怎樣修好數控機床？數控系統維修經驗分享

        怎樣修好數控機床?數控系統維修經驗分享：

       *數控機床是當代高新技術機、電、光、氣一體化的結晶，電氣復雜，管路交叉林立，數控系統五花八門，產品從70年代到90年代，不能互換，故障現象也是千奇百怪，各不相同，特別是大型、重型數控機床，價格昂貴，每臺約幾百萬美金、安裝調整時間長（幾個月到1年以上）。大型數控機床內有成千上萬只元器件，若其中有一個元件有故障，就會引起機床的不正常現象，還有導線的連接、管子互相的聯結，有一點疏忽就會出問題，再加上大型、重型數控機床體積龐大，在無恒溫廠房條件下使用，環境的影響很容易引發故障。為此，數控機床“維修難”的問題就放在我們的面前。

　　我們國家引進和制造了這么多的數控機床，如何能迅速找出故障、隱患，并及時排除呢？如何能維修好這些昂貴的設備？我認為首先要有高度的責任心和不怕困難的精神；第二，要努力掌握數控技術，聯系本人十多年維修數控機床的實踐，我認為要多看、多問、多記、多思、多練（五多），逐步提高自己的技術水準和維修能力，才能適應各種較復雜的局面，解決困難的問題，修好數控機床。

　　一、 要多看

　　1． 要多看數控資料

　　要多看，要了解各種數控系統和PLC可編程序控制器的特點和功能；要了解數控系統的報警及排除方法；要了解NC、PLC機床參數設定的含義；要了解PLC的編程語言；要了解數控編程的方法；要了解控制面板的操作和各菜單的內容；要了解主軸和走刀電機的性能和驅動器的特征等等，往往數控資料一大堆，怎么看？我認為主要要突出重點，搞清來龍去脈，重點是吃透數控系統的基本組成和結構，掌握方框圖。其余的可以“游覽”和通讀，但每部分內容要有重點的了解、掌握。由于數控系統內部線路圖相當復雜，而制造商均不提供。因此也不必詳細地搞清楚。比如NX一154四軸五連動葉片加工機床上采用A一B10系統，要重點了解每部分的作用，各板子的功能，接口的去向，LED燈的含義等。現在數控系統型號多、更新快，不同的制造廠、不同型號往往差別很大。要了解其共性與個性（特殊性）。一般熟悉維修SIEMENS數控系統的人不見得會熟練排除A- B 系統的故障，因此，要多看，不斷學習、更新知識。

　　2．要多看電氣圖、消化電氣圖

　　對于每一個電氣元件，比如：接觸器、繼電器、時間繼電器等以及PLC的輸入、輸出，要在電氣圖上一一注明。舉一個簡單例子來說，比如1A1為液壓泵電機1M啟動的接觸器，一般在圖下注出其常開、常閉觸點的去向。因此，可對其對應的某頁上的常開或常閉觸點1A1，注明內容為液壓泵電機開，對于大型的數控機床的電氣圖有幾十頁，甚至上百頁。要看懂，表明每個元件的功能要化很長時間。有時，一、二次看可能還搞不清楚該元件的作用，要多看等以后消化后再寫上。因此，剛才講到的啟動液壓泵電機1M，也應清楚標明是PLC的哪一外輸出帶動接觸器1A1動作的，要做到來龍去脈，一清二楚。而對電氣線路圖中的某些方框圖，比如每個軸的驅動器，只是一個方框圖，只要了解某控制條件（通斷情況），對于詳細的東西等可等有空再研究、考慮。各個國家的電氣符號是不一樣的，就首先要清楚了解。對于制造廠所編寫的厚厚的幾本PLC語句表，也要多看，掌握其編程語言，在看懂的基礎上進行中文注譯。這樣可以大大節省以后排除故障的時間，如果等發生故障再去熟悉了解電氣圖，PLC語句表，勢必要化費大量時間，還往往會造成錯誤的判斷。

　　3，要多看液壓、氣動圖，并深入消化

　　對于數控機床的機械、液壓、氣動圖，要搞清楚其作用和來龍去脈。并在圖紙上一一注明，比如德國COBURG數控龍門銑附件、刀具安裝動作比較復雜，要分解其圖，如鎖緊刀具是由哪個電磁閥動作的？對應的PLC輸出、輸入是哪幾個？在圖上寫明，這樣從電氣到機械動作一竿到底，同時特別對機、電關系比較密切的部分要重點了解，比如意大利INNSE數控搪銑床采用電液比例閥技術，要重點了解其作用和功能，特別要了解其調整方法及調整數據，靜態和動態時比例閥電流及對應的平衡泵的壓力，既懂電又懂機，機電一體化，掌握多種本領，這樣解決問題的本領就大了。

