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維修數(shù)控機床該如何做到精準(zhǔn)無誤(專業(yè)維修發(fā)那科/西門子/三菱等數(shù)控)
發(fā)布者：宋麗影 來源：蘇州吉海機電設(shè)備有限公司 發(fā)布時間：2020-9-24
維修數(shù)控機床該如何做到精準(zhǔn)無誤？
眾所周知數(shù)控機床是當(dāng)代高新技術(shù)機、電、光、氣一體化的結(jié)晶，電氣復(fù)雜，管路交叉林立，數(shù)控系統(tǒng)五花八門，產(chǎn)品從70年代到90年代，不能互換，故障現(xiàn)象也是千奇百怪，各不相同，特別是大型、重型數(shù)控機床，價格昂貴，每臺約幾百萬美金、安裝調(diào)整時間長（幾個月到l年以上）。大型數(shù)控機床內(nèi)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�，F(xiàn)象，還有導(dǎo)線的連接、管子互相的聯(lián)結(jié)，有一點疏忽就會出問題，再加上大型、重型數(shù)控機床體積龐大，在無恒溫廠房條件下使用，環(huán)境的影響很容易引發(fā)故障。為此，數(shù)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(shù)控機床，如何能迅速找出故障、隱患，并及時排除之？如何能維修好這些昂貴的設(shè)備？我認(rèn)為首先要有高度的責(zé)任心和不怕困難的精神；第二，要努力掌握數(shù)控技術(shù)，聯(lián)系本人十多年維修數(shù)控機床的實踐，我認(rèn)為要多看、多問、多記、多思、多練（五多），逐步提高自己的技術(shù)水準(zhǔn)和維修能力，才能適應(yīng)各種較復(fù)雜的局面，解決困難的問題，修好數(shù)控機床。
一、 要多看
1． 要多看數(shù)控資料
要多看，要了解各種數(shù)控系統(tǒng)和PLC可編程序控制器的特點和功能；要了解數(shù)控系統(tǒng)的報警及排除方法；要了解NC、PLC機床參數(shù)設(shè)定的含義；要了解PLC的編程語言；要了解數(shù)控編程的方法；要了解控制面板的操作和各菜單的內(nèi)容；要了解主軸和走刀電機的性能和驅(qū)動器的特征等等，往往數(shù)控資料一大堆，怎么看？我認(rèn)為主要要突出重點，搞清來龍去脈，重點是吃透數(shù)控系統(tǒng)的基本組成和結(jié)構(gòu)，掌握方框圖。其余的可以“游覽”和通讀，但每部分內(nèi)容要有重點的了解、掌握。由于數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部線路圖相當(dāng)復(fù)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(tǒng)，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(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)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(shù)控系統(tǒng)的人不見得會熟練排除A- B系統(tǒng)的故障，因此，要多看，不斷學(xué)習(xí)、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(yīng)的某頁上的常開或常閉觸點1A1，注明內(nèi)容為液壓泵電機開，對于大型的數(shù)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(yīng)清楚標(biāo)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(qū)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(chǔ)上進行中文注譯。這樣可以大大節(jié)省以后排除故障的時間，如果等發(fā)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，并深入消化之
對于數(shù)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(shù)控龍門銑附件、刀具安裝動作比較復(fù)雜，要分解其圖，如鎖緊刀具是由哪個電磁閥動作的？對應(yīng)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(guān)系比較密切的部分要重點了解，比如意大利INNSE數(shù)控搪銑床采用電液比例閥技術(shù)，要重點了解其作用和功能，特別要了解其調(diào)整方法及調(diào)整數(shù)據(jù)，靜態(tài)和動態(tài)時比例閥電流及對應(yīng)的平衡泵的壓力，既懂電又懂機，機電一體化，掌握多種本領(lǐng)，這樣解決問題的本領(lǐng)就大了。
4．要多看外文，要提高自己專業(yè)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(shù)資料，單依靠翻譯，往往是不太理想。看外文版的技術(shù)資料，開始時比較吃力，生字多，多看多記后，常用的專業(yè)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(xùn)的機會或者外國專家來你廠安裝調(diào)試機床，你最好有機會參加。這是一次最好的學(xué)習(xí)機會，因為能獲得大量的第一手資料和機床調(diào)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，會有極大的收獲，能夠獲得不少內(nèi)部的資料和手冊（對用戶是保密的）。當(dāng)機床投入正式生產(chǎn)之后，也應(yīng)該經(jīng)常與外國有關(guān)專家保持密切的聯(lián)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(guān)資料，還可得到特殊、專用的備件，這是非常有益的，同時對數(shù)控系統(tǒng)的代理商，比如SIEMENS、FANUC等公司也應(yīng)保持良好的關(guān)系，多詢問，也可及時得到該數(shù)控系統(tǒng)深一步的資料及有關(guān)備件，還可有機會參加有關(guān)數(shù)控系統(tǒng)的專題學(xué)習(xí)班。
