數控機床維修方法的實踐應用

周志穎 郭軍/撫順新鋼鐵有限責任公司

數控機床維修方法的實踐應用

周志穎 郭軍/撫順新鋼鐵有限責任公司

通過數控機床維修實例，闡述了數控機床常見故障的診斷與排除方法，對數控機床維修人員具有很好的借鑒作用。

數控機床；故障；診斷；排除

隨著數控機床在我國應用的迅速普及，數控機床的維修問題已經成為影響數控機床有效利用的首要問題。為了快速解決數控機床常見故障，提高數控機床使用率，現結合工作實際總結一下數控機床故障排除和維修的一般方法。

一、常規檢查法

維修人員通過故障發生時的各種光、聲、味等異常現象的觀察，認真察看系統的各個部分，通過目測、手摸、通電、儀器檢查等手段，將故障范圍縮小到一個模塊或一塊印刷線路板[1]。

例如：CAK 6132數控車床在加工中，經常出現X向顯示進給正常，實際進給停止故障，把X向驅動器與Z向驅動器互換后，故障現象沒有轉移，考慮是機械問題，打開聯軸器蓋板進行觀察，發現故障出現時，X軸電機軸正常運轉時，絲杠沒有運轉，問題應是出在聯軸器上，用內六角扳手擰聯軸器上的內六角螺釘，發現有一個螺釘略有松動，擰緊后，X軸運轉正常。

二、功能測試法

將所修系統的G、M、S、T、F功能的全部使用指令編程一個試驗程序。在故障診斷時運行這個程序，可快速判斷哪個功能不良或喪失。

例如：當XHA-784加工中心加工中，出現零件尺寸相差甚大，系統又無報警時，我們使用功能測試法，將編好的功能測試程序調出來，并在圖形模擬狀態下進行空運行，當運行到含有G01、G02、G03、G18、G19、G41、G42等指令的四角帶圓弧的長方形典型圖形時，發現機床運行軌跡與所要求的圖形尺寸不符，從而確認機床刀補功能不良。調換存放刀補軟件的集成電路后，機床加工回復正常。

三、參數檢查法

參數通常存放在磁泡存儲器或由電池保持的CMOSRAM中，一旦外界干擾或電池電壓不足，會使系統參數丟失或發生變化而引起混亂現象[2]，數控系統發現故障時應及時核對系統參數，系統參數的變化會直接影響到機床的性能，甚至使機床不能正常工作，出現故障時，檢查相應參數并進行修正，就能排除故障。

例如：華中數控系統HNC-21，在加工直徑時尺寸不對。因機械沒有異常，首先查找參數，按F10切換參數選項，按F3切換到參數索引，再按F3輸入口令。口令正確后便可以按F1選擇軸參數，選擇軸X確定后，檢查外部脈沖當量分子和外部脈沖分母的數值。通過查找機床參數機床為1000線編碼器的伺服電機，絲杠為6毫米，齒輪減速比為2：3，那么電機每轉一轉機床移動距離為4mm，根據公式：，得:，將X軸的外部脈沖當量分子改為2，分母改為5。參數修改后重新啟動數控裝置，新參數生效，故障排除。

四、同類對調法

由于數控機床采用模塊化設計，集成化程度高，每個模塊又由多個功能板組成，要把故障落實于某個功能板甚至某一元件上非常困難。為了縮短停機時間，在有相同備件的條件下可以先將備件換上，然后再去檢查、修復板件。當不能確定故障確切所在功能板時，可以將系統相同的兩臺機床的功能板對調，通過觀察故障是否轉移來判定故障的具體部位。

例如：廣數GSK 980MD數控系統的數控銑床，出現報警422：Z軸驅動器未準備就緒，將Z軸驅動器與X軸驅動器進行互換，開機后出現報警421：X軸驅動器未準備就緒，故障轉移了，說明驅動器損壞，更換驅動器后，機床運轉正常。

五、隔離法

有些故障，一時難以區分是數控部分，還是伺服系統或機械部分造成的，常可采用隔離法。

例如：中星數控6125+980T+DA98，在加Z過程中X軸驅動器出現4號報警。關機重新上電移動X軸就出現報警。查驅動器說明書4號報警為位置超差報警。原因有：①電路板故障；②電機U，V，W引線接錯；③編碼器電纜引線接錯；④編碼器故障；⑤設定位置超差檢測范圍太小；⑥轉矩不足等。由于是在加工過程出現報警，所以②、③和⑤的可能性先排除，余下的①、④和⑥。①和④的可能是電氣故障，而⑥的可能是由于機械卡死而使轉矩不足，為了弄清是電氣故障和機械故障，可以把電機和絲杠分開，上電移動X軸觀察電機是否轉動，若轉動則說明是機械卡死，否則是電氣故障。上電觀察電機是可以轉動，后來拆下絲杠的鈑金，發現絲杠的螺母座有很多鐵屑。用扳手也轉不動絲杠，說明是機械卡死。把螺母座用汽油清洗一次重新裝好后上電一切正常。

六、屏蔽法

當報警不易確定故障原因時，可根據情況屏蔽局部來判斷故障部位。

例如：FANUC－0i系統數控機床進給采用全閉環控制，加工過程出現位置反饋信號斷線報警，經分析，故障原因可能是光柵尺本身斷線、系統內部檢查電路故障、伺服故障或者機械傳動間隙過大，通過重新設定系統控制功能參數，將系統原來的全閉環控制改為半閉環控制（通過參數封鎖了光柵尺，FANUC－0iMC系統是將1815#1設為“0”），報警解除，從而可以判斷為光柵尺本身故障，經檢測發現為光柵尺有油污導致。

七、原理分析法

根據CNC組成原理，從邏輯上分析各點的邏輯電平和特征參數，從系統各部件的工作原理著手進行分析和判斷，確定故障部位的維修方法[3]。這種方法的運用，要求維修人員對整個系統或每個部件的工作原理都有清楚的、較深的了解，才可能對故障部位進行定位。

例如：CAK 6132廣數系統數控車床，在加工螺紋時出現亂牙的現象。根據數控系統位置控制的基本原理，可以確定故障出在旋轉編碼器上，而且很有可能是反饋信號丟失，這樣，一旦數控裝置給出進給量的指令位置，反饋的實際位置始終不正確，位置誤差始終不能消除，導致螺紋插補出現問題，拆下脈沖編碼器進行檢查，發現編碼器里燈絲已斷，導致無反饋輸入信號，更換編碼器后，故障排除。

八、結束語

數控機床的故障診斷方法很多，除了上面介紹的幾種外，還有故障自診斷方法、敲擊診斷法、升降溫法、對比法等方法。我們應該根據實際情況現場分析，把問題判斷準確，用最簡單、最有效的方法把故障排除，充分發揮數控機床的效率。

[1]韓鴻蠻，榮維芝.數控機床的結構與維修[M].北京：機械工業出版社，2010.

[2]FANUC.Series16/18/160/180-MODEL C參數手冊[M].FANUC LTD，2011.

[3]于仲裕.數控機床維修技術[M].北京：機械工業出版社，2012.