迟 海，张凤姣，王洪义

（1.沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁 沈阳 110043；2.沈阳三洋球罐有限公司，辽宁 沈阳 110112）

数控机床的维修方法有很多，如直观法、对比法、交换法等。这些传统诊断维修法一旦失灵，维修就会陷入僵局。本文介绍的几种维修方法是另辟蹊径，使原有不明朗的故障现象通过这些方法判断分析，最终可找到故障点进行排除。

一、规律性的维修方法

它是针对数控机床固有的性质及特点找出维修规律并形成的一种维修诊断方法。如全闭环改为半闭环的方法、调整增量式编码器回零方法、解决数控系统权限的方法、数控机床通信引起故障的维修方法等。这些维修方法对一般数控机床具有共性，也是新入门维修人员的必修课。下面结合实际故障来阐明。

案例：1台数控系统为SIEMENS 840D PL的齐齐哈尔立车，X轴经常出现25050轮廓监控报警。

诊断及分析：传统的维修方法是需要调整X轴位置增益，但是位置增益的调整对于一般维修人员来说没有经验，不便执行。先用另一种思路进行故障分析。

首先要了解X轴出现25050报警的可能原因：(1)机床机械磨损，造成机械性能下降导致电机控制方面出现问题。(2)由于机床加工过程中X轴负载过大。(3)由于位置测量系统损坏。

其次，在排除了其他原因后主要分析以上三种故障发生原因。由于(1)需要大量时间拆卸，所以先考虑第(2)、(3)种原因。首先考虑(2)，可以应用已经固定在西门子系统内部的电机电流诊断X轴的电机负载。这需要X轴电机正常运行，不过当运行X轴时，发现机床上面的25050报警不能消除。故X轴不能移动，此种维修方法行不通。考虑(3)，将X轴位置测量原件(光栅尺)屏蔽。具体做法是进入840D系统启动菜单，选择轴参数菜单，将X轴参数MD30240[0]由1改为0，(此光栅尺采用的是增量式)，参数MD30200由2改为1(测量反馈编码器数量)。然后下电重新启动机床。(可屏蔽第二测量系统，不需更改PLC中DB31.DBX1.5和DB31.DBX1.6)。X轴全闭环反馈就改为半闭环反馈。然后运行X轴。如果报警消除，说明第二测量系统元件(光栅尺)出现问题。否则，就是第(1)、(2)种原因。实际修改后，X轴25050报警消除且能正常运行，证明光栅尺出现故障。将X轴光栅尺拆下。发现里面被脏物污染，清理后装回。将参数改回全闭环。发现在运行X轴某一段行程时再次出现此报警且在没有加工任何工件的情况下，那么只能是原因(1)，结果拆开X轴防护罩发现丝杠在故障区域的一段润滑管路堵塞造成此报警。清理并疏通润滑管路后机床再无此类报警。

二、数控机床短路故障维修方法

短路故障一般为24V直流信号短路，另外还有24V交流、110V交流信号，维修起来很困难。维修短路故障的具体步骤方法及维修实例如下。

第一，寻找故障的入手点。先观察数控机床的短路现象，如果机床显示器不亮那么就先找提供机床显示器的电源。如果机床显示器可以启动并且能够显示一些报警信息。那么要针对数控机床的报警提示和发生短路故障的区域分析判断。查找相应故障区域接口和供给电源。

第二，上述两种情况一旦找到故障区域，可利用排除法将可疑电路全部断开，只保留一路，然后通电观察有没有短路现象。如果仍然存在，保留此电路接口并且可以排除此路，再将另一路接口接上，重新上电。反复几次就可以找到短路故障点，当然此种方法运用灵活可针对实际情况进行调整。

案例：1台青海一机XH 7612/2数控铣床，840D系统。运行X轴会出现正、负硬限位报警，且有时屏幕黑屏。

诊断及分析：检查X轴所在位置，发现均没有在正、负限位位置。观察机床移动，当X轴向右运行时，出现此报警。再向左做运行可以消除此报警。从电气图纸上找到X轴正、负限位的I/O分别是E13.2、E13.4。再次重复上述动作观察发现E13.2、E13.4信号瞬间由1变为0然后又恢复为1状态，同时机床屏幕掉电。故判断供给这两个输入信号的电源24VDC短路。于是根据电气图纸查找24VDC电源接线端子排B2.1-X1上面的5L+，上面共并联5个5L+端子将其中X轴正、负限位5L+端子拆下。测量发现5L+其他端子仍然对地短路，然后测量X轴限位端子5L+对地有216Ω，说明供给X轴限位电源端没有短路。报警是由于其他5L+短路所致。将其他5L+逐个拆下测量。当检查到+B30-X21端子时对地短路。查看图纸此端子是B轴夹紧开关连线。由于B轴夹紧开关安装接线不合理，导致X轴向右运行时B轴夹紧开关电缆与金属外壳摩擦使电缆外部的绝缘层损坏对地短路。更换此电缆后短路现象消失。

