顧 濤

隨著數(shù)控機(jī)床的越來(lái)越普及，數(shù)控機(jī)床的故障維修也日益受到重視。數(shù)控機(jī)床本身的特點(diǎn)決定了數(shù)控機(jī)床的故障維修相對(duì)比較復(fù)雜，對(duì)維修人員的要求也比較高。當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障后，如何在第一時(shí)間將其修復(fù)，是各個(gè)企業(yè)所面臨的一個(gè)難題。以下介紹了5臺(tái)數(shù)控機(jī)床的典型故障維修實(shí)例，以供借鑒。

1.軸竄動(dòng)故障

北京第一機(jī)床廠(chǎng)產(chǎn) XHK716立式加工中心，X軸在運(yùn)動(dòng)到某一固定位置時(shí)出現(xiàn)竄動(dòng)，機(jī)床不報(bào)警。

分析處理：軸竄動(dòng)可能是由速度環(huán)或者位置環(huán)異常引起的，首先檢查速度環(huán)路、測(cè)速機(jī)、電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器及連接電纜正常。該機(jī)床X軸采用感應(yīng)同步器作為測(cè)量尺，檢查勵(lì)磁正弦和余弦信號(hào)、放大器、定尺和滑尺也都正常。發(fā)現(xiàn)隨工作臺(tái)移動(dòng)的信號(hào)電纜有明顯磨損痕跡，測(cè)量該電纜線(xiàn)有時(shí)斷時(shí)續(xù)現(xiàn)象，導(dǎo)致機(jī)床X軸出現(xiàn)竄動(dòng)。更換電纜后故障排除。

2.進(jìn)給軸爬行故障

某加工中心運(yùn)行時(shí)，工作臺(tái)Y軸方向位移過(guò)程中產(chǎn)生明顯的機(jī)械爬行故障，故障發(fā)生時(shí)系統(tǒng)不報(bào)警。

分析處理：因故障發(fā)生時(shí)系統(tǒng)不報(bào)警，同時(shí)觀察CRT顯示出來(lái)的Y軸位移脈沖數(shù)字量的速率均勻（觀察X與Z軸位移脈沖數(shù)字量的變化速率比較后得出），可排除系統(tǒng)軟件參數(shù)與硬件控制電路的故障影響。由于故障發(fā)生在Y軸方向，故可以采用交換法判斷故障部位。通過(guò)交換伺服控制單元，故障沒(méi)有轉(zhuǎn)移，故障部位應(yīng)在Y軸伺服電機(jī)與絲杠傳動(dòng)鏈一側(cè)。為區(qū)別電機(jī)故障，可拆卸電機(jī)與滾珠絲杠之間的彈性聯(lián)軸器，單獨(dú)通電檢查電機(jī)。檢查結(jié)果表明，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)振動(dòng)現(xiàn)象，顯然故障部位在機(jī)械傳動(dòng)部分。脫開(kāi)彈性聯(lián)軸器，用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)滾珠絲杠進(jìn)行手感檢查，感覺(jué)到抖動(dòng)故障的存在，且絲杠的全行程范圍均有這種異?，F(xiàn)象。拆下滾珠絲杠檢查，發(fā)現(xiàn)滾珠絲杠軸承損壞。換上同型號(hào)規(guī)格新軸承后故障排除。

3.機(jī)床過(guò)載報(bào)警故障

某配套FANUC-0M系統(tǒng)的數(shù)控立式加工中心，在加工中經(jīng)常出現(xiàn)過(guò)載報(bào)警，報(bào)警號(hào)為434，表現(xiàn)形式為Z軸電機(jī)電流過(guò)大，電機(jī)發(fā)熱，停40min左右報(bào)警消失，接著再工作一陣，又出現(xiàn)同類(lèi)報(bào)警。

分析處理：經(jīng)查電氣伺服系統(tǒng)無(wú)故障，估計(jì)是負(fù)載過(guò)重帶不動(dòng)造成。為了區(qū)分是電氣還是機(jī)械故障，將Z軸電機(jī)拆下與機(jī)械脫開(kāi)，再運(yùn)行時(shí)該故障不再出現(xiàn)。由此確認(rèn)為機(jī)械絲杠或運(yùn)動(dòng)部位過(guò)緊造成。調(diào)整Z軸絲杠防松螺母后，效果不明顯，又調(diào)整Z軸導(dǎo)軌鑲條，機(jī)床負(fù)載明顯減輕，故障消除。

