數控設備維修的體會

薛巍

摘要：闡述了數控設備常見故障現象，結合實際工作經驗，總結提煉出五種維修方法，簡單實用。

關鍵詞：數控設備 故障 維修

數控設備是復雜的機電一體化集成設備，它的維修方法有別于普通機床。設備的故障出現，往往不單純是機械、液壓、電氣控制系統或數控系統的原因，在維修工作中，針對每次故障的特點，認真分析、歸納、總結出實用的維修方法，有助于快速、有效地排除故障。

1 直觀法

在故障出現時，維修人員可以通過“望、聞、問”的方法，直接找到故障點，快速有效地排除故障。望：就是通過眼睛觀察故障關聯部位，發現異常狀況。聞：通過嗅覺發現異常狀況，這在維修電路板時經常用到。問：由于操作人員對設備比較熟悉，異常狀況他們往往能第一時間觀察到。詢問操作人員故障發生時或發生前，設備有無異常狀態，如異響、震動等。通過細心的觀察，簡單的詢問往往能達到事半功倍的效果。

例1：

故障現象：一臺肖布林43數控加工中心，加工過程中，突然停機，各軸伺服驅動報警，電源模塊報警。

維修過程：望：觀察機床加工區是否有異常狀況，如撞車等現象；查看電氣控制柜中有無異常狀況；聞：打開電器柜門，聞到有異味；問：詢問操作人員，得到在故障發生時，電氣柜中有異響的信息。

故障分析：結合以上結果綜合分析，判斷問題出在電氣柜中，檢查發現，電源模塊前端380V進線保險（FU11）損壞。更換后，設備恢復正常。

2 排除法

這種方法我們經常使用，將所有懷疑的故障原因通過由易到難、由簡到繁排序，先排除簡單容易的，再進行難度較大的檢查，能夠提高我們解決故障的效率。

例2：

故障現象：一臺肖布林43數控加工中心，在加工中突然出現報警，電源模塊和伺服模塊掉電。報警信息如下：400 servo alarm X axis overload；414 X axis detection related error/ Y axis detection related error/ Z axis detection related error/ C axis detection related error/ 5 axis detection related error；750 spindle serial link start fault。

維修過程：使用排除法處理，步驟如下圖：

小結：針對此類故障報警信息較多，可懷疑的故障點范圍大的特點，可以使用排除法，使維修思路清晰明了，減少重復性的檢查，可提高維修效率。

3 自診斷功能分析法

隨著科技的發展，現在的數控機床所具備的自診斷功能已經趨于完善，通過這個功能，我們往往能夠更容易找到解決故障的切入點。如系統報警信息、I/O狀態等等。

例3：

故障現象：一臺BUMUTEC S192F車銑復合加工中心，換刀時，刀臂停在0度位置，換刀動作停止，出現報警（報警顯示為刀臂未在正確位置），并提示檢查I/O狀態，應為I605.6=1；I605.7=0；I606.2=1。

維修過程：正確換刀動作應為：刀臂旋轉90度→同時抓主軸和刀庫的刀柄→松刀→旋轉180度→抓刀→旋轉90度，刀臂回到0度位置→換刀結束。刀臂0度和90度位置均有一個接近傳感器為PLC提供刀臂位置信號。I605.6信號為0度位置；I605.6信號為90度位置。根據系統提示的信息檢查I/O狀態，發現I605.7=1，說明該接近開關狀態異常，進一步檢查開關發現接近開關端面上沾有一片鋁屑，導致該開關失靈。清理后，設備恢復正常。

4 替換法

在一些較為明顯的故障出現時，通過交換相同的模塊或部件，能夠幫助我們盡快的找到問題所在。

例4：

故障現象：一臺肖布林43數控加工中心，早上開機后，執行回零動作或移動坐標時，出現報警信息：1003：Spindle Amplifier Fault；1014：Magazine door locking fault；1012：Emergency stop actuated；414：X Axis Detect ERR/ Y Axis Detect ERR/ Z Axis Detect ERR/ C Axis Detect ERR/ 5 Axis Detect ERR；751：Spindle-1 Alarm Detect（AL-51）。各軸伺服驅動、主軸驅動、電源模塊報警，關機重啟，故障依舊。機床上電后不做任何動作2小時左右，能夠恢復正常。

維修過程：根據報警信息綜合分析，主要故障點在電源模塊上，更換備用電源模塊后，故障消除。

例5：

故障現象：一臺肖布林43數控加工中心，主軸不能旋轉，執行換刀動作過程中，在主軸定位動作時報錯，執行立臥轉換時動作不能執行完，但無任何報警。

維修過程：Y525電磁閥（軸頭松開）接到松開信號時不動作，系統認為該動作在執行中，所以無報警，但主軸不允許旋轉。與相同型號電磁閥Y527（主軸加緊）對調后，故障現象轉移。

結果：更換新電磁閥。

5 綜合分析法

數控設備是復雜的機電一體化集成設備，故障的出現原因包含的范圍較廣，所以在尋找真正的故障原因時，需要結合以上所講的各種方法，綜合起來分析，才能快速有效的排除故障。

例6：

故障現象：一臺福裕2040出現系統報警：PMC 950 PC050（I/O LINK通訊錯誤）；1040 電機過載；1070 主軸冷卻壓力低；Er 32 NO I/O DEVICE；Er 97 I/O LINK。

維修過程：

①檢查各電機前端熱繼，均正常，排除1040報警。

②檢查主軸冷卻單元，工作正常，無任何報警，排除1070報警。（排除法）

③根據Er 32 NO I/O DEVICE； Er 97 I/O LINK 報警提示，檢查I/O板插頭，無松動；與相同設備交換I/O板，報警依舊，排除I/O板及連接的問題。

④查電路圖，找到與I/O板有關聯的兩塊控制板I/O BOARD；DISTRIBUTED I/O BOARD。檢查發現DISTRIBUTED I/O BOARD 上的LM31-1A保險燒壞。由于不能確定設備因何原因燒的保險，先更換新保險，開機上電后，機床回零點時，保險又燒掉了。檢查+24V DC，其部分電路示意圖如下：

開機上電檢測+和23*兩點電壓為24V，正常。再查24*和23*兩點，發現這兩點間短路。

⑤根據原理圖找出有7路外圍輸入與24*接點有關，采用排除法一一測量后確定，短路點為Y軸限位開關信號線到電氣柜中接線排的24*接點。檢查Y軸限位開關電纜，發現在Y軸導軌護板內的電纜由于固定卡脫開，造成電纜線絕緣皮破損短路。

⑥在查找電纜線破損位置時，詢問了操作者首次報警時Y軸所處位置，結合維修過程中的第二次燒保險時，Y軸基本也在相同位置。很快找到了破損點。

小結：這個維修案例中，首先利用系統自診斷功能，初步圈定故障范圍，再使用排除法、替換法使檢查范圍逐步縮小，最后通過詢問操作者及觀察故障再現時的機床狀態，確定故障點，問題迎刃而解。

總之，數控設備在使用過程中，應該重視保養，重視技術資料的備份，同時應對數控設備的內部系統的關聯深入學習，了解相互間的關系，以利于維修時分析是硬故障還是軟故障，提高數控設備故障的判斷和維修能力。

參考文獻：

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