2．發(fā)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(xiàn)場資料會造成錯誤的判斷，使問題復(fù)雜化了，因此，要多問，問詳細一點，了解故障出現(xiàn)的全過程（開始、中間、結(jié)束），產(chǎn)生過什么報警號，當(dāng)時操作過什么元件，碰過什么，改過什么，外界環(huán)境情況如何？要在充分調(diào)查現(xiàn)場掌握第一手材料的基礎(chǔ)上，把故障問題正確地列出來，實際上已經(jīng)解決了問題的一半，然后再分析解決之，對于經(jīng)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(dāng)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(yīng)多問一聲，剛才發(fā)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(xué)習(xí)機會。學(xué)習(xí)他人正確的排除故障的技巧和方法，特別是向經(jīng)驗豐富的老維修人員學(xué)習(xí)，把他們的本領(lǐng)學(xué)到手，來提高自己的知識和水平。
三、要多記
1．要記錄有關(guān)的各種參數(shù)}
重點記錄機床調(diào)整好后各種有關(guān)參數(shù)，比如NC機床參數(shù)，PLC機床參數(shù)、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(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)。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(tài)（吸合還是斷開）以及PLC所有輸入、輸出LED發(fā)光二極管的狀態(tài)（亮暗、閃耀）或者記錄下屏幕上PLC狀態(tài)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極大。比如德國SCHIESS數(shù)控立車發(fā)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(tài)（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(tài)不對，通過調(diào)整，故障立即排除。
2．要記錄液壓、氣動的狀態(tài)
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(tài)，這對于調(diào)整、判斷幫助也很大。如美國INGERSOLL OPENsIDE MASTERHEAD數(shù)控搪銑床靜壓采用雙薄膜技術(shù)，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(tài)、動態(tài)時的壓力很重要。
3. 隨身帶一本筆記本，把每天發(fā)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”，記錄下來好處極大。我們發(fā)現(xiàn)數(shù)控機床往往有的故障會重復(fù)出現(xiàn)，而且老是這幾個故障，只要查一下當(dāng)時是如何解決的，幾分鐘就可排除故障，既快又好。
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(xiàn)1361Y軸光柵臟報警，當(dāng)時我們就事論事地清潔光柵尺及光柵頭2次，結(jié)果還是停機�；瘞滋鞎r間還沒有解決，最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(dǎo)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(dāng)時，我們只注意靜態(tài)，忽略了動態(tài)，曾經(jīng)出現(xiàn)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(yīng)該把所發(fā)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(yù)測發(fā)生故障的最大可能性，隨后進行排除�！吧礁F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(xù)發(fā)生。記得INGERSOLL轉(zhuǎn)子葉根槽銑床，主軸Sl發(fā)生了運轉(zhuǎn)2小時后“自動停車”的故障，當(dāng)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(fā)現(xiàn)了“啟動”指令所對應(yīng)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極大地減少，從此，再也沒有發(fā)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，考慮要領(lǐng)先一步
根據(jù)故障發(fā)生的頻率、重復(fù)性、機械電器的壽命，認(rèn)真做好備件工作。這是保證機床連續(xù)、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(shù)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(shè)置數(shù)據(jù)），萬一送不進去，則整臺機床會變成“死”機，后果十分嚴(yán)重，由于我們領(lǐng)先一步考慮，與有關(guān)單位合作，經(jīng)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，給領(lǐng)導(dǎo)提合理化建議，努力改善數(shù)控機床的外部環(huán)境，從溫度、灰塵、濕度等幾個方面想辦法，采用加裝電源穩(wěn)壓器、加裝電柜空調(diào)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(shù)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(shè)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(nèi)容，做好操作自如，因為各種型號及系統(tǒng)操作是一樣的。同時也要充分利用數(shù)控機床的自診斷技術(shù)來迅速地處理解決故障。現(xiàn)在數(shù)控技術(shù)越發(fā)展，則自診能力越來越強。比如A一B10系統(tǒng)，有專用診斷軟件，可連網(wǎng)診斷等。
