數控機床故障檢測與維修

[摘要]針對數控機床的故障形式來診斷與分析故障點，對檢測出的故障點進行維修。總結了數控機床數控系統及其電路板的故障診斷和維修方法。

[關鍵詞]數控機床；故障點；機械；電路

一、檢查數控機床故障中應該掌握的原則

數控機床是一種技術復雜的機電一體化設備，其故障發生的原因檢測起來較為復雜，這給故障診斷和故障排除帶來不少困難。為了便于故障分析和處理，歸納了以下按故障部件、故障性質及故障原因等對常見故障作如下分析思路的總結。在檢測故障過程中，應充分利用數控系統的自診斷功能，如系統的開機診斷、運行診斷、PLC的監控功能。根據需要隨時檢測有關部分的工作狀態和接口信息，還應靈活應用數控系統故障檢查的一些行之有效的方法，如交換法、隔離法等。在檢查數控機床故障中還應該掌握以下原則：

1.先靜后動。數控機床發生故障后，先不要盲目動手修理，應該先詢問之前機床操作人員故障發生的過程及狀態與誤操作的內容。根據操作人員所給的信息來查閱機床說明書以及分析。檢測到的部分先在機床斷電的靜止狀態，確認可以排除危險后，方可通電，在運行情況下進行動態診斷。

2.先外部后內部。數控機床是機械、液壓、電氣、電路，一體化的機床，故障的發生必然從機械、液壓、電氣、電路這綜合反映出來，數控機床的檢修要求維修人員掌握先外部后內部的原則。即當數控機床發生故障后，維修人員應先采用望、聞、聽、問等方法，由外向內逐一進行檢查。比如從數控機床的外部檢查，觀察外部部分有否損壞，有無異常，是否因為接觸不良或者連接部位松脫之類的原因而造成機床的故障。

3.先機械后電氣。由于數控機床是一種自動化程度高、技術復雜的先進機械加工設備。一般來說，機械故障是比較容易察覺的，數控系統故障的診斷則難度要大些，數控機床的檢測中先檢查機械部分是否正常。如行程開關是否靈活，氣動、液壓部分是否正常。數控機床的故障很大部分是由于機械動作失靈引起。

4.先簡單再復雜。當出現多種故障互相交織掩蓋、一時無從下手，首先需要解決容易的問題，后解決難度較大的問題。常常在解決簡單故障的過程中，難度大的問題也可能變得容易，或者在排除簡單故障時受到啟發，對復雜故障的認識更為清晰，迎刃而解。

5.以故障原因改良固件。通過發現故障，對故障維修后。分析引起故障的原因，在可行的條件下來改良該部件的構造，避免故障的再次發生。如散熱風扇的用途為機械散熱，但加工過程中必定會有灰塵，灰塵中帶有靜電，所以在散熱風扇后裝一層隔塵膜，把灰塵隔離。

二、實例

(一)深圳GSM900立式銑床一臺，使用的是仿FANUO系統

故障現象：在機床總電源打開時，LCD無顯示(黑屏)。

故障分析思路：首先查看電源接口是否有松脫現象，查看后電源是接通，可以排除數控機床電源問題。再觀察LCD外部是否有損壞，破損以及燒焦的味道，再用耳朵貼緊專用計算機部分聽是否在運作，此時，發現專用計算機上的散熱風扇無轉動，需把專用計算機部分拆開進一步分析。LCD無顯示必定是燒毀或者無信號輸入，檢查專用計算機是否正常運作，是否有信號發送，發現專用計算機沒運作。此時，可以基本確定LCD的故障是因為專用計算的主板沒有視頻信號到LCD而導致LCD黑屏。數控機床的故障已經縮小到專用計算的主板的范圍，就可以根據說明書，以及其電路圖來分析主板故障點(其專用計算機的接線圖如圖1所示)。

利用萬用表測量主板上的電路，CPU(中央微處理器)，總線{BUS)，主板電源、存儲器(RAM，EPROM)，輸入輸出接口(I/O)均無發現異常。數控機床的專用機其實跟辦公電腦一樣的構造，通過這樣，查出電腦的啟動是靠主板來打通電源的，主板的BIOS是控制主板的大腦，在電腦關閉的時候，BIOS是通過電子電池來維持存儲器設置的存儲功能。此時再用萬用表來測量該主板電子的電壓，發現該電子的電壓已經不能正常工作了。更換一個新的電子，專用計算機又可以重新啟動，數控機床正常運作。

