CAK36s系列數(shù)控車床故障案例分析與排除

傅貴興 于朝斌

(①宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川宜賓 644003;②宜賓金洋汽車零配件制造廠，四川宜賓 644001)

CAK36s數(shù)控車床是沈陽(yáng)機(jī)床股份有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，在國(guó)產(chǎn)數(shù)控車床中，該系列車床企業(yè)擁有量較大，CAK36s系列車床與 CAK16s、CAK40s一樣，采用了HNC－21TD/22TD數(shù)控系統(tǒng)。現(xiàn)將多年來對(duì)該類型車床的診斷維修經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來的典型故障進(jìn)行分析如下。

1 系統(tǒng)部分

案例1

故障現(xiàn)象:NC面板上電后無顯示:按下上電鍵系統(tǒng)則上電，松開后系統(tǒng)立即掉電。

故障原因分析:在CAK36s系列數(shù)車中，系統(tǒng)上電受繼電器KA0控制，造成此故障的原因有:①KA0自鎖不成功;②203、208到KA0線圈處沒有自鎖或常開觸點(diǎn)損壞;③203、208號(hào)線可能存在斷路松脫現(xiàn)象。

檢查診斷與修理:檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)繼電器KA0指示燈不亮，但電源板上24 V電壓正常，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)KA0上208線斷頭接觸不良。

案例2

故障現(xiàn)象:NC面板上電后無顯示:按下上電鍵系統(tǒng)無法上電。

故障原因分析:與上例不同，本例沒有上電的跡象，說明電源不存在，產(chǎn)生該故障原因較多，如:①24 V電源電壓不正常;②繼電器KA0常開觸點(diǎn)未閉合，線圈指示燈不亮;③面板上SB2損壞;④按鈕SB1常閉頭損壞;⑤NC回路24E端接線端子連接不可靠;⑥QF12開關(guān)沒有合上，或損壞。

檢查診斷與修理:檢查時(shí)，按下上電按鈕SB2后發(fā)現(xiàn)KA0指示燈未亮，查看KA0良好，線圈上無24 V電源，但0 V與203之間有24 V，經(jīng)仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)是按鈕SB1損壞，更換SB1后故障排除。

案例3

故障現(xiàn)象:NC無法完成整個(gè)啟動(dòng)過程，只能夠運(yùn)行到DOS狀態(tài)。

故障原因分析:無法完成全過程故障通常與CF卡是否損壞或接觸不良，CF卡內(nèi)文件是否被破壞有關(guān);有時(shí)也可能是電路板故障板故障引起，不過比例較小。

檢查診斷與修理:由于更換CF相對(duì)容易，故檢查時(shí)先更換了CF卡，重新試機(jī)故障消失。

案例4

故障現(xiàn)象:NC上電后時(shí)常斷電，時(shí)有時(shí)無。

故障原因分析:根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)，此類故障多由接觸不良引起，如輸出板上電纜線端口松動(dòng)，接口不可靠。

檢查診斷與修理:由于此類故障的表現(xiàn)常常是接觸問題，因此檢查時(shí)采取先看接頭接觸情況，重新拔插XS1線頭接口，擰緊緊固螺釘，開機(jī)再?zèng)]出現(xiàn)時(shí)常斷電故障。

案例5

故障現(xiàn)象:開機(jī)報(bào)警顯示Z軸未就緒。

故障原因分析:這種故障產(chǎn)生的原因往往與驅(qū)動(dòng)部分的狀態(tài)有關(guān)，如NC與伺服器連接不牢靠，伺服驅(qū)動(dòng)器損壞，對(duì)應(yīng)接口連接不正確等因素有關(guān)，重點(diǎn)應(yīng)檢查。

檢查診斷與修理:先檢查 NC出線接口 XS30、XS32，以及XP12、XP13，接觸良好，也沒有調(diào)錯(cuò)。用模塊交換法檢查Z軸驅(qū)動(dòng)器損壞，更換后故障排除。

案例6

故障現(xiàn)象:開機(jī)報(bào)警，顯示+X(或+Z、－X、－Z)超程。

故障原因分析:出現(xiàn)這種超程報(bào)警現(xiàn)象，通常的原因是外部限位開關(guān)問題，少數(shù)故障與程序相關(guān)，如:①限位開關(guān) SQ3、SQ4、SQ5、SQ6被壓著;②限位開關(guān)內(nèi)部線路出現(xiàn)錯(cuò)連或短接;③PLC程序有誤。

檢查診斷與修理:由于手動(dòng)使Z軸退出超程操作簡(jiǎn)單，故先按相反方向進(jìn)給給出操作，使Z軸反向，并不能退出超程狀態(tài)，仍然報(bào)警。細(xì)看拖板只是右行距離較遠(yuǎn)，但并未壓住行程開關(guān)，故懷疑拖板上SQ有問題，檢查發(fā)現(xiàn)SQ本身有短路;更換后故障消失。

