浅谈数控设备的维修











济南金钟电子衡器股份有限公司生产服务处
张磊亭




浅谈数控设备的维修

随着社会生产和科学技术的迅速发展，对机械产品的精度和机床加工效率提出了越来越高的要求。这时，数控机床应运而生。数控机床是机电一体化的产品，其技术先进，结构复杂，价格昂贵，在产品生产中往往起着关键作用。当数控机床出现故障后，我们电气维修人员应该怎么去维修呢？
一、先强调一下维修人员的素质.
维修人员应具备以下条件才能够有资格去维修数控设备.
1、 具有专业英语的阅读能力，对照英汉技术词典，翻译随机技术资料。
2、 具有良好的动手能力和技能，含使用各种仪器、工具。
3、 多学习数控方面的知识，了解数控机床的结构原理，善于分析问题，解决问题。
4、 在电气、机械、液压、气动方面，知识丰富。
二、排除故障常用处理方法.
  当数控维修人员具备了上述能力，遇到数控设备产生故障时，该怎样做呢？
1、 充分调查故障发生现场，掌握故障的内容。数控系统出现故障，不要急于处理，向操作者询问故障出现的全过程。在确认系统无危险的情况下通电，亲身观察故障出现的情况。例如：我公司从德国引进的一台数控激光切割机，型号：TURMATICL3030；激光型号：TLF2700W;激光功率2700W。故障报警信息是“Y轴驱动失败”。据操作者反映设备正常切割时出现的报警。随后查阅有关的英文随机资料。Y轴采用“西门子840D”系列的伺服驱动器，是一种中档数控系统.它采用了驱动模块和Y轴电机用一根屏蔽电缆连接。打开机床的控制柜，发现840D驱动模块上有一×35指示灯点亮。由技术资料可知：驱动模块断电后，再上电看一×35灯亮情况，若重上电后一×35灯不亮，说明驱动模块没有问题。在确认重新上电对系统无危险的情况下，重新上电，发现一×35灯不亮.手动方式打开Y轴的报闸，用手推动Y轴横梁臂，CRT屏幕上显示Y轴位置的变化情况。此现象表明Y轴的编码器正常。用MF14型万用表测电机的线组绝缘和绕组阻值，其技术指标正常。当测到联接电缆时，发现有时接通，有时断开现象，此电缆是随机器的拖链来回移动。更换电缆后，对数控激光切割机试车，设备正常工作。
2、 分析故障产生的原因，以及查找的方法、步骤，在掌握了现场的第一手的故障信息后，结合机器内的自诊断功能，以及随机的技术资料，来分析故障产生的原因。比如：我公司一台天津埃佛茵公司生产的数控弯板机.数控系统为DNC1200.故障报警信息:“R2马达出错”。我到达维修现场后，询问操作人员。操作人员说:设备上电后能够通过自检，启动设备后，报警信息显示.确认通电无危险的情况下，给设备重新上电.观察电气控制柜内情况，在电气控制内下方安装R1、R2马达的伺服驱动器。机床上电时，两个驱动器数显部分显示都为“O”。当计算机控制系统自检完成以后，R1马达的伺服驱动器显示“1”，R2马达的伺服驱动器显示“4”，由此显示推断马达或驱动器出现问题。检查发现两个驱动器的型号相同，在断电后，把R1、R2的驱动模块交换后，给设备上电，报警信息为“R1马达出错”。由此判定R2的驱动器不正常。在随机英文技术资料中查关于伺服驱动器的故障信息代码表中“4”的含义，它表示了下面的两种情况：（1）温度过高，温度传感器坏。（2）控制器太脏，通风不良，冷却风扇坏。按照上述提供的信息，最后确定是R2伺服驱动器内的温度传感器接触不良引起的。重新固定R2伺服驱动器内的温度传感器，并把R2驱动器安装好后，设备上电后，数控机床正常工作。
    由上例可知：（1）在充分掌握第一手资料的前提下，把故障问题正确的罗列出来。（2）将故障引起的原因罗列出来，结合技术资料进行分析、判断，找到问题所在。最后排除故障。从而使设备正常工作。
