數(shù)控機(jī)床維修經(jīng)驗(yàn)淺析(優(yōu)秀論文)

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從八例故障實(shí)例的分析,介紹其維修經(jīng)驗(yàn)

數(shù)控機(jī)床維修經(jīng)驗(yàn)淺析

作者：紀(jì)大圣       單位：黃石經(jīng)緯紡織機(jī)械有限公司

摘要：闡述數(shù)控機(jī)床的基本概念，介紹數(shù)控機(jī)床維護(hù)和保養(yǎng)的基本要求，以及維修實(shí)例，通過(guò)維修實(shí)例介紹自己的維修經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)等。
. n. G' O/ a% G) {- \6 u隨著電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已在我國(guó)批量生產(chǎn)和大量引進(jìn)。由于其自動(dòng)化程度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的高速度、高精度和高自動(dòng)化，在企業(yè)生產(chǎn)中往往占有重要的地位，如何搞好數(shù)控機(jī)床的維修管理工作，使其發(fā)揮應(yīng)有的效率，直接關(guān)系到企業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)利益。
$ e8 h; _0 q. r本人從事數(shù)控機(jī)床電氣維修工作多年，現(xiàn)將本人在實(shí)踐中總結(jié)出的經(jīng)驗(yàn)，遇到的問(wèn)題，解決的方法，與同仁們作個(gè)闡述，供大家參考和交流，不足之處懇請(qǐng)批評(píng)指正。
" z& E, o  ~' m- u: c本文為2009第八屆全國(guó)數(shù)控裝備使用,維修與改造經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)優(yōu)秀論文
* ~# q* Y, y: }一、概述
要使數(shù)控機(jī)床發(fā)揮其高效率，本人認(rèn)為首先要重視數(shù)控機(jī)床日常維護(hù)和保養(yǎng)工作，要根據(jù)數(shù)控機(jī)床其功能、結(jié)構(gòu)的不同及實(shí)際使用情況，并參照說(shuō)明書(shū)的要求，制訂和建立必要的定期、定級(jí)保養(yǎng)制度。做好資料管理和數(shù)據(jù)備份工作，對(duì)長(zhǎng)期不用的數(shù)控機(jī)床，要定期通電，特別是在環(huán)境濕度較大的梅雨季節(jié)，應(yīng)每周通電兩次，以防電子元件受潮或印刷板電路霉斷等現(xiàn)象，甚至有時(shí)會(huì)造成機(jī)床參數(shù)的丟失，從而造成意想不到的損失。

