數控機床維修技巧

劉建國，楊天宇

（首都航天機械有限公司，北京 100076）

0 引言

在數控機床出現故障時，維修人員通常都是觀察顯示屏上顯示的報警信息，借助于檢查PMC的工作狀態進行診斷，或通過對梯形圖的動態分析來查找故障發生的部位。但是，當顯示屏出現黑屏時，維修人員在排除故障時就會無從下手。

1 維修實例

故障1。臥式鏜銑床WHN130在加工過程中出現黑屏導致加工中斷，無報警信息參考診斷。通過檢查電器柜發現一24 V電源空開QF55跳閘。合上空開后，繼續加工，機床多次出現黑屏并且空開QF55跳閘，而且沒有任何規律，有時一開機就跳閘，有時加工一整天都未出現。

通過查閱機床電氣圖紙QF55空開下81號線總共串了4組接線排，而每一組接線排又有多條分支，其中就包括顯示屏的24 V供電，初步判斷是由于外部某一24 V短路，造成QF55跳閘。對機床進行故障分析的過程中，發現機床所有24 V的供電都是通過QF55提供，這種短路看似簡單，找短路點卻很麻煩。機床上到處都是24 V，為準確快捷找到故障點，決定分開這4組接線排，并在每組接線排前單獨加一2 A空開（QF55-10A），如圖1所示。其中屏幕的24 V供電在QF3下的第三個接線排中。

圖1 空開控制分布

通過一段時間的觀察發現，機床沒有黑屏但是伴隨有報警（X，Y，Z，SP限位報警），電氣柜內只有QFI跳閘。可以鎖定是由于QF1中的24 V線路造成的短路。在第一接線排上共有3支分路，分別再將這3根81號線接入QF3下來判斷具體有短路故障的支線。最后查找到這根存在問題的81號線通往了總電源開關線圈，如圖2所示。

測量線圈對地電阻沒有問題，繼續查看該線路，經過開門斷電解除開關后連接到繼電器KA100的37腳和47腳，47腳是急停按鈕的輸入信號，而37腳連接的是急停釋放KM61、主軸風扇KM62、冷卻液回抽泵KM34的線圈，如圖3所示。分別測量各線圈最低對地電阻，發現KM34線圈為0.2，更換KM34后機床上電，經過長時間觀察機床正常。

圖2 機床電氣線路控制圖

故障2。沈陽五軸龍門CMC406在加工過程中報警700552：電源模塊超溫，復位后可消除報警繼續加工，將電源模塊拆下后用強氣清理風道灰塵，從新安裝后加工試運行，又出現電源模塊超溫，報警的主要原因是由于PLC的輸入信號I32.1瞬間斷開造成的，由于是閃斷，用萬用表測量時有DC 24 V，懷疑是電源模塊內部故障造成的閃斷，更換備用電源模塊后故障仍沒有解決，通過認真查閱電氣圖紙分析，此溫度監控信號不僅包括主軸電源還串了2個監控模塊，并且監控多伺服驅動模塊（圖3）。

圖3 監控電路

DC 24 V首先通過24M4進入監控模塊2，然后通過234進入監控模塊1，在通過202進入電源模塊，最后通過321進入PLC。進一步分析圖3，如果DC 24 V在電源模塊，監控模塊1，監控模塊2的任何一處閃斷都會造成電源模塊超溫報警，而監控模塊1則是對X1-1，X2，X2-1和Z1等4個伺服驅動監控，監控模塊2是對Z2，A，C，Y1，Y2等5個伺服驅動監控，而且信號是瞬間閃斷，這使得故障點的查找更加煩瑣和困難。經過認真分析，決定在監控模塊2后231上，監控模塊1后202上，電源模塊后321上各串連一個DC 24 V燈泡，觀察是哪個燈泡出現閃斷，經過多次實驗發現在機床出現報警的同時電源模塊后的燈泡閃斷，可以排除監控模塊和與監控模塊相連的相關驅動存在故障。

由實驗判斷出電源模塊后的DC 24 V有閃斷現象，然而更換過電源模塊，電源模塊應不是故障原因，將PLC輸入信號I32.1直接從監控模塊1越過電源模塊連接，開機運行，出現報警主軸伺服故障，將主軸驅動拆下發現驅動風道內有大量灰塵，用強氣清理后從新安裝并恢復跨接線路，試運行加工，機床一切正常，設備恢復生產。

2 故障總結

遇到顯示屏黑屏故障時，應打開電氣柜，觀察輸入單元、伺服單元系統電源、CNC主板等有無硬件報警，根據觀察到的具體情況，在進一步分析處理，直至故障排除。

當設備的驅動模塊比較多，整個驅動模塊溫度監控應該由3部分組成：①由電源模塊監控主軸和X1驅動；②由監控模塊1監控X1-1，X2，X2-1和Z1驅動；③由監控模塊2監控Z2，A，C，Y1和Y2驅動。當主軸模塊故障則直接報警電源模塊超溫，要分開判斷，才能快速準確地找到故障點。