進口數控繞簧機典型故障分析與處理

雒補清，郭金汶

（晉西工業集團有限責任公司，山西太原 030027）

0 引言

BHS-Torin 數控繞簧機用于將各種直徑的傳統線材繞制成彈簧，它采用外部換向交流無刷伺服電機，不使用凸輪或相關的杠桿和聯動裝置。在直徑、節距、扭力和卷曲點上的扭矩通過預裝滾珠絲杠傳遞，從而消除了任何有效的反彈，提供了非常接近的公差。伺服電機的高轉矩慣性比使響應最大化，進給輥壓力和切斷采用液壓控制，各種不同的工作需求輸入到設備計算機中，生成生產所需要的程序。若要轉換產品，只需要在停止設備后調用所需程序，修改計算機的輸入即可。

1 繞簧機零點和程序丟失故障

1.1 故障現象

該繞簧機由于長時間未使用在某日開機后，操作人員發現回零點及加工程序全部丟失，報警顯示電池已耗盡。

報警內容：The memory had been reset or the battery in your computer storage has died.It should be replaced as soon as possible.All the data is corrupted.Preparing memory for temporary usage。

含義：存儲器被復位或計算機內存板上的電池已耗盡，應該盡快更換電池。所有數據已經損壞，請準備好臨時使用的存儲器。

1.2 消除電池報警

根據經驗先更換原來換過的內存板上一塊電池，位于控制柜背板最上面的電路板，是3.6 V 圓盤狀電池，型號3B6880。更換后，開機發現仍然顯示同樣報警，根據內容判斷應該還有別的電池也沒電了，仔細查看機床計算機控制部分電路板，發現在6塊電路板中的倒數第二塊上有一個紫色的圓柱狀電池，電壓是3.0 V，用西門子3.0 V 鋰電池更換后報警消除。

1.3 恢復設備零點

和數控機床一樣，數控繞簧機在開機后有4 個軸也需要回零。查看說明書，在操作界面中有一個物理極限界面，其最底部有一個“設定記憶零點”，即“setting to memorize zero（Y/N）”，將其設置成“Y”。之后需手動移動各軸到相應的零點位置，然后按設置零點，這樣就可以回零，界面如圖1 所示。

圖1 物理極限界面

設置回零完成后，發現2 個軸DIAMETER（直徑）和TORSION（扭力）回零正常，另外2 個軸PITCH（節距）和LatCP（卷曲點）不動作。經過研究，在配置屏幕界面軸的參數中，不動作的2 個軸的參數為0，表明軸的回零沒有打開。正常情況下按回零順序應該設置為PITCH=1，LatCP=2，TORSION=3，DIAMETER=4，這樣重新設置后另外2 個軸也能依次回零。配置屏幕界面如圖2 所示。

圖2 配置屏幕界面

1.4 恢復彈簧繞制程序

零點設置好后，設備進入就緒狀態，就需要對繞制彈簧程序進行恢復，操作人員根據以前保存的程序，手動輸入某產品程序。但程序運行時出現報警，內容為“某個軸程序第92 行的數值超過極限”，如圖3 所示。

圖3 超限報警界面

于是按照報警內容修改該行，運行時報警顯示另外一行的數值也超過極限，這樣修改幾次后報警還是會出現。后經過檢查發現，程序中的數值單位為mm，而數控系統恢復以后默認的單位為英寸，判斷應該是單位不一致導致報警。于是在CONVERSION TABLE 界面（圖4），將參數的單位全部換算成公制mm，然后按esc 退出屏幕并保存設置，重新運行程序正常。

其他類型的彈簧程序在產品首件鑒定時也有保存，根據保存結果將程序全部輸入并進行調試，所繞制彈簧經檢驗合格，此次設備維修完成。

2 繞簧機伺服故障

2.1 故障現象

2018 年7 月，繞簧機發生隨機故障，正常運行時發生幾次系統掉電，然后各軸報警，電柜內模塊上有紅燈報警，關機后再開機報警消除，但運行一會后又會出現同樣故障。經過兩天觀察發現，故障沒有特定規律，應該不是由某一個動作所導致的。

圖4 轉換表界面

2.2 故障檢查

檢查電氣柜，發現coiling point（卷曲點）模塊上的L4 紅燈亮，每次都是這樣。于是將該模塊拆下，打開檢查電路板，其上元器件干凈整潔，未發現有燒壞或明顯變色的電子元件，用酒精清潔后重新安裝模塊，使用過程中發現故障依舊。

2.3 故障診斷

查閱設備故障診斷書，發現對模塊的說明，L4-Resolver：該紅色的LED 燈在正常工作狀態下應該為燈滅。如果正弦信號和余弦信號的任意一個或2 個信號都消失時（驅動放大器沒有檢測到伺服電機的反饋），則L4 燈亮。

該現象可能是從電機到伺服驅動放大器的連接線路中有短路或斷路所導致的。確保電機的反饋電纜（通常為藍色）到機柜前面的伺服驅動器連接良好。關閉電源30 s，然后重新啟動，檢查確保Resolver LED 已經處于燈滅狀態。

根據說明，對從電機反饋端到伺服驅動器的藍色連接電纜全部進行檢查，電纜外皮無擦傷、無破損，屏蔽良好。檢查與L4 模塊連接的電機反饋線插頭時發現電機端插頭內部有一根插針縮進去了，不能與電機編碼器輸出插座良好連接，導致正弦或余弦信號傳輸出現問題，引起反饋信號時有時無，設備發生掉電保護故障。

2.4 故障處理

打開電纜插頭，將縮進去的插針拔出到合適位置，在插頭的后面用AB 膠固定插針根部，使其牢固，等AB 膠干后重新安裝插頭啟動設備，設備運行穩定，故障消除。

3 維修小結

3.1 定期開機

在設備閑置期間，操作人員應該定期對設備進行開機，使存儲器中的充電電池或電容得以充電，以免發生電池、電容電能耗盡，導致數據或零點丟失，引發較大故障。同時經常開機，能夠及早發現電池低壓報警并及時更換電池。

維修人員應該對數控設備的電池使用情況進行記錄形成檔案，并定期檢查設備是否出現電池虧損情況。

3.2 豐富設備維修檔案

數控繞簧機這樣的“獨生子”設備，維修人員平時積累的維修檔案不夠豐富，處理故障時會感到力不從心。因此維修人員要經常閱讀設備說明書，熟悉設備電氣原理圖及液壓、氣動、伺服等相關資料，最大限度利用資料提供的信息來處理設備故障，確保設備正常運行。