　　4．要多看外文，要提高自己專業外文的閱讀能力

　　不懂得外文，特別是英語。就無法看懂大量的外文技術資料，單依靠翻譯，往往是不太理想。看外文版的技術資料，開始時比較吃力，生字多，多看多記后，常用的專業單詞也只有這樣多，以后看起來就流暢了，一個稱職的維修人員要基本掌握語言工具。

　　二、要多問

　　1．要多問外國專家

　　如果你能有出國培訓的機會或者外國專家來你廠安裝調試機床，你有機會參加。這是一次比較好的學習機會，因為能獲得大量的一手資料和機床調試的方法及技巧。比如在激光測定各軸精度后，電氣如何進行修正的辦法等。要多問，不懂就要搞清楚。通過這段時間，會有大的收獲，能夠獲得不少內部的資料和手冊（對用戶是保密的）。當機床投入正式生產之后，也應該經常與外國有關專家保持密切的聯系。通過FAX、E-MALL，詢問獲得解決機床疑難故障進一步的解決辦法及有關資料，還可得到特殊、的備件，這是非常有益的，同時對數控系統的代理商，比如SIEMENS、FANUC等公司也應保持良好的關系，多詢問，也可及時得到該數控系統深一步的資料及有關備件，還可有機會參加有關數控系統的專題學習班。

　　2．發生故障后，要向操作者師傅詢問故障的全過程，不要不問，或者隨便問一下就好了，這樣往往得不到正確的現場資料會造成錯誤的判斷，使問題復雜化了，因此，要多問，問詳細一點，了解故障出現的全過程（開始、中間、結束），產生過什么報警號，當時操作過什么元件，碰過什么，改過什么，外界環境情況如何？要在充分調查現場掌握一手材料的基礎上，把故障問題正確地列出來，實際上已經解決了問題的一半，然后再分析解決之，對于經驗豐富熟練的操作者師傅，他們對機床操作熟悉，加工程序熟悉，機床常見病十分了解，與他們密切配合，對于迅速排除故障十分有利。

　　3．要多問其它維修人員

　　當其它維修人員在維修機床，而你沒有去時，等他們回來后，也應多問一聲，剛才發生了什么毛病？他是如何排除的？請他介紹其排除方法。這也是一種較好的學習機會。學習他人正確的排除故障的技巧和方法，特別是向經驗豐富的老維修人員學習，把他們的本領學到手，來提高自己的知識和水平。

　　三、要多記

　　1．要記錄有關的各種參數

　　重點記錄機床調整好后各種有關參數，比如NC機床參數，PLC機床參數、PLC程序（以上可存在磁盤中）以及主軸和各走刀電機的電流、電壓、轉速等數據。還要記下電柜中繼電器、接觸器等在通電和正式加工時的狀態（吸合還是斷開）以及PLC所有輸入、輸出LED發光二極管的狀態（亮暗、閃耀）或者記錄下屏幕上PLC狀態IB（輸入位）、QB（輸出位）是0還是1，比如IB1=：00000001，即I1.0=1，I1.1-1.7=0。這樣記錄下來對以后分析判斷故障好處較大。比如德國SCHIESS數控立車發生Z軸電機電流繼電器動作，我們通過檢查Z軸電機正常工作時的PLC狀態（0、1）與不正常情況相比較，迅速地找到故障原因，原因是有1只比較繼電器狀態不對，通過調整，故障立即排除。

　　2．要記錄液壓、氣動的狀態

　　同樣記錄液壓、氣動在正式加工或不加工時各種壓力表、氣壓表的壓力，電磁閥的吸斷狀態，這對于調整、判斷幫助也很大。如美國INGERSOLL OPENsIDE MASTERHEAD數控搪銑床靜壓采用雙薄膜技術，有一百多個壓力的測量點，其壓力的高低直接影響機床功能動作的正常與否，記錄靜態、動態時的壓力很重要。

