数控机床常见故障的排除方法

机械制造 李秀风 等 数控机床常见故障的排除方法 数控机床 常见故 障的排 除方法 李秀风 孙振燕 冯建栋 F E S T O 气动有限公司 山东 济南 2 5 0 1 0 1 摘要 当今控制理论 与 自动化 技 术的 高速发展 尤其是 微 电子技 术和计 算机技 术 的 日新 月 异 使得数控技术也在 同步飞速发展 数控 系统结 构形 式上的 P C机 开放化 和性 能上的 多样 化 复杂化 高智能化不仅给其应用从观念到实践带来了巨大变化 也给其维修理论 技术手段 上 带来了很 大的变化 数控机床 故障诊 断与维修 已成 为正确使 用数控机 床的 关键 因素之 一 学习和掌握数控机床故障诊断 维修技术 已引起相关企业和工程技术人员的关注 而常见故障 的排除 方法更是 维修人 员的必备 知识 简述排除数控机床 常见故 障的方 法 关键词 数控机床 故 障 排除方法 中图分类号 T G 6 5 9 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 1 5 2 7 6 2 0 1 2 13 4 0 0 9 1 03 M e t ho d o f Co mmo n Tr o u b l e Sh o o t i ng o f NC M a c h i ne To o l L I Xi u f e n g S UN Z h e n y a n F ENG J i a n d o n g S h a n g d o n g J i n a n F e s t o P n e u m a t i c s P r o d u c t i o n C o L t d J i n a n 2 5 0 1 0 1 C h i n a Abs t r ac t Wi t h t he f a s t d e v elop men t o f c on t r ol t h e or y a nd au t o ma t i o n t ec h n olo g y a t pr e s en t p ar t i c u l a r ly t h e Mi c r o ele c t r o nic an d Comp u t e r Te ch n o l o gie s t h e t e c hn o l o g y o f NC ma c hin e t oo l is ch a n gin g wit h e a c h p a s s i n g d a y Bu t wh e n PC i s ap p l ie d t o t h e s t r u c t u r e o f NC s y s t e m t h e div er s i f ic at ion c omp l ic a t i o n an d de gr e e o f in t e I g e z a t i0n 0 f it s f u n c t io n s a re n o t on ly ma d e c a u s e h u ge c h a n ge s i n it s pr a c t i c a l u s e b u t a l s o ch a n g e t h e ma i n t en a n c e t h e o ry a nd t e c h n i c a l Me a s u r e s gr e a t ly Th e f a u l t d iag n o s i s an d ma i n t en an c e o f NC ma c h i n e b ec ome cr it ic al f a c t or s t o c o r rec t ly o pe r at e NC ma c hine Re l e v an t e n t er pr is es an d e n gin ee rs a re s t a r t in g t o f oc u s o n s t u dy i n g a n d an aly z i n g t h e t e c h n olo gies o f f a u l t d i a gn o s is an d main t e n an c e The me t h o d s o f c o mmo n t r o u ble s h oo t i n g f o r NC m a c h i n e are n e c e s s a ry f or t h e me c h an i c ian s Ke y wo r ds NC ma ch i n e t o ol t r o u ble me t h od o f t r o u ble s h oo t i n g 1 直观法 这是故 障分析 之初 必用 的方法 即利 用感 官 的检查 向故障现场人 员仔 细询 问故 障产 生的过程 利用感观 注意 发生故障时的现象 并判断故障可能发生的部位 