數(shù)控機(jī)床是一種的自動(dòng)化機(jī)床，具有高性價(jià)比。由于它價(jià)格昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所涉及到的知識(shí)面很廣，一旦出現(xiàn)故障維修困難，常帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。本文根據(jù)生產(chǎn)中經(jīng)常遇到實(shí)際問題介紹幾種常用控制故障維修方法及應(yīng)用實(shí)例，希望能對(duì)數(shù)控機(jī)床操作者有所啟發(fā)。
1.直接法
維修人員通過故障發(fā)生時(shí)的各種光、聲、味等異?，F(xiàn)象的觀察，認(rèn)真察看系統(tǒng)的各個(gè)部分將故障范圍縮小到一個(gè)模塊或一塊印刷線路板。通過目測(cè)故障線路板，仔細(xì)檢查有無熔斷絲熔斷、元器件燒壞、開裂現(xiàn)象，從而判定有無過流、過壓或短路。用手觸摸元器件有無松動(dòng)，以檢查一些虛焊、斷裂問題。
應(yīng)用案例:配置有發(fā)那科系統(tǒng)fanuc0imatec的數(shù)控車床加工過程中，突然出現(xiàn)主軸停機(jī)。首先檢查主電源插座是否斷電，如果完好檢查保險(xiǎn)。打開電器柜檢查發(fā)現(xiàn)電機(jī)主電路保險(xiǎn)管燒壞，更換新保險(xiǎn)。分析原因，由于主軸電機(jī)功率較小，加工時(shí)切削用量較大，電機(jī)過載不能正常工作導(dǎo)致。更換新保險(xiǎn)故障消除，機(jī)床恢復(fù)正常。
2.交換法
交換法就是在分析出故障大致起因的情況下，利用備用的印刷線路板、模板、集成電路芯片或元件替換有疑點(diǎn)的部分，從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級(jí)。
應(yīng)用案例:一臺(tái)工業(yè)型數(shù)控銑床，配置華中世紀(jì)星系統(tǒng)hnc-21m系統(tǒng)，故障現(xiàn)象為y軸在加工過程中突然不動(dòng)且無報(bào)警，此后不論在手動(dòng)還是自動(dòng)、mdi方式下y軸均無動(dòng)作，但x軸和z軸正常。先確定機(jī)械部分*后把故障定位在電氣部分。
分析與y軸控制有關(guān)數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)三者中任何一個(gè)出現(xiàn)故障均會(huì)出現(xiàn)此故障。由于x軸與y軸的伺服驅(qū)動(dòng)器一樣，因此采用交換法，將y軸伺服驅(qū)動(dòng)器與確認(rèn)*的x軸伺服驅(qū)動(dòng)器互換，發(fā)現(xiàn)y軸故障消失，x軸不動(dòng)。此時(shí)可斷定原y軸驅(qū)動(dòng)器損壞。更換新的驅(qū)動(dòng)器故障消除，機(jī)床恢復(fù)正常。
3.原理分析法
根據(jù)cnc組成原理，從邏輯上分析各點(diǎn)的邏輯電平和特征參數(shù)，從系統(tǒng)各部件的工作原理著手進(jìn)行分析和判斷，確定故障部位的維修方法。這種方法的運(yùn)用，要求維修人員對(duì)整個(gè)系統(tǒng)或每個(gè)部件的工作原理都有清楚的、較深入的了解，才可能對(duì)故障部位進(jìn)行定位。
應(yīng)用案例1：西門子系統(tǒng)sinumerik810d數(shù)控裝置，在加工螺紋時(shí)出現(xiàn)亂牙現(xiàn)象。根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)位置控制的基本原理，可以確定故障出在旋轉(zhuǎn)編碼器上，而且很有可能是反饋信號(hào)丟失，這樣，一旦數(shù)控裝置給出進(jìn)給量的指令位置，反饋的實(shí)際位置始終不正確，位置誤差始終不能消除，導(dǎo)致螺紋插補(bǔ)出現(xiàn)問題，拆下脈沖編碼器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)編碼器里燈絲已斷，導(dǎo)致無反饋輸入信號(hào)。更換編碼器后，故障排除。
