數控中梁組合鉆典型故障診斷與處理

■ 中車石家莊車輛有限公司 （河北石家莊 050000） 郭 磊

數控中梁組合鉆主要功能為完成鐵路貨車中梁上鉚接孔的加工。設備的數控裝置采用西門子802C數控系統，伺服系統采用西門子611U系列伺服驅動器和1FK7系列伺服電動機。由于該設備在鐵路貨車制造過程中屬于關鍵裝備，所以設備狀態的好壞直接影響到公司鐵路貨車的質量及生產進度，掌握設備典型故障的診斷與處理方法對于維護好該設備至關重要。

1. 故障實例一

（1）故障現象 進行回參考點操作時系統報警，故障代碼：020005，報警內容：Z軸回參考點失敗。

（2）故障分析 中梁組合鉆Z軸采用增量脈沖編碼器作為反饋機構，在確定工作坐標前需通過零點開關確定坐標基準。Z軸回參考點的動作過程中，當手動Z軸回參考點時，Z軸先快速移動，如圖1所示。當零點開關被擋塊壓下時，對應PLC輸入點I0.5信號由1變為0，CNC接收到該跳變信號后輸出減速指令，使Z軸制動后以低速向反方向移動，如圖2所示。

當擋塊釋放零點開關時，I0.5信號由0跳變為1，Z軸制動后改變方向，以回參考點速度向參考點移動，如圖3所示，當零點開關再次被擋塊壓下時，I0.5信號由1變為0，此時起，CNC接受到的增量脈沖編碼器發出的第一個零位標志脈沖時，Z軸再繼續運行到參數設定的距離后停止，參考點確立，回參考點的過程結束。

圖1 Z軸回參考點的動作過程

圖2 Z軸制動后以低速向反方向移動

圖3 Z軸制動后改變方向，以回參考點速度向參考點移動

根據故障現象及Z軸回參考點的動作過程和條件，分析原因與零點開關有關。經過試驗，發現Z軸擋塊已經遠離零點開關位置后，調出PLC狀態表，IB0.5仍然顯示狀態為1。經進一步檢查，發現零點開關的彈簧疲勞失效，不能自動復位。更換開關后故障消除。

（3）經驗小結 無法完成回參考點動作的故障是數控機床中比較常見的故障之一，而導致這種故障的原因有擋塊松動、減速開關失靈、參數丟失及編碼器等位置檢測反饋元件損壞等因素，其中擋塊松動、減速開關失靈較為常見，參數丟失、編碼器損壞等出現的概率較低。所以在遇到這類故障時，通過監控PLC的輸出通道狀態并掌握系統回參考點的過程對維修人員快速分析判斷故障點有很大幫助。

圖4 測試驅動器電源

2. 故障實例二

（1）故障現象 通過操作面板移動伺服軸時出現報警號700016，報警內容：驅動器未就緒。

（2）故障分析 觀察系統面板K1鍵使能指示燈亮，觀察PLC輸出狀態，Q1.7有輸出，檢查控制柜內KA7吸合狀態。

如圖4所示，測得驅動器電源63腳和9腳之間在KA7線圈失電時為DC24V，KA7線圈得電時為0V，說明脈沖使能控制良好。進一步試機發現，雖有報警指示但是各軸還可以正常動作，驅動器使能也可以保持，故障應當出現在驅動器至系統反饋電路中。查閱手冊后發現，整流模塊72腳外接I1.7是驅動器反饋數控系統的就緒信號，進一步監測數控系統IB1通道狀態，發現當系統操作面板移動位置時，I1.7由1變為0，同時出現報警號700016。經檢測發現，由于整流模塊72腳外接線路不良導致I1.7點的反饋信號異常，更換備用線后試機，故障消除。

（3）經驗小結 對于700016號報警這類用戶定義的報警號，應根據報警文本先觀察相應的主要功能，如各軸能否正常運行等進行判斷，如果主要功能正常運行則故障點可能出現在反饋回路側，反之出現在主回路中的可能性更大。

3. 故障實例三

（1）故障現象 手動移動X軸時，出現系統報警號025040，報警內容：Z軸靜止功能監控。

（2）故障分析 報警“025040靜止監控”有時也被稱為“零速監控”，是指當軸處于STANDSTILL（可以理解為“運動中的靜止”）時的實際位置超差。軸在STANDSTILL時使能處于有效狀態，位置環是生效的，電動機有力矩地帶著負載處于“位置保持”狀態。如果此時實際位置超過了軸數據MD36030中所設定的公差帶，則報警“靜止監控”。進一步觀察，在手動移動X軸時，Z軸有向下的動作。根據以上條件分析，判斷是驅動器公共部分出現問題，可能性最大的是電源模塊。X軸運行時Z軸的力矩不能保持負載處于“位置保持”狀態，進而在重力的作用下下降，然后出現報警，X軸停止動作，Z軸力矩恢復正常。更換驅動器電源模塊后試機，故障消除。

（3）經驗小結 對于025040靜止監控報警的出現，垂直軸應先考慮是否配重或驅動器電源等外部元件出現了問題，造成電動機轉矩減小，無法保持住軸的位置，在重力作用下使軸位置發生了變化，從而出現報警；而水平軸應先考慮軸數據MD36030是否丟失或修改，可根據情況采用增大軸公差帶數值來消除報警。

4. 結語

維修工作的直接目的和結果是使設備恢復正常狀態，從而保證生產制造的順利進行，保障產品質量。作為設備電氣維修人員，應該不斷地學習和掌握新的知識與技術，熟悉設備的控制原理與構成，針對各類故障進行總結，得出有效的維修診斷方法。上述幾個維修實例，是本人近幾年在維修工作中經驗的總結，希望這些分析對大家在日常工作中開拓維修思路能有所幫助。