數控機床故障處理三例

呂 寧

例1 1臺采用FANUC系統的瀧澤數控車床加工過程中出現409報警（X軸伺服電機異常負荷），報警有時1天出現幾次，有時1天無報警。

故障處理 經過觀察，發現報警仍有規律可循，即X軸上下快速移動時才出現報警。使用電子手輪移動X軸時，雖然有時不報警，但仔細聽、摸可感覺到X軸移動時，偶爾會有振動。調取系統的伺服軸負載監控畫面，發現其振動時負載值很大，為此檢查X軸的導軌及滑座、絲杠傳動及聯軸節等負載部分，均未發現異常?？紤]到若是機械原因造成X軸負載過大，故障不應時有時無，表現出很強的隨機性，故判斷是電氣方面出現問題。首先懷疑伺服電機抱閘，測量控制柜中抱閘的整流橋供電輸出部分為24V，正常。再檢查線纜部分，除常規的靜態檢測即使用萬用表測量通斷外，還進行動態檢測，移動X軸時，不?；蝿?、彎折抱閘供電線纜。此時故障突現且頻繁，表明線纜存在虛接，造成抱閘供電時有時無。當X軸移動時，伺服電機抱閘應處于通電打開的狀態，但線斷導致抱閘失電抱住伺服電機，在強行移動情況下，出現負載過大報警，同時有些輕微振動。檢查確認線纜中銅線長時間彎折已斷開，更換線纜后，故障未再出現。

例2 1臺立式加工中心在加工過程中，其Z軸方向的工件加工尺寸每次都出現變化，而且基本每次Z軸向下移動時，尺寸都會增大。由于系統沒有報警提示，致使工件報廢。

故障處理 在手動增量進給方式下移動主軸箱，使用百分表測量其實際移動距離。發現當主軸箱向下移動時，實際移動距離與正常指令值完全一樣，反之其向上移動時，實際移動距離與Z軸的正常指令值不一樣，經測量確認實際值總是小于指令值。為確定故障部位，先在Z軸伺服電機的軸端和外殼處做位置標記且對齊。在手動增量進給方式下，將Z軸分別向下、向上移動1個螺距，結果Z軸電機軸端在向上和向下移動過程中均回到原來標記位，但主軸箱向上移動時未走夠1個螺距。據此基本可確認故障是由機械部分引起，進一步檢查發現Z軸聯軸節有些松動。主軸箱向下移動時，由于自重大，需要的運動轉矩較小，聯軸節基本不會打滑，因此實際值與指令值相符；向上移動時，需要的運動轉矩則較大，引起聯軸節打滑，造成丟轉，導致實際值小于指令值。由于自動加工時Z軸不斷上下，誤差不斷積累，因此感覺Z軸尺寸每次都向下增加。重新緊固聯軸節后，故障現象消失。

例3 1臺國產數控車床，在車削外圓時，表面粗糙度較大，而且Z軸移動時有爬行現象。

故障處理 導軌潤滑不良、機械傳動系統的安裝調整不到位以及系統和驅動器中的參數設置不當等均可引起機床進給爬行。檢查機床導軌潤滑正常，感覺手盤Z軸滾珠絲杠輕松，表明機械傳動系統也正常。經過比對，系統和驅動器中的參數設置也正確。試驗在手動狀態下，車外圓時表面粗糙度正常且進給平穩無爬行。可見故障僅存在于自動運行中，自動與手動運行的區別在于進給速度的指令方式不同。查看加工程序，發現進給采用每轉進給方式，即進給速度與反饋的主軸轉速相關。打開主軸編碼器，發現光盤等處有油污，導致反饋轉速不真實或不穩定，從而影響坐標軸的正常進給，使用無水乙醇擦拭干凈并更換編碼器的密封件。安裝好后，觀察試運行狀態，故障消失。與上述故障類似的是，實踐中車螺紋亂扣，這是由于主軸編碼器的彈性聯軸節松動，導致編碼器不能真實反映主軸轉速。

處理數控機床故障時，首先要向操作者清楚了解設備運行過程，對設備進行一系列檢查、測量，而且為驗證猜想，在保證安全前提下，還可做一些必要試驗。若條件允許，可自建一個類似維修檔案的故障記錄表，這樣不僅為分析問題提供有益的借鑒，還可為數控設備的預防性維護提供有力支撐。