數(shù)控機(jī)床維修實(shí)例

宗建軍

（中國(guó)南車戚墅堰機(jī)車車輛工藝研究所有限公司 江蘇常州）

1.日本OKUMA MCV-AⅡ數(shù)控龍門立式加工中心，數(shù)控系統(tǒng)為OKUMA OSP-P200M 。在執(zhí)行M03 S100主軸旋轉(zhuǎn)加工指令時(shí)，小刀可執(zhí)行，如換大刀不能執(zhí)行，主軸不能旋轉(zhuǎn)。

現(xiàn)場(chǎng)用大、小刀反復(fù)交替嘗試，故障依舊。檢查大刀拉釘，有所磨損，更換后故障未解決。對(duì)大刀進(jìn)行稱重，并未超出允許最大重量20 kg。檢查液壓和主軸刀具放松、夾緊液壓電磁閥YV35、YV34，功能正常。查電路圖，刀具放松、夾緊位置的確認(rèn)開關(guān)SQ30和SQ31對(duì)應(yīng)PLC I/O位置位為iSPTL和iSPTN，用系統(tǒng)PLC監(jiān)控軟件檢查PLC信號(hào)，機(jī)床動(dòng)作時(shí)信號(hào)都正常。再查電路圖，主軸刀具有無(wú)確認(rèn)開關(guān)SQ35的對(duì)應(yīng)PLC I/O位置位為iSTEX，檢查后發(fā)現(xiàn)，裝小刀時(shí)有信號(hào)，裝大刀時(shí)無(wú)信號(hào)，排除信號(hào)接近開關(guān)故障因素。嘗試在裝大刀時(shí)執(zhí)行M329（無(wú)視主軸有無(wú)刀具（M03S100程序，主軸可以旋轉(zhuǎn)，確定是機(jī)床沒有接收到有刀信號(hào)。進(jìn)一步檢查信號(hào)開關(guān)，實(shí)際安裝位置未有松動(dòng)，但發(fā)現(xiàn)安裝信號(hào)開關(guān)擋塊的主軸同步桿，在主軸分別安裝大刀和小刀時(shí)運(yùn)動(dòng)位置不同，從而使裝大刀時(shí)沒有觸發(fā)信號(hào)。后檢查主軸內(nèi)刀具拉釘夾頭情況，發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)，用扳手緊固后機(jī)床故障消除。

該故障最終診斷為刀具拉釘夾頭松動(dòng)，導(dǎo)致主軸在安裝大刀和小刀時(shí)由于刀具重量不同，同步桿位置變動(dòng)，造成主軸有刀信號(hào)沒有觸發(fā)，主軸無(wú)法執(zhí)行旋轉(zhuǎn)指令。利用數(shù)控系統(tǒng)的PLC I/O位置位信號(hào)監(jiān)測(cè)功能，能快速診斷電氣系統(tǒng)的好壞，同時(shí)可采用特殊M指令屏蔽部分信號(hào)來(lái)輔助診斷機(jī)床故障。對(duì)加工中心的換刀機(jī)構(gòu)，包括刀庫(kù)、換刀臂、刀具拉釘夾頭等機(jī)械結(jié)構(gòu)，要加強(qiáng)巡檢和定期維保，從而降低機(jī)床故障率。

2.韓國(guó)斗山MX3100車銑復(fù)合加工中心，數(shù)控系統(tǒng)為FANUC Series 31i-MODEL A。機(jī)床在加工時(shí)，當(dāng)移動(dòng)A軸（尾座）時(shí)常出現(xiàn)2081 AIR-BAG ALARM報(bào)警，機(jī)床無(wú)法正常工作。

