■连云港倍力特科技发展有限公司 （江苏 222023） 李云逸

■江苏经贸技师学院 （连云港 222061） 文 林

随着数控技术的发展和应用，数控维修这门技术就被提到议事日程，而数控机床因机床种类多又有许多数控系统，并且系统又有许多系列，这给数控机床维修人员无论是理论基础还是动手技能分析能力和维修经验都提出了一定要求。特别是现在二手设备多，操作工变换不定，使设备故障率高，且有的设备维修又缺少技术资料，维修难度更大。下面将维修数控机床的一些经历向大家介绍一下。

1. 案例1

M 7 0 系列中国台湾精功科技有限公司生产的P M-6 5 0 加工中心（系统：M I T S U B I S H I M70；主轴电动机驱动：MDS-DSPJ3-7.5；三轴伺服驱动：MDSD-SVJ3-20）。

（1）故障现象。加工中心在换刀过程中，当机械手转到主轴位置主轴完成松刀动作后机械手不能下移进行拔刀，出现停机并报警，显示屏显示报警为“1006 TOOL CLAMP/UNCLAMP L，S E R R O R”当前刀号显示9 9（LED），再执行M06换刀指令时显示屏显示报警为“1021 ATC ARM NOT AT ZERO POS和1006 TOOL CLAMP/UNCLAMP L，S ERROR”机床不能运行。

故障分析：根据《M I T- S U B I S H I M70型系统维修手册》，引起“1006”故障原因是：主轴夹刀系统夹紧和松刀有故障；引起“1021” 故障原因是：机械手不在零位。

故障排除：通过咨询维修工程师（电话），先人工转动机械手驱动电动机（电动机轴端有一方轴）使机械手回到零位（当机械手控制箱上3个凸轮开关只有1个被触发也就是只看到一个发光二极管亮时为机械手零位），这时按复位键后“1021”报警号消失并显示“ATC ARM AT 0 POSITION”；这时还可以通过以下操作使机械手准确回零位。

按【MONITOR】键，显示进入监控界面，按【P L C（开关）】，按【设定有效】，按【Y】键，下移键选“32 T TAELE RESET”【ON】，再按【关闭】，将工作方式选为回参考方式，使Z轴回参考点，再将工作方式选为M D I方式，输“M90”，按【INPUT】键，然后连续两次按【+X】键，机械手会执行一连串动作回到零位，“ATC ARM AT 0 POSITION”显示消失。

将工作方式选为手动，按住松刀按钮，主轴能完成松刀动作，松开松刀按钮主轴能完成紧刀动作，并且在松刀到位时，查松开到位开关动作正常（电器柜里端子号116和24P为零电压，说明松开到位开关导通，注意这里忽视了对夹紧到位开关的检查，用户电工反映夹紧到位开关是好的），在夹紧到位后查松开到位开关动作也正常（电器柜里端子号116和24P的两端电压为D C24V，说明松开到位开关已断开，而117和24P的两端电压为零，说明夹紧到位开关导通），这时选刀号，刀库动作正常，在刀库动作时当前刀号显示被选刀号（LED），刀库动作完成后当前刀号仍显示99（LED），并且一执行换刀指令就会出现以上故障现象。

再次咨询维修工程师（电话），在消除“1 0 2 1”和“1 0 0 6”报警后，将工作方式设置为M D I 方式，输入“G91G30Z0”（使Z轴回到第二参考点即换刀位），按【启动】按钮，主轴运行到换刀位；再输入“M19”（使主轴准停），按【启动】按钮，主轴执行准停；再输入“M81”（这里应输入M71即刀套向下指令，而M81为工作台交换确认，对方可能是记错），按【启动】按钮，大概30s后机床出现“1033”报警（气压过低报警），查压力传感器（120、24P两端子电压为零）正常，即使让120、24P两端子短接，“1033”报警仍会出现，说明这是假报警。这时维修工程师告知用PLC梯形图来看故障点，其方法如下：

按【MAINTE】键，按【维护】键，按【输入密码】，输入“MPARA”按【INPUT】键，再按【F0】键，这时显示器就显示梯形图了，查梯形图以下各点工作状态（见表1）。

在梯形图界面按【翻页】键和【下移】键，查到有X0D、X09、X6和X16机床输入信号位置界面时（梯形图556、562行），按“松刀”按钮和用手压气动换向阀，通过梯形图获知X09、X6和X16共3个输入信号正常，只有X0D输入信号没有变化，始终为闭合状态，即主轴无论是松刀还是紧刀，紧刀位开关始终为常闭，说明该开关已损坏，更换该型号开关并调整位置（可通过梯形图查看X0D通断状态），此时用换刀指令M06换刀，动作正常，LED数码管显示当前主轴上的刀号，但这时在手动方式下按主轴松刀按钮时，出现“1007 CHECK MOTOR AND RESET THERMAL RELAY”（检查电动机及复位热继电器）报警，这又是一不切实际的报警，查松刀按钮与电器柜端子号125、24P相连，调整端子线125位置，当它接在与115线左侧相邻端子时，主轴松刀动作（这可能是公司自己维修时误动了该线位置），机床修复。

（2）故障现象：因该机床在执行程序过程中，操作者发现换刀时所选刀号不对，在机床换刀过程中就按了进给保持按钮，然后又按了【R E S E T】复位键，这时换刀动作停止了，但更改程序后再执行程序时，机床出现“1027 MAG，POT NOT STANDBY OK EXCUTE T CODE AG A I N”（刀杯没到位，设备未准备好，排除后重新执行T代码）报警，机床不能工作。

