現(xiàn)象與原因“不相關(guān)”的故障維修

■西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司 （陜西 710021） 劉秀燕 張棟卿 龔 侃

現(xiàn)象與原因“不相關(guān)”的故障維修

■西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司 （陜西 710021） 劉秀燕 張棟卿 龔 侃

摘要：本文介紹了一些數(shù)控機(jī)床故障現(xiàn)象與最終原因沒有直接邏輯關(guān)系的問題及其維修方法。

數(shù)控機(jī)床維修時(shí)，有些故障現(xiàn)象和最終的故障原因乍看起來好像毫無關(guān)系，但是在修理這些故障時(shí)，我們一定要相信事物是普遍聯(lián)系的。不放過任何細(xì)微之處，最終將這些“案件”偵破。

1. 案例1

故障現(xiàn)象：TK42100數(shù)控鏜銑床（見圖1）X、Y和Z軸不能運(yùn)動(dòng)。

圖1　TK42100數(shù)控鏜銑床

圖2

故障分析：該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)是西門子840 D，驅(qū)動(dòng)為SIMODRIVE 611D（見圖2）。檢查電氣柜，發(fā)現(xiàn)電源模塊6SN1145上所有的指示燈都不亮。進(jìn)線電源380 V正常。開始懷疑電源模塊損壞。后來將電源模塊上的直流母線與后面的驅(qū)動(dòng)模塊脫開，開機(jī)后，電源模塊上的綠燈亮了，但是使能送不上。繼續(xù)檢查，使能線路上的24V不正常。后來將設(shè)備總線X172拔掉，電源模塊上的使能可以送上。48腳得電。黃燈亮。直流母線充電后600V正常。排除電源模塊損壞可能。既然設(shè)備總線拔掉使能可以送上，采用逐個(gè)排除法，最終發(fā)現(xiàn)Z軸驅(qū)動(dòng)模塊上的設(shè)備總線X351拔掉后，其他模塊恢復(fù)正常。檢查Z軸驅(qū)動(dòng)模塊。采用替換法，將其與X軸模塊互換。故障沒有變化，仍然是去除Z軸的設(shè)備總線可以送上使能。那說明驅(qū)動(dòng)模塊沒有問題。可是問題出在哪里呢？為確診，又將模塊拿到別的機(jī)床上試，可以使用。徹底排除了模塊損壞可能性。仔細(xì)想，我們的機(jī)床與別的機(jī)床唯一的區(qū)別就在X431插頭上。再次測(cè)量，發(fā)現(xiàn)24V線的絕緣值很小，只有20Ω，查看強(qiáng)電圖，SQ5SQ6是Z軸正負(fù)向限位開關(guān)，測(cè)量通斷，阻值為0，接通。但是，測(cè)量對(duì)地絕緣，只有20 Ω。拆開機(jī)床，發(fā)現(xiàn)正向限位開關(guān)SQ5線皮磨損，露出銅線與機(jī)床殼體短路。修理后機(jī)床恢復(fù)正常。

圖3

2. 案例2

故障現(xiàn)象：TK42100數(shù)控鏜床運(yùn)行過程中，X、Y軸回零標(biāo)志丟失，需要重新回零，才可以執(zhí)行程序。

故障分析：我們知道一般機(jī)床開機(jī)后，回一次參考點(diǎn)。可是為什么正在運(yùn)行程序中參考點(diǎn)會(huì)丟失呢？開始筆者也是百思不得其解。分析：該機(jī)床有X、Y和Z3個(gè)坐標(biāo)軸，Z軸的回零標(biāo)志沒有丟。那Z軸與X、Y的區(qū)別在哪兒呢？查看參數(shù)30200，X、Y坐標(biāo)是2，屬于全閉環(huán)，Z軸是1，屬于半閉環(huán)，與光柵尺有關(guān)。為進(jìn)一步確診，將X軸改為半閉環(huán)，果然，再出故障時(shí)只有Y軸回零標(biāo)志丟失，半閉環(huán)的X、Z的回零標(biāo)志正常。2個(gè)坐標(biāo)的光柵尺同時(shí)壞的可能性很小，那只能與光柵尺電源有關(guān)。光柵尺所用5V電源應(yīng)該是從X421或X422 插座里來的，誰影響了這個(gè)電壓？觀察發(fā)現(xiàn)每次機(jī)床換擋后，該故障出現(xiàn)。我們知道，換擋用的電磁閥和到位開關(guān)用24V電源，難道這部分有問題，影響了光柵尺的5V電源?？磮D樣電磁閥與到位開關(guān)用的是外部24V開關(guān)電源。電源模塊上的使能信號(hào)也用的是同一個(gè)開關(guān)電源。電源模塊的設(shè)備總線供給驅(qū)動(dòng)模塊電子電源。測(cè)量相關(guān)閥與開關(guān)，發(fā)現(xiàn)低擋電磁閥YV3b的線圈線絕緣差，只有10Ω左右。試著將此線更換，再試，機(jī)床仍然出現(xiàn)此類問題。將換擋有關(guān)的這幾閥和開關(guān)線全部更換，并且單獨(dú)接一個(gè)24V開關(guān)電源，問題徹底排除。

