教學(xué)實(shí)訓(xùn)中國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修

呂建法　李紅戰(zhàn)　趙瑜琳

摘 要：隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床在加工領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用對(duì)機(jī)床的使用和維修提出更高的要求。根據(jù)日常機(jī)床維修中所見(jiàn)到的維修案例進(jìn)行分析，并介紹數(shù)控銑床的CNC子系統(tǒng)和伺服子系統(tǒng)典型故障診斷與維修案例。

關(guān)鍵詞：數(shù)控銑床；故障診斷；維修

數(shù)控機(jī)床是集合了計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)、可編程控制技術(shù)、伺服控制技術(shù)、機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)、氣動(dòng)及液壓技術(shù)的一體化產(chǎn)品。隨著我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床因其在精度、柔性化、效率等方面的優(yōu)良特性，已經(jīng)在加工領(lǐng)域獲得了廣泛使用，因此對(duì)數(shù)控機(jī)床的使用和維修提出了迫切的要求。但目前大多數(shù)針對(duì)數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的文獻(xiàn)資料都是基于FANUC和SIEMENS等國(guó)外數(shù)控系統(tǒng)，而基于國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷與維修的文獻(xiàn)資料卻很少。本文根據(jù)日常機(jī)床維修中所見(jiàn)到的維修案例進(jìn)行分析，總結(jié)出有效的維修方案，下面介紹數(shù)控銑床的典型故障診斷與維修案例。

一、CNC系統(tǒng)故障維修案例

故障現(xiàn)象一：DOS系統(tǒng)不能正常啟動(dòng)或不能進(jìn)入主菜單。故障原因：a.系統(tǒng)文件被損壞；b.CF卡、電子物理盤(pán)損壞。采取措施：a.軟盤(pán)運(yùn)行系統(tǒng)；b.用殺毒軟件檢查軟件系統(tǒng)；c.重新安裝系統(tǒng)軟件；d.更換CF卡、電子盤(pán)。

故障現(xiàn)象二：系統(tǒng)文件重新拷貝后，DOS系統(tǒng)不能正常進(jìn)入主菜單。故障原因：a.系統(tǒng)引導(dǎo)文件被損壞；b.系統(tǒng)引導(dǎo)文件沒(méi)有被拷貝到新CF卡中。采取措施：a.重新拷貝系統(tǒng)文件；b.在電腦中讀取并打開(kāi)一張正常使用的CF卡，顯示隱藏文件，并把此隱藏文件拷貝到新CF卡中，把拷貝好的文件安裝到機(jī)床上即可正常啟動(dòng)。

故障現(xiàn)象三：系統(tǒng)始終保持急停狀態(tài)不能產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。故障原因：a.急停回路沒(méi)有閉合；b.未向系統(tǒng)發(fā)送復(fù)位信息；c.PLC軟件或硬件板卡損壞。采取措施：a.檢查超程限位開(kāi)關(guān)的常閉觸點(diǎn)；b.檢查急停按鈕的常閉觸點(diǎn)，若未裝手持單元或手持單元上無(wú)急停按鈕，XS8 接口中的4 和17 腳應(yīng)短接；c.檢查“外部運(yùn)行允許”的輸入端口；d.檢查PMC 用戶(hù)參數(shù)P[50]是否對(duì)應(yīng)“外部運(yùn)行允許”的輸入點(diǎn)；e.檢查PLC 程序，如果還無(wú)法解決，只能更換系統(tǒng)或送廠維修。

故障現(xiàn)象四：系統(tǒng)始終保持復(fù)位狀態(tài)。故障原因：a.系統(tǒng)復(fù)位需要完成的信號(hào)未滿(mǎn)足要求；b.參數(shù)設(shè)置不當(dāng)；c.PLC軟件或硬件板卡損壞。采取措施：a.檢查輸入端口、電路、電源模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、主軸模塊檢查伺服動(dòng)力電源空氣開(kāi)關(guān)；b.檢查PMC 用戶(hù)參數(shù)P[51]-P[63] 是否對(duì)應(yīng)輸入點(diǎn)；c.檢查PLC 程序，如果還無(wú)法解決，只能更換系統(tǒng)或送廠維修。

二、伺服系統(tǒng)故障維修案例

故障現(xiàn)象一：伺服電機(jī)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)零漂。故障原因：a.伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)錯(cuò)；b.數(shù)控裝置與伺服驅(qū)動(dòng)器之間的坐標(biāo)軸控制電纜未接好；c.坐標(biāo)軸控制電纜受干擾；d.電機(jī)沒(méi)有可靠接地；e.伺服電機(jī)編碼器損壞。采取措施：a.檢查伺服驅(qū)動(dòng)器控制方式、伺服驅(qū)動(dòng)器脈沖形式、伺服驅(qū)動(dòng)器電機(jī)極對(duì)數(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)器電機(jī)編碼器反饋線(xiàn)數(shù)；b.檢查坐標(biāo)軸控制電纜（XS30、XS31、XS32、XS33）；c.檢查坐標(biāo)軸控制電纜是否采用雙絞屏蔽電纜、檢查坐標(biāo)軸控制電纜屏蔽是否可靠、檢查接地標(biāo)軸控制電纜盡量不要纏繞、檢查坐標(biāo)軸控制電纜與其他強(qiáng)電電纜盡量遠(yuǎn)離且不要平行布置；d.檢查電機(jī)強(qiáng)電電纜，如果還不行只能更換伺服電機(jī)。