三、应用计算机知识形成的维修方法

数控装置按计算机分类：专用计算机数控装置和通用计算机装置。

专用计算机数控装置：一般是数控装置生产厂商为自己的数控系统专门设计的计算机。

通用计算机装置：一般是计算机制造商的通用型个人计算机或工业控制计算机。

现代计算机技术已十分普及。从这个角度来看，数控机床结构(无论是专用型计算机、通用型计算机)可以当做1台上位计算机与1台下位计算机的组成。以当前SIEMENS 840D数控系统来说，PCU可当成上位计算机，NCU可当成下位计算机。那么在维修时可以把它们当作计算机来维修。当然上述两种数控装置计算机有着很大的区别，专用计算机数控装置结构与通用计算机装置有所不同，一般前者是板卡式结构。在功能上前者也要比后者强大，并且存储着机床厂家特殊的数据。维修时需要进行备份或小心插拔。下面结合故障案例分析。

案例：5坐标数控加工中心，型号FERRARI A17系统E550，这是1台典型的专用计算机数控装置。

故障1：开机后，机床在加工过程中经常蓝屏死机。

诊断并分析：

(1)解决系统蓝屏问题。首先要考虑系统的散热，所以清理整个控制系统计算机板，不过故障仍然出现。

(2)考虑Windows NT内存有winfile.exe病毒，将整个系统重新进行格式化，然后，应用在DOS下ghost软件进行系统与应用软件恢复(前提先做好备份)，之后机床恢复正常，然而，经过一段时间，此故障再次出现。

(3)考虑上位计算机板(1028板)硬件故障，计算机系统经常蓝屏意味着有几种可能。

①CPU过热导致系统无法正常运行蓝屏死机。

②内存质量差，导致运行大量数据后，蓝屏死机。

③主板本身问题也会导致蓝屏死机。

综合上述三方面，由于此1028板CPU无风扇，只有散热片且已清理，故此种可能排除。主板表面无明显损坏、烧坏。所以，重点考虑内存故障，果然，更换内存后，机床运行不再出现蓝屏死机现象。

故障2：系统启动后偶尔不能进入Windows。

诊断并分析：

(1)考虑计算机内病毒问题，由于上面已经重新安装系统，故排除。

(2)分析与1028板通信的1029板(下位计算机)故障，由于1028板启动后数据部分要传输给1029板，然后再由1029板反馈信号给1028板，若缺少1029板的信号，1028板不能继续运行或E550软件不能工作。所以在1028板启动的同时，要对1029板检测，检测后发现1029板启动正常，排除此种可能。

(3)考虑硬件故障，经过分析观察，发现在启动自检完成后，屏幕上一直黑屏且左上角为闪烁横杠，时间持续很长。综合以上现象分析，认为计算机硬盘0磁道引导区损坏，致使Windows无法识别硬盘，将硬盘更换后，系统不再有等待或有Windows进不去现象，故障排除。

通过上述两个综合故障，要求维修人员面对复杂多变的机床故障，要求有足够的耐心，同时，需要冷静、大胆的分析和推断，并且要求维修人员对于光学、电子学、计算机、液压、数控原理等方面知识要有一定的了解，有些甚至要灵活掌握。

四、结语

随着我国制造业的不断发展，数控机床将越来越多并且每个数控生产厂商的设备都是不一样的，这对于维修人员是一个极大的考验，所以要在传统的维修诊断方法中总结精华并另有创新。计算机的更新速度很快，这直接影响着数控机床的未来发展走向。跟据最新的西门子840DSL数控系统的结构来看，网络技术应用的很多，伺服的配置完全是计算机识别硬件的方式。故维修人员也要与时俱进，在不断完善自己的维修方法的同时还要继续学习当今最新的计算机等方面的知识，这样在遇到同样的维修困境时，可以重新屡清思路，多角度分析故障点，从而找到故障的切入点，成功的排故。

[1]郭士义.数控机床故障诊断与维修[M].机械工业出版社，2010.

[2]夏罗生.数控机床维修与维护[M].航空工业出版社，2011.

[3]付承云.数控机床安装调试及维修现场实用技术[M].机械工业出版社，2012.