現(xiàn)在數(shù)控設(shè)備使用越來(lái)越廣泛，隨之而來(lái)的是如何保證設(shè)備的有效利用率，設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，要盡快將設(shè)備恢復(fù)正常使用。為了解決這個(gè)問(wèn)題，首先要求維修人員應(yīng)該有很高的素質(zhì)，不但要求具有豐富的專業(yè)知識(shí)，如機(jī)電一體化技術(shù)、計(jì)算機(jī)原理、數(shù)控技術(shù)、PLC技術(shù)、自控技術(shù)、拖動(dòng)原理、液壓技術(shù)等，還要掌握機(jī)械加工常識(shí)和數(shù)控裝置的簡(jiǎn)單編程，另外還要具有一定的英語(yǔ)水平，能夠閱讀英文技術(shù)資料。要有足夠的資料，包括機(jī)、電、液圖紙，機(jī)床參數(shù)備份，系統(tǒng)使用維修手冊(cè)，PLC梯形圖等。還要有一定量的備件。另外需要維修人員具有一定的經(jīng)驗(yàn)，掌握一定的維修方法。筆者從事數(shù)控設(shè)備維修多年，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)一套維修數(shù)控設(shè)備的方法，現(xiàn)介紹如下以供參考。
要搞清故障現(xiàn)象
當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，首先要搞清故障現(xiàn)象，向操作人員了解第一次出現(xiàn)故障時(shí)的情況，在可能的情況下觀察故障發(fā)生的過(guò)程，觀察故障是在什么情況下發(fā)生的，怎么發(fā)生的，引起怎樣的后果。只有了解到第一手情況，才有利于故障的排除，把故障過(guò)程搞清了，問(wèn)題就解決一半了。搞清了故障現(xiàn)象，然后根據(jù)機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)的工作原理，就可以很快地確診問(wèn)題所在并將故障排除，使設(shè)備恢復(fù)正常使用。
如，一臺(tái)采用美國(guó)BRYANT公司TEACHABLE Ⅲ系統(tǒng)的數(shù)控外圓磨床在自動(dòng)加工時(shí)，砂輪將修整器磨掉一塊。
為了觀察故障現(xiàn)象并防止意外再次發(fā)生，將砂輪拆下運(yùn)行機(jī)床，這時(shí)再觀察故障現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)在自動(dòng)磨削加工時(shí)，磨削正常沒(méi)有問(wèn)題，工件磨削完之后，修整砂輪時(shí)，砂輪正常進(jìn)給，而砂輪修整器旋轉(zhuǎn)非�？欤芸炀蛪荷舷尬婚_(kāi)關(guān)，如果這時(shí)砂輪沒(méi)拆，肯定砂輪又要撞到修整器上。根據(jù)機(jī)床的工作原理，砂輪修整器由E軸伺服電機(jī)帶動(dòng)，用旋轉(zhuǎn)編碼器作為位置反饋元件。正常情況下修整器修整砂輪時(shí)，Z軸滑臺(tái)帶動(dòng)E軸修整器移動(dòng)到修整位置，修整器做30°~120°的擺動(dòng)來(lái)修整砂輪。我們多次觀察故障現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，E軸在壓上限位開(kāi)關(guān)時(shí)，在屏幕上E軸的坐標(biāo)值只有60°左右，而實(shí)際位置大概在180°左右，顯然是位置反饋出現(xiàn)問(wèn)題，但更換了位控板和編碼器都沒(méi)有解決問(wèn)題。我們又經(jīng)過(guò)反復(fù)的觀察和試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)：E軸修整器在Z軸的邊緣時(shí)，回參考點(diǎn)和旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)都沒(méi)有問(wèn)題，要利用系統(tǒng)的報(bào)警信息
