數(shù)控機床故障的分類及維修

張 強

（山西平陽重工機械有限責任公司，山西侯馬 043003）

0 引言

隨著材料科學、機械制造技術的不斷進步，數(shù)控機床控制系統(tǒng)經(jīng)歷了晶體管、集成電路、大規(guī)模集成電路、計算機系統(tǒng)等幾代的發(fā)展，出現(xiàn)了具有高精度和高可靠性的新型功能部件。比較有代表性的新型功能部件有高頻電主軸和直線電機等，它們都促使數(shù)控機床機械傳動結構越來越趨于簡單。在使用過程中，機械傳動結構故障表現(xiàn)的往往比較直觀。下面就工作現(xiàn)場比較常見的電氣類及元器件故障進行分析簡單總結。

1 電氣類及元器件的故障和原因分析

1.1 第一類：元器件工作不正常

故障現(xiàn)象：①氣壓不足；②液壓系統(tǒng)壓力不足；③液壓系統(tǒng)電機不工作；④潤滑系統(tǒng)工作異常；⑤主軸冷卻系統(tǒng)報警；⑥X軸電機不能旋轉報警等等諸如此類的。

原因分析：①氣源壓力不足；②壓力繼電器損壞；③管路堵塞；④加注液壓油型號不正確；⑤潤滑管路破裂；⑥冷卻泵過濾網(wǎng)堵塞；⑦冷卻電機主空氣開關跳閘、熱繼電器斷開；⑧報警軸的放大器/功率模塊損壞，如FANUC 系統(tǒng)放大器模塊上有報警代碼等。

1.2 第二類：系統(tǒng)軟件故障

故障現(xiàn)象：①數(shù)控系統(tǒng)不能正常啟動，往往表現(xiàn)為系統(tǒng)程序停在某一界面，不繼續(xù)執(zhí)行；②在MMC 時MDI（Manul Data Input，手動輸入數(shù)據(jù)）方式下編輯程序，不能輸入結束符等。

原因分析：①采用NC 嵌入PC 或PC 嵌入NC 方式的數(shù)控系統(tǒng)硬件配置中有系統(tǒng)硬盤，大多采用機械硬盤，由于頻繁啟動或不正常關機容易造成硬盤磁道的損壞，造成系統(tǒng)文件不完整，所以數(shù)控系統(tǒng)控制軟件不能正常啟動。例如，某臺TWI32 車削中心采用西門子840D 系統(tǒng)MMC103 人機交互，開機正常啟動，在輸入雙主軸車削畫面刀具參數(shù)時，顯示界面出現(xiàn)亂碼不能輸入?yún)?shù)，判斷是該功能程序出錯系統(tǒng)文件損壞。拆下MMC103 硬盤連接到PC 上，發(fā)現(xiàn)此硬盤分為DOS-HSD、WINDOWS-HSD、840D-HSD 三個盤符，判斷應該是840DHSD 盤的某個文件損壞，更換新的西門子硬盤，采用DMG 公司隨機的系統(tǒng)光盤恢復MMC 后開機正常啟動，可是原加工程序都沒有，這樣隨然設備是修復了，但是并不能快速投入到生產(chǎn)中去。后來經(jīng)過多次試驗，利用計算機文件存儲原理以及硬盤克隆工具，根據(jù)系統(tǒng)文件損壞的不同表現(xiàn)，判斷出損壞的位置，快速精確恢復系統(tǒng)硬盤，保證修復后的設備馬上投入生產(chǎn)。②MMC 系統(tǒng)文件出錯。例如公司一臺上重CKQ61160 數(shù)控車床，采用西門子840D 系統(tǒng)配置MMC103，使用中出現(xiàn)在MDI 方式下人工輸入程序，每一行后面不能輸入“小蝌蚪”的結束府，而是顯示“；”，導致零件加工程序不能執(zhí)行，機床無法使用。判斷是MMC 的鍵盤按鍵或者MMC 主板等硬件故障，但送修多次后均未能修復此故障，導致該設備長期處于停機狀態(tài)。后來通過恢復MMC 系統(tǒng)文件后，經(jīng)然奇跡般地修復了此故障，機床恢復使用。后經(jīng)過分析認為，應該是MMC 系統(tǒng)硬盤損壞但沒有達到不能執(zhí)行的狀況，改變了某個文件的值或者執(zhí)行結果導致的。

1.3 第三類：0 和1 的關系

經(jīng)過多年的不斷發(fā)展，數(shù)控機床的元器件及部件的制造水平已相當可靠、穩(wěn)定，除非因為設計有缺陷或者首臺試制的設備，才可能出現(xiàn)大的故障，一般平時工作中遇到最多的故障就是此類故障。如機械手伸出到位沒到位、工作臺升降到位沒到位、刀庫安全門關沒關到位、尾座油缸伸出與縮回是否到位、主軸變速是否到位、潤滑油壓力不夠等，都是可歸結到0 與1 的關系方面。該元器件或者部件在工作邏輯關系中只有兩種狀態(tài)，即到位或不到位、鎖緊或沒鎖緊、壓力夠或不夠。

原因分析：①檢測開關損壞；②檢測開關位置不正確；③部件運動行程沒到位，包括工作時間不夠長、油壓低、油管破損、接頭槍動、油缸或氣缸內部泄漏；④電纜斷裂。

1.4 第四類：近因原則

此分類想表達的意思是，機床發(fā)生故障時在做什么或者說處于什么狀態(tài)，故障原因就與正在做什么或者處于什么狀態(tài)有關系。該分類主要是對稍微舊一些或者保養(yǎng)不到位設備，在發(fā)生故障時可快速判斷故障原因，及時處理恢復生產(chǎn)。比如一臺HTC4040N 數(shù)控車床發(fā)生NC 不能啟動故障，現(xiàn)場檢查24 V 空氣開關跳閘，重新接通后啟動設備又跳閘，判斷24 V 電源接地。由于該設備長期從事油缸類工件加工，工作量是滿負荷，致使設備保養(yǎng)嚴重不到位，Z 軸防護罩損壞，尾座后部蓋板丟失，冷卻液漏液嚴重。詢問操作人員答復，設備在加工工件過程中尾座運動時發(fā)生故障，個人判斷與尾座有關系。經(jīng)檢查尾座內部漏液嚴重，沒有后部蓋板，因急于生產(chǎn)曾經(jīng)損壞的油缸檢測開關并沒有安裝，包電纜的絕緣膠布脫落，接觸到尾座導軌致使24 V電源接地造成此故障。重新包好電纜后，故障消除。

原因分析：當出現(xiàn)故障時，維修技術人員到現(xiàn)場后不要急于查找原因，首先要詳細詢問設備操作人員出現(xiàn)故障時設備在做什么或者處于什么狀態(tài)，據(jù)此判斷可能發(fā)生故障的部位、原因，再進一步進行檢查。這樣可能會比較快速地處理故障，恢復生產(chǎn)。

2 小結

數(shù)控機床是集電子技術、機械制造、計算機控制系統(tǒng)、運動控制軟件等于一體的高度精尖的設備，在生產(chǎn)現(xiàn)場常見的故障有很多種類型。上文只是根據(jù)在日常工作中遇到的一些故障現(xiàn)象，進行總結和分類，目的是給相關人士以參考，達到維修現(xiàn)場快速處理的目的。