　　3. 隨身帶一本筆記本，把每天發生的故障，如何排除的過程一一記錄下來，人的腦子時間長了易忘記，“好記性，不如爛筆頭”，記錄下來好處較大。我們發現數控機床往往有的故障會重復出現，而且老是這幾個故障，只要查一下當時是如何解決的，幾分鐘就可排除故障，既快又好。我們公司有一本《數控機床運行日記》及一本《數控機床排故記錄本》，要記錄好這二本資料，這是一臺數控機床完整的歷史檔案。

　　四、要多思

　　1．要多思，要開闊視野

　　往往有時修理是，不夠冷靜，沒有很好地分析，鉆牛角尖。記得有一次COBURG龍門銑Y軸在加工中突然停機，屏幕上曾多次出現1361Y軸光柵臟報警，當時我們就事論事地清潔光柵尺及光柵頭2次，結果還是停機。化幾天時間還沒有解決，后才找到了真正的原因，原因是Y軸光柵頭到EXE放大器之間的導線有問題，由于Y軸移動時蛇皮管長期彎曲，其中一根位置反饋線不好，到某一位置折斷引起機床停機。當時，我們只注意靜態，忽略了動態，曾經出現過1321控制回路開路警，但未引起我們足夠的重視。因此，我們應該把所發生的報警、故障情況全部列出來，通過由表及里，去偽存真，進行綜合判斷和篩選，預測發生故障的大可能性，隨后進行排除。“山窮水盡疑無路，柳暗花明又一村”，多思，給你指明了方向。

　　2．要多思，要知其所以然

　　往往我們在排除故障時，有時沒找到故障的真實原因，過后故障又繼續發生。記得INGERSOLL轉子葉根槽銑床，主軸Sl發生了運轉2小時后“自動停車”的故障，當時外國專家換了一塊順序板，毛病似乎解決了，但過了一個多月之后，老毛病又犯了，換一塊的順序板的備板也好了，但沒有搞清楚其損壞原因。我們仔細地檢查，借助于示波器，發現了“啟動”指令所對應的光電耦合器反峰電壓特別高，單獨加了一根接地線后，其光電耦合器的反峰電壓較大地減少，從此，再也沒有發生過“自動停車”的故障，原因是由于反峰電壓太高，時間長后，使其光電耦合器逐步失效所致。

　　3．要多思，考慮要先一步

　　根據故障發生的頻率、重復性、機械電器的壽命，認真做好備件工作。這是保證機床連續、正常運行的重要工作，非做好不可。同時對于有些器件，隨著時間的推遲、淘汰了，市場上已買不到或購買十分昂貴，怎么辦？要事先考慮，比如有一臺80年代初的數控機床用的光電閱讀機，用LOOP方式讀入加工程序，又可用SPOOL方式選入原帶（機床設置數據），萬一送不進去，則整臺機床會變成“死”機，后果十分嚴重，由于我們先一步考慮，與有關單位合作，經多次試驗，采用了軟盤處理機解決了這個問題，保證了該臺機床能使用至今。多思，要事前考慮，給提合理化建議，努力改善數控機床的外部環境，從溫度、灰塵、濕度等幾個方面想辦法，采用加裝電源穩壓器、加裝電柜空調小房子等措施，使機床的故障大大地減少。

　　五、要多練，即多實踐：

　　1．要多實踐，要敢于動手，善于動手

　　對于維修人員來說，要膽大心細，要敢于動手，只會講，不動手，修不好數控機床。但是要熟情況再動手，不要盲目，否則會擴大故障，造成事故，后果不堪設想。同時我們還要善于動手，首先要上機熟悉機床的操作面板和各菜單的內容，做好操作自如，因為各種型號及系統操作是一樣的。同時也要充分利用數控機床的自診斷技術來迅速地處理解決故障。現在數控技術越發展，則自診能力越來越強。比如A一B10系統，有診斷軟件，可連網診斷等。

　　2．要多實踐，培養自己的動手能力和掌握實驗技能

　　有時有些故障看起來很模糊，分不清是電氣故障還是機械故障，比如COBURG龍門銑發生過這樣的故障，即開Z軸無論是向上升，還是向下降，Z軸滑枕總是向下移動而報警。我們采用了“分開法”，把電氣部分的控制與原電路*分開，把Z軸直流電機的接線端子上的線拆下，另通直流電（可由交流220V電源通過調壓器經過4只二極管整流給出）接到電機二端，發現電機能根據直流電的極性的變換能改變旋轉去向，排除了電氣故障，再檢查發現是由于機械磨擦片打滑滑枕下垂所致。其它還有很多方法，比如“隔離法”、“置換法”、“對比法”、“敲擊法”等方法都可以作為一種有效的手段來幫助我們尋找、排除故障。