比如发 生故障时是否有响声 火花 亮光发生 有无焦糊味等异常 现象 进 一步检查元器件 熔 断器以及 可能发生故障 的印 制电路板 观察是否有烧焦 熏黑和元件断裂电线电缆脱 落等现象 以进一步缩小检查范围 这是一种最基本 最 简单 的方 法 但要求维修人员有一定 的实践经验 例如 数控机床加工 过程 中 突然 出现停 机 打 开数 控配 电柜检查 发现 轴 电动机 主 电路 保险 管烧坏 经 仔 细检查 检查与 轴有关的部件 最后发现 轴电动机动 力线外皮被硬物划伤 损伤处碰到机床外壳上 造成短路 烧断保险 更 换 轴 电动机 动力 线后 故障消除 机床便 可 恢 复正常 2 自诊 断功能法 数控 系统的 自诊断功能 已经成为衡量数控系统性能 特性 的重 要指标 数控 系统 的 自诊断功能能随时监视数控 作者简介 李秀风 1 9 7 4一 内蒙古 乌盟人 工程师 Ma c h i n e B u i l d i n g8 Au t o m a t io n J u n 2 0 1 2 4 1 4 9 1一卵 系统 的工作状 态 一旦发 现异 常情况 立 即在 C R T上 显 示报警信息或用发光二极管指示故障的大致起因 其中数 控系统的 自诊断功能又可分为 硬件报警功能和软件报警 功能 1 数控 系统 的硬 件报 警功能 在 数控 系统 中设 置 了 很多报警 指示 灯 控制 单元 电源单元 伺 服单元 主轴驱 动单元上 均有 报警 指示 灯 每盏灯对应的报警 内容在说 明 书上都有详细 的说 明 利用它们就能判断 出故障的 内容和 故障发生 的位置 这样故障诊断就可 以确定到印制电路板 一 级 2 软件报警功能 此功 能也就 是通 常讲 的狭义 的 自 诊断功能 在系统工作期间 自诊断功能时刻都在监视 着系统的工作情况 一旦监 测到故 障 就立 即 以报 警 的方 式在 C R T上显示出来 或者点亮各种报警指示灯 使系统 立即停止工作 例如 C K 6 1 5 0数控 车床 配置 F A N u c l 0 T E F系统 故 障显示 FS 1 0 TE 1 3 9 9 B ROM T ES T END RAM T ES T C R T的显 示表 明 R O M 测试 通过 R A M 测 试 未能 通 过 R A M测试 未 能 通过 不 一 定 是 R A M 故 障 可 能 是 91 机械制造 李秀风 等 数控机床常见故障的排除方法 R A M 中参数丢失 或 电池 接触不 良引起 的参数丢 失 检 查 故 障原 因是 由于更换 电池后 电池接触不 良 所以开机就出 现上述故 障现象 3 仪器检查 法 使用常规电T仪表 对各组交 直流电源电压 相关直 流及脉 冲信号等进行测量 从 中找 寻可能 的故 障 例如 用万 用表检查 各 电源情况 用示 波器观 察相关 的脉冲信号的有无及幅值 相位 用 P L C编程器查找 P L C 程序 中的故 障部位及原 因等 4 功 能程序测试法 功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊 功能用手丁编程或 自动编程的方法 编制成一个功能测试 程序 送人数控 系统 然后让数控系统运行这个 测试 程序 借以检查机床执行这些功能的准确性和可靠性 进而判断 故障发生 的可能原 因 例如 一台数控铣床采用 F A N U C 6 M系统 在对 1 件 进行曲线加lT时出现爬行现象 用 自编的功能测试程序 机床能顺利运行完成各种预定动作 说明机床数控系统工 作正常 于是对所用 曲线 加工程 序进行检 查 发 现在 编程 时采用 了 G 6 1 指令 即每加工一段就要进行 1 次到位停止 检查 从而使机床 出现爬行现象 若 将 G 6 1指令改 用 G 6 4 连续切削方式 指令 爬行现象就消除了 5 修改参数排除故 障法 操作人员在使用数控机床 的过程 中 也 有的故障是由 起始参数 的设置不 当引起 的 例 1 手摇脉 冲发生器 损坏 脉 冲发 生器 插接 件 脉 冲发生器接 口故障都会导致手摇脉冲发生器不能使用 这 样对 刀具就 不能 进行 微调 因此 也 就 不能进 行 切 削加 工 只有更换脉冲发生器 这需要一定 的时问 但机床不能 停止工作 这时就可以将参数 0 0 1项的第六位置为 0 用点动按钮来进行单脉冲操作 这样也可完成对刀具 的微 调 丁作 待手摇脉冲发生器修好后再将 该参数置为 1 例 2 若机床只能 向坐标 的 负方 向运 动 向正方 向运 动就产生超程报警 这个故障出现一台加丁中心机床上 该加工 中心 的控制系统是 日本 F A N U C O M 系统 现象 是 机床通 电后一般 要进行 回零 操作 返 回参 考点 机床 在 正方问移动很短一段距离后就产生正向超程报警 按复置 按钮不能消除 停电后再送电 机床准备正常 进行回零操 作还是报警 从 现象 来看好像 是通 电后机床所 处位置 就 是 机床零点 故再 向正 向移动就 产生软件 超程保 护 所 以 只能向负方向运动 故导致 铣头越来 越靠 