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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#spindledriveunit

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:feedaxisfault(APCcom2

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一800B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

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