数控机床诊断维修经验浅析

笔者近年引进的日立精机VA一65和HC一800两台加工中心，不但具有交流伺服拖动、四轴联动功能，而且还配有磁栅全闭环位置反馈及自动测量、自动切削监视系统，其CNC是当时国际上最先进的FANUC一11M系统。

运行11年来，虽然随着使用年限的增长，一些元器件的老化、故障期的到来，特别是加工任务的增多，设备每天24h不停机的运转，出现了几乎每周都有故障报警的现象。

但为保证任务的按期完成，我们在没有经过国内外培训且图纸资料不全的条件下，在无数次的维修测试中，认真分析故障规律，不断积累有关数据，逐渐掌握维修要领，尽量在最短的时间内查出故障点，用最快的速度修复调整完成。

以下从几方面论述快速诊断和维修数控设备的方法：

1.先观察问询再动手处置

首先看报警信息，因为现在大多数CNC系统都有较完善的自诊断功能，通过提示信息可以马上知道故障区域，缩小检测范围。像一次HC一800卧式加工中心在运行中出现5010#spindledriveunitalarm报警。我们根据提示信息马上按顺序检查了主轴电机及其执行元件、主轴控制板，查明过流断路点后恢复正常，仅用20min完成。但从我们的经验中也有受报警信息误导的例子，因此说可依据它但不能依赖它。

故障发生后如无报警信息，则需要进一步用感官来了解设备状态，最重要的就是向操作人员问询故障发生的前因后果。同样是该设备，有一次其APC系统在防护罩没有打开情况下B轴突然旋转起来刮坏护罩，这一现象以前从未出现过。

经我们现场仔细询问操作过程，清楚了故障经过：原来操作人员先输入了M60指令，使_bPm_�APC系统程序运行(更换旋转工作台)，当执行元件失控中途停机后，又进行了手动状态下的单步指令操作。当时M60并没有删除，使其执行元件恢复正常后继续了原程序动作。

经认真了解并仔细分析后，我们立刻清除所有原设定的指令，检测并更换了失控元件，避免了更大故障的发生。根据报警信息和故障前的设备状态，来判断故障区域，争取维修时间。

2.遵循由外到里，由浅入深的检修原则

笔者对加工中心多年的维修经历来看，大多数故障根源都是来自于外部元器件，因其受外界因素影响较大，象机械碰撞磨损、冷却液腐蚀、积尘过多、润滑不良等，使这些年久失修的元器件处于不完好、不可靠状态，成为设备故障的最大隐患。

像各轴经常出现的超程报警、零点复归误差、位置信号不反馈等，都是一些磁性或机械式开关失灵造成。还有的故障也是出现在电磁阀、电机和经常伸缩的电缆上。像HC一800的一次B轴旋转不到位或有时根本不旋转故障，报警提示为：feedaxisfault(APCcom2mand)，看起来与命令有关。但我们根据故障现象还是果断地检查B轴各行程限位，果然有一撞块与开关接触不好，经调整后正常。

这就避免无目标地消耗很大精力去查整个CNC系统，先把重点放在外部环节上。这实际上是一种经验上的诊断，如果我们手里有原理接线图，那就应该正规地按图纸去相应对照，顺序查找并针对性的去测试电位和波形，还能从中悟出一些理论上的东西。

正是因为没有这个条件，所以我们在维修中就是遵循从外部到内部、从人为到系统、由浅入深的原则去进行，这就大大缩短了设备的停修时间。

3.充分利用PC图查找故障点

根据报警信息调出与其相关的PC图进行分析核对，也是一种诊断的方便途径。一次VA一65自动换刀机械手到位后不执行抓刀指令，我们马上调出PC图从各指令开关信号到各进、退、松、紧动作信号逐一进行对应校验，最后查出机械手旋转到信号没有发出，原因是由于一磁性接近开关松动移后不起作用，使下一步抓刀动作无法进行，调整后恢复正常。

由PC图查故障点看来比较方便直观，但如果不了解其内部动作原理和工作程序，那可以说也是大海捞针，无从下手。特别是无电气原理图就更难以判断，每个输出动作多达几十个开关条件才能满足，确实要下很大工夫才能逐步认识并掌握。我们就是靠平时维修时的日积月累，在不断的了解和运用它。

4.疑难故障的检测分析和快捷处理

此两台加工中心的一些元器件年久老化，使其参数随温度或电流的变化而极不稳定，造成故障后能自动恢复即时好时坏现象，这是我们最为之挠头的故障。

因为搞维修的都知道，元件坏了容易检测，而不正常的通断情况则很难判断是元件坏了还是线路接触不良造成，因为无法进行正常的信号检测。如B轴工作台换位;刀库进刀口自动打开;B轴台板夹紧、松开失灵等故障，其执行元件均是固态继电器接受指令信号接通后带动电磁阀动作。当检测时可能未见异常，启动后又可能一切正常，待连续动作几次后又停机报警。

我们根据故障现象及反复周期判定应该是执行元件性能下降造成，因图纸不详、标识不清，只能将关联的一组执行元件在正常和异常的情况下分别进行检测，经反复测试后，最后从30多只继电元件中分别查出并更换了其性能下降的元件。

一次HC一800B轴原点复归失控，指令发出后旋转不停，没有报警信息。经现场了解分析，首先认定应该是B轴零点检测系统故障，而该系统是由一只磁性接近开关发出到位信号后控制执行元件减速停车。我们马上对这一信号进行线路测试，结果无信号发出，人为设定一个到位信号则准确复归停车，确认检测开关到设定信号点这一段有故障。

但如果想直接检测接近开关则必须将B轴和与其关联的调轴解体，因为此开关装在B轴工作台体内。这样的大结构拆修以前从未干过，测算一下工作量需半个月时间，而且还要特别精心地对十多根控制电缆和几十根油管拆除和恢复，这就很难保证拆装后各部分的精度，但要想解决问题还必须露出这一开关进行检测和维修。

能否用一个简便的方法既能节省拆装工作量又能拿出这一检测开关，经反复论证后终于想出一个只拆B轴端盖和调轴磁尺支架拿出此开关的方法。虽然电气维修人员拆装、检测难度很大，但保证了台面不大解体，把后患影响减小到了最低限度。

经实际测试开关、处理断路点原位安装后恢复了B轴复归功能，又对拆装后影响到的调轴位置误差和B轴定位故障进行了补偿和调整，一切正常后仅用三天时间即交付使用，保证了试制加工任务的完成。

5.结语：

总之，在处理故障过程中怎样尽快打开思路、进入状态，缩小检测范围，直触故障根源是维修技术人员水平高低的关键所在。看似简单的道理却饱含着方方面面，也是维修人员多年辛勤劳动的结晶。我们就是在这种高频率故障的压力下，克服了重重困难，尽力在短时间内解决问题，减少设备停歇台时，为车型试制做出了我们应有的贡献。