應(yīng)用案例2：配置有華中世紀(jì)星系統(tǒng)hnc-21m的數(shù)控銑床一直處于急停狀態(tài)，不能復(fù)位。整個(gè)電氣回路的接線圖如圖2所示，從圖上可以清晰地看出可能引起急?；芈凡婚]合的原因有：(1)急?；芈窋嗦?；(2)限位開關(guān)損壞；(3)急停按鈕損壞。
如果機(jī)床一直處于急停狀態(tài)，首先檢查急?；芈分衚a繼電器是否吸合，繼電器如果吸合而系統(tǒng)仍然處于急停狀態(tài)，可以判斷出故障不是出自電氣回路方面。這時(shí)可以從別的原因查找，如果繼電器沒有吸合，可以判斷出故障是因?yàn)榧蓖；芈窋嗦芬穑@時(shí)可以利用萬用表對(duì)整個(gè)急?；芈分鸩竭M(jìn)行檢查，檢查急停按鈕的常閉觸點(diǎn)，并確認(rèn)急停按鈕或者行程開關(guān)是否損壞。
急停按鈕是急停回路中的一部分，急停按鈕的損壞，可以造成整個(gè)急?；芈返臄嗦?，檢查超程限位開關(guān)的常閉觸點(diǎn)，若未裝手持單元或手持單元上無急停按鈕，xs8接口中的4、17腳應(yīng)短接。逐步測(cè)量，zui終確認(rèn)故障在z軸行程開關(guān)不能復(fù)位所致。
4.參數(shù)檢查法
數(shù)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)及時(shí)核對(duì)系統(tǒng)參數(shù)，系統(tǒng)參數(shù)的變化會(huì)直接影響到機(jī)床的性能，甚至使機(jī)床不能正常工作，出現(xiàn)故障，參數(shù)通常存放在磁泡存儲(chǔ)器或由電池保持的cmosram中，一旦外界干擾或電池電壓不足，會(huì)使系統(tǒng)參數(shù)丟失或發(fā)生變化而引起混亂現(xiàn)象，通過核對(duì)，修正參數(shù)，就能排除故障。
應(yīng)用案例:華中世紀(jì)星系統(tǒng)hnc-21數(shù)控裝置，在加工直徑時(shí)尺寸不對(duì)，導(dǎo)致加工失敗。查找原因，首先看程序中尺寸是否正確，如果沒有錯(cuò)誤，檢驗(yàn)初始參數(shù)設(shè)定。修改參數(shù)前，必須理解參數(shù)的功能和熟悉原始設(shè)定值，不正確的參數(shù)設(shè)置與修改，可能造成嚴(yán)重的后果。首先按f10切換參數(shù)選項(xiàng)，按f3切換到參數(shù)索引，再按f3輸入口令?？诹钫_后便可以按f1選擇軸參數(shù)，選擇軸0確定后，檢查外部脈沖當(dāng)量分子和外部脈沖分母的數(shù)值。通過查找機(jī)床參數(shù)，機(jī)床為10000線編碼器的伺服電機(jī)，絲杠為6mm，齒輪減速比為2:3，那么電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈，機(jī)床運(yùn)動(dòng)6mm。6×2/3=4mm，根據(jù)公式外部脈沖當(dāng)量分子(μm)/外部脈沖當(dāng)量分母=電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈機(jī)床移動(dòng)距離/10000，即4000個(gè)內(nèi)部脈沖當(dāng)量，4000/10000=2/5，軸0的外部脈沖當(dāng)量分子該為2，分母該為5。參數(shù)修改后必須重新啟動(dòng)數(shù)控裝置，新參數(shù)才能生效。
5.利用機(jī)床參數(shù)維修數(shù)控機(jī)床
無論哪個(gè)公司的cnc系統(tǒng)都有大量的參數(shù)，這些參數(shù)設(shè)置正確與否直接影響到數(shù)控機(jī)床的正常使用和性能的發(fā)揮。然而在機(jī)床使用一段時(shí)間后，有些參數(shù)需要適當(dāng)?shù)恼{(diào)整或重新設(shè)置，否則會(huì)影響機(jī)床的使用性能。
