数控机床诊断维修方法经验浅述X
摘 要:本文就近几年来在对进口数控设备的维护中,逐渐学习并掌握了CNC 系统的一些故障规
律和快速诊断方法进行了整理。意在使其更好地为数控设备的使用与维修服务提供借鉴。
关键词:数控机床;诊断维修;方法
随着发达国家先进技术和装备的不断引进,使
我们设备维护人员的维修难度越来越大,这是不可
否认的事实。但怎样尽快适应和掌握它,是我们应
该认真探讨并急需解决的课题,下面就自己多年的
维修经验谈一点个人体会。
笔者近年引进的日立精机VA 一65 和HC 一
800 两台加工中心,不但具有交流伺服拖动、四轴联
动功能,而且还配有磁栅全闭环位置反馈及自动测
量、自动切削监视系统,其CNC 是当时国际上最先
进的FANUC 一11M 系统。运行11 年来,虽然随
着使用年限的增长,一些元器件的老化、故障期的到
来,特别是加工任务的增多,设备每天24h 不停机的
运转,出现了几乎每周都有故障报警的现象。但为
保证任务的按期完成,我们在没有经过国内外培训
且图纸资料不全的条件下,在无数次的维修测试中,
认真分析故障规律,不断积累有关数据,逐渐掌握维
修要领,尽量在最短的时间内查出故障点,用最快的
速度修复调整完成。以下从几方面论述快速诊断和
维修数控设备的方法:
1 先观察问询再动手处置
首先看报警信息,因为现在大多数CNC 系统都
有较完善的自诊断功能,通过提示信息可以马上知
道故障区域,缩小检测范围。像一次HC 一800 卧
式加工中心在运行中出现5010 # spindle drive unit
alarm 报警。我们根据提示信息马上按顺序检查了
主轴电机及其执行元件、主轴控制板,查明过流断路
点后恢复正常,仅用20min 完成。但从我们的经验
中也有受报警信息误导的例子,因此说可依据它但
不能依赖它。
故障发生后如无报警信息,则需要进一步用感
官来了解设备状态,最重要的就是向操作人员问询
故障发生的前因后果。同样是该设备,有一次其
APC 系统在防护罩没有打开情况下B 轴突然旋转
起来刮坏护罩,这一现象以前从未出现过。经我们
现场仔细询问操作过程,清楚了故障经过:原来操作
人员先输入了M60 指令,使_bPm_�APC 系统程序运行(更
换旋转工作台) ,当执行元件失控中途停机后,又进
行了手动状态下的单步指令操作。当时M60 并没
有删除,使其执行元件恢复正常后继续了原程序动
作。经认真了解并仔细分析后,我们立刻清除所有
原设定的指令,检测并更换了失控元件,避免了更大
故障的发生。根据报警信息和故障前的设备状态,
来判断故障区域,争取维修时间。
2 遵循由外到里,由浅入深的检修原则
笔者对加工中心多年的维修经历来看,大多数
故障根源都是来自于外部元器件,因其受外界因素
影响较大,象机械碰撞磨损、冷却液腐蚀、积尘过多、
润滑不良等,使这些年久失修的元器件处于不完好、
不可靠状态,成为设备故障的最大隐患。像各轴经
常出现的超程报警、零点复归误差、位置信号不反馈
等,都是一些磁性或机械式开关失灵造成。还有的
故障也是出现在电磁阀、电机和经常伸缩的电缆上。
像HC 一800 的一次B 轴旋转不到位或有时根本不
旋转故障,报警提示为: feed axis fault (APC com2
mand) ,看起来与命令有关。但我们根据故障现象
还是果断地检查B 轴各行程限位,果然有一撞块与
开关接触不好,经调整后正常。这就避免无目标地
消耗很大精力去查整个CNC 系统,先把重点放在外
部环节上。
这实际上是一种经验上的诊断,如果我们手里
有原理接线图,那就应该正规地按图纸去相应对照,
顺序查找并针对性的去测试电位和波形,还能从中
悟出一些理论上的东西。正是因为没有这个条件,
所以我们在维修中就是遵循从外部到内部、从人为
