數控設備偶發故障的分析排除

夏 俊

（中國空空導彈研究院，河南洛陽 471009）

0 引言

在日常維修工作中，經常會碰到數控設備偶爾報警。清除報警或重啟設備后，相同故障幾天或幾周不會再出現，但在以后的工作生產中，不知什么時刻，又會出現相同機床故障。這種偶發性的設備故障，無論對使用單位還是維修單位，都是比較棘手。對使用單位來說，設備使用起來心里沒底，擔心加工過程中出現故障而導致零件、刀具、工裝或設備損壞；對維修人員來說，故障不復現，維修起來就感覺無從下手。在多年的維修工作中，碰到過多次這種數控設備偶發故障的現象，但到最后徹底排除故障后，總結分析時發現，這種偶發性的故障大部分是電氣問題，或是接觸器觸點接觸不良，或是聯接電纜似斷非斷等。很少是由于機械問題導致。下面結合實例，介紹一下排除此類故障的方法。

1 常見故障處理方法

1.1 短接法

所謂短接法，就是從圖紙上分析并找到相關電路，利用短接，排除可疑的電路連接部分，直到最終確認故障點。

萬能鏜銑加工中心DMU80P于2001年安裝，使用時間較長。從2017年9月底，該設備偶爾出現上電后不能正常啟動。重啟或反復按機床啟動鍵后，又恢復正常。該故障現象從最初的一兩周一次，到后來的一兩天一次，已經嚴重影響了該設備的利用率。從圖1中看出，這是一個啟動自保回路。+24 V經過6SH1啟動按鈕常開點，到上電急停安全繼電器6A1的電源端。6A1繼電器動作后，接通13和14端子。13，14端子與繼電器6K1.1線圈串聯，只要安全繼電器正常動作后，24 V電壓就從6K1.1，6K2.1，6K2.2，6A1.1，5K1.1 的相關觸電給 6A1 供電。

當時的故障現象就是手一直壓著6SH1，設備能啟動，液壓能啟動。松開啟動鍵，液壓立刻斷開。從圖中分析來看，應該是自保回路出現問題。當手壓著啟動開關時，觀察到6K1.1，6K2.1，6K2.2均已動作，6A1.1也正常動作。所以從電路來看，可以確認是 6K1.1，6K2.1，6K2.2，6A1.1，5K1.1 中的某一個常開點出現接觸不良，但具體是哪一個點接觸不好，就用到短接法，將 6K1.1，6K2.1，6K2.2，6A1.1，5K1.1 相關的觸電逐一短接后試機確認最后找到故障點6K1.1。

1.2 比較法

所謂比較法，就是比較可疑電路部分的電壓，即使是微小的電壓差值，也要引起注意并加以排除，直至最終解決問題。

圖1 啟動回路自保電路

阿奇夏米爾慢走絲4030SI，2001年裝機，使用時間較長。該設備從2016年8月開始，開機時，按了開機鍵，設備偶爾沒反應，反復按一次或幾次后，設備就啟動了。但是到2017年5月，故障開始頻繁出現，只要是關機重啟，必然要啟動多次才能正常開機。圖2是該設備的啟動回路的部分電路。

圖2 啟動回路電路

從圖中可以看出，該設備正常啟動，需要K1，K2同時吸合，三相電源才能給后續電路供電。設備上電以后，電源重啟動單元和急停單元工作正常，各輸入輸出電壓正常，但就是后續電路，包括工控機、微細電流控制單元等不工作。經過測量，K2的22端子電壓22 V，比正常24 V低2 V，而K1的常閉點21和22腳電壓均為24 V。K2的21腳為24 V，也就是24 V經過K2的常閉點時，有2 V壓降，這樣就導致安全繼電器3TK28的輸出異常，從而導致設備不能正常啟動。更換接觸器K2后，此類問題再沒出現。

1.3 PLC監控法

利用PLC（Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器）狀態表，監控報警點。

1臺萬能鏜銑加工中心DMU80P，2007年安裝就位的，工作時間也比較長。從2017年11月10日前后，偶爾報警：“刀具夾緊錯誤”。該報警產生時間不定，有時是在立臥轉換時出現，有時在換刀時，正常加工時不出現。從故障發生的時間來看，一度以為是液壓系統出了問題。于是在檢查液壓系統上浪費了不少時間。但這種偶發的報警還是存在。后來調出PLC狀態表，不停地進行立臥轉換和換刀，終于發現刀具夾緊信號I87在立臥轉換時閃變了一下：從1變為0又變為1，時間極短。有關PLC電路如圖3所示。然后在設備停止狀態，人為敲擊了一下主軸頂部的電纜線，再次發現了該信號的閃變。至此，可以確認是該信號電纜線出現了接觸不良，然后檢查該電纜，發現I87的信號線磨斷，更換電纜后，故障徹底排除。

圖3 PLC電路

2 總結

在設備出現偶發故障時，要仔細分析圖紙，找到相關電路，利用不同的方法，確認故障點，直到最后修復故障。