2．要多實踐，培養(yǎng)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(fā)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完全分開，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(diào)壓器經(jīng)過4只二極管整流給出）接到電機二端，發(fā)現(xiàn)電機能根據(jù)直流電的極性的變換能改變旋轉(zhuǎn)去向，排除了電氣故障，再檢查發(fā)現(xiàn)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(xué)會使用有關(guān)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(shù)，在線測試有關(guān)狀態(tài)，系統(tǒng)初始化等。這對分析故障，特別是復(fù)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(fā)生某一元件損壞（如選擇開關(guān)、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(fù)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(fù)。比如德國VDF數(shù)控大車的第2刀背中有5只夾緊用的微型壓力開關(guān)，其中2只微型開關(guān)不慎損壞，而無備件，我們采用了“短接法”，使壓力開關(guān)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(chǎn)生了定位報警，在無法重新調(diào)整機床的情況下可暫時修正機床參數(shù)，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(shù)控機床的電路板可靠性好，故障率極低，一般去檢查數(shù)控機床時，不要先懷疑板子的問題。比如西門子850系統(tǒng)，有時會出現(xiàn)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(fù)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(fù)。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(yè)來說“備件難”，價格太貴了，備不起，因此數(shù)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(yán)重影響生產(chǎn)。有時往往電路板只是一個極小的故障，只要認(rèn)真檢查，不難發(fā)現(xiàn)問題，我們已多次發(fā)現(xiàn)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(fù)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(yán)重，特別是大規(guī)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(yè)節(jié)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(yǎng)自己的分析判斷和動手能力是非常有益的。
蘇州吉海機電設(shè)備有限公司通過了十多年來的維修實踐，我們感到外國人設(shè)計的數(shù)控機床，特別是大型的數(shù)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(shù)控機床的學(xué)習(xí)、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(shù)控大車，原設(shè)計2只靜壓托架一通電就工作，靜壓泵連續(xù)運轉(zhuǎn)，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(guān)，只化了幾十元錢，使2只靜壓托架可根據(jù)需要任意地開或停，這樣延長了進口泵的壽命，全年可節(jié)電2萬多度。還有INGERSOLL葉輪槽銑原設(shè)計中，主頭及副頭只有反向銑，而無同向銑。在加工高中壓轉(zhuǎn)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(jīng)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(jié)果幾乎沒有花錢，實現(xiàn)了同向銑�，F(xiàn)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(zhuǎn)子的任務(wù)。因此，我們要進一步挖掘數(shù)控機床的潛力，更好地發(fā)揮它的威力為生產(chǎn)服務(wù)。
盡管數(shù)控機床故障復(fù)雜，千變?nèi)f化，只要我們認(rèn)真對待，培養(yǎng)一支高素質(zhì)的機電一體化的維修隊伍，通過多看、多問、多思、多練、積累經(jīng)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(shù)控機床修好、用好、管好。
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