二、維修實(shí)例及總結(jié)
  v; g7 |  W6 u! y- J實(shí)例一：我廠一臺(tái)FANUC-Oi系統(tǒng)臥式加工中心有兩個(gè)刀庫(kù)，分別為A刀庫(kù)和B刀庫(kù)，換刀臂靠運(yùn)載器在兩個(gè)刀庫(kù)中移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)抓刀和還刀功能，換刀位固定不變。一次故障時(shí)，換刀臂在A庫(kù)抓刀后，運(yùn)載器一邊向主軸移動(dòng)，一邊向換刀位移動(dòng)，然而到換刀位時(shí)運(yùn)載器并沒(méi)有停，而是向上繼續(xù)運(yùn)行，換刀臂一邊旋轉(zhuǎn)一邊完成換刀動(dòng)作，直到運(yùn)載器到B刀庫(kù)換刀位才停止。此現(xiàn)象很危險(xiǎn)，極易造成設(shè)備事故。故障發(fā)生時(shí)CRT上沒(méi)有任何報(bào)警提示，通過(guò)監(jiān)視與換刀有關(guān)的各個(gè)限位開(kāi)關(guān)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)狀態(tài)都正常，外表看似乎是電氣控制問(wèn)題，然而用電氣方法卻遇到了難題，此時(shí)通過(guò)分析運(yùn)載器的工作原理來(lái)尋找突破。由于其動(dòng)作是靠各電磁閥的動(dòng)作來(lái)控制運(yùn)動(dòng)的，通過(guò)分析其液壓原理圖，發(fā)現(xiàn)運(yùn)載器在換刀位停止是靠撞一塊機(jī)械閥的閥芯來(lái)控制其停止。通過(guò)檢查該機(jī)械閥芯，發(fā)現(xiàn)該閥芯銹蝕，動(dòng)作失靈，不能有效關(guān)閉油路造成的，經(jīng)拆開(kāi)清洗后重裝，故障排出。
體會(huì)：對(duì)于電氣維修人員來(lái)說(shuō)，不僅要掌握數(shù)控機(jī)床的工作原理，還應(yīng)熟悉機(jī)床的液壓原理。
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實(shí)例二：我廠一臺(tái)加工中心，其Y軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用FANUC-S伺服電機(jī)，由于電機(jī)和編碼器的聯(lián)接器斷裂，需脫開(kāi)編碼和電機(jī)之間的連接更換聯(lián)接哭器，經(jīng)更換重裝后，顯示編碼器連接出錯(cuò)報(bào)警，說(shuō)明編碼器的安裝位置有要求，經(jīng)查閱相關(guān)資料，重新按照以下步驟重裝后，機(jī)床正�！，F(xiàn)將安裝步驟介紹同仁，以供大家參考。
2 o/ f1 g3 f3 A" \$ {" _4 B/ V（1）將電動(dòng)機(jī)電樞線的V、W相（電樞插頭的B、C腳）相連。
6 E; @$ ~/ O, W9 e（2）將U相（電樞插頭的A腳）和直流調(diào)壓器的“+”端相聯(lián)，V、W和直流調(diào)壓器的“—”端相聯(lián)，編碼器加入+5V電源（編碼器插頭的J、N腳間）。
6 y' v3 P+ Z1 {. j! y' H（3）通過(guò)調(diào)壓器對(duì)電動(dòng)機(jī)電樞加入勵(lì)磁電流。伺服電動(dòng)機(jī)（永磁式）將自動(dòng)轉(zhuǎn)到U相的位置進(jìn)行定位。
注意：加入的勵(lì)磁電流不可以太大，只要保證電動(dòng)機(jī)能進(jìn)行定位即可（實(shí)際維修時(shí)調(diào)整在3-5A）。
! c5 {/ |& t9 N' `  s! E. U+ Z) g( V（4）在電動(dòng)機(jī)完成U相定位后，旋轉(zhuǎn)編碼器，使編碼器的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)信號(hào)C1、C2、C4、C8（編碼器插頭的C、P、L、M腳）同時(shí)為“1”，使轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)信號(hào)和電動(dòng)機(jī)實(shí)際位置一致。
（5）安裝編碼器固定螺釘，裝上后蓋，完成電動(dòng)機(jī)維修。
體會(huì)：伺服電機(jī)的電機(jī)軸和編碼器（增量式）的聯(lián)接，在安裝上有位置上的要求，不能隨意安裝。

8 c. w+ X8 r3 K; K, ^實(shí)例三：我廠一臺(tái)立式龍門(mén)加工中心，在執(zhí)行M06主軸換刀定位功能時(shí)，主軸旋轉(zhuǎn)不停，不能定位，經(jīng)檢查主軸定位上各測(cè)試點(diǎn)電壓正常，更換主軸定位備用板故障依舊。由于其主軸定位是靠磁感應(yīng)器感應(yīng)發(fā)磁體發(fā)出定位信號(hào)，初步判定其磁感應(yīng)器有問(wèn)題，更換磁感器后，主軸定位時(shí)，主軸來(lái)回?fù)u擺，仍不能定位，經(jīng)詢問(wèn)FANUC公司，將磁感應(yīng)器調(diào)換1800重新安裝后，故障排除。
$ M6 T& F4 _! e" g體會(huì)：主軸定位磁傳感器的安裝位置也有要求。
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實(shí)例四：我廠一臺(tái)H3500臥式加工中心，采用FANUC-0i系統(tǒng)，因系統(tǒng)主板故障，經(jīng)北京FANUC公司維修后，由于CNC存儲(chǔ)器中有CNC參數(shù)、PMC參數(shù)、螺距誤差補(bǔ)償?shù)葦?shù)據(jù)全部丟失，必須重新向CNC存儲(chǔ)器輸入這些數(shù)據(jù)。由于有備份數(shù)據(jù)，在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題：
; f+ O. l, Q) H* E% Q（1）只有在一定參數(shù)條件下，才能進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入/輸出，要對(duì)照備份參數(shù)說(shuō)明書(shū)正確輸入以下參數(shù)，參數(shù)號(hào)：0000、0020、0101、0102、0103。
（2）在輸入PMC參數(shù)時(shí)，要先將K17參數(shù)第#1位設(shè)定為1，這樣才可選擇數(shù)據(jù)輸入界面。
. a; v' `# }% x; i0 ~, g將以上參數(shù)全部輸入時(shí)，發(fā)現(xiàn)各軸均可手動(dòng)移動(dòng)，然而在移動(dòng)回零操作時(shí)，X、Y、Z軸均不動(dòng)，CRT上無(wú)報(bào)警信息，在對(duì)照參數(shù)說(shuō)明書(shū)核對(duì)有關(guān)軸移動(dòng)參數(shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)參數(shù)1420參數(shù)為各軸進(jìn)給倍率，其數(shù)值均為零。將參數(shù)全部由“0”改為“500”后，重新執(zhí)行回零功能，動(dòng)作正常。
體會(huì)：平時(shí)要做好機(jī)床參數(shù)的備份工作，各機(jī)床參數(shù)一定要在機(jī)床正常情況下備份。