3. 案例3

故障現(xiàn)象：一臺(tái)型號(hào)為CKQ61100上重車床，多種報(bào)警。

故障分析：數(shù)控系統(tǒng)是西門子810D。報(bào)警主軸從動(dòng)編碼器故障，檢查了齒輪箱后的編碼器，無松動(dòng)。改為半閉環(huán)，甩開位置編碼器，斷電重啟后，機(jī)床又顯示主動(dòng)編碼器錯(cuò)誤。再次斷電后，又報(bào)Z軸硬件故障，X軸硬件故障。這么多報(bào)警，這些部件不可能同時(shí)出現(xiàn)問題。那一定是個(gè)公共部分出現(xiàn)了故障，最有可能的就是公共電源出現(xiàn)問題。測(cè)量24V直流正常，編碼器用的是5V電源。測(cè)量插頭X413（Z軸光柵的插頭，見圖3），其9腳的5V電源只有0.32V，說明5V電源被拉低。電源模塊沒有5V報(bào)警，那是什么影響了5V電源呢？

回想該機(jī)床維修歷史，曾經(jīng)將X軸改為了半閉環(huán)。查看CCU1上的接線，X軸光柵尺線仍然接在X414上，而且光柵尺也沒有拆。X光柵是因?yàn)闄C(jī)床導(dǎo)軌護(hù)罩不嚴(yán)，進(jìn)切削液損壞的。現(xiàn)在光柵尺沒有拆掉，讀數(shù)頭如果進(jìn)切削液，必將影響5V電源。關(guān)機(jī)，拔掉該線，重新開機(jī)，機(jī)床恢復(fù)正常。測(cè)量5V電壓，也恢復(fù)至4.95V。

4. 案例4

故障現(xiàn)象：THS65100×100數(shù)控加工中心，B軸不回零。工人早上開機(jī)進(jìn)行機(jī)床回零時(shí)，發(fā)現(xiàn)B軸不轉(zhuǎn)，沒有報(bào)警。

故障分析：B軸就是該機(jī)床轉(zhuǎn)臺(tái)，首先查看電柜里的模塊，沒有報(bào)警，正常。該轉(zhuǎn)臺(tái)是液壓加緊松開的，查看松開到位信號(hào)X9.5，該信號(hào)為0，說明轉(zhuǎn)臺(tái)沒有松開。查看輸出信號(hào)Y2.4，為1，中間繼電器KA22吸合，觸點(diǎn)閉合，說明已經(jīng)給電磁閥電信號(hào)了，查看電磁閥，也已經(jīng)得電吸合。查看出油管，發(fā)現(xiàn)液壓油沒有過來。難道沒有液壓？去液壓站觀察，發(fā)現(xiàn)液壓電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。測(cè)量電動(dòng)機(jī)接線端子，沒電。再次打開電柜查看相關(guān)空氣開關(guān)、繼電器，發(fā)現(xiàn)空氣開關(guān)跳閘，測(cè)量接觸器上連接的電動(dòng)機(jī)線，發(fā)現(xiàn)有一相對(duì)地短路。拆下電動(dòng)機(jī)接線盒上的連線再次測(cè)量阻值，三相平衡并且絕緣良好。但是有一個(gè)端子上并連了一個(gè)散熱風(fēng)扇的線，測(cè)量散熱風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)線，對(duì)地短路。更換散熱風(fēng)扇后，機(jī)床恢復(fù)正常。

5. 結(jié)語

這幾個(gè)例子大部分都與電源有關(guān)。由于開關(guān)電源，電子電源連接了許多部件，從而使故障現(xiàn)象與最終原因之間沒有了直接的聯(lián)系。問題變得復(fù)雜而難以快速解決。解決這類故障，大致有以下幾個(gè)原則：

（1）判斷硬件模塊等好壞時(shí)，只保留電源線。將其他輸入輸出，測(cè)量系統(tǒng)的連線等先摘除，送電，觀察現(xiàn)象，以便進(jìn)一步判斷故障點(diǎn)。

（2）有多個(gè)報(bào)警時(shí)就要考慮公共因素，尤其公共電源部分，測(cè)量下電壓值等，與標(biāo)準(zhǔn)值比較后，再考慮下一步修理方向。

（3）如果我們屏蔽了或者將某些軸改為了半閉環(huán)等，至少要將相關(guān)連線從控制板等地拔掉，防止影響別的部件。

（4）遇到有液壓加緊松開的軸不能正常運(yùn)動(dòng)時(shí)，要查看液壓部分，多測(cè)量，不要輕易下結(jié)論。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 邱紅. TK42100/2電路圖，互聯(lián)圖［E］.昆明：昆明機(jī)床股份有限公司，2002.

［2］ 孫達(dá). CKQ61100/CK6185電氣原理圖［E］.上海：上海重型機(jī)床廠，2004.

專家點(diǎn)評(píng)

本文用案例證明了排除法在解決實(shí)際問題中的重要性，并給出了問題分析的思路（利用PLC狀態(tài)診斷，查看機(jī)床使能信號(hào)、機(jī)床參數(shù)等），給讀者提供了解決設(shè)備故障問題的方面和思路，并從幾方面證明了開關(guān)電源在機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)中的重要性，具有學(xué)習(xí)和參考價(jià)值。

收稿日期：（20140904）