數控機床維修實例

宗建軍

（中國南車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司 江蘇常州）

1.日本OKUMA MCV-AⅡ數控龍門立式加工中心，數控系統為OKUMA OSP-P200M 。在執行M03 S100主軸旋轉加工指令時，小刀可執行，如換大刀不能執行，主軸不能旋轉。

現場用大、小刀反復交替嘗試，故障依舊。檢查大刀拉釘，有所磨損，更換后故障未解決。對大刀進行稱重，并未超出允許最大重量20 kg。檢查液壓和主軸刀具放松、夾緊液壓電磁閥YV35、YV34，功能正常。查電路圖，刀具放松、夾緊位置的確認開關SQ30和SQ31對應PLC I/O位置位為iSPTL和iSPTN，用系統PLC監控軟件檢查PLC信號，機床動作時信號都正常。再查電路圖，主軸刀具有無確認開關SQ35的對應PLC I/O位置位為iSTEX，檢查后發現，裝小刀時有信號，裝大刀時無信號，排除信號接近開關故障因素。嘗試在裝大刀時執行M329（無視主軸有無刀具（M03S100程序，主軸可以旋轉，確定是機床沒有接收到有刀信號。進一步檢查信號開關，實際安裝位置未有松動，但發現安裝信號開關擋塊的主軸同步桿，在主軸分別安裝大刀和小刀時運動位置不同，從而使裝大刀時沒有觸發信號。后檢查主軸內刀具拉釘夾頭情況，發現有松動，用扳手緊固后機床故障消除。

該故障最終診斷為刀具拉釘夾頭松動，導致主軸在安裝大刀和小刀時由于刀具重量不同，同步桿位置變動，造成主軸有刀信號沒有觸發，主軸無法執行旋轉指令。利用數控系統的PLC I/O位置位信號監測功能，能快速診斷電氣系統的好壞，同時可采用特殊M指令屏蔽部分信號來輔助診斷機床故障。對加工中心的換刀機構，包括刀庫、換刀臂、刀具拉釘夾頭等機械結構，要加強巡檢和定期維保，從而降低機床故障率。

2.韓國斗山MX3100車銑復合加工中心，數控系統為FANUC Series 31i-MODEL A。機床在加工時，當移動A軸（尾座）時常出現2081 AIR-BAG ALARM報警，機床無法正常工作。

機床報警提示軸的移動負載過大，檢查機床A軸導軌和絲母潤滑正常，手動轉動A軸滾珠絲杠比較輕松，表明傳動系統正常。在移動A軸時檢測伺服電機電流，實測值10.3 A，較正常值1.8 A大許多，初步懷疑是伺服電機故障。查A軸電機控制電路圖和PLC梯形圖，在A軸移動時Y3.3(A-AXIS BRAKE RELEASE)有輸出信號，但查電機剎車控制繼電器KA33無電，故導致A軸電機剎車未松開。檢測繼電器正常，但在檢查剎車控制線路時發現控制線纜插頭SLOT3內線與插針間虛接，重新焊接連接后機床恢復正常。

3.德國HOFLER HELIX400數控磨齒機，數控系統為西門子840D。在機床加工時，操作頂尖上下動作有時導致接觸器保護斷開，但復位后仍可動作，過段時間后還會斷開，無規律。

檢查頂尖電機控制接觸器，正常；用萬用表測量三相電壓，正常。初步懷疑電機或負載端有故障。拆卸頂尖部件，手動旋轉頂尖上下絲杠，帶動頂尖上下較輕松，排除負載端絲杠和導軌副故障。將三相電機和減速齒輪箱拆卸后檢查，并連接電源空載試驗，正常。重新將頂尖部件安裝，逐段檢查電機到控制接觸器線纜，松開線插10X921到92X10間線纜的固定樁后，測量三相線纜有兩相互通，更換該段線纜后故障消失。

上述兩例故障在現場檢查時，都是時有時無，給故障診斷造成困難，維修初期都判斷為電機或負載端故障，最終故障原因都為控制線路的虛接或虛連。由于數控機床的潤滑系統和電機保護較可靠，機械部件和電機本身發生故障的概率較小，今后在處理相類似故障時，可著重從控制線路和線插的檢查入手。

4.日本MAZAK FH-8800數控臥式加工中心，數控系統為MAZATROL 640M。機床加工時出現31伺服異常報警，關機重啟后可正常加工，但加工30～40 min左右后仍出現相同報警。

手動移動機床各軸系，正常；執行自動換刀程序，正常。檢查重新拔插系統各軸驅動器上連接插頭，故障依舊。查資料31伺服報警解釋為超速，但按處理說明檢查各項點都正常。后準備將各軸驅動器與相同型號機床進行更換，在拆卸驅動器時發現X軸驅動器后部冷卻風扇堆積贓物較多，用手轉動比較困難。將贓物清理后重新安裝驅動器，機床故障消除。

雖然數控機床都帶自診斷功能，但部分報警并不能準確指示故障所在，維修時還是要進行具體分析。該故障由于驅動器風扇因贓物堆積，轉動時有時無，工作一定時間后驅動器溫度上升，報警停機。對于數控機床的驅動器風扇要定期清理，保證正常運行。同時數控機床電柜空調的好壞，電柜的防潮（南方更重要）、防塵等，都是保證數控系統穩定運行的關鍵因素，平時要加強維保，通過預防性維修來降低設備故障率。