機(jī)床報(bào)警提示軸的移動(dòng)負(fù)載過大，檢查機(jī)床A軸導(dǎo)軌和絲母潤(rùn)滑正常，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)A軸滾珠絲杠比較輕松，表明傳動(dòng)系統(tǒng)正常。在移動(dòng)A軸時(shí)檢測(cè)伺服電機(jī)電流，實(shí)測(cè)值10.3 A，較正常值1.8 A大許多，初步懷疑是伺服電機(jī)故障。查A軸電機(jī)控制電路圖和PLC梯形圖，在A軸移動(dòng)時(shí)Y3.3(A-AXIS BRAKE RELEASE)有輸出信號(hào)，但查電機(jī)剎車控制繼電器KA33無(wú)電，故導(dǎo)致A軸電機(jī)剎車未松開。檢測(cè)繼電器正常，但在檢查剎車控制線路時(shí)發(fā)現(xiàn)控制線纜插頭SLOT3內(nèi)線與插針間虛接，重新焊接連接后機(jī)床恢復(fù)正常。

3.德國(guó)HOFLER HELIX400數(shù)控磨齒機(jī)，數(shù)控系統(tǒng)為西門子840D。在機(jī)床加工時(shí)，操作頂尖上下動(dòng)作有時(shí)導(dǎo)致接觸器保護(hù)斷開，但復(fù)位后仍可動(dòng)作，過段時(shí)間后還會(huì)斷開，無(wú)規(guī)律。

檢查頂尖電機(jī)控制接觸器，正常；用萬(wàn)用表測(cè)量三相電壓，正常。初步懷疑電機(jī)或負(fù)載端有故障。拆卸頂尖部件，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)頂尖上下絲杠，帶動(dòng)頂尖上下較輕松，排除負(fù)載端絲杠和導(dǎo)軌副故障。將三相電機(jī)和減速齒輪箱拆卸后檢查，并連接電源空載試驗(yàn)，正常。重新將頂尖部件安裝，逐段檢查電機(jī)到控制接觸器線纜，松開線插10X921到92X10間線纜的固定樁后，測(cè)量三相線纜有兩相互通，更換該段線纜后故障消失。

上述兩例故障在現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)，都是時(shí)有時(shí)無(wú)，給故障診斷造成困難，維修初期都判斷為電機(jī)或負(fù)載端故障，最終故障原因都為控制線路的虛接或虛連。由于數(shù)控機(jī)床的潤(rùn)滑系統(tǒng)和電機(jī)保護(hù)較可靠，機(jī)械部件和電機(jī)本身發(fā)生故障的概率較小，今后在處理相類似故障時(shí)，可著重從控制線路和線插的檢查入手。

4.日本MAZAK FH-8800數(shù)控臥式加工中心，數(shù)控系統(tǒng)為MAZATROL 640M。機(jī)床加工時(shí)出現(xiàn)31伺服異常報(bào)警，關(guān)機(jī)重啟后可正常加工，但加工30～40 min左右后仍出現(xiàn)相同報(bào)警。

手動(dòng)移動(dòng)機(jī)床各軸系，正常；執(zhí)行自動(dòng)換刀程序，正常。檢查重新拔插系統(tǒng)各軸驅(qū)動(dòng)器上連接插頭，故障依舊。查資料31伺服報(bào)警解釋為超速，但按處理說(shuō)明檢查各項(xiàng)點(diǎn)都正常。后準(zhǔn)備將各軸驅(qū)動(dòng)器與相同型號(hào)機(jī)床進(jìn)行更換，在拆卸驅(qū)動(dòng)器時(shí)發(fā)現(xiàn)X軸驅(qū)動(dòng)器后部冷卻風(fēng)扇堆積贓物較多，用手轉(zhuǎn)動(dòng)比較困難。將贓物清理后重新安裝驅(qū)動(dòng)器，機(jī)床故障消除。

雖然數(shù)控機(jī)床都帶自診斷功能，但部分報(bào)警并不能準(zhǔn)確指示故障所在，維修時(shí)還是要進(jìn)行具體分析。該故障由于驅(qū)動(dòng)器風(fēng)扇因贓物堆積，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有時(shí)無(wú)，工作一定時(shí)間后驅(qū)動(dòng)器溫度上升，報(bào)警停機(jī)。對(duì)于數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動(dòng)器風(fēng)扇要定期清理，保證正常運(yùn)行。同時(shí)數(shù)控機(jī)床電柜空調(diào)的好壞，電柜的防潮（南方更重要）、防塵等，都是保證數(shù)控系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素，平時(shí)要加強(qiáng)維保，通過預(yù)防性維修來(lái)降低設(shè)備故障率。