5 q1 E& g6 g) u' K0 J: o% l8 w% ~實(shí)例五：辛辛那提1250立式加工中心（CINCINNAT850系統(tǒng)、GE FANUC驅(qū)動(dòng)及交流伺服電機(jī)）開(kāi)機(jī)自檢一切正常，在執(zhí)行回零操作時(shí)Y、Z軸工作正常，但X軸卻一直向X—方向移動(dòng)，直到撞到X—限位開(kāi)關(guān)。正常時(shí)應(yīng)該是向X+方向移動(dòng)在接近零點(diǎn)時(shí)減速并精確停止定位，完成回零動(dòng)做。出現(xiàn)此現(xiàn)象系統(tǒng)沒(méi)有任何提示信息。
% Q, s, J8 D4 _- T故障分析及排除：此故障很奇怪，轉(zhuǎn)到手動(dòng)操作狀態(tài)，點(diǎn)動(dòng)X軸（X+、X—）勻正常，用手輪移動(dòng)X軸也正常。初步判定驅(qū)動(dòng)器及伺服電機(jī)無(wú)故障，問(wèn)題出在CNC部分，用萬(wàn)用表檢測(cè)CN1端子8、9兩腳電壓，發(fā)現(xiàn)電壓極性可以隨X軸電機(jī)的轉(zhuǎn)向而變化，但在執(zhí)行回零操作時(shí)發(fā)現(xiàn)8、9兩腳電壓極性始終為負(fù)，CNC自檢可以通過(guò)且沒(méi)有任何告警信息說(shuō)明系統(tǒng)無(wú)故障，應(yīng)該是系統(tǒng)外圍的開(kāi)關(guān)狀態(tài)不對(duì)�？赡苄宰畲蟮氖荴軸回零開(kāi)關(guān)，經(jīng)檢查該開(kāi)關(guān)始終為高電平。原來(lái)CNC檢測(cè)到回零開(kāi)關(guān)為高電平認(rèn)為X軸離零點(diǎn)太近，先X—方向移動(dòng)退出零點(diǎn)一旦回零開(kāi)關(guān)為低電平再向X+方向移動(dòng)完成回零動(dòng)做。更換X軸回零開(kāi)關(guān)故障排除。維修完畢做模擬實(shí)驗(yàn)移動(dòng)X軸使回零開(kāi)關(guān)動(dòng)作，執(zhí)行回零操作果然不出所料先X—方向移動(dòng)退出零點(diǎn)再向X+方向移動(dòng)完成回零。

