①定向指令②低速檔③磁道峰值檢測④減速指令⑤精定位③定位完成⑤試驗方式（①一③為綠，①紅）在機床定向時，觀察這7個指令燈的情況如下，1＃燈亮，3＃、5＃燈爍，這表明定位指令已經發出，磁道峰值已檢測到，定位信號檢測到，但是系統不能完成定位，主軸仍在低速運行，故3＃、5＃燈不斷爍，從以上情況分析，我們懷疑是主軸箱上的放大器問題，打開主軸防護罩，檢查放大同時，發現主軸上的刀具夾緊油缸軟管繞成絞形，纏繞在主軸上，分析這個不正常現象，我們判斷就是該軟管盤繞，致使主軸定位偏移而不能準確定位，造成D8＃報警，將該較管卸下回直后裝好，又將主軸控制器中的調節電位器RV11（定位點偏移）進行了重新調節，故障排除，報警消失，機就恢復正常運行。
" s) M7 r4 n0 c# n# E' f    例3、故障現象：開電源，開NC電源各軸回零后，當軸主執行M03起動時，產生01＃報警
, G, b0 z7 Y2 M3 D, f2 n    故障檢查與分析：查維修手冊。01＃報警為主軸系統內的故障，可由主軸伺服裝置內的指示燈指示內容。檢查交流主軸伺服裝置內的指示燈為8421中的4號燈亮，4號燈亮指示內容為交流耦合電路的F1、F2、F3熔斷，而4號故障又分為以下四種情況①交流電源阻抗過高②功率晶體管燒毀③二極管或可控硅組件燒壞④浪涌吸收器和電容損壞。
    據此分析依次檢查各項，只保險斷兩相，其它無問題，故更換保險，開機床電源開關，測交流電壓正常，開NC電源，正常操作，當程序執行到M03時，主軸剛一起動，又產生01＃報警，檢F1、F2、F3又斷原先兩相，故綜合分析，拋開維修手冊提示的內容，檢測外圍，當檢測到母線排分線盒時，發現其中一相線斷，因此故障現象為斷其它兩相，修復分線盒，開機就要電源，執行M03時正常，故障解決。
    例4、故障現象：正常加工執行程序，當執行換刀動作M06時，刀套下，主軸不定向，不換刀，主軸又按下把刀的程序繼續加工，無報警。
  C& |4 F9 M) U$ t! i    故障檢查與分析：執行換刀指令M06動作順序為，主軸定向，刀套下，75度轉出，手臂下，180度回轉換刀，手臂上，75度轉回，刀套上，180度油缸復位，而后發出FIN指令，再執行下段程序。結合故障分析，檢查PC輸出板，執行換刀動作的元器件，當檢查到G3時，發現異常。正常時，G3在換刀時，其管角2為高電平，3為高電平，24V送不出，而執行換刀動作，當換刀完畢后，管角2變為低電平，而使24V電壓送出，發出FIN，即MT信號執行完畢，管角2現在無論為高電平或低電平，FN信號發出，均有24V輸出，MT信號執行完畢送出，從而NC執行下段程序。其刀具尚未交換，易發生撞件的可能。據此，我們拆下G3芯片，其為干簧電器，去市場買此芯片，沒有買到。我們根據其性能而采用松下DSZY-S-DC5C代替，故障解決，從換至今一年多沒在發生類似故障，保證了車間的正常生產。
    上述數控機床電氣故障實例，是我們在維修實例中挑選和總結出來的，它反映了數控機床電氣中的一些問題，要提高數控機床電氣維修技能，關鍵在于必須熟悉所修數控機床性能特點和工作原理，掌握正確的方法如檢查數控機床的CRT報警，顯示內容，查維修手冊。在出現故障時，根據其故障現象，查電氣手冊來排除故障，在維修過程中不斷實踐，不斷摸索和積累經驗，從而達到靈活運用維修技術，排除數控機床電氣故障的目的，充分發揮數控機床的利用率，多創效益。

付希超