數(shù)控加工設(shè)備故障診斷與維修攻略

概述數(shù)控加工設(shè)備主要包括立式鉆攻中心、數(shù)控車床、數(shù)控銑床及數(shù)控沖剪機(jī)等。這類設(shè)備的運(yùn)行原理是根據(jù)按照生產(chǎn)工藝編制的零件加工程序和操作指令，由數(shù)控裝置（CNC）進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)字邏輯運(yùn)算與處理后，輸出一對(duì)一的加工控制指令，控制設(shè)備各運(yùn)動(dòng)部件協(xié)調(diào)動(dòng)作，加工出符合要求的零部件。這類設(shè)備具有精度高、系統(tǒng)運(yùn)行可靠和輸出指令精確等特點(diǎn)，但發(fā)生故障后其診斷與修理較難操作。本文主要分類別對(duì)我單位幾種數(shù)控加工設(shè)備在日常工作過(guò)程中出現(xiàn)的故障診斷與修理方法進(jìn)行總結(jié)，為設(shè)備修理同行們處理類似故障提供思路。立式鉆攻中心故障診斷與修理立式鉆攻中心主要對(duì)工件進(jìn)行鉆孔、攻螺紋及簡(jiǎn)單的平銑等工作，一般由主軸、可在X、Y向移動(dòng)的工作臺(tái)（有的地方叫十字滑臺(tái)）、刀庫(kù)及A軸等組成工作單元，其中刀庫(kù)故障現(xiàn)象很常見(jiàn)，下面對(duì)刀庫(kù)故障的診斷與修理方法進(jìn)行敘述。（1）故障現(xiàn)象。一臺(tái)立式鉆攻中心，型號(hào)為TC500，加工過(guò)程中無(wú)法執(zhí)行換刀指令，在自動(dòng)模式下，程序執(zhí)行換刀時(shí)刀庫(kù)無(wú)動(dòng)作，系統(tǒng)無(wú)報(bào)警，手動(dòng)模式下也不執(zhí)行換刀動(dòng)作。（2）故障診斷與分析。根據(jù)立式加工中心運(yùn)行原理診斷，經(jīng)分析后認(rèn)為造成此故障現(xiàn)象的原因主要有：①刀位檢測(cè)信號(hào)丟失。②換刀信號(hào)不對(duì)。③Z向坐標(biāo)參考點(diǎn)丟失。④主軸（Z向）的行程在換刀點(diǎn)位置時(shí)系統(tǒng)未檢測(cè)到。⑤主軸下端面與工作臺(tái)距離不對(duì)。⑥刀庫(kù)電動(dòng)機(jī)未動(dòng)作。（3）故障排除與修理。針對(duì)①將系統(tǒng)梯形圖（見(jiàn)圖1、圖2）打開(kāi)，用金屬片感應(yīng)刀位檢測(cè)開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)檢測(cè)開(kāi)關(guān)信號(hào)與梯形圖里程序觸點(diǎn)X9.6動(dòng)作一致，因此排除故障①；針對(duì)②在手動(dòng)（MDI）方式下編寫換刀指令后，檢測(cè)換刀繼電器動(dòng)作正常，換刀用變頻器有頻率輸出，因此排除故障②；針對(duì)③重新設(shè)定Z向坐標(biāo)參考點(diǎn)，即使用手輪將Z軸移動(dòng)至機(jī)械坐標(biāo)值為Z＝130時(shí)，將參數(shù)1815中的APC（Z）對(duì)應(yīng)的數(shù)值改為“0”后機(jī)床斷電再啟動(dòng)，將APC（Z）對(duì)應(yīng)的數(shù)值改為“1”，機(jī)床斷電再啟動(dòng)后，刀庫(kù)依然不執(zhí)行換刀指令，因此排除故障③；針對(duì)④打開(kāi)系統(tǒng)梯形圖查看換刀點(diǎn)位置信號(hào)正常，因此排除故障④；針對(duì)⑤重新調(diào)整主軸下端面與工作臺(tái)距離即使用手輪將主軸向上移動(dòng)，用尺子測(cè)量主軸下端面與工作臺(tái)之間的直線距離達(dá)到540mm時(shí)，將系統(tǒng)K參數(shù)15的“0”位修改為1，機(jī)床斷電再啟動(dòng)刀庫(kù)仍然不執(zhí)行換刀指令，距離分別調(diào)整為535mm、530mm、520mm時(shí)依然不行，因此排除故障⑤；針對(duì)⑥將刀庫(kù)電動(dòng)機(jī)拆下來(lái)仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)電源線因老化全部在進(jìn)行端子處斷掉，將斷掉的電源線重新連接好，試運(yùn)行刀庫(kù)能夠正常換刀。