* G: F7 x7 x1 \1 @! g; q實(shí)例六：辛辛那提MAXIN630臥式加工中心（CINCINNATI950系統(tǒng)、西門(mén)子640驅(qū)動(dòng)及交流伺服電機(jī),直線軸全閉環(huán)光柵尺反饋）開(kāi)機(jī)自檢一切正常，在執(zhí)行回零操作時(shí)X、Y、Z、B軸動(dòng)作正常。在完成回零動(dòng)作后，CRT上出現(xiàn)Axis are aligning的信息沒(méi)有消失（正常時(shí)應(yīng)該出現(xiàn)Axis  aligning  finish）由于提示狀態(tài)信息不消失，表示對(duì)正沒(méi)有完成。系統(tǒng)無(wú)法繼續(xù)工作，所有的功能鍵都被禁止如同死機(jī)一樣。只能關(guān)機(jī)重啟。
故障分析及排除：轉(zhuǎn)到手動(dòng)操作狀態(tài)，全部功能操作正常,有了第一例的經(jīng)驗(yàn)可以得出以下結(jié)論：驅(qū)動(dòng)器及伺服電機(jī)無(wú)故障，CNC自檢可以通過(guò)且沒(méi)有任何告警信息說(shuō)明系統(tǒng)無(wú)故障，應(yīng)該是系統(tǒng)外圍的開(kāi)關(guān)狀態(tài)不對(duì)。轉(zhuǎn)到I/O監(jiān)視畫(huà)面，執(zhí)行回零操作，對(duì)照?qǐng)D紙逐一查看每個(gè)與回零有關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)是否翻轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)B軸下落到位的接近開(kāi)關(guān)沒(méi)有翻轉(zhuǎn)。人為的在I 7點(diǎn)輸入高電平（+24V）。系統(tǒng)馬上出現(xiàn)Axis  aligning  finish  表示對(duì)正完成，仔細(xì)調(diào)整B軸下落到位開(kāi)關(guān)，故障排除。原來(lái)系統(tǒng)一直在處于等待狀態(tài)，I 7點(diǎn)沒(méi)有輸入高電平系統(tǒng)默認(rèn)的動(dòng)作沒(méi)完成，導(dǎo)致發(fā)生“故障”。

+ _6 l. ]" p+ B2 }7 D" D. F實(shí)例七：高明KCM-3000立式龍門(mén)加工中心（FANUC-15系統(tǒng)\驅(qū)動(dòng)器\交流伺服電機(jī)）開(kāi)機(jī)自檢一切正常，進(jìn)入程序加工時(shí)X、Y、Z軸不能按程序移動(dòng)，主軸可以旋轉(zhuǎn)。不執(zhí)行程序時(shí)手動(dòng)移動(dòng)X、Y、Z軸正常，執(zhí)行G00G90X1000正常，但是執(zhí)行G01G90X1000F200M04S1000就有故障。為何可以執(zhí)行G00而不能執(zhí)行G01？出現(xiàn)此現(xiàn)象系統(tǒng)沒(méi)有任何提示信息。
  T: x4 s$ t( \: T9 g, A9 C故障分析及排除：分析G00是定位， G01是執(zhí)行加工，加工是要檢測(cè)主軸的轉(zhuǎn)速是否達(dá)到設(shè)定值后直線軸才能按程序移動(dòng)。執(zhí)行G00僅僅是定位，主軸不旋轉(zhuǎn)也可以。而不能執(zhí)行G01應(yīng)該是主軸的轉(zhuǎn)速?zèng)]有達(dá)到設(shè)定值使直線軸不能按程序移動(dòng)。觀察CRT上主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速果然沒(méi)有達(dá)到設(shè)定值，并且轉(zhuǎn)速波動(dòng)。檢查主軸上的外置編碼器組件，發(fā)現(xiàn)編碼器的聯(lián)軸器松動(dòng)、一個(gè)固定螺釘丟失。修復(fù)后故障排除。