現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)的自診斷能力越來(lái)越強(qiáng)，設(shè)備的大部分故障數(shù)控系統(tǒng)都能夠診斷出來(lái)，并采取相應(yīng)的措施，如停機(jī)等，一般都能產(chǎn)生報(bào)警顯示。當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，有時(shí)在顯示器上顯示報(bào)警信息，有時(shí)在數(shù)控裝置上、PLC裝置上和驅(qū)動(dòng)裝置上還會(huì)有報(bào)警指示。這時(shí)要根據(jù)手冊(cè)對(duì)這些報(bào)警信息進(jìn)行分析，有些根據(jù)報(bào)警信息就可直接確認(rèn)故障原因，只要搞清報(bào)警信息的內(nèi)容，就可排除數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)的故障。
如，一臺(tái)采用德國(guó)SIEMENS 810系統(tǒng)的數(shù)控溝道磨床，開(kāi)機(jī)后就產(chǎn)生1號(hào)報(bào)警顯示“BATTERY ALARM POWER SUPPLY”，很明顯指示數(shù)控系統(tǒng)斷電保護(hù)電池沒(méi)電，更換新的電池后(注意：一定要在系統(tǒng)帶電的情況下更換電池)，將故障復(fù)位，機(jī)床恢復(fù)使用。另一臺(tái)采用SIEMENS 3系統(tǒng)的數(shù)控磨床，開(kāi)機(jī)后屏幕沒(méi)有顯示，檢查數(shù)控裝置，發(fā)現(xiàn)CPU板上一個(gè)發(fā)光二極管閃爍，根據(jù)說(shuō)明書，分析其閃爍頻率，確認(rèn)為斷電保護(hù)電池電壓低，更換電池后，重新啟動(dòng)系統(tǒng)故障消失。
如，一臺(tái)采用日本FANUC 0TC系統(tǒng)的數(shù)控車床，出現(xiàn)2043號(hào)報(bào)警，顯示“HYD. PRESSURE DOWN"，指示液壓系統(tǒng)壓力低。根據(jù)報(bào)警信息，對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)液壓壓力確實(shí)很低，對(duì)液壓壓力進(jìn)行調(diào)整使機(jī)床恢復(fù)了正常使用。
另一些故障的報(bào)警信息并不能反映故障的根本原因，而是反映故障的結(jié)果或者由此引起的其它問(wèn)題，這時(shí)要經(jīng)過(guò)仔細(xì)的分析和檢查才能確定故障原因，下面的方法對(duì)這類故障及沒(méi)有報(bào)警的一些故障的檢測(cè)是行之有效的。
要利用數(shù)控系統(tǒng)的PLC狀態(tài)顯示功能
許多數(shù)控系統(tǒng)都有PLC狀態(tài)顯示功能，如西門子3系統(tǒng)PC菜單下的PC STATUS，西門子810系統(tǒng)DIAGNOSIS菜單下的PLC STATUS功能，以及發(fā)那科0T系統(tǒng)DGNOS PARAM 功能的PMC狀態(tài)顯示功能等，利用這些功能可顯示PLC的輸入、輸出、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等的即時(shí)狀態(tài)和內(nèi)容。根據(jù)機(jī)床的工作原理和機(jī)床廠家提供的電氣原理圖，通過(guò)監(jiān)視相應(yīng)的狀態(tài)，就可確診一些故障。
如，一臺(tái)采用日本FANUC 0TC的數(shù)控車床，一次出現(xiàn)故障，開(kāi)機(jī)就出現(xiàn)2041號(hào)報(bào)警，指示X軸超限位的報(bào)警，但觀察X軸并沒(méi)有超限位，并且X軸的限位開(kāi)關(guān)也沒(méi)有壓下，但利用NC系統(tǒng)的PMC狀態(tài)顯示功能，檢查X軸限位開(kāi)關(guān)的PMC輸入X0.0的狀態(tài)為“1”，開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)確實(shí)已經(jīng)接通，說(shuō)明開(kāi)關(guān)出現(xiàn)了問(wèn)題，更換新的開(kāi)關(guān)后，機(jī)床故障消除。
如，一臺(tái)采用日本MITSUBINSHI MELDAS L3系統(tǒng)的數(shù)控車床，一次出現(xiàn)故障，刀塔不旋轉(zhuǎn)。根據(jù)刀塔的工作原理，刀塔旋轉(zhuǎn)時(shí)，首先靠液壓缸將刀塔浮起，然后才能旋轉(zhuǎn)。觀察故障現(xiàn)象，當(dāng)手動(dòng)按下刀塔旋轉(zhuǎn)的按鈕時(shí)，刀塔根本沒(méi)有反應(yīng)，也就是說(shuō)，刀塔沒(méi)有浮起，根據(jù)電氣原理圖，PLC的輸出Y4.4控制繼電器K44來(lái)控制電磁閥，電磁閥控制液壓缸使刀塔浮起，首先通過(guò)NC系統(tǒng)的PLC狀態(tài)顯示功能，觀察Y4.4的狀態(tài)，當(dāng)按下手動(dòng)刀塔旋轉(zhuǎn)按鈕時(shí)，其狀態(tài)變?yōu)椤?”，沒(méi)有問(wèn)題，繼續(xù)檢查發(fā)現(xiàn)，是其控制的直流繼電器K44的觸點(diǎn)損壞，更換新的繼電器，刀塔恢復(fù)了正常工作。
