CAK36s系列數控車床故障案例分析與排除

傅貴興 于朝斌

(①宜賓職業技術學院，四川宜賓 644003;②宜賓金洋汽車零配件制造廠，四川宜賓 644001)

CAK36s數控車床是沈陽機床股份有限公司生產的產品，在國產數控車床中，該系列車床企業擁有量較大，CAK36s系列車床與 CAK16s、CAK40s一樣，采用了HNC－21TD/22TD數控系統。現將多年來對該類型車床的診斷維修經驗總結出來的典型故障進行分析如下。

1 系統部分

案例1

故障現象:NC面板上電后無顯示:按下上電鍵系統則上電，松開后系統立即掉電。

故障原因分析:在CAK36s系列數車中，系統上電受繼電器KA0控制，造成此故障的原因有:①KA0自鎖不成功;②203、208到KA0線圈處沒有自鎖或常開觸點損壞;③203、208號線可能存在斷路松脫現象。

檢查診斷與修理:檢查時發現繼電器KA0指示燈不亮，但電源板上24 V電壓正常，進一步檢查發現KA0上208線斷頭接觸不良。

案例2

故障現象:NC面板上電后無顯示:按下上電鍵系統無法上電。

故障原因分析:與上例不同，本例沒有上電的跡象，說明電源不存在，產生該故障原因較多，如:①24 V電源電壓不正常;②繼電器KA0常開觸點未閉合，線圈指示燈不亮;③面板上SB2損壞;④按鈕SB1常閉頭損壞;⑤NC回路24E端接線端子連接不可靠;⑥QF12開關沒有合上，或損壞。

檢查診斷與修理:檢查時，按下上電按鈕SB2后發現KA0指示燈未亮，查看KA0良好，線圈上無24 V電源，但0 V與203之間有24 V，經仔細檢查，發現是按鈕SB1損壞，更換SB1后故障排除。

案例3

故障現象:NC無法完成整個啟動過程，只能夠運行到DOS狀態。

故障原因分析:無法完成全過程故障通常與CF卡是否損壞或接觸不良，CF卡內文件是否被破壞有關;有時也可能是電路板故障板故障引起，不過比例較小。

檢查診斷與修理:由于更換CF相對容易，故檢查時先更換了CF卡，重新試機故障消失。

案例4

故障現象:NC上電后時常斷電，時有時無。

故障原因分析:根據維修經驗，此類故障多由接觸不良引起，如輸出板上電纜線端口松動，接口不可靠。

檢查診斷與修理:由于此類故障的表現常常是接觸問題，因此檢查時采取先看接頭接觸情況，重新拔插XS1線頭接口，擰緊緊固螺釘，開機再沒出現時常斷電故障。

案例5

故障現象:開機報警顯示Z軸未就緒。

故障原因分析:這種故障產生的原因往往與驅動部分的狀態有關，如NC與伺服器連接不牢靠，伺服驅動器損壞，對應接口連接不正確等因素有關，重點應檢查。

檢查診斷與修理:先檢查 NC出線接口 XS30、XS32，以及XP12、XP13，接觸良好，也沒有調錯。用模塊交換法檢查Z軸驅動器損壞，更換后故障排除。

案例6

故障現象:開機報警，顯示+X(或+Z、－X、－Z)超程。

故障原因分析:出現這種超程報警現象，通常的原因是外部限位開關問題，少數故障與程序相關，如:①限位開關 SQ3、SQ4、SQ5、SQ6被壓著;②限位開關內部線路出現錯連或短接;③PLC程序有誤。

檢查診斷與修理:由于手動使Z軸退出超程操作簡單，故先按相反方向進給給出操作，使Z軸反向，并不能退出超程狀態，仍然報警。細看拖板只是右行距離較遠，但并未壓住行程開關，故懷疑拖板上SQ有問題，檢查發現SQ本身有短路;更換后故障消失。

2 電源與系統

案例1

故障現象:開機后松開急停鈕系統不能復位，無報警提示

原因分析:引起此故障的原因較多，在日常的維修中發現以外部因素使機床運行允許條件不滿足所致，如:①QF01是否已經合上，常開觸點是否接觸良好;②限位開關被壓著，但是反饋線未連接好;③輸入板子ES1、ES3是否連接好了對應線路;④急停按鈕上的線路接觸正確、良好，元件性能良好;⑤KA20線圈損壞，常開觸點損壞;⑥441(運行允許)反饋線未正確連接到輸入板子對應端口;⑦KA28線圈0 V、24 V電壓是否正常;⑧XS20接口未連接正確牢靠。

檢查診斷與修理:檢查本故障可重點根據KA28的狀態進行。

(1)如果KA28燈未亮，著重查看以下部位:①檢查限位開關是否被壓著 (查493、0 V之間是否通路，通則限位開關無故障，不通則按下超程解除鍵檢查是否通路);②檢查493→543之間，如果在松開急停按鈕后為通路，按下急停按鈕為斷路，則急停開關無故障;③檢查QF01是否閉合，接觸良好;④檢查KA28繼電器是否良好及24 V電源是否正確。

