精工機床的應(yīng)用越來越廣泛，其加工柔性好,，精度高,，生產(chǎn)效率高，具有很多的優(yōu)點,。但由于技術(shù)越來越先進,、復(fù)雜，對維修人員的素質(zhì)要求很高,，要求他們具有較深的專業(yè)知識和豐富的維修經(jīng)驗,，在精工機床出現(xiàn)故障才能及時排除。下面結(jié)合一些典型的實例,，對精工機床的故障進行系統(tǒng)分析,，以供參考。 一,、NC系統(tǒng)故障 1.硬件故障 有時由于NC系統(tǒng)出現(xiàn)硬件的損壞,，使機床停機。對于這類故障的診斷,，首先必須了解該精工系統(tǒng)的工作原理及各線路板的功能,，然后根據(jù)故障現(xiàn)象進行分析,，在有條件的情況下利用交換法準(zhǔn)確定位故障點。 例一,、一臺采用德國西門子SINUMERIK SYSTEM3的精工機床,，其PLC采用S5─130W／B，一次發(fā)生故障,，通過NC系統(tǒng)PC功能輸入的R參數(shù),，在加工中不起作用，不能更改加工程序中R參數(shù)的數(shù)值,。通過對NC系統(tǒng)工作原理及故障現(xiàn)象的分析,，我們認為PLC的主板有問題，與另一臺機床的主板對換后,，進一步確定為PLC主板的問題,。經(jīng)專業(yè)廠家維修，故障被排除,。 例二,、另一臺機床也是采用SINUMERIK SYSTEM 3精工系統(tǒng)，其加工程序程序號輸入不進去,，自動加工無法進行,。經(jīng)確認為NC系統(tǒng)存儲器板出現(xiàn)問題，維修后,，故障消除,。 例三、一臺采用德國HEIDENHAIN公司TNC 155的精工銑床,，一次發(fā)生故障,，工作時系統(tǒng)經(jīng)常死機，停電時經(jīng)常丟失機床參數(shù)和程序,。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)NC系統(tǒng)主板彎曲變形,，經(jīng)校直固定后，系統(tǒng)恢復(fù)正常,，再也沒有出現(xiàn)類似故障,。 2.軟故障 精工機床有些故障是由于NC系統(tǒng)機床參數(shù)引起的，有時因設(shè)置不當(dāng),，有時因意外使參數(shù)發(fā)生變化或混亂,，這類故障只要調(diào)整好參數(shù)，就會自然消失,。還有些故障由于偶然原因使NC系統(tǒng)處于死循環(huán)狀態(tài),，這類故障有時必須采取強行啟動的方法恢復(fù)系統(tǒng)的使用。 例一、一臺采用日本發(fā)那科公司FANUC-OT系統(tǒng)的精工車床,，每次開機都發(fā)生死機現(xiàn)象,，任何正常操作都不起作用。后采取強制復(fù)位的方法,，將系統(tǒng)內(nèi)存全部清除后,，系統(tǒng)恢復(fù)正常，重新輸入機床參數(shù)后,，機床正常使用,。這個故障就是由于機床參數(shù)混亂造成的。 例二,、一臺專用精工銑床,，NC系統(tǒng)采用西門子的SINUMERIK SYSTEM 3，在批量加工中NC系統(tǒng)顯示2號報警“LIMIT SWITCH”,，這種故障是因為Y軸行程超出軟件設(shè)定的極限值,，檢查程序數(shù)值并無變化，經(jīng)仔細觀察故障現(xiàn)象,，當(dāng)出現(xiàn)故障時,，CRT上顯示的Y軸坐標(biāo)確定達到軟件極限，仔細研究發(fā)現(xiàn)是補償值輸入變大引起的,，適當(dāng)調(diào)整軟件限位設(shè)置后,，故障被排除。這個故障就是軟件限位設(shè)置不當(dāng)造成的,。 例三,、一臺采用西門子SINUMERIK 810的精工機床，一次出現(xiàn)問題,，每次開機系統(tǒng)都進入AUTOMATIC狀態(tài)，不能進行任何操作,，系統(tǒng)出現(xiàn)死機狀態(tài),。