要利用機(jī)床廠家提供的PLC梯形圖
數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)的大部分故障都是通過(guò)PLC裝置檢查出來(lái)的，PLC檢測(cè)故障的機(jī)理就是通過(guò)運(yùn)行機(jī)床廠家為特定機(jī)床編制的PLC梯形圖(即程序)，根據(jù)各種輸入、輸出狀態(tài)進(jìn)行邏輯判斷，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，產(chǎn)生報(bào)警并在顯示器上產(chǎn)生報(bào)警信息。所以對(duì)一些PLC產(chǎn)生報(bào)警的故障，或一些沒(méi)有報(bào)警的故障，可以通過(guò)分析PLC的梯形圖對(duì)故障進(jìn)行診斷，利用NC系統(tǒng)的梯圖顯示功能或者機(jī)外編程器在線跟蹤梯形圖的運(yùn)行，可提高診斷故障的速度和準(zhǔn)確性。
如，一臺(tái)采用SIEMENS 810系統(tǒng)的數(shù)控磨床，一次出現(xiàn)故障，開(kāi)機(jī)后機(jī)床不回參考點(diǎn)并且沒(méi)有故障顯示，檢查控制面板發(fā)現(xiàn)分度裝置落下的指示燈沒(méi)亮，這臺(tái)機(jī)床為了安全起見(jiàn)，只要分度裝置沒(méi)落下，機(jī)床的進(jìn)給軸就不能運(yùn)動(dòng)。但檢查分度裝置，已經(jīng)落下沒(méi)有問(wèn)題。根據(jù)機(jī)床廠家提供PLC梯形圖，PLC的輸出A7.3控制面板上的分度裝置落下指示燈。用編程器在線觀察梯形圖的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)F143.4沒(méi)有閉合，致使A7.3的狀態(tài)為“0”。F143.4指示工件分度臺(tái)在落下位置，繼續(xù)檢查發(fā)現(xiàn)由于輸入E13.2沒(méi)有閉合導(dǎo)致F143.4的狀態(tài)為“0”。根據(jù)電氣原理圖，PLC輸入E13.2接的是檢測(cè)工件分度裝置落下的接近開(kāi)關(guān)36PS13，將分度裝置拆開(kāi)，發(fā)現(xiàn)機(jī)械裝置有問(wèn)題，不能帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)接近開(kāi)關(guān)的機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)，所以E13.2始終不能閉合。將機(jī)械裝置維修好后，機(jī)床恢復(fù)了正常使用。
一臺(tái)采用SIEMENS 3TT系統(tǒng)的數(shù)控銑床，在自動(dòng)循環(huán)加工過(guò)程中，工件已加工完畢，工作臺(tái)正要旋轉(zhuǎn)，主軸還沒(méi)有退到位，這時(shí)第二工位主軸停轉(zhuǎn)，自動(dòng)循環(huán)中斷，產(chǎn)生報(bào)警F97“SPINDLE1 SPEED NOT OK STATION2”和F98“SPINDLE2 SPEED NOT OK STATION2”，表示第二工位兩個(gè)主軸速度不正常。但對(duì)主軸系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。為了確定故障原因，用機(jī)外編程器動(dòng)態(tài)監(jiān)視機(jī)床PLC梯形圖的運(yùn)行，根據(jù)邏輯關(guān)系進(jìn)行檢查，最后發(fā)現(xiàn)是第二工位的工件卡緊液壓壓力開(kāi)關(guān)，E21.1在出現(xiàn)故障的瞬間其狀態(tài)發(fā)生變化，由“1”信號(hào)瞬間變成“0”信號(hào)，緊接著又變成“1”信號(hào)，E21.1接的是壓力開(kāi)關(guān)P21.1，它的狀態(tài)變成0”，信號(hào)指示工件沒(méi)有卡緊，所以主軸停轉(zhuǎn)，自動(dòng)循環(huán)停止。
