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1、2 0 0 9 第八届全国数控装备使用、维修与改造经验交流会优秀论文集数控机床维修经验浅析纪大圣( 黄石经纬纺织机械有限公司，湖北黄石4 3 5 0 0 4 )随着电子技术和自动化技术的发展，数控机床已在我国批量生产和大量引进。由于其自动化程度高、结构复杂，能实现机械加工的高速度、高精度和高自动化，在企业生产中往往占有重要的地位，如何搞好数控机床的维修管理工作，使其发挥应有的效率，直接关系到企业的经济利益。笔者从事数控机床电气维修工作多年，现将实践中总结的经验、遇到的问题、解决的方法，与同行分享。一、概述要使数控机床发挥其高效率，首先要重视数控机床日常维护和保养工作，要根据数控机床功能、结构的
2、不同及实际使用情况，参照说明书要求，制订和建立必要的定期、定级保养制度。做好资料管理和数据备份工作，对长期不正常，观察电压表，电源指示灯；依次接通各断路器，检查电压；检查开关电源( 交流2 2 0 v 转变为直流2 4 V ) 的人线及输出电压。如果发现问题，在未解决之前，严禁进行下一步试验。( 6 ) 若正常可进行N c 启动，观察数控系统的现象。一切正常后可输人机床系统参数、伺服系统参数，传人P L C 程序。关闭机床，然后将伺服电机与机械负载连接，进行机械与电气联调。五、数控机床的机电联调注意事项在数控机床通电正常后，进行机械与电气联调时应注意以下几点。( 1 ) 先J O G 方式下，
3、进行各坐标轴正、反向点动操作，待动作正确无误，再在A u T o 方式下试运行简单程序。( 2 ) 主轴和进给轴试运行时，应先低速后高速，并进行正、反向试验。( 3 ) 先按下超程保护开关，验证其保护作用的可靠性，然后再进行慢速的超程试验，验证超程撞块安装的正确性。( 4 ) 待手动动作正确后，再完成各轴返参操作。各轴返参前应反向远离参考点一段距离，不要在参考点附近返参，以免找不到参考点。( 5 ) 进行选刀试验时，先调空刀号，观察换刀动作正确与否，待正确无误后再交换真刀。( 6 ) 自行编制一个工件加工程序，尽可能多地包括各种功能指令和辅助功能指令，位移尺寸以机床最大行程为限。同时进行程序的
4、增加、删除和修改操作。最后，运行8 8中国设备工程I2 0 0 9 增2该程序观察机床工作是否正常。六、数控机床安装环境注意事项1 工作环境的要求为了保持稳定的数控机床加工精度。工作环境必须满足以下几个条件。( 1 ) 稳定的机床基础，做机床基础时一定要将基础表面找平抹平。若基础表面不平整，机床调整时会增加不必要的麻烦。做机床基础同时预埋好各种管道。( 2 ) 适宜的环境温度，一般为1 0 3 0 。( 3 ) 空气流通、无尘、无油雾和金属粉末。( 4 ) 适宜的湿度，不潮湿。( 5 ) 电网满足数控机床正常运行所需总容量的要求，电压波动范围8 5 1 1 0 。( 6 ) 良好的接地，接地电
5、阻小于4 7 Q 。( 7 ) 抗干扰，远离强电磁干扰如焊机、大型吊车、高中频设备等。( 8 ) 远离振动源。高精度数控机床做基础时，要有防震槽，防震槽中一定要填充砂子或炉灰。2 数控机床就位时注意事项按照工艺布局图。选择好机床在车间内安装位置，然后按照机床厂家提供的机床基础图和外形图，1 ：l 比例进行现场实际放线工作，在车间地面上画出机床基础和外形轮廓。检查机床与周边设备、走道、设施等有无干涉，并注意天车行程极限。若有干涉需将机床移位再重新放线，直至无干涉为止。2 0 0 9 第八届全国数控装备使用、用的数控机床，要定期通电，特别是在环境湿度较大的梅雨季节，应每周通电两次，以防电子元件受潮