故障現(xiàn)象二：電機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)。故障原因：a.伺服驅(qū)動(dòng)器未上強(qiáng)電；b.數(shù)控裝置與伺服驅(qū)動(dòng)器之間的坐標(biāo)軸控制電纜未接好；c.伺服驅(qū)動(dòng)器未上使能；d.系統(tǒng)特性參數(shù)不當(dāng)。采取措施：a.檢查電路、電源模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、伺服動(dòng)力電源空氣開(kāi)關(guān)；b.檢查坐標(biāo)軸控制電纜（XS30、XS31、XS32、XS33）；c.檢查輸出端口、電路、驅(qū)動(dòng)模塊；d.檢查坐標(biāo)軸的伺服驅(qū)動(dòng)器型號(hào)參數(shù)、檢查硬件配置參數(shù)、脈沖式伺服數(shù)控裝置的脈沖信號(hào)類(lèi)型的設(shè)置。

故障現(xiàn)象三：電機(jī)只能運(yùn)行一小段距離。故障原因：a.電機(jī)編碼器反饋電纜與電機(jī)強(qiáng)電電纜不一一對(duì)應(yīng)；b.伺服電機(jī)強(qiáng)電電纜相序錯(cuò)；c.伺服電機(jī)編碼器反饋電纜未接好或斷路；d.系統(tǒng)特性參數(shù)不當(dāng)；e.伺服驅(qū)動(dòng)器/電機(jī)損壞。采取措施：a.檢查電機(jī)接線(xiàn)、伺服電機(jī)相序；b.檢查伺服電機(jī)編碼器反饋電纜，需更換電機(jī)編碼器反饋電纜；c.檢查坐標(biāo)軸的反饋電子分子/分母；d.檢查伺服驅(qū)動(dòng)器控制方式、伺服驅(qū)動(dòng)器脈沖形式、伺服驅(qū)動(dòng)器電機(jī)極對(duì)數(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)器電機(jī)編碼器反饋線(xiàn)數(shù)；e.需更換伺服驅(qū)動(dòng)器/電機(jī)。

故障現(xiàn)象四：電機(jī)爬行。故障原因：a.沒(méi)有可靠接地；b.伺服驅(qū)動(dòng)器特性參數(shù)調(diào)得太軟；c.伺服驅(qū)動(dòng)器/電機(jī)選型錯(cuò)誤；d.機(jī)械負(fù)載過(guò)重。采取措施：a.按要求檢查整個(gè)系統(tǒng)可靠接地，每個(gè)單元或器件均應(yīng)可靠接地；b.檢查伺服驅(qū)動(dòng)器有關(guān)增益調(diào)節(jié)的參數(shù)，仔細(xì)調(diào)整參數(shù)；c.需更換伺服驅(qū)動(dòng)器/電機(jī)；d.調(diào)整機(jī)械。

結(jié)語(yǔ)：目前，我們國(guó)家數(shù)控技術(shù)正迅速向各工業(yè)部門(mén)滲透。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位也就隨之提高，那么數(shù)控技術(shù)重要組成部分——數(shù)控系統(tǒng)維修技術(shù)也應(yīng)迅速適應(yīng)數(shù)控技術(shù)飛速發(fā)展的要求。數(shù)控機(jī)床故障現(xiàn)象是千差萬(wàn)別的，但是，不同的故障現(xiàn)象之間都有一些內(nèi)在的聯(lián)系，只要抓住它們的共性，熟悉和掌握數(shù)控機(jī)床各部分的診斷步驟和方法，了解數(shù)控機(jī)床各部分的常見(jiàn)故障及診斷，在實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)和積累維修經(jīng)驗(yàn)，就能夠提高維修水平。作為一名數(shù)控系統(tǒng)維修技術(shù)人員，就應(yīng)該不斷地學(xué)習(xí)和掌握新的知識(shí)與技術(shù)，尋找新的維修診斷的方法和手段，為推動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)維修技術(shù)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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[3]沈兵，歷承兆.數(shù)控系統(tǒng)診斷與維修手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版

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（1.河南省濟(jì)源市農(nóng)機(jī)監(jiān)理所，

2.河南省濟(jì)源市農(nóng)機(jī)化學(xué)校，

3.河南省濟(jì)源市農(nóng)機(jī)監(jiān)理所）