經(jīng)調(diào)查該故障因刀庫(kù)在換刀過(guò)程中電源線被轉(zhuǎn)動(dòng)的刀盤卡住拽斷造成，因此將電源線接好后，將電源線固定牢靠，避免此類現(xiàn)象再次發(fā)生。數(shù)控車床故障診斷與修理數(shù)控車床一般由X、Z向移動(dòng)工作臺(tái)、主軸等工作單元組成，主要完成對(duì)工件的車削、鏜孔等工作，其故障有很多種類，其中有主軸電氣控制方面、有電動(dòng)刀架等方面，下面對(duì)一起典型的電氣系統(tǒng)故障診斷與修理進(jìn)行闡述。（1）故障現(xiàn)象。一臺(tái)斜導(dǎo)軌數(shù)控車床，型號(hào)為HTC2050i，加工過(guò)程中突發(fā)故障，數(shù)控系統(tǒng)報(bào)警信息為：NO.2121液壓電機(jī)電源控制開(kāi)關(guān)跳閘；NO.2123液壓電機(jī)未啟動(dòng)；NO.2130卡盤壓力低。經(jīng)查電氣控制柜內(nèi)一單相直流24V控制用斷路器跳閘，若強(qiáng)行將該跳閘斷路器合閘，數(shù)控裝置黑屏，直流電源板的電源指示燈忽明忽暗。（2）故障診斷與分析。根據(jù)系統(tǒng)報(bào)警信息，按照設(shè)備運(yùn)行原理分析后，認(rèn)為造成此故障現(xiàn)象的原因主要有：①液壓站電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障。②檢測(cè)液壓卡盤壓力的壓力繼電器發(fā)生故障。③繼電器板的直流24V電源有短路故障。（3）故障排除與修理。針對(duì)①檢查液壓站電動(dòng)機(jī)，液壓系統(tǒng)電路如圖3所示。用兆歐表對(duì)液壓站電動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果正常，將電動(dòng)機(jī)直接連接到控制用電源開(kāi)關(guān)下端，合閘后液壓電動(dòng)機(jī)能夠正常啟動(dòng)，因此排除故障①；針對(duì)②檢查液壓卡盤壓力繼電器SP3，卡盤控制電路如圖4所示，經(jīng)測(cè)量壓力繼電器信號(hào)正常，將壓力繼電器電源線從繼電器上方拔掉，開(kāi)機(jī)后上述報(bào)警信息仍存在，因此排除故障②；針對(duì)③先檢查跳閘斷路器兩端線路，測(cè)量其控制電壓，經(jīng)檢測(cè)上端線路正常，下端＋24Ｖ電源對(duì)地短路，經(jīng)查下端與繼電器板連接，用萬(wàn)用表檢測(cè)繼電器板上面各線路＋24Ｖ電源狀況，發(fā)現(xiàn)各線路均對(duì)地短路，因各限位與測(cè)量信號(hào)均為＋24Ｖ電源，且斷路器上有液壓監(jiān)控觸點(diǎn)，先檢測(cè)液壓監(jiān)控觸點(diǎn)是否正常。將各端子與＋24Ｖ電源連接的另一端從繼電器板上拆下來(lái)，逐一用萬(wàn)用表進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)XT3端子對(duì)地短路，引起各＋24Ｖ電源對(duì)地短路（因各＋24Ｖ電源在繼電器板上是全部連接在一起的，只要連接中的線路有一條對(duì)地短路均會(huì)造成所有＋24Ｖ電源對(duì)地短路），經(jīng)檢查XT3端子是排屑器裝置脹緊檢測(cè)信號(hào)線，拆開(kāi)防護(hù)罩發(fā)現(xiàn)該信號(hào)線纏住脹緊輪，脹緊輪隨排屑電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，將信號(hào)線拽斷，斷開(kāi)的信號(hào)線＋24Ｖ電源通過(guò)床身對(duì)地短路從而發(fā)生上述故障。將損壞的信號(hào)線恢復(fù)后，故障解除，機(jī)床試運(yùn)行正常。將該信號(hào)線固定牢靠，避免此類現(xiàn)象再次發(fā)生。數(shù)控銑床故障診斷與修理數(shù)控銑床一般由

