數控機床特(tè)殊故障的診斷(duàn)分析與處理
1、具體故障診斷維修實例
1.1 某數控立式車床(chuáng)“标頭 SKP”閃爍不停止故障
故(gù)障現象：數控立式車床采用 FANUC 0T 數控系統，當(dāng)選擇編輯 EDIT/ 自動 AUTO 方式時，機(jī)床顯示器出現“标頭 SKP”閃爍不停，無(wú)法正常運行，隻有按下 RESET 鍵後才能切換到其他方式（如 MDI 方式），且其它方式無此故障現象。
故障分析及解決(jué)方(fāng)案：機床出現“标頭 SKP”閃爍，一般情況下，是由于正在通過 RS232 通訊(xùn)接口進行加工程序的傳輸，當程(chéng)序傳輸結束後，機(jī)床即可恢(huī)複正(zhèng)常。但此機床的加(jiā)工程序已經傳(chuán)輸完成，根本不處于程(chéng)序傳(chuán)輸狀态，又檢查(chá)數控系統、計算機和通訊有關(guān)的參數（如波特率、數據位、停止(zhǐ)位等(děng)）均正常(cháng)。排除常見(jiàn)故障(zhàng)原因外，再将(jiāng)機床調爲 MDI 方(fāng)式，檢查(chá)是否能正常手(shǒu)動輸入程序，發(fā)現當輸入 G 代碼（如 G01）還未按下“input”按鍵(jiàn)時(shí)，G 代碼已經被輸入到(dào)系統中，故障原因可能和“input”按鍵有關，随之拆下該數控機床特(tè)殊故障的診斷分析與處理按鍵發現裏面有(yǒu)水珠，同時，并測量其電阻值(zhí)約 95Ω（按鍵處于常開狀态(tài)），接(jiē)近于“短路”狀态，正(zhèng)常電阻值應趨向于無窮大，接近于“斷路”狀态，将按鍵清理幹燥後重新(xīn)安裝測試(shì)，未出現“标頭(tóu) SKP”閃爍，故(gù)障排除。爲了理清引發(fā)故障的(de)根本原因，選擇EDIT/ AUTO 方式，按一(yī)下“input”按鍵故障複現（這一現象操作和維護人員均很少注意），進一步驗證了該故障是由于按鍵異(yì)常造成的。
小結：該故(gù)障的特殊(shū)之處在于看似屬于通訊故障，實則(zé)是硬件故障（按鍵内部進水短路），此類故障比較少見，且迷惑性很大，面對此類故障，先要清楚(chǔ)造成故障的過程和原(yuán)理，再設法從和故障相關(guān)的其他方面着手，進而找到故障診斷突破口，如此(cǐ)例中，在 MDI 狀态驗(yàn)證能否正常輸入 G 代碼，從而查出“input”按鍵故障。
1.2 某數控車床“方式選擇”故障
故障(zhàng)現象：該數控車床采用 FANUC 0iD 數控系統，開機後方式(shì)選擇旋鈕開關(guān)失效，無論選擇何種運行方式，數控系統顯示的都是 MDI 方式，無法正常進行方式選(xuǎn)擇，且無任何報警。
故障分析及(jí)解決方案：對于方式選擇(zé)故障，一般(bān)情況(kuàng)下可考慮以下(xià)因素：（1）方式選擇(zé)開關(guān)直接連接的電纜脫落，故障率占 50% 以上；（2）方式選擇開關硬件本身損壞，依(yī)據故障記錄可知，故障率約占(zhàn)40%；（3）其(qí)他方面間接引起的此類故(gù)障，故障率(lǜ)約占 10%。按照以上分(fèn)析，首先，拆下機床操作面闆，檢查方式選擇(zé)開關連接電纜(lǎn)，均無脫落，也(yě)沒有虛接。然後又更換(huàn)新的方式選擇(zé)開關，故障仍然(rán)複現。
另外，機床沒有任何報警提示(shì)，給維修人員帶來較大(dà)的困難。爲了徹底(dǐ)查明故障原因，結合 FANUC 系統 PMC 和方(fāng)式選擇地址信号控制原理，系統處(chù)于何種運行方式主要由地址信号 G43 來控(kòng)制，具體控制和對應關系見表(biǎo) 1。
表 1 方式選擇地址信号
