刘 阳 ，张 伟 ，王晓武

（西安航空发动机 ( 集团)有限公司，陕西 西 安 7 10021）

1.故障现象

UCP-1000加工中心所用系统为海德汉TNC426，在进行加工时出现Z轴03#报警，该报警在消除之后Z轴向上运行到一定位置时又会出现该报警，设备无法正常使用。

2.故障分析

(1)故障内容

03#报警为驱动温度过高。机床说明书指出I15这一出入点变为1是产生此报警的原因，更深一层的原因可能是切削量过大，可以让驱动装置冷却一段时间，加以清除。

(2)故障分析

在加工中心上这种零件一直在加工，不存在切削量过大的情况；检查伺服驱动装置，手感温度不高。根据原理图(图1)查找I15这一点，它来自于伺服驱动装置的电源模块，端子是X111的5.2，当它为1时的含义是电源模块的电流过大报警。对该设备的Z轴电流进行测量发现该电流稍大，但并未达到其高速运行时的电流。

经查报警原因，在对PLC进行分析后得知，数控系统采集了伺服驱动各轴的电机电流值，并对该电流值监控，除I15这一点输入外，如果点击电流大于参数设定值，同样出现此报警。

为了断定是否是该信号引起的报警，将电源模块的端子5.2上的线取掉，如果电源模块有故障信号，是不会送入

图1

数控系统的。这时再运行Z轴，该报警还是出现。由此可以确定不是电源模块发出的信号。

该信号从电源模块引出后经过一个接口板，再转换为一个32针的电缆接入数控系统的X42接口，为了排除这一段线路的故障，将插头X42拆开，将I15所对应的16针的线断开，这时再运行Z轴，故障继续存在。于是将该点人为加上24V，出现该报警，由此可以断定产生该报警还有其他原因。

对系统的信号分析，发现伺服电动机的温度信号是送入数控系统的，它是一个常态在500Ω左右的热敏电阻，将该信号线剪断，送电后立即出现数控系统的报警，内容是“电机温度过高”，所以也不是该信号引起的此故障。

由于开始该报警是在Z轴向上移动到某一位置是固定的，为判断是否是由于光栅尺故障引起该报警，将该轴改为半闭环运行，报警依旧出现。

在对其他各轴检查后发现，只有Z轴移动时出现该报警，因此将检查重点放在对Z轴运行状态的检查：用电流表检测Z轴电流，同样的速度比同型号的正常设备大2A；而且随着Z轴向上移动，电流逐渐增大，并最终出现报警(图2)。

图2

在对驱动模块、电机动力线、编码器线检查确定正常后，将故障点确定在伺服电机和机械传动部件上。

针对前面对故障现象的分析，得出了两个故障点，于是对该两部分故障点进行确定。

对伺服电机进行确定：将Z轴伺服电机拆下，改为半闭环进行无负载运行并对电流进行监控，无电流过大的情况，于是判断该机床伺服电机无故障。因此确定该故障的机械传动有关。

3.故障排查

(1)做专用工具进行Z轴丝杠检查、调整

为了检测到丝杠传动时受力数值的大小，设计了圆柱形专用工具，使它一端和丝杠连接、另一端和指示扭力扳手连接(图3)。

图3

通过扭力扳手旋转丝杠，将主轴头从下传动至上约10cm处时，扭力扳手力矩值显示值很平稳，为22N·m，再往上传动至临近换刀点时，数值均匀递增，直到35N·m，当主轴头传动至换刀点时，力矩值快速升到45N·m。反复实验后结果都是一样。

经过分析，旋转丝杠受力不均匀的原因为Z轴导轨不平行或者是丝杠两端轴承和丝母不在同一条直线上。检查导轨是否平行，首先将同一条导轨上的两个滑块与主轴头紧固的螺钉松开，通过扭力扳手转动丝杠，得出的力矩数值仍然跟之前一样。将螺钉紧上，使另一条导轨上的两个滑块的螺钉松开，转动丝杠，力矩没有变化，可以得出力矩数值的改变和导轨没有关系。然后再对丝杠及轴承三点进行检查。首先对丝杠上端的轴承进行拆除，在只有下端轴承和丝母两点间作用下对丝杠进行扭力测试，测得的数值最大值为30N·m，说明原先轴承和丝母三点不在同一直线上。经反复调试，断定引起力矩变化的原因为丝母没在两端轴承的中心线上。

(2)处理措施

为使丝母与丝杠两端轴承处于同一中心线上，将丝母半松开，使用专用工具来回转动丝杠，使轴承及丝母处于同一直线上，最后在上端将丝母上紧。最后再次使用扭力扳手对Z轴传动进行监控，上下扭力均匀，该故障完成修复。