4.振動(dòng)故障

某采用FANUC 0T數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床，開(kāi)機(jī)后，只要Z軸一移動(dòng)，就出現(xiàn)劇烈振蕩，CNC無(wú)報(bào)警，機(jī)床無(wú)法正常工作。

分析處理：經(jīng)觀察及檢查，發(fā)現(xiàn)該機(jī)床的Z軸在小范圍（約2.5mm以?xún)?nèi)）移動(dòng)時(shí)，工作正常，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無(wú)振動(dòng)，一旦超過(guò)以上范圍，機(jī)床即發(fā)生激烈振動(dòng)。根據(jù)這一現(xiàn)象分析，系統(tǒng)的位置控制部分及伺服驅(qū)動(dòng)器本身應(yīng)無(wú)故障，初步判定故障在位置檢測(cè)器件，即脈沖編碼器上。考慮到機(jī)床為半閉環(huán)結(jié)構(gòu)，通過(guò)更換電機(jī)進(jìn)行了確認(rèn)，判定故障原因是由于脈沖編碼器的不良引起。為了深入了解引起故障的根本原因，作以下分析與試驗(yàn)：①在伺服驅(qū)動(dòng)器主回路斷電的情況下，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸，檢查系統(tǒng)顯示，發(fā)現(xiàn)無(wú)論電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，系統(tǒng)顯示器上都能夠正確顯示實(shí)際位置值，表明位置編碼器的A、B、*A、*B信號(hào)輸出正確。②由于本機(jī)床Z軸絲杠螺距為5mm，只要Z軸移動(dòng)2mm左右即發(fā)生振動(dòng)，因此，故障原因可能與電機(jī)轉(zhuǎn)子的實(shí)際位置有關(guān)，即脈沖編碼器的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)信號(hào)C1、C2、C4及C8信號(hào)存在不良。

根據(jù)以上分析，考慮到Z軸可以正常移動(dòng)2.5mm左右，相當(dāng)于電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)180°，因此，進(jìn)一步判定故障的部位是轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)信號(hào)中的C8存在不良。取下脈沖編碼器，根據(jù)編碼器的連接要求（表1），在引腳N/T、J/K上加入DC 5V后，旋轉(zhuǎn)編碼器軸，利用萬(wàn)用表測(cè)量C1、C2、C4及C8，發(fā)現(xiàn)C8的狀態(tài)無(wú)變化，確認(rèn)了編碼器的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)信號(hào)C8存在故障。經(jīng)查發(fā)現(xiàn)，編碼器內(nèi)部的C8輸出驅(qū)動(dòng)集成電路已經(jīng)損壞。更換集成電路后，重新安裝編碼器，調(diào)整轉(zhuǎn)子角度后，機(jī)床恢復(fù)正常。

表1 編碼器引腳連接表

5.驅(qū)動(dòng)器故障

一臺(tái)配套FANUC 0M系統(tǒng)的加工中心，機(jī)床啟動(dòng)后在自動(dòng)方式運(yùn)行下，CRT顯示401號(hào)報(bào)警。

分析處理：401號(hào)報(bào)警的含義是“軸伺服驅(qū)動(dòng)器的VRDY信號(hào)斷開(kāi)，即驅(qū)動(dòng)器未準(zhǔn)備好”。根據(jù)故障的含義以及機(jī)床上伺服進(jìn)給系統(tǒng)的實(shí)際配置情況，按下列順序進(jìn)行了檢查與確認(rèn)：①檢查L(zhǎng)/M/N軸的伺服驅(qū)動(dòng)器，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器的狀態(tài)指示燈PRDY及VRDY均不亮。②檢查伺服驅(qū)動(dòng)器電源AC l00V及AC l8V均正常。③測(cè)量驅(qū)動(dòng)器控制板上的輔助控制電壓，發(fā)現(xiàn)±24V及±15V異常。根據(jù)以上檢查，可以初步確定故障與驅(qū)動(dòng)器的控制電源有關(guān)。查輸入電源，發(fā)現(xiàn)X軸伺服驅(qū)動(dòng)器上的輸入電源熔斷器電阻大于2MΩ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出規(guī)定值。更換熔斷器后，再次測(cè)量直流輔助電壓，±24V及±15V恢復(fù)正常，狀態(tài)指示燈PRDY及VRDY也均恢復(fù)正常，重新運(yùn)行機(jī)床，401號(hào)報(bào)警消失。W 11.12-16