經(jīng)強制啟動后，系統(tǒng)恢復(fù)正常工作,。這個故障就是因操作人員操作失誤或其它原因使NC系統(tǒng)處于死循環(huán)狀態(tài),。 3.其他故障 因其它原因引起的NC系統(tǒng)故障有時因供電電源出現(xiàn)問題或緩沖電池失效也會引起系統(tǒng)故障。 例一,、一臺采用德國西門子SINUMERIK SYSTEM 3的精工機床,，一次出現(xiàn)故障，NC系統(tǒng)加上電后,，CRT不顯示,，檢查發(fā)現(xiàn)NC系統(tǒng)上“COUPLING MODULE”板上左邊的發(fā)光二極管閃亮，指示故障。對PLC進行熱啟動后,，系統(tǒng)正常工作,。但過幾天后，這個故障又出現(xiàn)了,，經(jīng)對發(fā)光二極管閃動頻率的分析,，確定為電池故障，更換電池后,，故障消除,。 例二、一臺采用西門子SINUMERIK 810的精工機床,，有時在自動加工過程中,，系統(tǒng)突然掉電，測量其24V直流供電電源,，發(fā)現(xiàn)只有22V左右,，電網(wǎng)電壓向下波動時，引起這個電壓降低,，導(dǎo)致 NC系統(tǒng)采取保護措施,，自動斷電。經(jīng)確認為整流變壓器匝間短路,，造成容量不夠,。更換新的整流變壓器后，故障排除,。 例三,、另一臺也是采用西門子SINUMIK 810的精工機床，出現(xiàn)這樣的故障,，當(dāng)系統(tǒng)加上電源后,，系統(tǒng)開始自檢，當(dāng)自檢完畢進入基本畫面時,，系統(tǒng)掉電,。經(jīng)分析和檢查，發(fā)現(xiàn)X軸抱閘線圈對地短路,。系統(tǒng)自檢后,，伺服條件準(zhǔn)備好，抱閘通電釋放,。抱閘線圈采用24V電源供電,，由于線圈對地短路，致使24V電壓瞬間下降,，NC系統(tǒng)采取保護措施自動斷電,。 二,、伺服系統(tǒng)的故障 由于精工系統(tǒng)的控制核心是對機床的進給部分進行數(shù)字控制，而進給是由伺服單元控制伺服電機,，帶動滾珠絲杠來實現(xiàn)的,，由旋轉(zhuǎn)編碼器做位置反饋元件，形成半閉環(huán)的位置控制系統(tǒng),。所以伺服系統(tǒng)在精工機床上起的作用相當(dāng)重要,。伺服系統(tǒng)的故障一般都是由伺服控制單元、伺服電機,、測速電機,、編碼器等出現(xiàn)問題引起的。下面介紹幾例： 例一,、伺服電機損壞 一臺采用SINUMERIK 810／T的精工車床,，一次刀塔出現(xiàn)故障，轉(zhuǎn)動不到位,，刀塔轉(zhuǎn)動時,，出現(xiàn)6016號報警“SLIDE POWER PACK NO OPERATION”，根據(jù)工作原理和故障現(xiàn)象進行分析,，刀塔轉(zhuǎn)動是由伺服電機驅(qū)動的,，電機一啟動，伺服單元就產(chǎn)生過載報警,，切斷伺服電源,，并反饋給NC 系統(tǒng)，顯示6016報警,。檢查機械部分,，更換伺服單元都沒有解決問題。更換伺服電機后,，故障被排除,。 例二、一臺采用直流伺服系統(tǒng)的美國精工磨床,，E軸運動時產(chǎn)生“E AXIS EXECESSFOLLOWING ERROR”報警,，觀察故障發(fā)生過程，在啟動E軸時,，E軸開始運動，CRT上顯示的E軸數(shù)值變化,，當(dāng)數(shù)值變到14時,，突然跳變到471，為此我們認為反饋部分存在問題,，更換位置反饋板,，故障消除。 例三、另一臺精工磨床,，E軸修整器失控,，E軸能回參考點，但自動修整或半自動時,，運動速度極快,，直到撞到極限開關(guān)。