　　3．要多實踐，學會使用有關儀器

　　比如示波器、萬用表、在線電路檢測儀、短路檢查儀、電腦、編程器等能夠幫助我們具體電路的判斷、檢查，特別是PLC編程器、電腦、要熟練使用，可自由輸入、輸出機床參數，在線測試有關狀態，系統初始化等。這對分析故障，特別是復雜故障，解決問題有很大幫助。

　　4．要多實踐，進行“小改小革”

往往在正常工作中發生某一元件損壞（如選擇開關、按鈕、繼電器等）而暫無備件時，自己動手盡可能用粘合法等辦法修復或采用暫時的特殊辦法，使機床能正常工作下去，等到備件來后再恢復。比如德國VDF數控大車的第2刀背中有5只夾緊用的微型壓力開關，其中2只微型開關不慎損壞，而無備件，我們采用了“短接法”，使壓力開關的觸點符合PLC的輸入條件，使機床不報警又能正常工作下去了。有時機械使用時間長后，定位精度差了，產生了定位報警，在無法重新調整機床的情況下可暫時修正機床參數，加大“公差”帶，使之能正常工作，總之，這樣的辦法還很多。

　　5．要多實踐，要自己動手修板子

一般說來數控機床的電路板可靠性好，故障率極低，一般去檢查數控機床時，不要先懷疑板子的問題。比如西門子850系統，有時會出現41NC-CPU報警或43PLC-CPU報警，實際上并不是板子有故障，可以通過拆拔法，NC初始化，冷熱啟動PLC等方法反復試驗一般可以排除。若確實證明是電路板問題時，要進行修復。這些板（一般無圖紙）價格昂貴，一般要幾千元─幾萬元，對于每個企業來說“備件難”，價格太貴了，備不起，因此數控機床電路板的好壞極為重要，一旦電路板損壞而無備件，一時又修不好，勢必會停機，嚴重影響生產。有時往往電路板只是一個極小的故障，只要認真檢查，不難發現問題，我們已多次發現個別電容漏電、板子虛焊、短路等故障，有些電路板故障比較復雜，但是只要化時間，通過用儀器檢查，還是能夠修好的；但還有部分電路板情況嚴重，特別是大規模集成電路，維修困難，加上原器件無備件，只能提早買備板或送出去修。自己動手修板子，有很大好處，一方面可以為企業節約成本，解決燃眉之急，另一方面可以“解剖麻雀”熟悉電子電路，培養自己的分析判斷和動手能力是非常有益的。

　　通過十多年來的維修實踐，我們也感到外國人設計的數控機床，特別是大型的數控機床也不是十全十美的，也存在不少問題和缺陷。通過我們對數控機床的學習、深化，找出其中問題的所在，大膽地對有些問題進行改進，取得了較好的效果。比如德國VDF數控大車，原設計2只靜壓托架一通電就工作，靜壓泵連續運轉，這樣又費電又縮短了進口泵的壽命。我們通過PLC進行了修改，增加了2只開關，只花了幾十元錢，使2只靜壓托架可根據需要任意地開或停，這樣延長了進口泵的壽命，全年可節電2萬多度。還有INGERSOLL葉輪槽銑原設計中，主頭及副頭只有反向銑，而無同向銑。在加工高中壓轉子第20級葉輪時，由于葉輪間距離小，不能用反向銑，因此只能用一個頭進行加工。經過我們研究，巧妙地改動了雙向的限位接線，增加了PLC程序，結果幾乎沒有化錢，實現了同向銑。現在可二個頭同時加工，提高工效一倍，可提前3─4天完成加工轉子的任務。因此，我們要進一步挖掘數控機床的潛力，更好地發揮它的威力為生產服務。

　　盡管數控機床故障復雜，千變萬化，只要我們認真對待，培養一支高素質的機電一體化的維修隊伍，通過多看、多問、多思、多練、積累經驗，掌握維修技巧，融會貫通，我們一定能夠主要依靠自己的力量，把數控機床修好、用好、管好。

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