應(yīng)用案例:一臺(tái)工業(yè)型數(shù)控車床，配備了華中世紀(jì)星系統(tǒng)hnc－21t數(shù)控裝置，在加工零件時(shí)z軸方向尺寸不對(duì)。在排除了程序錯(cuò)誤后，斷定此故障是由于機(jī)床定位精度有問題，接著檢查反向間隙正常后，確定絲杠有螺距誤差。由于螺距誤差可用參數(shù)補(bǔ)償，因此采用修改機(jī)床參數(shù)的方法來修復(fù)。修復(fù)過程如下：
(1)在測(cè)量前開機(jī)進(jìn)入系統(tǒng)，依次按“f3參數(shù)”鍵、再按“f3輸入權(quán)限”鍵進(jìn)入下一子菜單，按f1數(shù)控廠家參數(shù)，輸入數(shù)控廠家權(quán)限口令，初始口令為“hig”，回車再按“f1參數(shù)索引”鍵，再按“f4軸補(bǔ)償參數(shù)”鍵如圖3所示，移動(dòng)光標(biāo)選擇“軸2”回車，即進(jìn)入系統(tǒng)z軸補(bǔ)償參數(shù)界面，將系統(tǒng)的反向間隙、螺距補(bǔ)償參數(shù)全部設(shè)置為零。按“esc”鍵，界面出現(xiàn)對(duì)話框“是否保存修改參數(shù)？”，按“y”鍵后保存修改后的參數(shù)。按“f10”鍵回到主界面，再按“alt+x”退出系統(tǒng)，再重新進(jìn)入系統(tǒng)。
(2)已知z軸的行程為500mm，補(bǔ)償間隔為50mm，移動(dòng)軸內(nèi)部當(dāng)量為1μm，參考點(diǎn)位置為0，利用步距規(guī)及百分表或激光干涉儀測(cè)量各補(bǔ)償點(diǎn)的數(shù)據(jù)（測(cè)量時(shí)先回參考點(diǎn)），其中工作臺(tái)向負(fù)向移動(dòng)時(shí)各測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)如下：
-500.14，-450.11，-400.1，-350.08，-300.05，-250.06，-200.04，-150.02，-100.01，-50.005，0
工作臺(tái)向正向移動(dòng)時(shí)各測(cè)量點(diǎn)數(shù)據(jù)如下：
-500.20，-450.18，-400.15，-350.12，-300.10，-250.10，-200.07，-150.06，-100.04，-50.05，0.03
(3)根據(jù)公式：“螺距誤差補(bǔ)償值＝機(jī)床指令位置－機(jī)床實(shí)際位置”，計(jì)算螺距誤差補(bǔ)償值。工作臺(tái)向負(fù)向移動(dòng)是各測(cè)量點(diǎn)（各測(cè)量點(diǎn)的位置由負(fù)到正排列）的螺距誤差補(bǔ)償值為（單位：μm）：
140，110，100，80，50，60，40，20，10，5，0
工作臺(tái)向正向移動(dòng)時(shí)各測(cè)量點(diǎn)（各測(cè)量點(diǎn)的位置由負(fù)到正排列）的螺距誤差補(bǔ)償值為（單位：μm）：
200，180，150，120，100，100，70，60，40，50，-30
(4)將補(bǔ)償參數(shù)填入系統(tǒng)。進(jìn)行雙向螺距誤差補(bǔ)償時(shí)，反向間隙為0，螺補(bǔ)類型為2，補(bǔ)償點(diǎn)數(shù)為11，參考點(diǎn)偏差為10，補(bǔ)償間隔為50000，偏差值的填寫應(yīng)先輸入正向數(shù)據(jù)，后輸負(fù)向數(shù)據(jù)，偏差值０為200，偏差值１為180，⋯⋯偏差值21為0。
(5)退出系統(tǒng)重新進(jìn)入，試車工件，故障現(xiàn)象消失。
數(shù)控維修還有許多檢測(cè)方法和維修手段，在數(shù)控機(jī)床中，大部分的故障都有資料可查，但也有一些故障，提供的報(bào)警信息較含糊，甚至根本無報(bào)警或者無規(guī)律，我們應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況現(xiàn)場(chǎng)分析，檢查時(shí)特別需要機(jī)械、電氣、液壓等方面的綜合知識(shí)，把問題判斷準(zhǔn)確，用zui有效、zui省事的方法把故障排除。