數(shù)控機(jī)床是一種高效的自動(dòng)化機(jī)床篮撑，具有高性價(jià)比开镣。由于它價(jià)格昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜锯忱，所涉及到的知識(shí)面很廣常籍，一旦出現(xiàn)故障維修困難，常帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失闰妓。本文根據(jù)生產(chǎn)中經(jīng)常遇到實(shí)際問題介紹幾種常用控制故障維修方法及應(yīng)用實(shí)例锨圣，希望能對(duì)數(shù)控機(jī)床操作者有所啟發(fā)陕绢。

    一、故障排除的方法及應(yīng)用

    1.直接法

    維修人員通過故障發(fā)生時(shí)的各種光骗采、聲闯揪、味等異常現(xiàn)象的觀察词趾，認(rèn)真察看系統(tǒng)的各個(gè)部分將故障范圍縮小到一個(gè)模塊或一塊印刷線路板避某。通過目測(cè)故障線路板，仔細(xì)檢查有無(wú)熔斷絲熔斷审陌、元器件燒壞蚯垫、開裂現(xiàn)象，從而判定有無(wú)過流疤格、過壓或短路咳碰。用手觸摸元器件有無(wú)松動(dòng)，以檢查一些虛焊圾笨、斷裂問題教馆。

    應(yīng)用案例: 配置有發(fā)那科系統(tǒng)FANUC 0i Mate C的數(shù)控車床加工過程中，突然出現(xiàn)主軸停機(jī)擂达。首先檢查主電源插座是否斷電土铺，如果完好檢查保險(xiǎn)。打開電器柜檢查發(fā)現(xiàn)電機(jī)主電路保險(xiǎn)管燒壞板鬓，更換新保險(xiǎn)舒憾。分析原因，由于主軸電機(jī)功率較小穗熬，加工時(shí)切削用量較大镀迂，電機(jī)過載不能正常工作導(dǎo)致。更換新保險(xiǎn)故障消除唤蔗，機(jī)床恢復(fù)正常探遵。

    2.交換法

    交換法就是在分析出故障大致起因的情況下，利用備用的印刷線路板妓柜、模板箱季、集成電路芯片或元件替換有疑點(diǎn)的部分，從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級(jí)寸纠。

    應(yīng)用案例: 一臺(tái)工業(yè)型數(shù)控銑床雳雄，配置華中世紀(jì)星系統(tǒng)H N C-21M系統(tǒng)，故障現(xiàn)象為Y軸在加工過程中突然不動(dòng)且無(wú)報(bào)警帮课，此后不論在手動(dòng)還是自動(dòng)匙久、MDI方式下Y軸均無(wú)動(dòng)作，但X軸和Z軸正常八泡。先確定機(jī)械部分無(wú)故障后把故障定位在電氣部分趾马，數(shù)控裝置苏昨、伺服驅(qū)動(dòng)器以及伺服電機(jī)之間的連接原理圖如圖1所示。

    分析與Y 軸控制有關(guān)數(shù)控裝置毁察、伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)三者中任何一個(gè)出現(xiàn)故障均會(huì)出現(xiàn)此故障赘湾。由于X軸與Y軸的伺服驅(qū)動(dòng)器一樣，因此采用交換法尚染，將Y軸伺服驅(qū)動(dòng)器與確認(rèn)無(wú)故障的X軸伺服驅(qū)動(dòng)器互換律逼，發(fā)現(xiàn)Y軸故障消失，X軸不動(dòng)逗柴。此時(shí)可斷定原Y軸驅(qū)動(dòng)器損壞蛹头。更換新的驅(qū)動(dòng)器故障消除，機(jī)床恢復(fù)正常嚎于。

    3.原理分析法

    根據(jù)CNC組成原理掘而，從邏輯上分析各點(diǎn)的邏輯電平和特征參數(shù)挟冠，從系統(tǒng)各部件的工作原理著手進(jìn)行分析和判斷于购，確定故障部位的維修方法。這種方法的運(yùn)用知染，要求維修人員對(duì)整個(gè)系統(tǒng)或每個(gè)部件的工作原理都有清楚的肋僧、較深入的了解，才可能對(duì)故障部位進(jìn)行定位控淡。

    應(yīng)用案例1 ： 西門子系統(tǒng)SINUMERIK 810D數(shù)控裝置嫌吠，在加工螺紋時(shí)出現(xiàn)亂牙現(xiàn)象。根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)位置控制的基本原理掺炭，可以確定故障出在旋轉(zhuǎn)編碼器上辫诅，而且很有可能是反饋信號(hào)丟失，這樣涧狮，一旦數(shù)控裝置給出進(jìn)給量的指令位置炕矮，反饋的實(shí)際位置始終不正確，位置誤差始終不能消除刹越，導(dǎo)致螺紋插補(bǔ)出現(xiàn)問題堡它，拆下脈沖編碼器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)編碼器里燈絲已斷靡循，導(dǎo)致無(wú)反饋輸入信號(hào)衍醒。更換編碼器后，故障排除铣滥。

