撰文/陳輝雄

數(shù)控加工中心機(jī)床常見故障診斷與解決措施

撰文/陳輝雄

近年來，數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，為傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，提高了產(chǎn)品的制造水平和制造能力。數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代加工發(fā)展的大趨勢，并逐漸引領(lǐng)我國制造業(yè)進(jìn)入了數(shù)字化發(fā)展時代。本文以加工中心為例，簡述了數(shù)控加工中心機(jī)床常見故障的診斷方法，并提出相應(yīng)的解決措施，希望能為相關(guān)人員提供幫助。數(shù)控加工；加工中心；故障診斷；解決措施

■515041 汕頭市職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心 廣東 汕頭

數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，結(jié)合傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的改進(jìn)，大大促進(jìn)了我國機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。采用數(shù)控技術(shù)的各類機(jī)床是一種高效靈活的自動化機(jī)床，可以很好地解決中小批、多變、復(fù)雜精密零件的加工問題。數(shù)控加工技術(shù)經(jīng)歷了多代變化，不斷適應(yīng)社會生產(chǎn)需要，促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備更新以及生產(chǎn)自動化的快速發(fā)展。

1　加工中心

加工中心是帶有刀庫以及自動換刀裝置的一種多工序數(shù)控機(jī)床。工件經(jīng)過一次裝夾之后，可以對兩個及以上的表面自動完成鏜、銑、絞、鉆等多種工序的加工，在加工過程中還可以完成自動換刀，大大提高生產(chǎn)的自動化程度和生產(chǎn)效率。但是，使用加工中心還要受到諸多因素的制約，并不是說有了合格的加工中心就可以獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和預(yù)期的使用效果。在使用加工中心之前，必須配備具有熟練操作技術(shù)的人員以及對機(jī)床加工進(jìn)行精確編程。充分了解所使用機(jī)床的加工工藝、性能以及特點(diǎn)，選擇合適的加工對象，采用合理的工藝措施，同時在組織管理上要充分認(rèn)識到普通機(jī)床與加工中心之間存在的不同，對設(shè)備定期進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)。

2　數(shù)控加工中心機(jī)床常見故障診斷與解決措施

當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時，維修人員應(yīng)該多做觀察、調(diào)查與試驗，而不是急于動手處理。故障調(diào)查主要是向操作人員仔細(xì)詢問出現(xiàn)故障的全過程，查看故障記錄。因此，對于操作人員來說，當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時，應(yīng)該采取急停措施，停止系統(tǒng)運(yùn)行。如果故障不能排除，則需要及時通知維修人員進(jìn)行修理維護(hù)，并且還應(yīng)對故障做詳細(xì)記錄，為維修提供可靠資料。圖1為故障診斷處理過程。

圖1　故障診斷處理過程

2.1故障現(xiàn)象：刀庫中刀具與主軸刀交換時掉刀

原因及維修：換刀時換刀點(diǎn)漂移或機(jī)械手抓刀時主軸箱沒有到位。重新設(shè)置換刀點(diǎn)，重新操作主軸箱運(yùn)動，使其回到換刀點(diǎn)位置。

2.2故障現(xiàn)象：刀庫轉(zhuǎn)動不到位

故障發(fā)生原因可能有以下幾點(diǎn)：

2.2.1液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致液壓閥出現(xiàn)問題或油路不暢通。檢查液壓系統(tǒng)。

2.2.2刀庫負(fù)載過大或者出現(xiàn)阻滯現(xiàn)象。檢查刀庫裝刀是否合理。

2.2.3傳動機(jī)構(gòu)存在誤差或電動機(jī)轉(zhuǎn)動故障。調(diào)整傳動機(jī)構(gòu)或更換發(fā)動機(jī)。

2.2.4液壓馬達(dá)出現(xiàn)問題。檢查液壓馬達(dá)工作是否正常。

2.3故障現(xiàn)象：主軸定位不準(zhǔn)確導(dǎo)致無法進(jìn)行正常自動換刀

原因及維修：主軸定位之后發(fā)生位置偏移。機(jī)械部分結(jié)構(gòu)簡單，檢查主軸驅(qū)動系統(tǒng)無任何警報，機(jī)床定位采用的是編碼器，定位動作正常，所以從故障的現(xiàn)象以及故障可能發(fā)生的部位來說電氣部分發(fā)生故障的可能性較小。檢查連接部分發(fā)現(xiàn)主軸與編碼器連接部分之間的間隙過大，編碼器連接套的緊固螺絲出現(xiàn)松動現(xiàn)象，說明影響主軸定位的機(jī)械原因是編碼器的連接。將螺釘按照要求進(jìn)行固定，故障隨之排除。

2.4故障現(xiàn)象：自動換刀時發(fā)現(xiàn)主軸松刀動作緩慢

原因及維修：通常引起加工中心主軸松刀緩慢的原因有主軸松刀氣缸不良；氣動系統(tǒng)流量不足或壓力太低；機(jī)床主軸壓力系統(tǒng)出現(xiàn)故障。根據(jù)以上原因分析，首先對氣動系統(tǒng)壓力進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)壓力表顯示壓力小于0.6MPa，則說明壓力過低。應(yīng)打開壓力機(jī)，壓力上升，故障排除。

2.5故障現(xiàn)象：電池電壓降低

原因及維修：FANUC系統(tǒng)在工作一段時間之后，屏幕顯示器會出現(xiàn)電池電壓降低警報，當(dāng)警報出現(xiàn)后，應(yīng)在一周之內(nèi)更換電池，否則將會導(dǎo)致儲存器內(nèi)的內(nèi)容丟失。

