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數(shù)控機(jī)床特殊故障的診斷分析與處理

1、具體故障診斷維修實例

      1.1? 某數(shù)控立式車床“標(biāo)頭 SKP”閃爍不停止故障

      故障現(xiàn)象:數(shù)控立式車床采用 FANUC 0T 數(shù)控系統(tǒng),當(dāng)選擇編輯 EDIT/ 自動 AUTO 方式時,機(jī)床顯示器出現(xiàn)“標(biāo)頭 SKP”閃爍不停,無法正常運(yùn)行,只有按下 RESET 鍵后才能切換到其他方式(如 MDI 方式),且其它方式無此故障現(xiàn)象。

      故障分析及解決方案:機(jī)床出現(xiàn)“標(biāo)頭 SKP”閃爍,一般情況下,是由于正在通過 RS232 通訊接口進(jìn)行加工程序的傳輸,當(dāng)程序傳輸結(jié)束后,機(jī)床即可恢復(fù)正常。但此機(jī)床的加工程序已經(jīng)傳輸完成,根本不處于程序傳輸狀態(tài),又檢查數(shù)控系統(tǒng)、計算機(jī)和通訊有關(guān)的參數(shù)(如波特率、數(shù)據(jù)位、停止位等)均正常。排除常見故障原因外,再將機(jī)床調(diào)為 MDI 方式,檢查是否能正常手動輸入程序,發(fā)現(xiàn)當(dāng)輸入 G 代碼(如 G01)還未按下“input”按鍵時,G 代碼已經(jīng)被輸入到系統(tǒng)中,故障原因可能和“input”按鍵有關(guān),隨之拆下該數(shù)控機(jī)床特殊故障的診斷分析與處理按鍵發(fā)現(xiàn)里面有水珠,同時,并測量其電阻值約 95Ω(按鍵處于常開狀態(tài)),接近于“短路”狀態(tài),正常電阻值應(yīng)趨向于無窮大,接近于“斷路”狀態(tài),將按鍵清理干燥后重新安裝測試,未出現(xiàn)“標(biāo)頭 SKP”閃爍,故障排除。為了理清引發(fā)故障的根本原因,選擇EDIT/ AUTO 方式,按一下“input”按鍵故障復(fù)現(xiàn)(這一現(xiàn)象操作和維護(hù)人員均很少注意),進(jìn)一步驗證了該故障是由于按鍵異常造成的。

      小結(jié):該故障的特殊之處在于看似屬于通訊故障,實則是硬件故障(按鍵內(nèi)部進(jìn)水短路),此類故障比較少見,且迷惑性很大,面對此類故障,先要清楚造成故障的過程和原理,再設(shè)法從和故障相關(guān)的其他方面著手,進(jìn)而找到故障診斷突破口,如此例中,在 MDI 狀態(tài)驗證能否正常輸入 G 代碼,從而查出“input”按鍵故障。

      1.2? 某數(shù)控車床“方式選擇”故障

      故障現(xiàn)象:該數(shù)控車床采用 FANUC 0iD 數(shù)控系統(tǒng),開機(jī)后方式選擇旋鈕開關(guān)失效,無論選擇何種運(yùn)行方式,數(shù)控系統(tǒng)顯示的都是 MDI 方式,無法正常進(jìn)行方式選擇,且無任何報警。

      故障分析及解決方案:對于方式選擇故障,一般情況下可考慮以下因素:(1)方式選擇開關(guān)直接連接的電纜脫落,故障率占 50% 以上;(2)方式選擇開關(guān)硬件本身損壞,依據(jù)故障記錄可知,故障率約占40%;(3)其他方面間接引起的此類故障,故障率約占 10%。按照以上分析,首先,拆下機(jī)床操作面板,檢查方式選擇開關(guān)連接電纜,均無脫落,也沒有虛接。然后又更換新的方式選擇開關(guān),故障仍然復(fù)現(xiàn)。

      另外,機(jī)床沒有任何報警提示,給維修人員帶來較大的困難。為了徹底查明故障原因,結(jié)合 FANUC 系統(tǒng) PMC 和方式選擇地址信號控制原理,系統(tǒng)處于何種運(yùn)行方式主要由地址信號 G43 來控制,具體控制和對應(yīng)關(guān)系見表 1。