(2)如果KA28燈亮，著重查看:①檢查KA28常開是否接觸良好;②441(反饋線)是否正確連接到輸入板子AX2的N0端口;③反饋線電纜是否正確連接且連接牢靠。

本例故障時KA28燈未亮，檢查發現KA28的24E端無24 V，進一步檢查該斷頭松動，重新接牢后故障排除。

案例2

故障現象:機床不能啟動，無任何顯示。

原因分析:機床無任何顯示，說明電源可能有問題，應檢查電源的公共部分。如:①三相電源缺;②整流器入線端電壓不符合要求;③內部保險絲熔斷;④調節電壓的電阻設置不當。

檢查診斷與修理:首先檢查三相電源及控制變壓器TC1電壓是否滿足要求檢查時發現QF0輸出、QF11輸入電壓正常，QF11輸出缺相，深入檢查判斷QF11損壞，需更換。

案例3

故障現象:機床不能啟動，機床照明燈亮。

原因分析:雖然機床不能啟動，仍然應該考慮電源問題，但照明燈亮，從電路圖可知，交流電源部分應該沒有故障，故障可能在系統控制所需的直流電源。

檢查診斷與修理:根據上述分析，首先檢查了控制電源副邊電源變換器VC1輸入端，有220 V輸入，再檢查VC1輸出端，無24 V直流輸出，證明電源變換器VC1故障。將其更換，故障排除。

3 驅動部分

案例1

故障現象:移動進給軸時報警:軸已使能，方向正常，軸出現沖動現象。

故障原因分析:與上例相似，造成這個故障參數有誤或設置不當，反饋線連接不對應或不牢靠等因素。

檢查診斷與修理:據上例的故障，先檢查驅動參數設置無誤，進而查驅動器反饋線連接發現有拔插過松動的痕跡，于是重新插牢，重新啟動結果故障不見了。

案例2

故障現象:主軸不能運動。

故障原因分析:從維修記載來看，此類故障與輸入三相電源不正常、變頻器參數設置錯誤、主軸制信號錯誤、KA連接不良、變頻器接口連接不正確等因數有關。

檢查診斷與修理:檢查診斷時從操作人員那里得知故障前沒有其他人員動過，因此可以排除變頻器參數設置錯誤、變頻器接口連接錯誤疑點，重點檢查三相電源和接頭接觸情況，測三相電源正常，再查接頭情況，查得是接頭309松脫而致，重新連接后故障排除。

案例3

故障現象:回零不停止

故障原因分析:①回零反饋線連接不正確、牢靠;②對應反饋線端子類型有誤;③限位開關不靈活。

檢查診斷與修理:先檢查了容易辨別的回零連接，沒發現接線錯誤，且接觸良好，查看限位開關有些異常，更換后故障消失。

案例4

故障現象:主軸運動時報警，速度并未達到設定值。

原因分析:對于新機，出現此故障可能與參數設置不當有關，而對于使用一定時間的機床，則故障出現與電動機反饋線連接不良、不牢靠有關。

檢查診斷與修理:由于該機使用4月有余，故可以排除參數設置問題，把注意力用于接線牢固性檢查，檢查時發現預緊電動機連接反饋線451松動，導致信號不能送入NC系統而出現故障報警，處理措施是接牢該端子。

4 刀臺部分

案例1

故障現象:刀臺不轉。

在CAK36s系列數控機床中，刀臺運轉主電路由三相電源經QF3、KM3Z－3F加在電動機上，KM3Z－3F得電與否由NC系統經KA2、KA3進行控制。

故障原因分析:出現此故障可能是三相電源缺失或缺相、輸出信號不對應、刀臺電動機故障等引起。

檢查診斷與修理:經檢刀架電動機三相電源正常，KA2、KA3也是正常工作，但接觸器KM3Z－3F線圈上無110 V電源，進一步檢查查出是KA20上107號端子接觸不良所致。

案例2

故障現象:刀臺轉動，但是刀號不正確。

故障原因分析:導致刀號運行不正確與下列因素有關，①反饋線連接不對應;②PMC參數中P17設置不當;③外殼安裝不當。

檢查診斷與修理:從操作者口中得知此前做了些維護保養工作，估計刀號參數可能被誤動，本著先易后難、先簡單后復雜的原則，檢查PMC參數發現P17設置不當，重新設置后故障排除。

案例3

故障現象:刀臺反轉不能鎖緊。

故障原因分析:檢修實踐表明，這種故障常由反轉時間不足使運行不到位、SQ28損壞導致鎖緊信號沒有給出、鎖緊繼電器KA22損壞引起。

檢查診斷與修理:適當增加反轉時間故障仍在，KA22尚好;更換SQ28試機，故障排除。

案例4

故障現象:正反轉出現短路，KM3觸頭飛弧大。

故障原因分析:出現短路說明KM3Z、KM3F存在同時導通問題，原因與接線錯誤和PLC程序錯誤、KM3器件故障等有關。

檢查診斷與修理:考慮到該機床故障前無別人動過，則接線錯誤和PLC程序錯誤應該排除在外，重點檢查接觸器本身，先單獨使用KM3Z、KM3F均無問題，說明其常開觸點正常，檢查常閉觸點，查出KM3F常閉觸點斷電時不能復位(斷開)。更換KM3F常閉觸點，故障排除。

5 結語

從上面的事例中可以看出，CAK36s型數車故障主要集中在電源、NC系統、驅動部分和刀架部分，主要表現在線頭和端口接觸不良，其次是限位開關SQ、接觸器KM，以及參數設置故障。