數(shù)控機(jī)床故障處理三例

呂 寧

例1 1臺(tái)采用FANUC系統(tǒng)的瀧澤數(shù)控車床加工過程中出現(xiàn)409報(bào)警（X軸伺服電機(jī)異常負(fù)荷），報(bào)警有時(shí)1天出現(xiàn)幾次，有時(shí)1天無報(bào)警。

故障處理 經(jīng)過觀察，發(fā)現(xiàn)報(bào)警仍有規(guī)律可循，即X軸上下快速移動(dòng)時(shí)才出現(xiàn)報(bào)警。使用電子手輪移動(dòng)X軸時(shí)，雖然有時(shí)不報(bào)警，但仔細(xì)聽、摸可感覺到X軸移動(dòng)時(shí)，偶爾會(huì)有振動(dòng)。調(diào)取系統(tǒng)的伺服軸負(fù)載監(jiān)控畫面，發(fā)現(xiàn)其振動(dòng)時(shí)負(fù)載值很大，為此檢查X軸的導(dǎo)軌及滑座、絲杠傳動(dòng)及聯(lián)軸節(jié)等負(fù)載部分，均未發(fā)現(xiàn)異常。考慮到若是機(jī)械原因造成X軸負(fù)載過大，故障不應(yīng)時(shí)有時(shí)無，表現(xiàn)出很強(qiáng)的隨機(jī)性，故判斷是電氣方面出現(xiàn)問題。首先懷疑伺服電機(jī)抱閘，測(cè)量控制柜中抱閘的整流橋供電輸出部分為24V，正常。再檢查線纜部分，除常規(guī)的靜態(tài)檢測(cè)即使用萬用表測(cè)量通斷外，還進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，移動(dòng)X軸時(shí)，不停晃動(dòng)、彎折抱閘供電線纜。此時(shí)故障突現(xiàn)且頻繁，表明線纜存在虛接，造成抱閘供電時(shí)有時(shí)無。當(dāng)X軸移動(dòng)時(shí)，伺服電機(jī)抱閘應(yīng)處于通電打開的狀態(tài)，但線斷導(dǎo)致抱閘失電抱住伺服電機(jī)，在強(qiáng)行移動(dòng)情況下，出現(xiàn)負(fù)載過大報(bào)警，同時(shí)有些輕微振動(dòng)。檢查確認(rèn)線纜中銅線長時(shí)間彎折已斷開，更換線纜后，故障未再出現(xiàn)。

例2 1臺(tái)立式加工中心在加工過程中，其Z軸方向的工件加工尺寸每次都出現(xiàn)變化，而且基本每次Z軸向下移動(dòng)時(shí)，尺寸都會(huì)增大。由于系統(tǒng)沒有報(bào)警提示，致使工件報(bào)廢。

故障處理 在手動(dòng)增量進(jìn)給方式下移動(dòng)主軸箱，使用百分表測(cè)量其實(shí)際移動(dòng)距離。發(fā)現(xiàn)當(dāng)主軸箱向下移動(dòng)時(shí)，實(shí)際移動(dòng)距離與正常指令值完全一樣，反之其向上移動(dòng)時(shí)，實(shí)際移動(dòng)距離與Z軸的正常指令值不一樣，經(jīng)測(cè)量確認(rèn)實(shí)際值總是小于指令值。為確定故障部位，先在Z軸伺服電機(jī)的軸端和外殼處做位置標(biāo)記且對(duì)齊。在手動(dòng)增量進(jìn)給方式下，將Z軸分別向下、向上移動(dòng)1個(gè)螺距，結(jié)果Z軸電機(jī)軸端在向上和向下移動(dòng)過程中均回到原來標(biāo)記位，但主軸箱向上移動(dòng)時(shí)未走夠1個(gè)螺距。據(jù)此基本可確認(rèn)故障是由機(jī)械部分引起，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)Z軸聯(lián)軸節(jié)有些松動(dòng)。主軸箱向下移動(dòng)時(shí)，由于自重大，需要的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，聯(lián)軸節(jié)基本不會(huì)打滑，因此實(shí)際值與指令值相符；向上移動(dòng)時(shí)，需要的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩則較大，引起聯(lián)軸節(jié)打滑，造成丟轉(zhuǎn)，導(dǎo)致實(shí)際值小于指令值。由于自動(dòng)加工時(shí)Z軸不斷上下，誤差不斷積累，因此感覺Z軸尺寸每次都向下增加。重新緊固聯(lián)軸節(jié)后，故障現(xiàn)象消失。

例3 1臺(tái)國產(chǎn)數(shù)控車床，在車削外圓時(shí)，表面粗糙度較大，而且Z軸移動(dòng)時(shí)有爬行現(xiàn)象。

故障處理 導(dǎo)軌潤滑不良、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝調(diào)整不到位以及系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)器中的參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)染梢饳C(jī)床進(jìn)給爬行。檢查機(jī)床導(dǎo)軌潤滑正常，感覺手盤Z軸滾珠絲杠輕松，表明機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)也正常。經(jīng)過比對(duì)，系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)器中的參數(shù)設(shè)置也正確。試驗(yàn)在手動(dòng)狀態(tài)下，車外圓時(shí)表面粗糙度正常且進(jìn)給平穩(wěn)無爬行。可見故障僅存在于自動(dòng)運(yùn)行中，自動(dòng)與手動(dòng)運(yùn)行的區(qū)別在于進(jìn)給速度的指令方式不同。查看加工程序，發(fā)現(xiàn)進(jìn)給采用每轉(zhuǎn)進(jìn)給方式，即進(jìn)給速度與反饋的主軸轉(zhuǎn)速相關(guān)。打開主軸編碼器，發(fā)現(xiàn)光盤等處有油污，導(dǎo)致反饋轉(zhuǎn)速不真實(shí)或不穩(wěn)定，從而影響坐標(biāo)軸的正常進(jìn)給，使用無水乙醇擦拭干凈并更換編碼器的密封件。安裝好后，觀察試運(yùn)行狀態(tài)，故障消失。與上述故障類似的是，實(shí)踐中車螺紋亂扣，這是由于主軸編碼器的彈性聯(lián)軸節(jié)松動(dòng)，導(dǎo)致編碼器不能真實(shí)反映主軸轉(zhuǎn)速。

處理數(shù)控機(jī)床故障時(shí)，首先要向操作者清楚了解設(shè)備運(yùn)行過程，對(duì)設(shè)備進(jìn)行一系列檢查、測(cè)量，而且為驗(yàn)證猜想，在保證安全前提下，還可做一些必要試驗(yàn)。若條件允許，可自建一個(gè)類似維修檔案的故障記錄表，這樣不僅為分析問題提供有益的借鑒，還可為數(shù)控設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)提供有力支撐。