2.6故障現(xiàn)象：主軸串行通信錯誤

原因及原因：CNC與串行主軸放大器（SPM）之間發(fā)生通訊錯誤。故障原因可能包括：

2.6.1CNC印刷電路板故障。

在母板上安裝了CNC側(cè)的主軸控制回路。如果發(fā)生故障，則需要更換模板。

2.6.2連接電纜接觸不良。

檢查電纜是否為雙絞線，是否連接正常。檢查CNC與串行主軸放大器（SPM）的電纜連接是否良好。檢查插頭與電纜連接是否緊固，確認(rèn)沒有任何切斷或折斷的地方。

2.7故障現(xiàn)象：300號報警（要求返回參考點(diǎn)）

原因及維修：串行脈沖編碼器內(nèi)的機(jī)械絕對位置數(shù)據(jù)丟失。拆下串行脈沖編碼器的位置反饋信號或更換串行脈沖編碼器，導(dǎo)致警報發(fā)生。需要用下述方法，重新記憶機(jī)床位置。

2.7.1不具有返回參考點(diǎn)功能：進(jìn)行無擋塊式參考點(diǎn)設(shè)定，記憶參考點(diǎn)位置。更換串行脈沖編碼器時因為參考點(diǎn)的停止位置與更換前的位置不同，需要變更柵格偏移量正確調(diào)整停止位置。

2.7.2具有返回參考點(diǎn)功能：只在發(fā)生報警的軸進(jìn)行手動返回參考點(diǎn)。如果發(fā)生了其他報警導(dǎo)致無法手動返回參考點(diǎn)時，可以把參數(shù)1815#5設(shè)為0，解除其他警報后手動返回參考點(diǎn)，返回參考點(diǎn)之后按復(fù)位鍵，解除警報。

2.8故障現(xiàn)象：700號報警（過熱：控制單元）

原因與維修：如果 CNC 控制單元的外圍溫度過高，就會發(fā)生此報警。作為安裝條件，如果周圍溫度過高就會引發(fā)報警，CNC的環(huán)境溫度不能超過55 ℃。過熱則應(yīng)采取改善散熱條件或者降溫措施。

3　加工中心的使用、維修以及保養(yǎng)

加工中心具有知識密集和技術(shù)密集的特點(diǎn)，因此，維護(hù)人員不僅僅要具有加工工藝、機(jī)械以及氣動、液壓等方面的知識，也必須具有驅(qū)動、計算機(jī)、測量技術(shù)以及自動控制等方面的知識，這樣才能全面了解與掌握加工中心，及時做好維修工作。維修人員在維修前應(yīng)該對加工中心有一個詳盡的了解，要仔細(xì)閱讀加工中心的有關(guān)資料，包括機(jī)床特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)、數(shù)控系統(tǒng)的工作原理圖，機(jī)床驅(qū)動部分的結(jié)構(gòu)圖，以及他們之間的聯(lián)系方式。

對加工中心使用經(jīng)驗較少的單位，一般不要急于要求操作人員產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，編程與操作人員需要一定的時間熟悉操作過程。加工中心機(jī)床本身的結(jié)構(gòu)也需要一定時間的磨合，機(jī)床一般經(jīng)過3至6個月的磨合就可以投入正常使用。對于加工中心來說，理論上可以24小時進(jìn)行連續(xù)工作，但是為了提高利用率，發(fā)揮加工中心的優(yōu)勢，應(yīng)該盡量先在普通機(jī)床上完成零件的大切削量的粗加工。

加工中心的維護(hù)主要包括故障排除和日常維護(hù)兩個方面。機(jī)床的故障排除與維修人員的經(jīng)驗和技能有很大關(guān)系，平時應(yīng)該注意維修人員的管理、學(xué)習(xí)和培訓(xùn)。日常維護(hù)應(yīng)嚴(yán)格按照機(jī)床說明書上的具體規(guī)定，對設(shè)備進(jìn)行定期潤滑、清理和檢查，必要時可以請機(jī)床生產(chǎn)廠家或者其派出機(jī)構(gòu)代為維修與保養(yǎng)。

4　結(jié)語

加工中心的應(yīng)用越來越廣泛，應(yīng)用好加工中心，提高生產(chǎn)效率和零件加工質(zhì)量，是每個使用者都十分關(guān)心的問題。本文針對數(shù)控加工中心機(jī)床在加工過程中經(jīng)常出現(xiàn)的故障，分析了各種故障可能出現(xiàn)的原因，并給出了行之有效的維修方法。實(shí)踐證明，這些方法能有效地提高加工中心故障產(chǎn)生后診斷的準(zhǔn)確性和處理質(zhì)量，提高工作效率，對其它數(shù)控機(jī)床的故障診斷及維修也具有普遍意義。

參考：

[1]董小鵬，王炳然，張麗娟.我國數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2011(12):11-12.

[2]吳藝龍，何超龍.數(shù)控機(jī)床進(jìn)口、使用與管理中存在的問題[J].現(xiàn)代制造，2011(14):112-113

[3]楊紹奎.中小企業(yè)如何用好數(shù)控機(jī)床[J]制造技術(shù)與機(jī)床，2010 (15):149- 151.

[4]吳鋼華.淺談我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展與前景[J]制造技術(shù)與機(jī)床，2011 (19):40 -41.

作者簡介：

陳輝雄（1963－），男，廣東汕頭人，汕頭市職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心機(jī)械工程師，研究方向為機(jī)械數(shù)控加工中心技術(shù)。