進口加工中心故障修復淺析

北京二七軌道交通裝備有限責任公司（100072）談治國

我公司進口加工中心比較多，在日常的維修和保養(yǎng)工作中積累了一套進口加工中心維修的方法。本方法在維修工作中可以達到快速、準確排除機床故障，降低機床維修費用，保證機床正常服役有很好的效果。

1.進口加工中心自身的特點

進口加工中心相比其他設備有其自身的特點，其機械電氣都比較復雜。進口加工中心特別是德國、美國的加工中心機械精度高，電氣控制復雜。其交換工作臺和換刀機械手部分更是一臺機床一個樣。

具體特點如下：①機床購買的價格比較高。②機床復雜程度高，功能強大，生產效率高。③機床使用的一般是最先進的數(shù)控系統(tǒng)、控制技術和控制理念對于我國的維修人員都是全新的內容。④機床的機械精度高，結構新穎。⑤機床加工的零部件大多是單位精度高，價值大的零部件。⑥機床停修對正常生產的影響大，經(jīng)濟損失大。⑦機床對維修和使用人員的技術水平要求高。⑧機床的刀具費用、油類、濾紙等消耗費用高。

進口加工中心好用，加工的零件精度高，加工效率高。故障停修對單位生產影響大。維修這些設備在維修理論、維修方法、維修手段上都有很大的不同。基于以上原因要求設備維修人員在機床發(fā)生故障的時候能夠準確快速地排除故障，盡量降低維修費用，保證機床服役期間正常生產。

如何能快速準確地排除機床故障，需要維修人員對設備原理和結構的理解深度要達到一定的要求，要求維修人員自身的知識結構要完整，技術水平全面。在此技術上掌握一套科學的方法也是很有必要的。

進口加工中心大多是復雜系統(tǒng)組成?？雌饋硎菬o從下手，但是如果用科學的辦法把它們分開，不過就是由數(shù)控系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、機械液壓和氣動系統(tǒng)組成。其中最復雜的就是數(shù)控系統(tǒng)本身，數(shù)控系統(tǒng)也可以細分出NC、PLC、伺服驅動、顯示器、電動機及位置檢測元件等幾部分。將復雜系統(tǒng)分類在思考故障的時候可以有的放矢。

筆者在現(xiàn)場維修時積累了一些方法，同大家分享。不足之處請專家和同行斧正。

2.維修工作中技術準備工作

維修進口加工中心的時候由于其本身價值高，負責加工的零配件對單位重要，設備停修對公司影響比較大，對于維修人員的要求也比較高。在維修工作中需要做一些技術準備工作。

（1）機床正常狀態(tài)的記錄。機床正常狀態(tài)包括的內容很多，大體分為以下幾類。

電氣部分狀態(tài)：信號燈狀態(tài)；記錄什么燈亮，燈什么顏色的電路板指示燈的狀態(tài)；待機時什么狀態(tài)，幾個工作狀態(tài)指示燈的變化正常工作時電壓電流表的數(shù)據(jù)；各電動機正常工作時的電流值，機床正常工作時各種開關的狀態(tài)。

數(shù)控部分的狀態(tài)：機床正常時NC的參數(shù)；機床正常工作時PLC的狀態(tài)；輸入、輸出點情況的記錄，驅動器正常工作時顯示內容和狀態(tài)。

機械部分狀態(tài)：液壓和氣動系統(tǒng)各種表的顯示值，液壓系統(tǒng)正常時流量和壓力閥的整定值。

記錄機床正常工作狀態(tài)可以作為基礎資料進行管理，機床有故障發(fā)生的時候，將故障時的信號同正常時信號進行比較，可以快速發(fā)現(xiàn)引起故障的原因，在故障排除工作中有的放矢。

（2）機床安裝和驗收工作的時候注意收集機床信息，詳細了解機床構成和特點。機床廠家安裝調試機床是維修人員認識機床、提高自身技術素質的一個好機會。特別是大型進口加工中心，機床復雜程度高，在廠家進行調試完成后到用戶公司還要進行重新組裝和調試。廠家的安裝調試人員大多是技術水平高、知識結構全面的工程師。重視這項工作，可以詳細了解機床內部的結構、零部件的位置。電氣部分和數(shù)控系統(tǒng)的連接、調試的方法，為維修工作積累基礎技術資料，必要的時候可以留存數(shù)字照片作為現(xiàn)場記錄。收集的信息也包括零部件的規(guī)格型號，例如光柵尺、電動機、數(shù)控系統(tǒng)、電路板的型號廠家等，為日后維修、解體、訂貨打下基礎。

（3）進口加工中心使用的電氣零部件原理和控制過程的熟悉。進口加工中心使用的電氣零部件很多，清楚其原理和控制過程對故障排除工作有很大的幫助。如變頻器、驅動器、NC、PLC的電源介入，控制信號的輸入引腳，信號的接受和發(fā)送等，了解清楚在這部分出現(xiàn)故障的時候能快速準確地判斷是外部信號沒有滿足還是裝置內部有問題。

例如，611U西門子交流驅動裝置在進口加工中心上應用比較多。通過查閱這方面的手冊對其進行基本的分析。

（4）現(xiàn)場維修之前要注意聽取操作人員和以前維修人員的情況介紹，傾聽操作人員講述發(fā)生故障形成的過程，故障發(fā)展的過程。以前維修人員做過哪些測試和試驗，做過哪方面的維修。如換過什么電路板，他們對故障的分析。在聽的過程中應用自己的知識和技能得出判斷結果。這項工作非常重要，有些時候他們的一句話就可以讓我們維修人員省去很多查閱資料和理論分析的時間，甚至一句話就可以幫助我們找到故障的位置或有更好的方法處理故障。

