數(shù)控機(jī)床無報(bào)警故障及排除

李宇雷

數(shù)控機(jī)床故障現(xiàn)象千變?nèi)f化，原因復(fù)雜，自診斷系統(tǒng)不可能對所有部件都檢測到，更不可能將故障原因定位到具體元件上。通常，機(jī)床的振動、聲響和爬行等不超過一定限度，系統(tǒng)不報(bào)警；對于回參考點(diǎn)不準(zhǔn)和參數(shù)變化等現(xiàn)象系統(tǒng)難以識別；因系統(tǒng)電源問題造成顯示器不顯示也無報(bào)警。對于這些不報(bào)警故障，需要結(jié)合具體機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)，根據(jù)故障發(fā)生前后的狀態(tài)信息，運(yùn)用已經(jīng)掌握的理論基礎(chǔ)，進(jìn)行分析判斷。以下對有代表性的機(jī)床及數(shù)控系統(tǒng)，舉例加以說明。

1.機(jī)床振動

DECKEL MAHO DMU60P加工中心采用HNE MILLPLUS系統(tǒng)，X軸在很大速度范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)有振動，在低速和高速時(shí)無振動。

在處理時(shí)先脫開電機(jī)，手盤絲杠很順暢，導(dǎo)軌也無潤滑不暢的感覺；又用表測量其軸向跳動為0.001～0.002mm，徑向跳動0.01mm，都在合理范圍內(nèi)；檢查X軸參數(shù)，與備份相同；更換相應(yīng)的功率模塊、接口板和電機(jī)，檢查相應(yīng)的連接件也正常，但故障依舊。

修改參數(shù)4624（位控環(huán)增益），由原值4000改為2000，雖有振動，但振動減輕，改為1500后振動消失。

造成機(jī)床振動的原因，除了機(jī)械間隙大或潤滑不良等之外，應(yīng)檢查位置控制和速度控制單元的設(shè)定是否正確。分析機(jī)床振動周期是否與進(jìn)給速度有關(guān)，若與進(jìn)給速度有關(guān)，多是由于該軸的速度環(huán)增益太高造成。若與進(jìn)給速度無關(guān)，多數(shù)是因?yàn)槲恢脵z測增益太高引起的，此時(shí)需進(jìn)行位置檢測增益的調(diào)整。

2.回參考點(diǎn)不準(zhǔn)

寧江臥式加工中心為雙托盤，采用FANUC-11M系統(tǒng)，在X軸正向回參考點(diǎn)時(shí)，比原來少一固定距離。

該機(jī)床回參考點(diǎn)采用柵格方式，通過手動操作回參考點(diǎn)，過程如下：先快速移動至擋塊壓上減速開關(guān)（開關(guān)采用常閉觸點(diǎn)），機(jī)床就減速，離開減速開關(guān)后在最初的柵格點(diǎn)上停止，并點(diǎn)亮回參考點(diǎn)結(jié)束指示燈，把這個(gè)位置作為基準(zhǔn)點(diǎn)。根據(jù)柵格偏移功能，將參考點(diǎn)位置作偏移，因此可通過修改參數(shù)1850來解決這個(gè)問題。根據(jù)精確對刀塊對刀后計(jì)算出的數(shù)據(jù)，輸入該數(shù)據(jù)，故障得以解決。

3.加工工件超差

XK8140A數(shù)控萬能工具銑床，西門子802D系統(tǒng)，出現(xiàn)銑圓超差的現(xiàn)象，可明顯看到銑出的圓有凸起。

經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)有凸起的地方都是X和Y軸換向的位置，與反向間隙有關(guān)。打表測量X和Y軸反向間隙均是正方向補(bǔ)償，即編碼器超前工作臺，編碼器獲得的實(shí)際位置超前工作臺移動的實(shí)際位置，工作臺運(yùn)行的距離不夠，所以間隙補(bǔ)償值必須輸入一個(gè)正向補(bǔ)償值。測出X軸偏差0.2mm，Y軸偏差0.13mm，故在X軸機(jī)床數(shù)據(jù)MD32450原值上加200，Y軸機(jī)床數(shù)據(jù)MD32450原值上加130，補(bǔ)償之后進(jìn)行試加工，精度合格。

反向間隙產(chǎn)生的原因：在移動機(jī)械部件和傳動部件（絲杠）時(shí)機(jī)械摩擦產(chǎn)生間隙，機(jī)械部件和測量系統(tǒng)之間也產(chǎn)生間隙。機(jī)械安裝了間接測量系統(tǒng)，機(jī)械運(yùn)動反向，結(jié)果產(chǎn)生運(yùn)動路徑的惡化，引起軸多走或少走。

4.顯示器不亮

臺灣協(xié)鴻立式加工中心，F(xiàn)ANUC-18MC數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床有過顯示器不亮的情況。

該加工中心是9英寸CRT顯示器，所用電源是+24V DC，由CNC電源（PSU）提供，插頭是CP5。打開控制柜門，發(fā)現(xiàn)PSU單元上PIL燈和ALM燈都亮，PIL燈亮表示200V AC輸入電壓正常，ALM燈亮表示過電流和過電壓或直流輸出電壓過低。

測量CP5，無24V DC，所以顯示器不顯示。測量PSU單元保險(xiǎn)絲F3，沒有燒斷。為了判斷PSU單元是否有問題，先關(guān)掉機(jī)床總電源，再拔掉CP2、CP3和CP5電纜，僅留CP1（200V AC輸入）和CP4（操作面板上POWER ON和POWER OFF按鈕，控制PSU單元上電與否），從底板上拔掉PSU單元，打開機(jī)床總電源，按下操作面板上POWER ON按鈕，ALM燈不亮，說明PSU單元正常，恢復(fù)PSU單元（該過程需要在30min內(nèi)完成，否則會造成CPU板上參數(shù)丟失）。

也有可能是CPU板上外接部件損壞或者電纜短路，造成電源保護(hù)，如手輪和光柵尺等，但該機(jī)床沒有光柵尺，拔掉CPU前面板上的MPG（手輪）電纜，故障依舊。

PSU單元的+5V DC、+15V DC電壓通過背板供給CPU和I/O板等，也有可能是這些負(fù)載有問題。在機(jī)床斷電情況下，拔掉CPU板，然后給NC上電，ALM燈不亮，故障點(diǎn)集中在CPU板上，這個(gè)過程也需要在30min內(nèi)完成。

CPU板上有很多模塊，如CNC系統(tǒng)RAM模塊，延伸SRAM模塊，CNC系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)及圖形系統(tǒng)用SRAM模塊等，依次拔下這些模塊，當(dāng)拔下主軸控制模塊時(shí)，ALM燈不亮，說明故障與該模塊有關(guān)，更換該模塊，故障解決。

顯示器不顯示故障基本上與電源有關(guān)，但也需要具體問題具體分析。引起無報(bào)警故障的原因千變?nèi)f化，解決問題的手段也各不相同，實(shí)際上，上例故障的解決，也是解決不報(bào)警故障的一個(gè)重要方法，即通過一些狀態(tài)指示燈，來尋找故障點(diǎn)。