觀察發(fā)生故障的過程,，發(fā)現(xiàn)撞極限開關(guān)時,，其顯示的坐標(biāo)值遠小于實際值，肯定是位置反饋的問題,。但更換反饋板和編碼器都未能解決問題,。后仔細研究發(fā)現(xiàn)，E軸修整器是由Z軸帶動運動的,，一般回參考點時,，E軸都在Z軸的一側(cè)，而修整時,，E軸修整器被Z軸帶到中間,。為此我們做了這樣的試驗，將E軸修整器移到Z軸中間,，然后回參考點,，這時回參點也出現(xiàn)失控現(xiàn)象；為此我們斷定可能由于E軸修整器經(jīng)常往復(fù)運動,，導(dǎo)致E軸反饋電纜折斷,，而接觸不良。校線證實了我們的判斷,，找到斷點,，焊接并采取防折措施，使機床恢復(fù)工作,。 三,、外部故障 由于現(xiàn)代的精工系統(tǒng)可變性越來越高，故障率越來越低,，很少發(fā)生故障,。大部分故障都是非系統(tǒng)故障，是由外部原因引起的,。 1.精工設(shè)備故障發(fā)生頻率較高 現(xiàn)代的精工設(shè)備都是機電一體化的產(chǎn)品,，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，保護措施完善,，自動化程度非常高,。有些故障并不是硬件損壞引起的,，而是由于操作、調(diào)整,、處理不當(dāng)引起的,。這類故障在設(shè)備使用初期發(fā)生的頻率較高，這時操作人員和維護人員對設(shè)備都不特別熟悉,。 例一,、一臺精工銑床，在剛投入使用的時候,，旋轉(zhuǎn)工作臺經(jīng)常出現(xiàn)不旋轉(zhuǎn)的問題,，經(jīng)過對機床工作原理和加工過程進行分析，發(fā)現(xiàn)這個問題與分度裝置有關(guān),，只有分度裝置在起始位置時,，工作臺才能旋轉(zhuǎn)。 例二,、另一臺精工銑床發(fā)生打刀事故,，按急停按鈕后，換上新刀,，但工作臺不旋轉(zhuǎn),，通過PLC梯圖分析，發(fā)現(xiàn)其換刀過程不正確,，計算機認為換刀過程沒有結(jié)束,，不能進行其它操作，按正確程序重新?lián)Q刀后,，機床恢復(fù)正常,。 例三、有幾臺精工機床,，在剛投入使用的時候,，有時出現(xiàn)意外情況，操作人員按急停按鈕后,，將系統(tǒng)斷電重新啟動,，這時機床不回參考點，必須經(jīng)過一番調(diào)整,，有時得手工將軸盤到非干涉區(qū),。后來吸取教訓(xùn)，按急停按鈕后,，將操作方式變?yōu)槭謩?，松開急停按鈕，把機床恢復(fù)到正常位置,，這時再操作或斷電,，就不會出現(xiàn)問題。 2.由外部硬件損壞引起的故障 這類故障是精工機床常見故障,，一般都是由于檢測開關(guān),、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng),、電氣執(zhí)行元件,、機械裝置等出現(xiàn)問題引起的。有些故障可產(chǎn)生報警,，通過報答信息,，可查找故障原因。 例一,、一臺精工磨床,，精工系統(tǒng)采用西門子SINUMERIK SYSTEM 3，出現(xiàn)故障報警F31“SPINDLE COOLANT CIRCUIT”,，指示主軸冷卻系統(tǒng)有問題,，而檢查冷卻系統(tǒng)并無問題，查閱PLC梯圖,，這個故障是由流量檢測開關(guān)B9.6檢測出來的,，檢查這個開關(guān)，發(fā)現(xiàn)開關(guān)已損壞,，更換新的開關(guān),，故障消失。 例二,、一臺采用西門子SINUMERIK 810的精工淬火機床,，一次出現(xiàn)6014“FAULT LEVEL HARDENING LIQUID”機床不能工作。