（5）采取維修措施之前，一定要有科學嚴密的分析支撐，避免“瞎換件”、“亂換件”。換件是一種排除故障的常用方法。在更換備品備件的時候要有充分的科學分析，避免大量更換備品備件，由于更換備品備件引起的故障擴大和新備品備件故障。另外更換的方法也需要按規(guī)程（如更換的時候要注意存儲板更換時要帶電或帶電池，更換其他電路板注意斷電）。不能沒有分析明白原理就認為是硬件故障。

例如有一次維修一臺數(shù)控車床，出現(xiàn)主軸過載現(xiàn)象，維修人員判斷負載大，更換電動機軸承、更換主軸潤滑油。機械的故障都找了，還是沒有修好機床。結果是驅動內的熱敏電阻失效引起的現(xiàn)象。

3.進口加工中心故障現(xiàn)場排除

進口加工中心的故障分兩類，一類是數(shù)控系統(tǒng)有明確的報警信息或報警號碼，通過手冊查閱報警指向就可以解決故障；另一類是數(shù)控系統(tǒng)沒有報警，需要維修人員自己根據(jù)了解的故障情況進行分析，找出故障部位，再進行維修工作。

當然，進口加工中心的機床廠家報警信息設計的相對全面，沒有報警的機床故障占有比例很小。

（1）有數(shù)控系統(tǒng)報警的故障處理?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)都有完善的報警系統(tǒng)，進口數(shù)控加工中心機床廠家設計的報警系統(tǒng)也比較完善。通過這些報警號可以幫助維修工程師查找故障。按照數(shù)控系統(tǒng)提供的報警信息查找是一個故障查找的捷徑，也是進口加工中心常規(guī)故障處理的基本方法。維修人員對這種方法應用最多、最熟悉，這里不在贅述。有些報警信息沒有一個明確的方向或指出的方向沒有故障點，有些時候報警指很多指向也是很多點。這種情況就需要維修人員分析數(shù)控系統(tǒng)、電氣部分、機械部分控制原理，理清控制過程才能找到故障。

例如，筆者在維修一臺進口加工中心時，機床上電后沒有工作就出現(xiàn)了過載報警。經(jīng)檢測機械部分沒有卡死，負載很輕。經(jīng)過對原理的分析了解到機床在上電動機床自檢的時候驅動發(fā)出少量脈沖，數(shù)控系統(tǒng)需要接收到編碼器發(fā)出相應個數(shù)脈沖才確認伺服系統(tǒng)完好。如果形成開環(huán)，也就是沒有接收到相應個數(shù)的脈沖信號或脈沖信號少于正常個數(shù)，數(shù)控系統(tǒng)認為其部分有故障。為什么編碼器發(fā)出脈沖個數(shù)不對？也就是聯(lián)接部分、線纜部分、編碼器本身三部分的故障。經(jīng)過進一步的檢測，發(fā)現(xiàn)編碼器本身、線纜部分都沒有問題。編碼器機械聯(lián)接部分松動。產生了間隙，使編碼器脈沖個數(shù)不對，數(shù)控系統(tǒng)默認是旋轉負載大，產生了過載報警。解決辦法很簡單，恢復編碼器機械聯(lián)接部分，試車，故障排除。

（2）無報警進口數(shù)控機床故障的排除方法。使用信號追蹤的方法PLC和NC信號的跟蹤發(fā)是一個最基本最有效的方法。該方法需要維修人員對PLC和NC的信號流有一個清楚的理解，對其編程語言熟悉。進口加工中心發(fā)生無報警故障時維修人員需要根據(jù)故障現(xiàn)象按原理分析清楚PLC和NC的信號流動情況。分析是由于哪一類信號缺失引起的機床動作故障，是什么原因引起的信號不正常。找到根本原因，機床故障就解決了。

例如，用信號跟蹤的方法查找換刀部分故障。自動換刀部分是進口加工中心最復雜部分之一，其信號流是由NC對指令進行解碼，機床各坐標軸運行到換刀位置，主軸進行定向工作，刀庫旋轉到位，機械手進行換刀準備，主軸進行松刀動作、吹氣，機械手換刀。清楚了信號的流向，遇到機床故障就可以跟蹤信號，可以快速準確地找到機床故障。進口加工中心的程序設計保護、自鎖、互鎖部分比國產加工中心完善。這給維修人員讀懂程序增加了一定的難度，不過維修人員熟悉以后會對程序的設計理解有一個很大的提高。通過本方法能達到快速準確地診斷進口加工中心的目的。這種方法也是解決進口加工中心疑難故障的最有效的方法。

（3）進口加工中心故障中有些是器件失效。如顯示器失效，電源燒毀、驅動板故障。該類故障判斷起來相對比較容易，只需要維修人員排除器件外圍引起故障的可能性，按操作規(guī)程更換器件可以排除故障。

4.結語

以上是筆者在現(xiàn)場維修進口加工中心的一點心得，說明了維修工作需要做的一些準備工作，機床故障的處理方法，需要注意的一些問題，加深維修深度、節(jié)約維修費用等。該方案能快速準確排除機床故障，減少設備停修時間，降低設備維修費用。