6、或印刷板电路霉断等现象。甚至有时会造成机床参数的丢失，从而造成意想不到的损失。二、维修实例实例一：黄石经纬纺织机械有限公司一台F A N U C O i 系统卧式加工中心有两个刀库，分别为A 刀库和B 刀库，换刀臂靠运载器在两个刀库中移动，实现抓刀和换刀功能，换刀位固定不变。一次故障时，换刀臂在A 库抓刀后，运载器一边向主轴移动，一边向换刀位移动，然而到换刀位时运载器并没有停，而是向上继续运行，换刀臂一边旋转一边完成换刀动作，直到运载器到B 刀库换刀位才停止。此现象很危险，极易造成设备事故。故障发生时C R T 上没有任何报警提示，通过监视与换刀有关的各个限位开关状态，开关状态都正常，外表看似
7、乎是电气控制问题，然而用电气方法却遇到了难题，此时通过分析运载器的工作原理来寻找突破。由于其动作是靠各电磁阀的动作来控制运动，通过分析其液压原理图，发现运载器在换刀位停止是靠撞一块机械阀的阀芯来控制其停止。通过检查该机械阀芯，发现该阀芯锈蚀，动作失灵，不能有效关闭油路。经拆开清洗后重装，故障排除。体会：对于电气维修人员来说，不仅要掌握数控机床的工作原理，还应熟悉机床的液压原理。实例二：黄石经纬纺织机械有限公司一台加工中心，其y 轴驱动电机采用F A N U C S 伺服电机，由于电机和编码器的联接器断裂，需脱开编码和电机之间的连接，更换联接器，经更换重装后，显示编码器连接出错报警，说明编码器的
8、安装位置有要求，经查阅相关资料，重新按照以下步骤重装后，机床正常：( 1 ) 将电动机电枢线的y 、形相( 电枢插头的B 、C 脚) 相连。( 2 ) 将U 相( 电枢插头的A脚) 和直流调压器的“+ ”端相联，y 、形和直流调压器的“一”端相联，编码器加入+ 5 v 电源( 编码器插头的J 、N 脚间) 。( 3 ) 通过调压器对电动机电枢加入励磁电流。伺服电动机( 永磁式) 将自动转到U 相的位置进行定位。注意：加入的励磁电流不可以太大，只要保证电动机能进行定位即可( 实际维修时调整在3 。5 A ) 。( 4 ) 在电动机完成，相定位后，旋转编码器，使编码器的转子位置检测信号c l 、c
9、 2 、C 4 、C 8 ( 编码器插头的C 、P 、L 、M 脚) 同时为“l ”，使转子位置检测信号和电动机实际位置一致。( 5 ) 安装编码器固定螺钉，装上后盖，完成电动机维修。体会：伺服电机的电机轴和编码器( 增量式) 的联接，在安装上有位置上的要求，不能随意安装。实例三：黄石经纬纺织机械有限公司一台立式龙门加维修与改造经验交流会优秀论文集工中心，在执行M 0 6 主轴换刀定位功能时，主轴旋转不停，不能定位，经检查主轴定位上各测试点电压正常，更换主轴定位备用板故障依旧。由于其主轴定位是靠磁感应器感应发磁体发出定位信号，初步判定其磁感应器有问题，更换磁感器后，主轴定位时，主轴来回摇摆，仍
10、不能定位。经询问F A N U C 公司，将磁感应器调换1 8 0 度重新安装后。故障排除。体会：主轴定位磁传感器的安装位置也有要求。，实例四：黄石经纬纺织机械有限公司一台H 3 5 0 0 卧式加工中心，采用F A N u C 一0 i 系统，因系统主板故障，经北京F A N u c 公司维修后，由于c N c 存储器中有c N c 参数、P M C 参数、螺距误差补偿等数据全部丢失，必须重新向c N c 存储器输入这些数据。由于有备份数据，在传输数据时应注意以下问题：( 1 ) 只有在一定参数条件下，才能进行数据输入输出，要对照备份参数说明书正确输入以下参数，参数号：0 0 0 0 、0
11、0 2 0 、0 1 0 l 、0 1 0 2 、0 1 0 3 。( 2 ) 在输入P M c 参数时，要先将K 1 7 参数第1 。位设定为1 ，这样才可选择数据输入界面。将以上参数全部输入时，发现各轴均可手动移动，然而在移动回零操作时，x 、y 、z 轴均不动，C R T 上无报警信息，在对照参数说明书核对有关轴移动参数时，发现参数1 4 2 0 参数为各轴进给倍率，其数值均为零。将参数全部由“O ”改为“5 0 0 ”后，重新执行回零功能，动作正常。体会：平时要做好机床参数的备份工作，各机床参数一定要在机床正常情况下备份。实例五：辛辛那提l2 5 0 立式加工中心( C I N c I