根據“無(wú)論選(xuǎn)擇何種運行方(fāng)式，系統始終顯示MDI 方式”這一故障現象，從表 1 可以看出，地址信号(hào) MD1（G43.0）、MD2（G43.1）、MD4（G43.2）、DNCI（G43.5）、ZRN（G43.7）一直都爲 0，那麽有一種可能，以上地址(zhǐ)信号沒有 24V 電源(yuán)供給，這種(zhǒng)可(kě)能(néng)也同樣可以造成此故障。現将(jiāng)方式選擇開關分(fèn)别(bié)打到不同方式，使用萬用表依次測量開關的接線端子，電壓均爲(wèi) 0V。結合機床相關電氣(qì)原理圖，檢查電氣櫃發現，有(yǒu)一給方式選擇開關供電(diàn)的 24V 電源線虛接，重(zhòng)新緊固後并進行方式選(xuǎn)擇測試，機床恢(huī)複(fú)正常，故障(zhàng)徹底排除。
小結：該故障的特殊之處在于表面看似是(shì)方式選擇開關或(huò)者地址信号控制方面的故障，其實是電源故障。解決該(gāi)問題的關鍵是選擇的 PMC 地址信号(hào)控制關系，數控機床有(yǒu)時會出現故(gù)障現象相同，但故障(zhàng)原(yuán)因不同，這就需要維(wéi)修人員加(jiā)強(qiáng)日常學習，明白控制原理，不斷提(tí)高自身的理論素(sù)養，從“原理”上着手解決故障，以不變應萬變，往往會起到事半功倍的效果。
1.3 某(mǒu)立式加工中心自動執行程序故障
故障現象：某加工中心采用三菱數控系統，在執行程序“T** M06；G91 G01 X100 F200；M30”過程中，當執行完換刀指(zhǐ)令後出現循環停止（循環(huán)停止按鍵紅燈亮），未繼續執行語句 G91 G01 X100 F200，當再次按下循環啓動按鍵後又能往下繼續運(yùn)行程序。
故(gù)障分析(xī)及解決方案：該機床采用無機械手自動換刀系統，鬥笠式刀庫，刀庫的前進 / 後退以及機床(chuáng)主軸松 / 緊刀均采用氣壓驅動。每(měi)次隻在執行帶有換刀指令的程序時才出(chū)現上述故障，于是，需要先捋清整體(tǐ)換刀流程(chéng)（見圖 1）及相(xiàng)關信号檢測值是否(fǒu)正确(què)，檢查後未發現異常。又根據故障(zhàng)現象“再次按下循環(huán)啓動按鍵後又能往下繼續運行程序”，說明有一種可(kě)能是換刀過程中(zhōng)某個步驟異常，在換刀(dāo)完(wán)成後又恢複了正常(cháng)，但間接影響了下面 G 代碼的執行（可能是影(yǐng)響了順利執行G 代碼的某一前提條件）。
依據這一思路(lù)，仔細觀察後發現，當換刀進行到“主軸吹氣(qì)”這一步驟時（持續 2 秒(miǎo)），相應的氣管有漏氣現象，當主軸夾緊刀具後此氣路控制閥已自動(dòng)關閉恢複正常，且換刀流程(chéng)正(zhèng)确，故障迷惑性(xìng)較大。但是，氣管漏(lòu)氣（整個機床氣動系統的一(yī)支路）過程中可能造成(chéng)了氣動系統壓力瞬間低于(yú)壓(yā)力傳感器的設定值（很快(kuài)又得到了恢複），在壓力傳感器檢測異常的瞬間導緻了(le)循環停止，當再次按下循環(huán)啓動時，因爲壓力值已(yǐ)經恢複正常，所以又能往下執行程序。更(gèng)換新的氣管并測試，故障徹底排除，驗證了上述(shù)分析過程的正确(què)性。
圖 1 換刀流程
小(xiǎo)結：該故障的特殊(shū)之處在于故障現象是程序執(zhí)行問題(tí)，實質上是換(huàn)刀過程中“遺留”的故障間接影響了G 代碼的執行，隻有熟悉整個換刀步驟以及每一步信号檢測過程(chéng)，才能準确進行故障定位。
2、結語
綜上，排除數控機床特殊故障的一般思路如下，首先，認真觀察故障現象，不放過任(rèn)何細節(jiē)（包括詢問(wèn)機床操作人員），可能某個細(xì)節就是解決問題的關(guān)鍵。其次，使用常規故(gù)障診斷方法依次排除常見的故障原因，逐步把診斷範圍縮小。最後，既要深刻理解電氣控制(zhì)“原理”，又要發散思維方式，參考“經驗”但不能隻靠“經驗”，分析可能引發(fā)故障的間接可能和不常見的某些原因(yīn)，逐(zhú)步揭開故障的“神秘面紗”，消除各種故障的隐蔽(bì)性，從而順利排除故障。
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