機床電氣故障的快速排除

中電科技集團第45 研究所 (北京 065201)房澤林

我所的機械零件加工設備主要是由普通機床和加工中心兩部分組成。這些設備都是由電氣控制系統來驅動各類不同型號大小的電動機傳動主軸和工作臺的運動，帶動刀具(如:車刀、銑刀、鉆頭及砂輪等)進行切削零件來加工完成的，因此，電氣維修工作者如何才能在短時間內快速、準確地排除機床電氣故障是一個很重要的關鍵性問題。快速排除機床故障是對一個維修人員的理論水平、實際工作水平、工作能力和工作經驗的考驗和挑戰。筆者工作30 多年來，一直從事機床電氣維修工作，在不斷的學習、工作、實踐中集累了一些工作方法和淺薄的工作經驗，在此和同行共同探討。筆者在機床設備的電氣維修過程中，主要采用的維修方法可歸納為4 種:單刀直入法、倒序分析法、分段查找法及綜合分析法。

1.單刀直入法

因不同機床設備的內部電路設計各異，復雜程度也各有不相同，因此要區別對待，具體問題具體分析。單刀直入法是一種最直接的檢查方法，采用此方法處理問題時要做到以下幾點:

(1)要以詢問的方式多與操作人員進行溝通，全面了解故障發生時的操作過程，掌握機床故障的狀態和出現的情況。根據這些內容初步分析操作過程與故障之間的關系。

(2)了解熟悉電氣原理圖和工作原理，分清電源的來向，弄清楚主電路電壓和控制電路的電壓值，采用“先頭尾、再中間”的方式檢查故障。(頭是指:電源、開關、保險部分。尾是指:驅動電動機部分。中間是指:驅動電氣控制和線路部分)。先查主線路再查控制電路，根據工作經驗，通常機床發生故障的位置大部分是在控制電路中。對于控制電路部分要認真地逐點檢查。主要檢查與故障有關的以及相互關聯的電路，包括各機械手柄位置是否正確，各聯鎖開關、液壓開關、氣動開關、過電流繼電器、限位開關、傳感器等是否正常。各與其相關的接觸器、中間繼電器常開觸點、常閉觸點是否接觸良好。既要耐心又要仔細，逐段逐點地檢查，排除故障。

案例分析:本所的一臺X52K 立式銑床，主軸工作正常，起動工作臺電動機運轉工作正常，但工作臺X、Y、Z 三個方向都不能動作，經檢查沒有發現任何一個繼電器有故障，均工作正常，最后檢查發現機床回轉工作臺開關被開啟閉合，造成機床工作臺不能正常工作，將回轉工作臺開關斷開后機床工作臺才可工作(回轉工作臺的作用是保障在工作臺上回旋盤加工回轉面銑圓槽或同圓內銑孔時不能偏移)。所以操作時必須先將各開關和手柄扳到正確的位置，避免人為的故障發生。

2.倒序檢查法

倒序檢查法是先檢查被控電器的末端(注意:首先檢查電源部分是否有電，才可進行下一步)，仍然先找出故障發生被控制的電器，如電動機，根據控制電動機的接觸器反向按各個開關觸點排查，并做好相應的記錄，并結合分段檢查法對每一個相關的常開、常閉觸點和相聯接的接線點進行排查。我所進口的俄羅斯立式銑床電氣控制柜內有40 多個繼電器，電路控制比較復雜，是全俄文資料沒有中文翻譯資料說明。機床發生故障每次修復時很是棘手，完全是靠多年工作經驗采用倒序檢查法來排除故障，首先了解掌握發生故障的不工作的電動機是起什么作用的;然后根據控制電動機的接觸器反向逐點排查，把各相關的開關、觸點逐步檢查最終找出故障點解決問題。

3.分段查找法

此種方法是屬于分段進行工作的一種形式，采用各個擊破的手段來分析解決問題。此方法首先根據工作經驗將機床故障點大概確定一個范圍，然后對與故障點相關的各類開關、接觸器、繼電器的常開點和常閉點一一檢查。

