數控導盤機床常見故障及維修實例

楊克，關尚軍

(北華大學機械工程學院，吉林吉林 132021)

數控導盤機床常見故障及維修實例

楊克，關尚軍

(北華大學機械工程學院，吉林吉林 132021)

自主研發的數控導盤機床采用模塊化結構，操作容易，維修方便，得到了廣泛應用。在近幾年的維修中，通過排除這些機床出現的故障積累了一定經驗。給出一些故障現象及維修實例，為數控導盤機床操作與維修人員迅速排除故障提供參考。

數控導盤機床;SIEMENS 802C系統;維修;故障

我國原有的普通導盤機床采用的傳統的工件人工夾緊方式及手動推動主軸進給和分體式結構設計，已經不能滿足導盤加工的高效、精密、自動化的技術要求。為此，作者研發了數控導盤機床。

數控導盤機床是在傳統工藝及加工原理基礎上對導盤機床進行的創新設計，該機床實現了工件的自動夾緊，液控伸縮式主軸和整體式結構設計，機床的重復定位精度達到0.008 mm，表面粗糙度達到Ra1.6 μm，并采用了有源隔離技術，提高了數控系統的可靠性和穩定性。該機床獲得了國家實用新型專利，已投入生產，應用于無縫鋼管生產企業，并為生產企業創造了良好的經濟效益。在幾年的維修實踐中，作者多次排除這些機床出現的故障，積累了一定經驗。下面結合實例介紹一下數控導盤機床常見故障診斷及維修方法。

1 數控導盤機床的常見故障及維修

1.1 數控導盤機床機械故障診斷及維修

1.1.1 形狀加工精度故障診斷及維修

某臺數控導盤機床在加工圓弧時，作者發現在x軸方向進刀結束，開始退刀，刀尖在z軸方向行走3 mm左右，幾乎是走直線，也就是說x軸方向實際沒有退刀，肉眼即可看出沒有達到圓弧的精度要求，這是由反向間隙過大產生的。作者分別檢查了x軸滾珠絲杠、絲母固定座、無鍵聯軸器、角接觸軸承，發現角接觸軸承間隙過大。更換角接觸軸承之后試加工，滿足技術要求。

1.1.2 液壓系統故障診斷及維修

某臺數控導盤機床在工件夾緊后，液壓系統不能自動停止，作者對系統壓力、三位四通閥、高壓繼電器分別進行了檢查，發現系統壓力偏低。調整電磁卸荷閥使系統壓力達到設定值，故障解除。

1.2 數控導盤機床電氣故障診斷及維修

數控導盤機床常用的數控系統是SIEMENS 802C系統，有報警信號的請參照說明書內《用戶報警說明》和隨機附帶資料《診斷說明》進行解決。有些故障，數控系統沒有報警信息顯示，對于這類故障要根據系統和機床的工作原理，并結合故障現象進行分析和檢查。

1.2.1 外部電源故障診斷及維修

某臺數控導盤機床當接通電源、打開NC屏幕時，NC屏幕出現黑屏然后NC上的故障指示燈ERR亮。發現故障后，關閉系統，再次上電后在NC存儲器內自動生成兩個文件:NRKDUMP和NRKDEFAULT。

故障原因:24 V供電超出范圍，在上電或下電過程中如果出現大于20 ms的低于18 V電壓，系統自動處于掉電保護處理，出現此現象說明所選用的電源GS1不能正常工作。正常情況下，系統關電時操作面板的屏幕會立即黑掉，如果在關電時屏幕上有白色文本瞬間顯示，也說明24 V電源的下電波形不好。

維修方法:更換24 V電源，刪除兩個自動生成的文件后，機床故障消除。

1.2.2 DI/O模塊故障診斷及維修

某臺采用SIEMENS 802C系統的數控導盤機床，工作時發現系統正常工作一段時間出現下列報警(這段時間內無新的PLC用戶程序下載):

故障原因:系統找不到PLC用戶程序所需的DI/O模塊或DI/O模塊硬件故障。

排除方法:對DI/O模塊進行維修后，機床恢復正常工作。

1.2.3 RS232通訊接口硬件故障診斷及維修

通過RS232接口將系統各種數據備份到外部計算機中，是最可靠的數據保護措施，必要時可通過計算機重新加載各項數據。某臺數控導盤機床電纜接線正確，且NC和PC端RS232設定正確，但發送數據時發現WPCIN屏幕有傳送狀態顯示，PC發送數據NC無接收狀態顯示;有時也會發生NC發送狀態PC無接收狀態顯示，但NC屏幕有傳送狀態顯示。