故障分析：因机床换刀时执行的是相对固定循环程序动作，每个动作执行到位并发出电信号，下个动作自动执行，但其中某一动作执行不到位置就停止，下一个动作就不会执行，并且机床换刀时默认初始位置状态。

故障排除：因该机床是二手设备，操作工又是新换的，他对本机床操作还不是太熟悉，笔者到现场后，听了操作工的操作过程和机床显示器上所出现的故障代码及提示，分析可能是刀杯未转到位所致，笔者同时又短信告知该系统维修工程师，得到对方确认，排除过程其实很简单，将工作方式转换在手动方式下，按住刀杯正转（CW）或按住刀杯反转（C C W）按钮，使刀杯旋转，然后松开按钮即可，刀杯会到位后自动停止的，这时再执行程序，机床工作正常，故障消除。

2. 案例2

FANUC serier 0i Mate-TD 沈阳机床股份有限公司生产的C A K5085d j车床（CNC：MAIN BOARD（主板）：0042C 800070000203 SERVO CARD（伺服卡）：00146 310 伺服放大器：A06B-6130-H001（V08611589）。

故障现象：该车床在加工零件的换刀过程中显示屏显示刀架找不到刀位号，机床不能运行。

故障分析与排除：该车床刀架是由沈阳机床股份有限公司数控刀架分公司生产的，型号为：SLD 150AD，打开刀架罩壳后，发现该刀架发讯盘型号为JX-4W，它是通过簧片接触式开关的通断来检测和判断刀位的，该刀架发讯盘有一固定盘，其中间为一整圆环铜薄与机床数控系统COM连接，四周均匀分布4个间断圆环铜薄，与机床数控系统的4个刀信号连接，还焊有1个微动开关（一端与COM焊接），用于检测刀架是否夹紧，还有一动盘随刀架一起转动，其上固定了一长一短且相连的两接触簧片，其中短接触簧片始终与固定盘中间整圆环铜薄接触，而长接触簧片根据其与固定盘相对位置与固定盘四周分布的4个间断圆环铜薄中的一个保持接触或断开来确定刀位。断开电路，人工旋转刀架检测发现盘COM与任一刀信号连接点间阻值（导通时），其阻值较大，按理在导通时阻值应接近零，分析可能是油污污染了触点所致，卸下发讯盘，用酒精清洗接触簧片和铜薄，重新装配后换刀动作正常，故障消除。

表 1

3. 案例3

G S K 9 8 0 T DC沈阳机床厂生产的C K 6 1 5 0 车床（系统：GSK980TDC，伺服系统：GS2000 j08GB03309 H75）。

故障现象：该数控车床原系统是FANUC系统，直流电动机伺服驱动，因使用近30年，其故障率高，维修成本大，因而对其系统进行了改造。改造后的机床在加工阶梯轴时加工尺寸和编程尺寸相差较大，例如用同一刀位同1把刀具同一切削方向在1个零件上加工φ 150mm和φ 133mm两外圆，X方向对刀在φ 151m m左右，加工后测量φ 150mm合格，φ133mm为φ131.9mm不合格；用50量程百分表测量车床中拖板位移（X方向），在MDI方式下输入“G01U-10（10）F0.4”按输入键，观察百分表显示中拖板位移了5.34mm，也就是说程序要求其直径减少10mm，实际加工使直径减少了10.68mm，造成这种加工误差的主要原因是数控系统和伺服驱动器中电子传动比参数设置不正确造成的（广数老系统仅在伺服驱动器中设置电子传动比参数）。

故障排除：根据G S K980- TDC使用手册其原参数设置如表2（相关部分）所示：

按使用手册参数说明其X轴

表2 原参数设置

电子传动比为

CMRN/CMDN=（4Cδ/2L）×（ZM/ZD）

式中，δ为系统最小输出指令单位（0.001）；C为伺服电动机编码器线数（2 500条）；L为X轴丝杠导程（6mm）；ZM为X轴丝杠端齿轮（或同步轮）齿数（无）；ZD为X轴伺服电动机端齿轮（或同步轮）齿数（无）。

将这些数据带入计算公式得出结果和原设置参数一致，电话咨询广数技术工程师，回答这是个例，只有慢慢调试，根据用百分表实测数据，机床X轴实际移动距离（直径）＞程序输入数据（10.68∶10），应减少CMRN或增加CMDN参数值，采取接近法，逐步调试其参数值，最后将CMRN参数设置为：5000，CMDN参数设置为：6245，再用百分表检测数据，机床X轴实际移动距离（直径）等于程序输入数据，问题得到解决。

4. 结语

总之，在机床维修过程所遇到的故障是多种多样的，机床结构和布线也是多种多样的，且目前在国内使用的数控系统，大多数故障自诊断能力还较弱，不能对系统的所有部件进行测试，也不能将故障原因定位到具体的元器件上，往往一个报警号会有众多的故障原因提示，有时还不能反应出真正的故障原因，但只要笔者们不断学习、不断请教故障维修专家、不断总结经验，在维修过程能根据具体情况用心去分析，有条不紊地去排查并结合常用的故障分析与检测方法，那么维修过程中遇到的问题就容易解决了。