到系统、由浅入深的原则去进行,这就大大缩短了设
备的停修时间。
3 充分利用PC 图查找故障点
根据报警信息调出与其相关的PC 图进行分析
核对,也是一种诊断的方便途径。一次VA 一65 自
动换刀机械手到位后不执行抓刀指令,我们马上调
出PC 图从各指令开关信号到各进、退、松、紧动作
信号逐一进行对应校验,最后查出机械手旋转到信
号没有发出,原因是由于一磁性接近开关松动移后
不起作用,使下一步抓刀动作无法进行,调整后恢复
正常。
由PC 图查故障点看来比较方便直观,但如果
不了解其内部动作原理和工作程序,那可以说也是
大海捞针,无从下手。特别是无电气原理图就更难
以判断,每个输出动作多达几十个开关条件才能满
足,确实要下很大工夫才能逐步认识并掌握。我们
就是靠平时维修时的日积月累,在不断的了解和运
用它。
4 疑难故障的检测分析和快捷处理
此两台加工中心的一些元器件年久老化,使其参数随温度
或电流的变化而极不稳定,造成故障后能自动恢复
即时好时坏现象,这是我们最为之挠头的故障。因
为搞维修的都知道,元件坏了容易检测,而不正常的
通断情况则很难判断是元件坏了还是线路接触不良
造成,因为无法进行正常的信号检测。如B 轴工作
台换位;刀库进刀口自动打开;B 轴台板夹紧、松开
失灵等故障,其执行元件均是固态继电器接受指令
信号接通后带动电磁阀动作。当检测时可能未见异
常,启动后又可能一切正常,待连续动作几次后又停
机报警。我们根据故障现象及反复周期判定应该是
执行元件性能下降造成,因图纸不详、标识不清,只
能将关联的一组执行元件在正常和异常的情况下分
别进行检测,经反复测试后,最后从30 多只继电元
件中分别查出并更换了其性能下降的元件。
一次HC 一800 B 轴原点复归失控,指令发出
后旋转不停,没有报警信息。经现场了解分析,首先
认定应该是B 轴零点检测系统故障,而该系统是由
一只磁性接近开关发出到位信号后控制执行元件减
速停车。我们马上对这一信号进行线路测试,结果
无信号发出,人为设定一个到位信号则准确复归停
车,确认检测开关到设定信号点这一段有故障。但
如果想直接检测接近开关则必须将B 轴和与其关
联的调轴解体,因为此开关装在B 轴工作台体内。
这样的大结构拆修以前从未干过,测算一下工作量
需半个月时间,而且还要特别精心地对十多根控制
电缆和几十根油管拆除和恢复,这就很难保证拆装
后各部分的精度,但要想解决问题还必须露出这一
开关进行检测和维修。能否用一个简便的方法既能
节省拆装工作量又能拿出这一检测开关,经反复论
证后终于想出一个只拆B 轴端盖和调轴磁尺支架
拿出此开关的方法。虽然电气维修人员拆装、检测
难度很大,但保证了台面不大解体,把后患影响减小
到了最低限度。经实际测试开关、处理断路点原位
安装后恢复了B 轴复归功能,又对拆装后影响到的
调轴位置误差和B 轴定位故障进行了补偿和调整,
一切正常后仅用三天时间即交付使用,保证了试制
加工任务的完成。
5 结语
总之,在处理故障过程中怎样尽快打开思路、进
入状态,缩小检测范围,直触故障根源是维修技术人
员水平高低的关键所在。看似简单的道理却饱含着
方方面面,也是维修人员多年辛勤劳动的结晶。我
们就是在这种高频率故障的压力下,克服了重重困
难,尽力在短时间内解决问题,减少设备停歇台时,
为车型试制做出了我们应有的贡献。
[参考文献]
[1 ] 李亚芹,龙泽明,韩阳阳. 数控机床爬行问题的
分析与研究[J ] . 组合机床与自动化加工技术,
2006 , (10) :76～78.
[2 ] 卓迪仕. 数控技术及应用[M] . 北京:国防工出
版社,1997.
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