2 電源與系統(tǒng)

案例1

故障現(xiàn)象:開機(jī)后松開急停鈕系統(tǒng)不能復(fù)位，無報(bào)警提示

原因分析:引起此故障的原因較多，在日常的維修中發(fā)現(xiàn)以外部因素使機(jī)床運(yùn)行允許條件不滿足所致，如:①Q(mào)F01是否已經(jīng)合上，常開觸點(diǎn)是否接觸良好;②限位開關(guān)被壓著，但是反饋線未連接好;③輸入板子ES1、ES3是否連接好了對(duì)應(yīng)線路;④急停按鈕上的線路接觸正確、良好，元件性能良好;⑤KA20線圈損壞，常開觸點(diǎn)損壞;⑥441(運(yùn)行允許)反饋線未正確連接到輸入板子對(duì)應(yīng)端口;⑦KA28線圈0 V、24 V電壓是否正常;⑧XS20接口未連接正確牢靠。

檢查診斷與修理:檢查本故障可重點(diǎn)根據(jù)KA28的狀態(tài)進(jìn)行。

(1)如果KA28燈未亮，著重查看以下部位:①檢查限位開關(guān)是否被壓著 (查493、0 V之間是否通路，通則限位開關(guān)無故障，不通則按下超程解除鍵檢查是否通路);②檢查493→543之間，如果在松開急停按鈕后為通路，按下急停按鈕為斷路，則急停開關(guān)無故障;③檢查QF01是否閉合，接觸良好;④檢查KA28繼電器是否良好及24 V電源是否正確。

(2)如果KA28燈亮，著重查看:①檢查KA28常開是否接觸良好;②441(反饋線)是否正確連接到輸入板子AX2的N0端口;③反饋線電纜是否正確連接且連接牢靠。

本例故障時(shí)KA28燈未亮，檢查發(fā)現(xiàn)KA28的24E端無24 V，進(jìn)一步檢查該斷頭松動(dòng)，重新接牢后故障排除。

案例2

故障現(xiàn)象:機(jī)床不能啟動(dòng)，無任何顯示。

原因分析:機(jī)床無任何顯示，說明電源可能有問題，應(yīng)檢查電源的公共部分。如:①三相電源缺;②整流器入線端電壓不符合要求;③內(nèi)部保險(xiǎn)絲熔斷;④調(diào)節(jié)電壓的電阻設(shè)置不當(dāng)。

檢查診斷與修理:首先檢查三相電源及控制變壓器TC1電壓是否滿足要求檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)QF0輸出、QF11輸入電壓正常，QF11輸出缺相，深入檢查判斷QF11損壞，需更換。

案例3

故障現(xiàn)象:機(jī)床不能啟動(dòng)，機(jī)床照明燈亮。

原因分析:雖然機(jī)床不能啟動(dòng)，仍然應(yīng)該考慮電源問題，但照明燈亮，從電路圖可知，交流電源部分應(yīng)該沒有故障，故障可能在系統(tǒng)控制所需的直流電源。

檢查診斷與修理:根據(jù)上述分析，首先檢查了控制電源副邊電源變換器VC1輸入端，有220 V輸入，再檢查VC1輸出端，無24 V直流輸出，證明電源變換器VC1故障。將其更換，故障排除。

3 驅(qū)動(dòng)部分

案例1

故障現(xiàn)象:移動(dòng)進(jìn)給軸時(shí)報(bào)警:軸已使能，方向正常，軸出現(xiàn)沖動(dòng)現(xiàn)象。

故障原因分析:與上例相似，造成這個(gè)故障參數(shù)有誤或設(shè)置不當(dāng)，反饋線連接不對(duì)應(yīng)或不牢靠等因素。

檢查診斷與修理:據(jù)上例的故障，先檢查驅(qū)動(dòng)參數(shù)設(shè)置無誤，進(jìn)而查驅(qū)動(dòng)器反饋線連接發(fā)現(xiàn)有拔插過松動(dòng)的痕跡，于是重新插牢，重新啟動(dòng)結(jié)果故障不見了。

案例2

故障現(xiàn)象:主軸不能運(yùn)動(dòng)。

故障原因分析:從維修記載來看，此類故障與輸入三相電源不正常、變頻器參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤、主軸制信號(hào)錯(cuò)誤、KA連接不良、變頻器接口連接不正確等因數(shù)有關(guān)。

檢查診斷與修理:檢查診斷時(shí)從操作人員那里得知故障前沒有其他人員動(dòng)過，因此可以排除變頻器參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤、變頻器接口連接錯(cuò)誤疑點(diǎn)，重點(diǎn)檢查三相電源和接頭接觸情況，測(cè)三相電源正常，再查接頭情況，查得是接頭309松脫而致，重新連接后故障排除。

