數控車床實訓教學中常見故障的診斷與分析

江彌峰

（福建信息職業技術學院機械工程系，福建福州 350003）

0 引言

數控機床是一種技術先進、結構復雜的機電一體化設備，具有加工質量高和加工效率高的優點，應用范圍越來越廣。由于數控機床種類眾多，質量技術參差不齊，加上缺乏完善的質量監督保證體系[1]，在生產或實訓教學的頻繁使用過程中常出現一些故障。這些故障對機械加工的成果、安全以及可靠性都可能產生影響。因此，及時有效的故障診斷與分析具有重要的現實意義。以數控車床中出現的各種故障問題為案例，對數控車床常見故障進行診斷和分析。

1 某1 刀位信號找不到

1 臺配有FANUC 數控系統大連機床生產的數控車床，排式刀架，其中4#刀位轉不到位，其余3 個刀位能正常運行換刀。

（1）故障分析：其他3 個刀位能正常換刀說明機械傳動沒有問題，電柜的接觸器也正常。查看系統PLC 輸入輸出的高低電平信號燈，發現X1.0、X1.1、X1.2、X1.3 四個刀位信號正常，有信號輸入輸出，排查電柜的輸入信號均也正常。于是判斷可能是這個刀架電機的霍爾感應器出現問題，導致該刀位信號不能輸送到PLC 里面[2]，因此考慮檢查故障刀位的周圍電路以及這個刀位的霍爾感應器，利用萬用表對照電路圖進行檢查，發現霍爾感應器4#刀位的焊接點脫落，無信號，導致4#刀位無換刀動作。

（2）處理方法：將4#白色線重新電焊到位，故障排除。

2 換刀時所有的刀位都轉不動

我校一臺配有FANUC 數控系統大連機床生產的數控車床，刀架電機在旋轉，功能正常，但換刀時所有的刀位都轉不動。數控系統顯示換刀報警信號：換刀超時或是沒有信號輸入。

（1）故障分析：刀架的電機在旋轉可以排除機械故障，應該是電氣方面的故障。原因有以下3 種：①刀位的信號線路故障導致無信號輸出；②元件可能脫落；③6 個霍爾元件可能同時全部損壞。在這3 個原因中以第一種原因可行性最大，后面2 個原因可行性比較小，因此首先利用萬用表對照電路圖檢查元件的供電線路。刀位電路見圖1。結果發現：刀架檢測線路無電壓。再檢查電氣柜端，線頭脫落，接上仍無反應。通過這個檢查結果可以判斷是斷線造成無信號輸出而造成的故障。

（2）處理方法：將斷線替換成同規格導線后，故障解決，至今再未發現同一問題。

3 Z 軸回零失敗沒有超程報警

1 臺配有華中數控系統大連機床生產的數控車床，回參考點時出現Z 軸無法回零，沒有出現超程報警。

（1）故障分析：該機床Z 軸回零時，能夠移動，可以排除機械故障，沒有出現超程報警，應該是電氣方面的故障，推斷是限開關可能損壞。首先拆下位置開關進行檢查，結果發現：限位開關里面有積水，導致內部電路短路，使超程限位失敗，這個故障的發生容易造成撞擊事故，非常危險，應及時處理。

（2）處理方法：更換新的位置開關，故障排除。

4 手動方式下手搖不能移動

圖1 刀位電路圖

另一臺配有FANUC-Oi-MateTD 系統沈陽機床生產的HTC-2050 數控車床，在手動模式方式下，手搖不能移動，同時系統出現紅燈報警。

（1）故障分析：查看報警信息，系統顯示（SV0410 和SV0411X、Z 軸停止時移動誤差太大）；查找FANUC 系統說明書報警號對應相關的，基本可以判定是X、Z 軸定位誤差和跟蹤誤差過大，調整參數，將參數號設置為（1828）X=1000、Z=1000；（1829）X=10000、Z=10000。

（2）處理方法：同時把參數號（1831）設為1，參數號（7113）設為10，參數號（7114）設為100，參數號（1420）設為6000，系統重新啟動，在開機故障解除。

5 結束語

數控機床越來越多，日常實訓教學中使用頻繁，出現的故障也越來越多，實驗員的維護工作量也越來越大，只有通過不斷的學習、積累和總結才能掌握故障分析技能。另外，應建立設備維護檔案，有利于提高維修的效率。