X

、

Y

向移動(dòng)的工作臺(tái)、主軸等工作單元組成，主要完成對(duì)工件的銑孔、溝、槽等工作，其故障有很多種類，其中有電氣控制方面的、也有機(jī)械方面的，下面對(duì)一起典型的電氣故障回不了工作零點(diǎn)的診斷與修理進(jìn)行闡述。（1）故障現(xiàn)象。一臺(tái)數(shù)控銑床，型號(hào)為CK7136，采用山東凱恩帝（KND）數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行控制，在開(kāi)機(jī)使用回零點(diǎn)過(guò)程中，X向、Y向、Z向均回不了零點(diǎn)，系統(tǒng)報(bào)警：＋X、＋Y、＋Z均超程。（2）故障診斷與分析。根據(jù)系統(tǒng)報(bào)警信息，按照設(shè)備運(yùn)行原理分析后認(rèn)為造成此故障現(xiàn)象的原因主要有：①各向限位開(kāi)關(guān)發(fā)生故障。②各向限位線路發(fā)生故障。③系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變動(dòng)。（3）故障排除與修理。針對(duì)①對(duì)各方向限位開(kāi)關(guān)進(jìn)行通斷閉合檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)X、Y向限位開(kāi)關(guān)正常，Z向限位開(kāi)關(guān)減速檢測(cè)擋無(wú)信號(hào)，檢查知Z向限位開(kāi)關(guān)減速擋不能有效閉合與松開(kāi)，更換Z向限位開(kāi)關(guān)后，點(diǎn)數(shù)控裝置上面的“診斷”鍵進(jìn)入診斷界面，手動(dòng)移動(dòng)各方向，檢查X、Y、Z向分別對(duì)應(yīng)的參數(shù)X000、X001、X002，檢查各對(duì)應(yīng)的從左往右數(shù)前四位二進(jìn)制數(shù)是否有變化，發(fā)現(xiàn)只有Z向能夠有效響應(yīng)，X、Y向限位開(kāi)關(guān)正常，但還是不能回零點(diǎn)，因此排除故障①；針對(duì)②檢查X、Y向限位開(kāi)關(guān)至數(shù)控系統(tǒng)的線路，發(fā)現(xiàn)線路因長(zhǎng)時(shí)間使用，經(jīng)含油切削液的浸濕發(fā)生老化，造成

X、Y向線路絕緣皮脫落，再加上X、Y向線路在一起固定并隨工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致線路與設(shè)備本體短路，將X、Y向線路進(jìn)行處理后，通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行診斷，發(fā)現(xiàn)X、

Y、Z向線路均正常，但仍然回不了零點(diǎn)，因此排除故障②；針對(duì)③點(diǎn)數(shù)控裝置（CNC）上面的“參數(shù)”鍵，進(jìn)入?yún)?shù)界面，查找參數(shù)“0015”，下方提示為：PODGB4SFXC0FXCS…ZRSZZRSYZRSX檢查其參數(shù)是否為“01000111”，該參數(shù)為X、

Y、Z方向的零點(diǎn)設(shè)定值，發(fā)現(xiàn)為“01000001”顯然不正確，需調(diào)整。調(diào)整方法為：點(diǎn)數(shù)控裝置上面“設(shè)置”鍵，進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置面，將光標(biāo)下移至“參數(shù)開(kāi)關(guān)”處，點(diǎn)數(shù)控裝置鍵盤上“向右”箭頭，將“參數(shù)開(kāi)關(guān)”打開(kāi)，然后點(diǎn)“參數(shù)”鍵，進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定界面，光標(biāo)移至參數(shù)0015處，登錄方式修改為“錄入”狀態(tài)后，在下方的數(shù)字設(shè)定框內(nèi)輸入“01000111”，點(diǎn)數(shù)控裝置面板上面的“輸入”鍵，然后將參數(shù)開(kāi)關(guān)關(guān)上，復(fù)位報(bào)警信息后，關(guān)閉設(shè)備電源，重新啟動(dòng)機(jī)床執(zhí)行各方向回零，機(jī)床運(yùn)行正常，故障解除。此故障類型為典型的限位開(kāi)關(guān)硬件故障與系統(tǒng)零點(diǎn)參數(shù)丟失雙方面發(fā)生的故障，該故障的出現(xiàn)是因?yàn)橄尬痪€路絕緣皮老化，在回零過(guò)程中造成短路，導(dǎo)致系統(tǒng)回零參數(shù)丟失，發(fā)生上述故障。此類故障發(fā)生后，應(yīng)該先排除硬件故障，再排除系統(tǒng)參數(shù)方面的軟件故障。結(jié)語(yǔ)綜上所述，數(shù)控加工設(shè)備是集數(shù)字化、