12、 N N A T 8 5 0系统、G EF A N u C 驱动及交流伺服电机) 开机自检一切正常，在执行回零操作时y 、瑚工作正常，但x 轴却一直向X 一方向移动，直到撞到x 一限位开关。正常时应该是向X + 方向移动，在接近零点时减速并精确停止定位，完成回零动作。出现此现象系统没有任何提示信息。故障分析及排除：此故障很奇怪，转到手动操作状态，点动x 轴伍+ 、x 一) 匀正常，用手轮移动| r 轴也正常。初步判定驱动器及伺服电机无故障，问题出在c N c 部分，用万用表检测c N l 端子8 、9 两脚电压，发现电压极性可以随x 轴电机的转向而变化，但在执行回零操作时发现8 、9 两脚电压
13、极性始终为负，C N C 自检可以通过且没有任何告警信息说明系统无故障，应该是系统外围的开关状态不对。可能性最大的是x 轴回零开关，经检查该开关始终为高电平。原来C N C 检测到回零开关为高电平认为x 轴离零点太近，先向X 一方向移动退出零点，一旦回零开关为低电平再向x + 方向移动完成回零动作。更换x 轴回零开关故障排除。维修完毕做模拟实验移动x 轴使回零开关动作，执行回零操作果然先向x 一方向移动退出零点，再向X + 方向移动完成回零。2 0 0 9 增2I 中国设备工程8 92 0 0 9 第八届全国数控装备使用、维修与改造经验交流会优秀论文集C N C 维修与应用技术管培明( 常熟纺
14、织机械厂有限公司，江苏常熟2 1 5 5 1 1 )西门子S I N U M E R l K 8 0 2 S b 船e l i n e ( E U C ) 采用步进电机驱动系统，可控制三个驱动轴和一个模拟量主轴，驱动采用s T E P D R I V E c 和s 1 E P D R I V E C + ，最高1 00 0 0 步，R 的控制精度，是最低价的系统，不过是开环的。西门子公司在2 0 0 0实例六：辛辛那提M A x I N 6 3 0 卧式加工中心( c I N C I N N A r 丌9 5 0 系统、西门子6 4 0 驱动及交流伺服电机，直线轴全闭环光栅尺反馈) 开机自检一
15、切正常，在执行回零操作时x 、y 、z 、B 轴动作正常。在完成回零动作后，c R T 上出现A x i s a r e a l i g I l i n g 的信息没有消失( 正常时应该出现A x i sa l i 印一i n gf i n i s h ) ，由于提示状态信息不消失，表示对正没有完成。系统无法继续工作，所有的功能键都被禁止，只能关机重启。故障分析及排除：转到手动操作状态，全部功能操作正常，有了第一例的经验可以得出以下结论：驱动器及伺服电机无故障，C N C 自检可以通过且没有任何告警信息说明系统无故障，应该是系统外围的开关状态不对。转到I ，0 监视画面，执行回零操作，对照图纸
16、逐一查看每个与回零有关的开关状态是否翻转，发现曰轴下落到位的接近开关没有翻转。人为地在1 7 点输入高电平( + 2 4 v ) 。系统马上出现A x i sa l i g n i n g6 n i s h 表示对正完成，仔细调整曰轴下落到位开关，故障排除。原来系统一直处于等待状态，1 7 点没有输入高电平系统默认的动作没完成，导致发生故障。实例七：高明K c M 一3 0 0 0 立式龙门加工中心( F A N u C 一1 5 系统，驱动器交流伺服电机) 开机自检一切正常，进入程序加工时x 、y 、z 轴不能按程序移动，主轴可以旋转。不执行程序时手动移动J | f 、y 、z 轴正常，执行G 0 0 G 9 0 X 1 0 0 0 正常，但是执行G 0 1 G 9 0 x 1 0 0 0 F 2 0 0 M 0 4 S l 0 0 0 就有故障。为何可以执行G O O 而不能执行G 0 1 ，出现此现象系统没有任何提示信息。故障分析及排除：分析G 0 0 是定位，G 0 1 是执行加工，加工是要检测主轴的转速是否达到设定值后直线轴才能按