    應(yīng)用案例2：配置有華中世紀(jì)星系統(tǒng)HNC - 21M的數(shù)控銑床一直處于急停狀態(tài)父驮，不能復(fù)位。整個(gè)電氣回路的接線圖如圖2所示肃萍，從圖上可以清晰地看出可能引起急颓腥回路不閉合的原因有：(1)急妥峦危回路斷路；(2)限位開關(guān)損壞孽倒；(3)急停按鈕損壞堆因。

    如果機(jī)床一直處于急停狀態(tài)，首先檢查急途壤穑回路中KA繼電器是否吸合久窟，繼電器如果吸合而系統(tǒng)仍然處于急停狀態(tài)，可以判斷出故障不是出自電氣回路方面本缠。這時(shí)可以從別的原因查找斥扛，如果繼電器沒有吸合，可以判斷出故障是因?yàn)榧蓖丹锹；芈窋嗦芬鹣“洌@時(shí)可以利用萬(wàn)用表對(duì)整個(gè)急停回路逐步進(jìn)行檢查楣黍，檢查急停按鈕的常閉觸點(diǎn)匾灶，并確認(rèn)急停按鈕或者行程開關(guān)是否損壞。

    急停按鈕是急妥馄回路中的一部分阶女，急停按鈕的損壞，可以造成整個(gè)急土ㄖ危回路的斷路秃踩，檢查超程限位開關(guān)的常閉觸點(diǎn)，若未裝手持單元或手持單元上無(wú)急停按鈕扫矾，XS8接口中的4酿萄、17腳應(yīng)短接。逐步測(cè)量勘浇，最終確認(rèn)故障在Z軸行程開關(guān)不能復(fù)位所致争峭。

    4.參數(shù)檢查法

    數(shù)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)及時(shí)核對(duì)系統(tǒng)參數(shù)，系統(tǒng)參數(shù)的變化會(huì)直接影響到機(jī)床的性能怒央，甚至使機(jī)床不能正常工作烤眉，出現(xiàn)故障，參數(shù)通常存放在磁泡存儲(chǔ)器或由電池保持的CMOSRAM中项请，一旦外界干擾或電池電壓不足烦盛，會(huì)使系統(tǒng)參數(shù)丟失或發(fā)生變化而引起混亂現(xiàn)象，通過核對(duì)肚轴，修正參數(shù)紧邑，就能排除故障。

    應(yīng)用案例: 華中世紀(jì)星系統(tǒng)HNC-21數(shù)控裝置稠还，在加工直徑時(shí)尺寸不對(duì)伞缺，導(dǎo)致加工失敗苍糠。查找原因，首先看程序中尺寸是否正確啤誊，如果沒有錯(cuò)誤岳瞭，檢驗(yàn)初始參數(shù)設(shè)定。修改參數(shù)前蚊锹，必須理解參數(shù)的功能和熟悉原始設(shè)定值瞳筏，不正確的參數(shù)設(shè)置與修改，可能造成嚴(yán)重的后果牡昆。首先按F10切換參數(shù)選項(xiàng)姚炕，按F3切換到參數(shù)索引，再按F3輸入口令丢烘≈拢口令正確后便可以按F1選擇軸參數(shù)，選擇軸0確定后播瞳，檢查外部脈沖當(dāng)量分子和外部脈沖分母的數(shù)值掸刊。通過查找機(jī)床參數(shù)，機(jī)床為10000線編碼器的伺服電機(jī)狐史，絲杠為6mm痒给，齒輪減速比為2:3用六，那么電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈近振，機(jī)床運(yùn)動(dòng)6mm。6×2/3=4mm烂锤，根據(jù)公式外部脈沖當(dāng)量分子(μm)/外部脈沖當(dāng)量分母=電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈機(jī)床移動(dòng)距離/10000暴遂，即4000個(gè)內(nèi)部脈沖當(dāng)量，4000/10000=2/5架暗，軸0的外部脈沖當(dāng)量分子該為2粘伊，分母該為5。參數(shù)修改后必須重新啟動(dòng)數(shù)控裝置约粒，新參數(shù)才能生效惠翼。

    5.利用機(jī)床參數(shù)維修數(shù)控機(jī)床

    無(wú)論哪個(gè)公司的CNC系統(tǒng)都有大量的參數(shù)，這些參數(shù)設(shè)置正確與否直接影響到數(shù)控機(jī)床的正常使用和性能的發(fā)揮侨直。然而在機(jī)床使用一段時(shí)間后支摹，有些參數(shù)需要適當(dāng)?shù)恼{(diào)整或重新設(shè)置，否則會(huì)影響機(jī)床的使用性能靠婴。