案例3

故障現(xiàn)象:回零不停止

故障原因分析:①回零反饋線連接不正確、牢靠;②對(duì)應(yīng)反饋線端子類型有誤;③限位開關(guān)不靈活。

檢查診斷與修理:先檢查了容易辨別的回零連接，沒發(fā)現(xiàn)接線錯(cuò)誤，且接觸良好，查看限位開關(guān)有些異常，更換后故障消失。

案例4

故障現(xiàn)象:主軸運(yùn)動(dòng)時(shí)報(bào)警，速度并未達(dá)到設(shè)定值。

原因分析:對(duì)于新機(jī)，出現(xiàn)此故障可能與參數(shù)設(shè)置不當(dāng)有關(guān)，而對(duì)于使用一定時(shí)間的機(jī)床，則故障出現(xiàn)與電動(dòng)機(jī)反饋線連接不良、不牢靠有關(guān)。

檢查診斷與修理:由于該機(jī)使用4月有余，故可以排除參數(shù)設(shè)置問題，把注意力用于接線牢固性檢查，檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)預(yù)緊電動(dòng)機(jī)連接反饋線451松動(dòng)，導(dǎo)致信號(hào)不能送入NC系統(tǒng)而出現(xiàn)故障報(bào)警，處理措施是接牢該端子。

4 刀臺(tái)部分

案例1

故障現(xiàn)象:刀臺(tái)不轉(zhuǎn)。

在CAK36s系列數(shù)控機(jī)床中，刀臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)主電路由三相電源經(jīng)QF3、KM3Z－3F加在電動(dòng)機(jī)上，KM3Z－3F得電與否由NC系統(tǒng)經(jīng)KA2、KA3進(jìn)行控制。

故障原因分析:出現(xiàn)此故障可能是三相電源缺失或缺相、輸出信號(hào)不對(duì)應(yīng)、刀臺(tái)電動(dòng)機(jī)故障等引起。

檢查診斷與修理:經(jīng)檢刀架電動(dòng)機(jī)三相電源正常，KA2、KA3也是正常工作，但接觸器KM3Z－3F線圈上無110 V電源，進(jìn)一步檢查查出是KA20上107號(hào)端子接觸不良所致。

案例2

故障現(xiàn)象:刀臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，但是刀號(hào)不正確。

故障原因分析:導(dǎo)致刀號(hào)運(yùn)行不正確與下列因素有關(guān)，①反饋線連接不對(duì)應(yīng);②PMC參數(shù)中P17設(shè)置不當(dāng);③外殼安裝不當(dāng)。

檢查診斷與修理:從操作者口中得知此前做了些維護(hù)保養(yǎng)工作，估計(jì)刀號(hào)參數(shù)可能被誤動(dòng)，本著先易后難、先簡(jiǎn)單后復(fù)雜的原則，檢查PMC參數(shù)發(fā)現(xiàn)P17設(shè)置不當(dāng)，重新設(shè)置后故障排除。

案例3

故障現(xiàn)象:刀臺(tái)反轉(zhuǎn)不能鎖緊。

故障原因分析:檢修實(shí)踐表明，這種故障常由反轉(zhuǎn)時(shí)間不足使運(yùn)行不到位、SQ28損壞導(dǎo)致鎖緊信號(hào)沒有給出、鎖緊繼電器KA22損壞引起。

檢查診斷與修理:適當(dāng)增加反轉(zhuǎn)時(shí)間故障仍在，KA22尚好;更換SQ28試機(jī)，故障排除。

案例4

故障現(xiàn)象:正反轉(zhuǎn)出現(xiàn)短路，KM3觸頭飛弧大。

故障原因分析:出現(xiàn)短路說明KM3Z、KM3F存在同時(shí)導(dǎo)通問題，原因與接線錯(cuò)誤和PLC程序錯(cuò)誤、KM3器件故障等有關(guān)。

檢查診斷與修理:考慮到該機(jī)床故障前無別人動(dòng)過，則接線錯(cuò)誤和PLC程序錯(cuò)誤應(yīng)該排除在外，重點(diǎn)檢查接觸器本身，先單獨(dú)使用KM3Z、KM3F均無問題，說明其常開觸點(diǎn)正常，檢查常閉觸點(diǎn)，查出KM3F常閉觸點(diǎn)斷電時(shí)不能復(fù)位(斷開)。更換KM3F常閉觸點(diǎn)，故障排除。

5 結(jié)語(yǔ)

從上面的事例中可以看出，CAK36s型數(shù)車故障主要集中在電源、NC系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)部分和刀架部分，主要表現(xiàn)在線頭和端口接觸不良，其次是限位開關(guān)SQ、接觸器KM，以及參數(shù)設(shè)置故障。