3、 故障的检测和排除
    在检测故障的过程中，充分利用数控设备的自诊断功能，如PLC的监控功能。根据需要随时检测有关部分的工作状态和接口信息。同时也应掌握其它行之有效的方法。例如交换法，敲击法。
    举例：检修一台数控火焰切割机，数控系统是美国产的EDGE，型号H2P2-0010，故障现象是不能正确选择火焰切割机头。我到现场后，向操作者询问故障情况。据操作者说，当选用第一个火焰切割机头工作时正常，当关闭第一机头，用第二个火焰切割机头时，第一机头也动作。此故障影响了机头的交换。在确信关闭电源对系统无危险的情况下，关闭电源，再次对数控系统上电，观察发现，在没有选择第一机头的触摸键时，第一机头选择灯亮了。也就是说，第一机头已被选中。那什么原因引起的呢？我在断电后，把第一机头和第二机头的选择板交换一下（注：它们的型号相同）。这里说明一下，第一机头的调高部分采用美国产“勃宁”调高，第二机头的调高部分是哈尔滨华崴公司产的调高板。第一机头调高采用下限优先原责，而第二机头的调高采用上限优先。交换后，第一机头调高部分不升也不降。第二调高部分，按下降键机头下降，松开键，机头又向上限上升。压上限后停止。观察PLC的输入输出状态灯，PLC指示正常，说明程序正常，测各输出口的电压也正常。我把选择板恢复原状，故障又恢复。这说明故障在第一机头的选择板上，我用起子的绝缘手柄，敲击第一机头选择板上的小继电器的外壳。第一机头被选中的指示灯灭。打开两者的自动调高，两机头均自动调节高度，机头也能正确选择了。于是更换选择板上的小继电器，数控设备恢复正常生产。
4、 此外在检测排除故障时，也要掌握以下原则：
（1） 先机床的外部，后机床的内部。由于数控机床是机械、电气、液压、气动一体化的产品。维修人员应采用望、闻、问、查等方法，逐一排除。例如：数控机床的按钮开关、插头、限位开关等，因接触不良产生的信号失灵，造成数控机床故障。
（2） 先机械部分，后电气部分。一般来讲，机械故障相对容易发现。而数控系统故障诊断难度要大。例如检查机械传动部分是否卡死，液压,气动部分压力是否正常。例如一台加工中心系统是FANUC15，管内油温过高，由于柱塞泵的柱塞损坏引起管路油温过高。
（3） 观察数控设备的数控柜散热通风情况，防止系统因过热而报警。例如:一台加工中心--马刀,机床出现X、Y、Z轴过载报警，是由于驱动模块上的散热风扇和Z轴冷却风扇损坏后，散热不好引起温度开关动作。
（4） 注意关好数控装置电气柜门。防止灰尘进入数控装置内，造成元件间的绝缘电阻下降，从而出现故障损坏元件。例如数控火焰切割机设备周围金属粉尘大，容易进入电气控制柜，引起数控设备故障。
最后，我们在维修数控设备时应注意以下几点：
（1） 遵守安全操作规程，防止人身及设备事故发生。
（2） 不要让故障扩大化。
（3） 在处理问题上要多罗列一些可能，从而使复杂问题简单化。
综上所述，数控机床是一种技术复杂的机电一体设备。其故障发生的原因一般都比较复杂，这给诊断和排除故障带来不少的困难。要会用理论指导为基础，结合随机的技术资料，在实践中不断的积累经验，掌握机床原理，准确的确定故障产生的原因，制定出科学合理的维修方案，准确无误的维修，更好的排除故障，确保公司的精、大、稀设备的正常工作。
    以上所谈只是自己在实践中的粗浅认识，由于数控机床故障产生的原因不同，因此确定的维修方案也当然不同。
    以上所谈有不当之处，请领导和老师指正。

          济南金钟电子衡器股份有限公司生产服务处    
                 张磊亭
                    2007年8月30日