    應(yīng)用案例:一臺(tái)工業(yè)型數(shù)控車床代郊，配備了華中世紀(jì)星系統(tǒng)H N C－21T數(shù)控裝置，在加工零件時(shí)Z軸方向尺寸不對(duì)杀餐。在排除了程序錯(cuò)誤后干发，斷定此故障是由于機(jī)床定位精度有問題朱巨，接著檢查反向間隙正常后，確定絲杠有螺距誤差枉长。由于螺距誤差可用參數(shù)補(bǔ)償冀续，因此采用修改機(jī)床參數(shù)的方法來(lái)修復(fù)。修復(fù)過程如下：

    (1)在測(cè)量前開機(jī)進(jìn)入系統(tǒng)必峰，依次按“F3參數(shù)”鍵沥阳、再按“F3輸入權(quán)限”鍵進(jìn)入下一子菜單，按F1數(shù)控廠家參數(shù)自点，輸入數(shù)控廠家權(quán)限口令桐罕，初始口令為“HIG”，回車再按“F1參數(shù)索引”鍵桂敛，再按“F 4軸補(bǔ)償參數(shù)”鍵如圖3所示功炮，移動(dòng)光標(biāo)選擇“軸2”回車，即進(jìn)入系統(tǒng)Z軸補(bǔ)償參數(shù)界面术唬，將系統(tǒng)的反向間隙薪伏、螺距補(bǔ)償參數(shù)全部設(shè)置為零。按“Esc”鍵避扎，界面出現(xiàn)對(duì)話框“是否保存修改參數(shù)疯蓄？”，按“Y”鍵后保存修改后
的參數(shù)咬跷。按“F10”鍵回到主界面猩镰，再按“Alt+X”退出系統(tǒng)，再重新進(jìn)入系統(tǒng)演避。

    (2)已知Z軸的行程為500mm氨鹤，補(bǔ)償間隔為50mm，移動(dòng)軸內(nèi)部當(dāng)量為1μm偶咸，參考點(diǎn)位置為0何煞，利用步距規(guī)及百分表或激光干涉儀測(cè)量各補(bǔ)償點(diǎn)的數(shù)據(jù)（測(cè)量時(shí)先回參考點(diǎn)），其中工作臺(tái)向負(fù)向移動(dòng)時(shí)各測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)如下：

    - 5 0 0 . 1 4 殊泼， - 4 5 0 . 1 1 柿患， -4 0 0 . 1，- 3 5 0 . 0 8码日，- 3 0 0 . 0 5森枪，-250.06，-200.04趋艘，-150.02疲恢，-100.01，-50.005，0

    工作臺(tái)向正向移動(dòng)時(shí)各測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)如下：

    - 5 0 0 . 2 0 显拳， - 4 5 0 . 1 8 棚愤， -400.15，-350.12杂数，-300.10宛畦，-250.10，-200.07揍移，-150.06次和，-100.04，-50.05那伐，0.03

    (3)根據(jù)公式：“螺距誤差補(bǔ)償值＝機(jī)床指令位置－機(jī)床實(shí)際位置”踏施，計(jì)算螺距誤差補(bǔ)償值。工作臺(tái)向負(fù)向移動(dòng)是各測(cè)量點(diǎn)（各測(cè)量點(diǎn)的位置由負(fù)到正排列）的螺距誤差補(bǔ)償值為（單位：μm）：

    140披滑，110徒锄，100，80羹卷，50安芋，60，40淀胞，20售芳，10，5两军，0

    工作臺(tái)向正向移動(dòng)時(shí)各測(cè)量點(diǎn)（各測(cè)量點(diǎn)的位置由負(fù)到正排列）的螺距誤差補(bǔ)償值為（單位：μm）：

    200肿犁，180，150喉隙，120叶皿，100脐炼，100畏帖，70，60丁恭，40曹动，50，-30

    (4)將補(bǔ)償參數(shù)填入系統(tǒng)牲览。進(jìn)行雙向螺距誤差補(bǔ)償時(shí)墓陈，反向間隙為0，螺補(bǔ)類型為2第献，補(bǔ)償點(diǎn)數(shù)為11贡必，參考點(diǎn)偏差為10，補(bǔ)償間隔為50000，偏差值的填寫應(yīng)先輸入正向數(shù)據(jù)仔拟，后輸負(fù)向數(shù)據(jù)衫樊，偏差值０為200，偏差值１為180利花，??偏差值21為0科侈。

    (5)退出系統(tǒng)重新進(jìn)入，試車工件炒事，故障現(xiàn)象消失臀栈。

    二、結(jié)束語(yǔ)

    數(shù)控維修還有許多檢測(cè)方法和維修手段仁吟，在數(shù)控機(jī)床中岭蚜，大部分的故障都有資料可查，但也有一些故障夏捣，提供的報(bào)警信息較含糊纸靠，甚至根本無(wú)報(bào)警或者無(wú)規(guī)律，我們應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況現(xiàn)場(chǎng)分析殊储，檢查時(shí)特別需要機(jī)械誓读、電氣、液壓等方面的綜合知識(shí)瘤慕，把問題判斷準(zhǔn)確伞让，用最有效、最省事的方法把故障排除鹰柄。

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