近工作 台 以 致最后再不敢开动机床 此故障的排除方法是 机床通电 后先修改参数 将参 数 L T 1 X 1 L T 1 Z 1 也 就是参 数 1 4 3 1 4 4项 其它型号 N C系统 只要找 到对应 的参数 即可 的 设置量改为 9 9 9 9 9 9 9 9 然后进 行 回零操 作 回零操 作 正确 完毕后再将上面提到的参数改 回到原设定值即可 92 当然 用参数调 整法来排 除故 障的事例还很 多 这是 时间和实践的积累 只要仔 细地研 究和了解 了参 数 就不 仅能排除一些故障 而 且还能发 现很 多新问题 开 发 出一 些新的功能 6 软件故障排除方法 1 对于软件丢失或变化造成的运行异常 程序 中断 停机故障 可采取对数据程序更改或补充法 亦可采用 清除再输入法 这类故障主要指存储于 R A M中的 N C机 床数据 设 定数 据 P L C机 床程 序 零 件 程序 出错 或 丢 失 这些数据是确定系统功能的依据 是系统适配于机 床所必需的 出错后造成系统故 障或 某些功能 失效 P L C 机床程序m错亦可能造 成故 障停 机 对这种 情况 进行检 索 找出出错位置或丢失位置 更改补充之即可排除故 障 若 出错较 多或 丢失较 多 采用清 除重新写 入法恢 复更 好 需注意到 许 多系统在 清除所有 的软件后 会使 报警消 失 但执行清除前应有 充分准 备 必须把 现行 可能被 清 除的内容记 录下来 以便清除后恢复它们 2 对干机床程序和数据处理中发生 了引起 中断的运 行结果而造成的故障停机 可采取硬件复位法 关开系统 电源法排 除 N C R E S E T和 P L C R E S E T分别 可对 系统 P L C复位 使后继操作重新开始 但 它们 不会 破坏有关 软 件及正常的中间处理结果 不管 任何 时候都 允 许这佯 做 以消除报警 亦 可采 用 清除 法 但对 N C P L C采 用 清 除 时 可能会使数据 程序全部丢失 这时应注意保护不欲 清除 的部分 例 T C 1 0 0 0型加 工 中心 一次 故 障现象 是光 屏显 示 紊乱 重新输入机床数据 机床恢复正常 但停机断电后 数小 时再启 动 故障再 现 经 检查 是 M S 1 4 0电源 板上 的 电池 电压 降至下 限 以下 换 新 电池重 新输 入 数据 后故 障 消失 7 备件置换 法 当故障分析结果集中在某一印制电路板上时 由于电 路集成度的不断扩大 要把故障落实于其上某一区域乃至 某一元件是十分 困难 的 为了缩短停 机时 间 在有 相 同备 件的条件下可以先将备件置换上 然后再去检查 修复故 障板 8 特殊处理法 当今数控 系统 已进入 P C机 开 放化 的发 展 阶段 期 中软件含量越来越丰富 有系统软件 机床制造者软件 甚 至还有使用者自己的软件 由于软件逻辑的设计中不可避 免的一些问题 会使得 有些故 障状态无从 分析 例 如死 机 现象 对于这种故障现象 可以采取特殊手段来处理 比 如整机断电 稍等顿后再开机 有时则可能将故障消除 维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律或者其他 有效的办法 h t t p Z Z H D c h i n a j o u r n a 1 n e t c n E m a i l Z Z H D c h a i n a j o u r n a 1 n e t c n 机 械制造与 自动化 机械制造 李 秀风 等 数控机床 常见故 障的排 除方法 9 结语 目前 数控机床的应用越来越广泛 其加工柔性好 精度 高 生产效率高 具有很多的优点 但 由于技术 越来 越先进 复杂 对维修人员 的素质要求 很高 要求其具有 较 深 的专业 知识和丰 富的维修 经验 在数控机床 出现故 障时 才能及时排除 对我国专业技术人员来讲 大部分维修人 员对数控机床的故障检修能力较低 造成数控机床停机时 间过长 不能充分发挥数控机床的效益 因此 如何充分 发挥数控 机床的效益 满足先进工艺发展 的要求 已成 为数 控机床使 用中的一个重要课题 参考 文献 1 张魁林 主编 数控 机床故 障诊 断 M 北京 机械工 业 出版 社 2 0 0 2 2 刘文信 孙学礼 机床数控技术 M 北京 机械工业出版 社 1 9 9 5 3 崔兆华 潘月 飞 时建 数控机床电气控制与维修 M 济南 山东科学技术出版社 2 0 0 9 3 竺饮尧 尉忠信 王润孝 机床数字控 制 M 北京 航空工业 出版社 1 9 9 3 4 李诚 人 机 床计 算 机 数 控 M 西 安 西 北 工业 大学 出版 社 1 9 8 8 5 曹 瑛 数 控 机 床 应 用 与 维 修 M 北 京 电 子 工 业 出 版 社 1 9 9 4 6 毕承恩 丁乃 星 现代 数 控机 床 M 北 京 机械 工业 出版 社 1 9 9 1 收稿 日期 2 0 1 1 1 1 1 5 上 接第 8 4页 1 一双 向溢 流阀 2 一 双向液压锁 3 一 比例 电液换