表 1 方式選擇地址信號

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      根據(jù)“無論選擇何種運(yùn)行方式,系統(tǒng)始終顯示MDI 方式”這一故障現(xiàn)象,從表 1 可以看出,地址信號 MD1(G43.0)、MD2(G43.1)、MD4(G43.2)、DNCI(G43.5)、ZRN(G43.7)一直都為 0,那么有一種可能,以上地址信號沒有 24V 電源供給,這種可能也同樣可以造成此故障?,F(xiàn)將方式選擇開關(guān)分別打到不同方式,使用萬用表依次測量開關(guān)的接線端子,電壓均為 0V。結(jié)合機(jī)床相關(guān)電氣原理圖,檢查電氣柜發(fā)現(xiàn),有一給方式選擇開關(guān)供電的 24V 電源線虛接,重新緊固后并進(jìn)行方式選擇測試,機(jī)床恢復(fù)正常,故障徹底排除。

      小結(jié):該故障的特殊之處在于表面看似是方式選擇開關(guān)或者地址信號控制方面的故障,其實是電源故障。解決該問題的關(guān)鍵是選擇的 PMC 地址信號控制關(guān)系,數(shù)控機(jī)床有時會出現(xiàn)故障現(xiàn)象相同,但故障原因不同,這就需要維修人員加強(qiáng)日常學(xué)習(xí),明白控制原理,不斷提高自身的理論素養(yǎng),從“原理”上著手解決故障,以不變應(yīng)萬變,往往會起到事半功倍的效果。

      1.3? 某立式加工中心自動執(zhí)行程序故障

      故障現(xiàn)象:某加工中心采用三菱數(shù)控系統(tǒng),在執(zhí)行程序“T** M06;G91 G01 X100 F200;M30”過程中,當(dāng)執(zhí)行完換刀指令后出現(xiàn)循環(huán)停止(循環(huán)停止按鍵紅燈亮),未繼續(xù)執(zhí)行語句 G91 G01 X100 F200,當(dāng)再次按下循環(huán)啟動按鍵后又能往下繼續(xù)運(yùn)行程序。

      故障分析及解決方案:該機(jī)床采用無機(jī)械手自動換刀系統(tǒng),斗笠式刀庫,刀庫的前進(jìn) / 后退以及機(jī)床主軸松 / 緊刀均采用氣壓驅(qū)動。每次只在執(zhí)行帶有換刀指令的程序時才出現(xiàn)上述故障,于是,需要先捋清整體換刀流程(見圖 1)及相關(guān)信號檢測值是否正確,檢查后未發(fā)現(xiàn)異常。又根據(jù)故障現(xiàn)象“再次按下循環(huán)啟動按鍵后又能往下繼續(xù)運(yùn)行程序”,說明有一種可能是換刀過程中某個步驟異常,在換刀完成后又恢復(fù)了正常,但間接影響了下面 G 代碼的執(zhí)行(可能是影響了順利執(zhí)行G 代碼的某一前提條件)。

      依據(jù)這一思路,仔細(xì)觀察后發(fā)現(xiàn),當(dāng)換刀進(jìn)行到“主軸吹氣”這一步驟時(持續(xù) 2 秒),相應(yīng)的氣管有漏氣現(xiàn)象,當(dāng)主軸夾緊刀具后此氣路控制閥已自動關(guān)閉恢復(fù)正常,且換刀流程正確,故障迷惑性較大。但是,氣管漏氣(整個機(jī)床氣動系統(tǒng)的一支路)過程中可能造成了氣動系統(tǒng)壓力瞬間低于壓力傳感器的設(shè)定值(很快又得到了恢復(fù)),在壓力傳感器檢測異常的瞬間導(dǎo)致了循環(huán)停止,當(dāng)再次按下循環(huán)啟動時,因為壓力值已經(jīng)恢復(fù)正常,所以又能往下執(zhí)行程序。更換新的氣管并測試,故障徹底排除,驗證了上述分析過程的正確性。

圖 1? 換刀流程

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      小結(jié):該故障的特殊之處在于故障現(xiàn)象是程序執(zhí)行問題,實質(zhì)上是換刀過程中“遺留”的故障間接影響了G 代碼的執(zhí)行,只有熟悉整個換刀步驟以及每一步信號檢測過程,才能準(zhǔn)確進(jìn)行故障定位。

      2、結(jié)語

      綜上,排除數(shù)控機(jī)床特殊故障的一般思路如下,首先,認(rèn)真觀察故障現(xiàn)象,不放過任何細(xì)節(jié)(包括詢問機(jī)床操作人員),可能某個細(xì)節(jié)就是解決問題的關(guān)鍵。其次,使用常規(guī)故障診斷方法依次排除常見的故障原因,逐步把診斷范圍縮小。最后,既要深刻理解電氣控制“原理”,又要發(fā)散思維方式,參考“經(jīng)驗”但不能只靠“經(jīng)驗”,分析可能引發(fā)故障的間接可能和不常見的某些原因,逐步揭開故障的“神秘面紗”,消除各種故障的隱蔽性,從而順利排除故障。




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