CNC数控维修技术在实际工作中的运用

我公司拥有各种进口的CNC数控设备100多台。在维修中笔者通过实践，运用数控维修技术的不同修理方法，排除了CNC设备中的一些疑难问题，现介绍如下:
　　1.参数分析检查法
　　一台带FANUC 0MC控制系统的数控加工中心，由于机床的控制装置偶发性故障，引起了机床的加工坐标轴Z方向发生偏移，偏移量3mm，导致ATC自动换刀不到位，使加工出来的零件在Z方向的尺寸不合格。但是机床的运转状况良好无反映，电脑CRT显示屏也无任何报警信息。笔者认真调查了发生异常现象的前后状况，分析得出可能原因：①ATC机械手交换中没有到位。②机床Z轴坐标位置原点有偏移。③机床异常状态与CNC数控装置参数有关。通过检查，排除了①、②两项因素。于是，根据这类数控机床的特点，分析调查了与坐标位移量有关的参数，发现第510号参数是Z坐标轴的栅格移位量(GRDSZ)，其设定值在(0～+32767)或(0～-32767)μm。机床在执行原点回归时，首先会碰到减速限位开关，一旦减速信号发出，机床变为低速移动，当移动部位到达电栅格位置时进给也就停止，回原点工作才完成。由于机床的异常原因使Z轴原点偏移约3mm，导致加工过量切削约3mm。这个偏移量是与坐标轴栅格移位量有关的，查看电脑画面510参数，它的原出厂设定值是-6907μm，由于加工的工件是过切削而超差，今将这一数据修改成-9907μm。再重新开机，先做机床回原点、自动交换刀具等一系列动作都正常后，再进行加工试验，将加工完了的工件送检后证实合格。至今，该机床一直在正常使用。这种方法对修理人员来说，不同以往的只忙于查找损坏器件的维修处理，而是要对CNC控制装置的数据变化去分析和查找数控机床故障。
　　2.交换判断法
　　我公司CNC数控车床有70多台，大部分是使用FANUC OTC系统，相互之间具有相同功能的电路板和控制装置，局部可以互相交换。一次在修理一台数控机床(FANUC OTC)时，接连两天发生了三台数控机床同样故障。每台故障现象都是：开机后，显示屏上出现紧急停机报警和伺服控制装置报警(报警号：408号)。同时电气控制箱交流主轴伺服单元控制电路上显示电机过热报警(报警号：AL-01)，导致三台数控机床停机。由于故障报警反映都在主轴伺服控制装置上(该装置型号：A06B-6064-H312—550)，报警内容已表明是主轴电机过热，但是，后发生的两台机床没有带负载运行，一开机就报警，而且，通过测量也证实了监控电机的过热信号(CN2②～③脚)处于正常状态(正常时ON)，这说明故障号的内容与实际检查结果不符。利用报警号查故障原因已行不通，但是后两起故障完全可与维修人员所做的工作联系起来。在第一起故障发生时，由于没有找出故障原因，就采用替换法取第二台NC机的同规格的主轴单元进行替换，但是替换后，该NC机故障还是一样，维修人员接着用同样的手法又用第三台NC机对第一台做替换检查，结果该NC机床故障仍是一样。第二天，做替换过的两台NC机同时发出相同故障。笔者认为这两次替换过程中操作有失误。第一，替换过程中没有按正确的方法进行。在拆出该装置中，应认真做好每一步骤记录和先后顺序，对相同接线插口要做好标记，以便安装辩认。第二，替换的方法不对。若想用替换来判断好坏，只能将好的装置换在出故障机床上，不能将坏的装置放在好的机床上试机，否则，得出结果是不正确的。根据这个分析判断，笔者又对第四台、第五台的替换部位所有连接口进行检查比较，结果发现这三台有故障的机床，都在同样一块板子(版号：A16B-2201-0440)两个插座接口CNA和CN2的位置上插错了位。正常情况下，CN2接插头，CNA不接是空位。将其纠正后，开机恢复正常。
