数控机床维修方法的实践应用

2014-04-16周志颖郭军抚顺新钢铁有限责任公司

经济技术协作信息 2014年13期

关键词：光栅尺丝杠驱动器

周志颖郭军/抚顺新钢铁有限责任公司

数控机床维修方法的实践应用

周志颖郭军/抚顺新钢铁有限责任公司

通过数控机床维修实例，阐述了数控机床常见故障的诊断与排除方法，对数控机床维修人员具有很好的借鉴作用。

数控机床；故障；诊断；排除

随着数控机床在我国应用的迅速普及，数控机床的维修问题已经成为影响数控机床有效利用的首要问题。为了快速解决数控机床常见故障，提高数控机床使用率，现结合工作实际总结一下数控机床故障排除和维修的一般方法。

一、常规检查法

维修人员通过故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察，认真察看系统的各个部分，通过目测、手摸、通电、仪器检查等手段，将故障范围缩小到一个模块或一块印刷线路板[1]。

例如：CAK 6132数控车床在加工中，经常出现X向显示进给正常，实际进给停止故障，把X向驱动器与Z向驱动器互换后，故障现象没有转移，考虑是机械问题，打开联轴器盖板进行观察，发现故障出现时，X轴电机轴正常运转时，丝杠没有运转，问题应是出在联轴器上，用内六角扳手拧联轴器上的内六角螺钉，发现有一个螺钉略有松动，拧紧后，X轴运转正常。

二、功能测试法

将所修系统的G、M、S、T、F功能的全部使用指令编程一个试验程序。在故障诊断时运行这个程序，可快速判断哪个功能不良或丧失。

例如：当XHA-784加工中心加工中，出现零件尺寸相差甚大，系统又无报警时，我们使用功能测试法，将编好的功能测试程序调出来，并在图形模拟状态下进行空运行，当运行到含有G01、G02、G03、G18、G19、G41、G42等指令的四角带圆弧的长方形典型图形时，发现机床运行轨迹与所要求的图形尺寸不符，从而确认机床刀补功能不良。调换存放刀补软件的集成电路后，机床加工回复正常。

三、参数检查法

参数通常存放在磁泡存储器或由电池保持的CMOSRAM中，一旦外界干扰或电池电压不足，会使系统参数丢失或发生变化而引起混乱现象[2]，数控系统发现故障时应及时核对系统参数，系统参数的变化会直接影响到机床的性能，甚至使机床不能正常工作，出现故障时，检查相应参数并进行修正，就能排除故障。

例如：华中数控系统HNC-21，在加工直径时尺寸不对。因机械没有异常，首先查找参数，按F10切换参数选项，按F3切换到参数索引，再按F3输入口令。口令正确后便可以按F1选择轴参数，选择轴X确定后，检查外部脉冲当量分子和外部脉冲分母的数值。通过查找机床参数机床为1000线编码器的伺服电机，丝杠为6毫米，齿轮减速比为2：3，那么电机每转一转机床移动距离为4mm，根据公式：，得:，将X轴的外部脉冲当量分子改为2，分母改为5。参数修改后重新启动数控装置，新参数生效，故障排除。

四、同类对调法

由于数控机床采用模块化设计，集成化程度高，每个模块又由多个功能板组成，要把故障落实于某个功能板甚至某一元件上非常困难。为了缩短停机时间，在有相同备件的条件下可以先将备件换上，然后再去检查、修复板件。当不能确定故障确切所在功能板时，可以将系统相同的两台机床的功能板对调，通过观察故障是否转移来判定故障的具体部位。

例如：广数GSK 980MD数控系统的数控铣床，出现报警422：Z轴驱动器未准备就绪，将Z轴驱动器与X轴驱动器进行互换，开机后出现报警421：X轴驱动器未准备就绪，故障转移了，说明驱动器损坏，更换驱动器后，机床运转正常。

五、隔离法

有些故障，一时难以区分是数控部分，还是伺服系统或机械部分造成的，常可采用隔离法。

例如：中星数控6125+980T+DA98，在加Z过程中X轴驱动器出现4号报警。关机重新上电移动X轴就出现报警。查驱动器说明书4号报警为位置超差报警。原因有：①电路板故障；②电机U，V，W引线接错；③编码器电缆引线接错；④编码器故障；⑤设定位置超差检测范围太小；⑥转矩不足等。由于是在加工过程出现报警，所以②、③和⑤的可能性先排除，余下的①、④和⑥。①和④的可能是电气故障，而⑥的可能是由于机械卡死而使转矩不足，为了弄清是电气故障和机械故障，可以把电机和丝杠分开，上电移动X轴观察电机是否转动，若转动则说明是机械卡死，否则是电气故障。上电观察电机是可以转动，后来拆下丝杠的钣金，发现丝杠的螺母座有很多铁屑。用扳手也转不动丝杠，说明是机械卡死。把螺母座用汽油清洗一次重新装好后上电一切正常。

六、屏蔽法

当报警不易确定故障原因时，可根据情况屏蔽局部来判断故障部位。

例如：FANUC－0i系统数控机床进给采用全闭环控制，加工过程出现位置反馈信号断线报警，经分析，故障原因可能是光栅尺本身断线、系统内部检查电路故障、伺服故障或者机械传动间隙过大，通过重新设定系统控制功能参数，将系统原来的全闭环控制改为半闭环控制（通过参数封锁了光栅尺，FANUC－0iMC系统是将1815#1设为“0”），报警解除，从而可以判断为光栅尺本身故障，经检测发现为光栅尺有油污导致。

七、原理分析法

根据CNC组成原理，从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数，从系统各部件的工作原理着手进行分析和判断，确定故障部位的维修方法[3]。这种方法的运用，要求维修人员对整个系统或每个部件的工作原理都有清楚的、较深的了解，才可能对故障部位进行定位。

例如：CAK 6132广数系统数控车床，在加工螺纹时出现乱牙的现象。根据数控系统位置控制的基本原理，可以确定故障出在旋转编码器上，而且很有可能是反馈信号丢失，这样，一旦数控装置给出进给量的指令位置，反馈的实际位置始终不正确，位置误差始终不能消除，导致螺纹插补出现问题，拆下脉冲编码器进行检查，发现编码器里灯丝已断，导致无反馈输入信号，更换编码器后，故障排除。