7 h5 }; R! \7 r% `( f: S實(shí)例八：MAXIN630臥式加工中心（CINCINNATI950系統(tǒng)、西門(mén)子驅(qū)動(dòng)及交流伺服電機(jī)）開(kāi)機(jī)自檢工作一切正常，在加工的過(guò)程中經(jīng)常無(wú)規(guī)律地出現(xiàn)自動(dòng)關(guān)機(jī)（MACHINE OFF），液壓、主軸、冷卻、進(jìn)給等也同時(shí)關(guān)閉。給加工帶來(lái)很大麻煩，特別是在攻絲的時(shí)候停機(jī)造成絲錐折斷、嚴(yán)重時(shí)工件報(bào)廢，直接經(jīng)濟(jì)損失很大，操作員不敢加工。整個(gè)過(guò)程沒(méi)有任何警示信息出現(xiàn)，也沒(méi)有預(yù)兆和規(guī)律。
故障分析及排除：關(guān)機(jī)信息（MACHINE OFF）應(yīng)該只有在按動(dòng)關(guān)機(jī)按鈕的情況下才出現(xiàn)。在加工的過(guò)程中無(wú)規(guī)律關(guān)機(jī)后檢查機(jī)床沒(méi)有發(fā)現(xiàn)故障，無(wú)法捕捉到瞬時(shí)出現(xiàn)的故障點(diǎn)。將與關(guān)機(jī)有關(guān)的開(kāi)關(guān)、電路、電纜、繼電器、接口板卡等全部仔細(xì)檢查部分更換，對(duì)全機(jī)的可疑的接近開(kāi)關(guān)等逐一測(cè)試檢查，故障還不時(shí)出現(xiàn)。經(jīng)向生產(chǎn)廠多次咨詢，懷疑是軟件問(wèn)題，在其指導(dǎo)下進(jìn)行了軟件刷新，故障沒(méi)有排除。以經(jīng)驗(yàn)判斷是一個(gè)軟故障，電源干擾或某個(gè)重要系統(tǒng)的接口狀態(tài)抖動(dòng)所致，將各個(gè)伺服單元送進(jìn)CNC的READ信號(hào)短接，深夜開(kāi)機(jī)空運(yùn)行，故障存在。排除了電源干擾及軟件問(wèn)題，看來(lái)故障在系統(tǒng)外圍的開(kāi)關(guān)狀態(tài)了，但在系統(tǒng)I/O監(jiān)視畫(huà)面又都正常，用帶儲(chǔ)存功能的示波器監(jiān)視24V、15V、12V、5V以及重點(diǎn)懷疑的輸入點(diǎn)。終于在一次故障發(fā)生時(shí)捕捉到接近開(kāi)關(guān)LS17瞬時(shí)抖動(dòng)，做模擬實(shí)驗(yàn)I 23（LS17）輸入+24V，故障立即出現(xiàn)，分析LS18、LS17是檢測(cè)主軸的刀具情況，有三種狀態(tài)（10、00、01），分別代表松刀、有刀、無(wú)刀。在加工的過(guò)程主軸旋轉(zhuǎn)震動(dòng)出現(xiàn)01表示無(wú)刀，系統(tǒng)運(yùn)行的條件破壞導(dǎo)致關(guān)機(jī)（MACHINE OFF）。仔細(xì)檢查原來(lái)主軸的刀具拉桿中的碟型彈簧破裂、刀抓螺帽松動(dòng)，導(dǎo)致刀具拉桿行程加大，接近LS17使它誤動(dòng)作。修復(fù)后故障排除。
# D# s: V4 ]7 \, |! \5 f+ S3 R
3 M; w5 ], G1 ^9 [1 m小結(jié)
+ ?  I6 K( M7 x. r# F) e　以上是我在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)維修過(guò)程和維修技術(shù)的心得和休會(huì)，是我多年中近百次數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試和維修的經(jīng)驗(yàn)和總結(jié)。雖然，數(shù)控系統(tǒng)種類(lèi)繁多，故障千變?nèi)f化，維修方法也不盡相同，一篇短文很難盡述，但是我仍希望把一些基本方法與思路寫(xiě)出來(lái)，與大家交流以期能引起人們對(duì)數(shù)控系統(tǒng)維修技術(shù)的重視，旨在提高數(shù)控機(jī)床維修工作的快速性與針對(duì)性，克服盲目性與片面性，以期達(dá)到最佳維修效果�！�

見(jiàn)習(xí)生小王

很不錯(cuò)，來(lái)自第一線的寶貴經(jīng)驗(yàn)，頂一個(gè)。

xx64628

不錯(cuò)，分析時(shí)能加上原理圖和部分零部件圖就更好了。

東北大俠

很有用的東西
% @3 d* J+ ~( J/ \* N

丟了翅膀的鳥(niǎo)

呵呵    謝謝樓主分享                     

上帝的左手

新手初來(lái)，有貼必頂，努力學(xué)習(xí)。