報警信息指示,，淬火液面不夠,，檢查液面已遠遠超出最低水平，檢測液位開關(guān),，發(fā)現(xiàn)是液位開關(guān)出現(xiàn)問題,，更換新的開關(guān)，故障消除,。 有些故障雖有報警信息,，但并不能反映故障的根本原因。這時要根據(jù)報警信息,、故障現(xiàn)象來分析,。 例三、一臺精工磨床,，E軸在回參考點時,，E軸旋轉(zhuǎn)但沒有找到參考點,，而一直運動，直到壓到極限開關(guān),，NC系統(tǒng)顯示報警“EAXIS AT MAX.TRAVEL”,。根據(jù)故障現(xiàn)象分析，可能是零點開關(guān)有問題,，經(jīng)確認為無觸點零點開關(guān)損壞,，更換新的開關(guān)，故障消除,。 四,、一臺專用的精工銑床，在零件批量加工過程中發(fā)生故障,，每次都發(fā)生在零件已加工完畢,，Z軸后移還沒到位，這時出現(xiàn)故障,，加工程序中斷,，主軸停轉(zhuǎn)，并顯示F97號報警“SPINDLESPEED NOT OK STATION 2”,，指示主軸有問題,，檢查主軸系統(tǒng)并無問題，其它問題也可導(dǎo)致主軸停轉(zhuǎn),，于是我們用機外編程器監(jiān)視PLC梯圖的運行狀態(tài),，發(fā)現(xiàn)刀具液壓卡緊壓力檢測開關(guān) F21.1，在出現(xiàn)故障時,，瞬間斷開,，它的斷開表示銑刀卡緊力不夠，為安全起見,，PLC使主軸停轉(zhuǎn),。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)液壓壓力不穩(wěn)，調(diào)整液壓系統(tǒng),，使之穩(wěn)定,，故障被排除。還有些故障不產(chǎn)生故障報警,，只是動作不能完成,，這時就要根據(jù)維修經(jīng)驗，機床的工作原理,，PLC的運行狀態(tài)來判斷故障,。 例五、一臺精工機床一次出現(xiàn)故障，負載門關(guān)不上,，自動加工不能進行,，而且無故障顯示。這個負載門是由氣缸來完成開關(guān)的,，關(guān)閉負載門是PLC輸出Q2.0控制電磁閥Y2.0來實現(xiàn)的,。用NC系統(tǒng)的PC功能檢查PLCQ2.0的狀態(tài)，其狀態(tài)為1,，但電磁閥卻沒有得電。原來PLC輸出Q2.0通過中間繼電器控制電磁閥Y2.0,，中間繼電器損壞引起這個故障,，更換新的繼電器，故障被排除,。 例六,、一臺精工機床，工作臺不旋轉(zhuǎn),，NC系統(tǒng)沒有顯示故障報警,。根據(jù)工作臺的動作原理，工作臺旋轉(zhuǎn)第一步應(yīng)將工作臺氣動浮起,，利用機外編程器,，跟蹤PLC梯圖的動態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)PLC這個信號并未發(fā)出,，根據(jù)這個線索繼續(xù)查看,，最后發(fā)現(xiàn)反映二、三工位分度頭起始位置檢測開關(guān)I9.7,、I10.6動作不同步,，導(dǎo)致了工作臺不旋轉(zhuǎn)。進一步確認為三工位分度頭產(chǎn)生機械錯位,，調(diào)整機械裝置,，使其與二工位同步，這樣使故障消除,。 發(fā)現(xiàn)問題是解決問題的第一步,，而且是最重要的一步。特別是對精工機床的外部故障,，有時診斷過程比較復(fù)雜,，一旦發(fā)現(xiàn)問題所在，解決起來比較輕松,。對外部故障的診斷,，我們總結(jié)出兩點經(jīng)驗，首先應(yīng)熟練掌握機床的工作原理和動作順序,。其次要熟練運用廠方提供的PLC梯圖,，利用NC系統(tǒng)的狀態(tài)顯示功能或用機外編程器監(jiān)測PLC的運行狀態(tài),，根據(jù)梯圖的鏈鎖關(guān)系，確定故障點,，只要做到以上兩點,，一般精工機床的外部故障，都會被及時排除,。