案例分析:我所俄立式加工中心設備是FANUCM—0i 系統控制器，在主軸與刀庫換刀時工作一半時突然停止不能正常工作也沒有報警，停機后重新起動不能工作，并且仍沒有報警，分別采用自動和手動給工作指令都不能動作，采取強制的方法按壓相應的機械手電磁閥可使機械手分段工作，機械手只是去刀庫抓刀時不能向下返程的，根據這一情況對相應的電磁閥進行了檢查，在檢查中發現去刀庫的電磁閥原有的一個消頻二級管短路使得相應的KA13 繼電器長開點因過大電流而燒毀，導致了機械手故障的發生。經過分段逐級的檢查才找到了故障點，解決了問題，使設備正常運轉。設備出了問題不能盲目去修，要有一定的判斷力和分析能力，并結合上述的兩種方法進行故障排查。

4.綜合分析法

此方法涉及知識面廣，維修人員應具備較強的判斷能力和分析能力，對機床的整個電氣控制系統完全了解，思路清晰明確。

案例分析:我所于2007 年購置的一臺沈陽中捷機床廠生產的 VMC1410 數控加工中心，采用FANUC0i—MC 系統，開機時機床正常工作，但每次機械手換刀時都被卡住，刀具Z 軸位置不正確，離換刀點上下相差3～6mm。我們對數據參數進行檢查，無任何問題，其他電器也均工作正常。每次維修只是人為地用手動的方法將其恢復，此問題困擾我們許久。一次，操作人員開機時發現機床返參考原點時Z 軸總是有偏差，回不到“0”點位，時高時低且不固定;而X 和Y 軸都可以回到“0”點位，并且每重開一次機Z 軸回參考點的數值和位置都不相同，沒有任何報警。與設備的制造廠家聯系后，廠家給我們維修指導:①檢查編碼器電纜是否接地良好。②Z 軸回“0”點開關是否良好。③編碼器聯接軸是否松動。我們按照廠家提供的方法進行了全方位的檢查，問題仍沒能夠得以解決，故障沒有被排除。以上的幾種方法都不能排除故障，是不是還有別的問題沒被發現?經過上述的故障綜合分析，筆者認為故障可能出現在編碼器屏蔽電纜上，因為Z軸的上下運動工作完全靠編碼器的反饋信號來完成給定的指令，一旦編碼器接不到指令或不能正確地反饋信號時都會影響機床正常工作。根據這一判斷我們將編碼器電纜兩端聯接插頭拆開，發現編碼器端有兩根線似接非接，Z 軸模塊驅動器端有一根反饋線已被折斷，經重新焊接線后機床Z 軸返回參考點回“0”正常，X、Y 軸也返參考點正常，并且機械手換刀位置準確，不再出現卡刀問題，機床工作一切恢復正常，我們成功地排除了困擾我們許久的故障。

作為一名維修工作者，除了要有一定的專業技術知識和技術水平外，重要的是要在工作實際中鍛煉自己分析問題和解決問題的能力。對于一些開始學習機床電氣維修的人員，在遇到機床故障時往往不知如何下手，常常胡子眉毛一把抓，勞神費力修了很長時間，找不到故障點，不能很快修復設備，既耽誤時間又影響生產。維修人員首先必須要保持頭腦清楚、思路清晰、有平和的心態，具有綜合分析能力、現場觀察能力及判斷能力;其次要善于思考、積累、總結工作經驗，廣泛學習各方面知識，比如:機械、液壓、氣動、計算機等各方面知識。另外遇到機床故障和問題時要有一股子鉆勁、要有耐心、有責任心，不怕困難、能吃苦，敢挑戰，要有戰勝困難的勇氣和信心。

機床的電氣維修是一個很細密的工作，一定要仔細認真，稍有不甚將產生不良的嚴重后果。因此在故障檢查時要注意做好記錄，寫明發生故障的狀態情況、發生故障的原因、解決問題的方法和結果，可為以后的維修作參考，同時也是一個經驗的積累和總結。

總之，作為一名電氣維修工作者要膽大心細，頭腦冷靜，要廣泛虛心地學習各種與維修相關的知識，考慮問題要思路開闊。筆者在電氣維修的過程中始終遵循的原則是:“先查電、后查機”，最終解決問題排除故障。