　　3.经验判断法
　　在我们生产空调压缩机壳体自动生产线上，一次一台自动送料机突然停机，不能再次启动送料，有报警灯亮。该自动送料控制装置采用日本三菱PLC程序控制器。根据报警灯内容很快找到了输出模块(型号 AISY41)有问题。由于无备件，使整个生产线停工。处于这种情况，笔者接过这个坏的输出模块着手修理。模块上有数十块集成电路元件组成的输出控制电路，由于没有模块内部控制线路图以及所用的集成元件原理图，只能从PLC逻辑控制图(梯形图)，结合PLC外部电路和故障状态进行检查分析。根据外部输出电路报警信号顺藤摸瓜，找到了AISY41内部印刷电路板上PS2831-4集成块有问题。根据以往的经验，多路端的输入输出电路，在集成元件的脚上反映都具有对称性、相同性的特点。带着这一想法，着手对集成元件PS2831-4上的每一组输入输出电路作静态值测量——静态比值测量法，发现有一块PS2831-4集成元件对地输出处于短路状态，并在该处嗅到有烧坏的异常味，故判断这一组输入输出是故障源。要修复它必须知道PS2831-4是块什么样的集成元件，才有可能用替代产品。另外，有这样设想，设计厂家在设计电路板时是否考虑有备用电路?根据这一设想，笔者对PLC外部及内部电路输出点数进行比较，发现外部控制点的信号少于内部输出信号，结果在AISY41模块上的另一块PS2831-4集成元件上找到了一组备用的输入输出端，于是将已损坏的四个脚(输入输出各两个)悬空，脱开的四脚引四根导线接在相对应的备用的输入输出端，连好线后测静态值，与好的状态完全相符。装机启动后，自动送料机各项动作都正常，整个修复过程仅用了3小时，并为公司节约了几千元的费用。
　　4.静态设置检查法
　　为了减少数控机床的排故时间，有必要配备数控机床各种印刷电路板。一旦NC机床发生故障，确诊某一块板是坏的，只要将相同板号的备用板进行更换就可以了。但是，实际工作中往往忽视了对新的备板做换板前的元器件静态设置的核对检查工作，导致故障误判断，让“备用板”的作用失去了意义。我们有一台FANUC OTC控制系统的NC车床，在一次加工中，同时产生以408号(AC主轴伺服异常)为主的多个报警号。维修人员将AC主轴伺服单元(系列编号：A06B-6064-H313—H550)与同类NC车床同规格的AC主轴伺服单元做了交换诊断，已确认该单元有问题。由于修理者经验不足，直接把一台新的备用AC主轴伺服单元换上，当开机启动电源，执行“机床准备”后，CRT显示画面又出现了报警号408，又认定备用的新单元有问题，而后笔者查看了主轴伺服单元内部报警号AL-33，按报警提示，对单元上的DC环电源及内部线路和元件进行检查，没有发现异常。该单元内部装置是由四块电路板组成，这些板子中设有可变动的静态设置的元器件，将这些部位与同规格的好板子作对比检查，主要检查内容有：①主电路板上的RAM版号同原机床所用的版号是否一致。②板子上各个可调电位器的设置是否有变动(通常有着色标记位置，另一方面与好板子上的设定位置作参考比较)。③检查板子上各处短接棒的设定位置(通常要与原板子上的设定位置相同)。结果发现，该单元主印刷电路板(版号：A20B-2000-0220)上的短接棒“S5”设定位置为“OFF”，与原板上的“S5”设定位置“ON”(正常设定位置)不符，将其纠正，开机恢复正常。 　　上述是几种特例。机床任何故障都有它的起因，也有它的检修办法。只有过细调查故障的起因，才有可能做到排故的准确性和诊断方法的正确性，并能迅速排除故障，从而确保机器设备的正常运行