這次的故障排除以及維修的成功，是按照；先外部后內部，檢查是否機床外部故障引起的，均無發現異常后。先靜后動、把機床通電后，正常開機后聽一下機床故障點是否有異響，再觀察是否有燒焦味道，這樣可以初步判斷電路是否短路。因為這故障是LCD無法顯示，可以把故障點定在線路或電路問題上，不應該花費檢測工序在機械部分上。用萬用表測量電路板線路是否正常，一步一步把故障范圍縮小，最后分析了是因為主板的啟動問題導致專用計算機的失靈。這可以說是花費了較少的時間以及簡化了許多不必要的檢測工序，大大減少了故障排除的時間。

(二)濟南MJ-50數控車床刀架故障及排除

故障現象：在機床運作過程中，MDI或自動循環時，刀架有時轉位正常，有時出現轉位故障，刀架不鎖緊，刀架停止運動(刀架換到流程圖如圖2)。

故障分析思路：首先數控機床是由液壓夾緊、松開，由液壓馬達驅動轉位。檢查液壓標，液壓無泄露，液壓標正常，液壓系統也正常，要認為是刀架機械問題可以排除。然后檢測刀架PLC控制程序是否有問題，因為刀架控制程序中延時繼電器的時間設定不當，有可能出現這種故障，刀架裝上刀具以后，各到位回轉較慢的刀位，出現轉位故障。但經過說明書的對比，此可能性也可以去除。最后只能完全依靠I／O診斷畫面來分析故障原因，在反復手動刀架轉位中，逐漸找到了規律，若是奇數刀位很少出故障，故障大多數發生在偶數刀位且無規律可循，為此，重點調看刀架奇偶校驗開關信號X14，3，發現在偶數刀位時，奇數校驗開關信號X14.3時有時無，于是可以斷定找到了故障所在。

因為刀架設計為奇偶校驗，在偶數刀位時，如果奇偶校驗開關X14.3有信號，奇偶校驗通過，刀架結束轉位動作并夾緊。如果X14.3無信號，則奇偶校驗出錯，發出報警信號，“進給保持”燈亮，刀架不能結束轉位動作，保持松開狀態。在奇數刀位不受奇偶校驗影響，因而轉位正常。故障點查找出來后，立即拆開轉位刀架后罩，檢查奇偶校驗開關及接線均正常，接著檢查由開關到數控系統I／O板的線路，發現電箱內接線端子板上X14.3導線與端子壓接不良，導線在端子內是松動的，重新壓好端子，刀架位工作正常。

(三)廣東機械研究——712A銑床主軸故障及排除

故障現象：在MDI方式輸入M03 S1200，運行時主軸不轉動，無任何動作。該數控銑床的主軸采用無極變速：在額轉速300～3000r／min下。

故障分析思路：根據以上情況，導致主軸不轉動的原因大致可以分為；機械傳動部分、控制部分、電路電機這三部分可能性較大。首先檢測一下機械傳動部分，把數控銑床電源關掉，利用人手在主軸上順時旋轉，檢查主軸的轉動是否有異響以及是否有卡住、轉動不順暢的問題，傳動帶等檢查后均無發現異常，再打開主軸控制電源箱，檢查是否跳閘。因為數控機床除了電路部分還有冷卻部分、液壓部分等引起電路部分跳閘的情況經常出現，檢測后電路部分工作。此時，查閱說明書，發現電機轉動還有一個感應裝置，當主軸的潤滑油底過注入警戒線時，此感應裝置就停止主軸的轉動(就如行程開關一樣)，加上潤滑油后，同樣在MDI狀態中輸入M03S1200，運行時主軸正常工作。

故障排除總結：分析思路是正確的，先機械后電路，但過程中忽略的一些不起眼的問題，導致時間花費多。數控維修人員不僅要有較廣的知識面，而且需要對數控系統有深入的了解，善于分析，做到膽大心細，維修過程中要穩要準。

參考文獻

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