這兩種現象很可能是傳輸過程中數據流失，而通過RS232接口傳輸的數據流失絕大部分原因是因為PE與交流電源的中性線連接，即帶電插拔電纜或機床現場無接地;或者是工作環境差，造成靜電放電。為解決上述故障，可以維修RS232隔離器或NC，同時要養成良好的習慣不要帶電插拔電纜。建議用戶使用屏蔽電纜 (兩頭殼體應通過屏蔽網以保證PC機與NC共地)，不要經常更換PC機，可使用長線接收器，如果有條件使用筆記本電腦，可在電池供電情況下進行通訊。這樣就可以盡量避免RS232通訊接口硬件發生故障。

1.2.4 其他故障診斷及維修

(1)某臺采用SIEMENS 802C系統的數控導盤機床，當對它進行參數設定時，系統對R參數、刀具參數、設定數據、零點偏移等數據的輸入均不接受。檢查各部分工作狀況，均運行正常。通過修改參數，發現輸入參數的級別不夠。因此，對系統輸入用戶口令“CUSTOMER”以修正參數級別，系統接受輸入數據，機床恢復正常。

(2)一臺數控導盤機床長時間處于關電狀態。一段時間后，重新啟動該機床系統，發現系統中原有的加工程序、固定循環、R參數、零點偏移等均丟失。對該機床系統進行深入研究，發現關電前沒有進行數據存儲。為解決此問題，需對該機床重新輸入零件程序、R參數、零點偏移等，并且按 ［數據存儲］軟菜單鍵。將數據存入FLASH存儲器，最終用戶的加工程序和數據也應進行數據存儲。為防止此種不必要麻煩的發生，建議用戶在長時間關電前做一次數據存儲，最好將有用數據進行外部存儲 (應用WPCIN)。

(3)某數控導盤機床在操作面板上不能對零件程序進行編輯。用其他程序在該機床上進行編輯時，可以正常編輯，說明機床不存在問題。對程序進行檢查，發現程序也并無錯誤。對比上一個可以正常編輯的程序時發現，未能正常編輯的程序與可以正常編輯的程序唯一存在的不同點是，不能正常編輯的程序沒有處于復位狀態。按操作面板上的復位鍵，復位未運行完的加工程序或等待程序運行結束后再進行編輯后，在操作面板可以對該程序進行正常編輯。

(4)某臺采用SIEMENS 802C系統的數控導盤機床，在計算機上編輯的零件加工程序不能傳入NC存儲器中。通過研究機床的工作原理和數控編輯的相應原則發現，在計算機上建立的零件加工程序沒有文件頭。在計算機上對該零件程序進行編輯，增加文件頭%_N_FILENAME_MPF;$PATH=/_N_MPF_DIR，然后再通過WPCIN將零件程序下載到NC的存儲器中。注意:在傳輸結束后，通過NC通訊菜單下的［錯誤登記］軟件檢測通訊狀態，系統對此類文件的傳送有提示。

(5)某臺采用SIEMENS 802C系統的數控導盤機床，一次機床出現故障，當用計算機與NC通過WPCIN傳遞零件加工程序時，不能成功。通過排查發現，很可能是接口部分有問題。接口部分存在的問題主要有:STEP7連接設定有效 (即RS232口被設定為與PLC編程工具聯機);NC端的RS232設定錯;WPCIN軟件的V24_INI設定錯;電纜不對或電纜接線錯。所以解決以上幾種情況的方法依次為:使用WPCIN通訊軟件時，NC上的 ［STEP7連接］應設定無效;NC端選擇RS232文本格式的缺省設定;

WPCIN的V24_INI的設定值請參照NC的缺省設定。使用正確的電纜或更正電纜接線錯誤。

(6)某數控導盤機床在一次加工中出現故障，當調試好系統參數后，在執行加工程序時，主軸不旋轉。主軸與操作面板連接中，變頻器是最主要的樞紐。通常主軸出現的故障都與變頻器有關。所以可以檢查是否有70001報警，如果存在報警請根據用戶報警說明進行解決;檢查變頻器上端空氣開關QF2是否脫開;檢查變頻器是否有使能輸入，中間繼電器KA0是否得電;如果沒有請檢查Q0.0與M24的接線且Q0.0與M24之間是否有電壓輸出;測量變頻器的控制端子V4和12之間是否有模擬量電壓等。

2 結論

在數控導盤機床的使用過程中，可能因為一個小小的馬虎就造成很大的麻煩，長時間的不間斷工作而不進行檢查保養，也會帶給機床和數控系統很大的損害。簡要介紹了數控導盤機床常見故障及維修方法，為數控導盤機床操作與維修人員迅速排除故障提供了重要的依據。

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【7】郭士義.數控機床故障診斷與維修［M］.北京:機械工業出版社，2005.

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TG519.5

B

1001－3881(2013)8－139－2

10.3969/j.issn.1001 －3881.2013.08.047

2012－02－24

吉林省教育廳“十二五”科學技術研究重點資助項目 (2011125)

楊克 (1965—)，女，副教授，從事機械設計及制造教學及科研工作。通信作者:關尚軍，E－mail:gsj6509@163.com。