數控車床由于線路不良引起的故障

王銀洲

（許昌市高級技工學校，河南 許昌461500）

1 實例1

故障現象：一臺系統為FANUC 0i 的數控車床，主軸配置有增量式脈沖編碼器，近段時間不能執行螺紋加工，而非螺紋切削加工正常（顯示裝置上有主軸速度顯示）。

故障分析：初步判斷是主軸編碼器故障。原因是：當執行螺紋加工指令時，系統沒有得到主軸位置檢測裝置發出的一轉信號。故將另一臺配置相同數控車床的編碼器置換，但故障依然存在。

主軸編碼器的工作原理：主軸編碼器采用與主軸同步的光電脈沖發生器，通過中間軸上的齒輪1∶1 同步傳動。主軸旋轉與Z 軸進給之間的插補。當執行螺紋加工指令時，系統得到主軸位置檢測裝置發出的一轉信號后開始進行螺紋加工，根據主軸的位置反饋脈沖進行Z 軸的插補控制，即主軸轉一周，Z 軸進給一個螺距或一個導程。

主軸編碼器接線圖：主軸編碼器一般與主軸采用1∶1齒輪傳動且采用同步帶連接，編碼器為1024 脈沖/r，經過系統4 倍頻電路得到4096 個脈沖/r。其信號及連接圖如1所示。

圖1 主軸位置編碼器信號及接線圖

分析可能產生故障的原因：

（1）主軸編碼器的位置信號PA、*PA、PB、*PB 不良或連接電纜斷開；（2）主軸編碼器的一轉信號PZ、*PZ 不良或連接電纜斷開；（3）主軸編碼器與系統之間的連接不良；（4）系統或主軸放大器故障。

故障處理方法：以上幾種可能產生故障的原因都是由線路不良引起的。由于顯示器上有主軸速度顯示，故首先排除故障產生原因（1）；然后通過加工指令G99（每轉進給加工）和G98（每分進給加工）切換來判別，結果G98進給切削正常而G99 進給不執行，則判定故障產生原因為⑵，通過接線圖對編碼器側和放大器側各連接線路逐一仔細檢查，最終發現編碼器的一轉信號PZ、*PZ 接線端開焊，將其重新焊接好，故障消除。

2 實例2

故障現象：一臺配置為GSK980TD 的無級調速的數控車床，在加工過程中，主軸經常停止轉動，變頻器無報警信息。

故障分析：該數控車床配置的是正弦EM303A 變頻器。經觀察發現，主軸工作一段時后會停止轉動，變頻器的數碼顯示器顯示的數值和正常工作時相同。詢問該機床的操作工人得知，這臺變頻器前不久才更換，從更換后機床經常出現這樣的問題，有時主軸停轉后，重新按正轉機床能夠正常工作，有時無論怎么操作都不能讓主軸轉動。

查看說明書，將F0-04 功能代碼改為0（鍵盤啟動）后，按下RUN 鍵后，電機運轉正常，這樣可以排除電動機旋轉異常，判斷問題可能出自變頻器。

圖2 控制回路標準接線路

圖3 控制回路端子排列

根據圖2 變頻器控制回路接線圖，查檢圖3 所示控制回路端子。螺釘、接線頭、電線等并沒有松動等異常情況。然后，通過功能代碼C0-28，查看變頻器VS 輸入模擬電壓為規定值。仔細分析控制回路接線圖，主電路、控制回路、模擬輸入/輸出均沒有異常。當排查到輔助直流電源時，發現圖2 所示，24V 與PLC 金屬片連接螺釘松動，用工具鎖緊后，故障排除。

3 結 語

數控機床的常見故障一般發生在線路不良上，尤其是一些經常活動的位置。針對這一類問題，我們首先要分析其工作原理，了解其接線圖原理圖，根據接線圖逐一排查。

［1］ FANUC 0i 維修說明書［Z］.北京發那科機電有限公司

［2］ 王鳳蘊，張超英.數控原理與典型數控系統［M］.北京:高等教育出版社，2003.

［3］ 龔中華.數控機床故障診斷與維修500 例［M］.北京:機械工業出版社，2005.

［4］ 深圳市正弦電氣股份有限公司.EM303A 系列開環矢量變頻器用戶手冊［Z］.2011.