CAK36s系列数控车床故障案例分析与排除

傅贵兴 于朝斌

(①宜宾职业技术学院，四川宜宾 644003;②宜宾金洋汽车零配件制造厂，四川宜宾 644001)

CAK36s数控车床是沈阳机床股份有限公司生产的产品，在国产数控车床中，该系列车床企业拥有量较大，CAK36s系列车床与 CAK16s、CAK40s一样，采用了HNC－21TD/22TD数控系统。现将多年来对该类型车床的诊断维修经验总结出来的典型故障进行分析如下。

1 系统部分

案例1

故障现象:NC面板上电后无显示:按下上电键系统则上电，松开后系统立即掉电。

故障原因分析:在CAK36s系列数车中，系统上电受继电器KA0控制，造成此故障的原因有:①KA0自锁不成功;②203、208到KA0线圈处没有自锁或常开触点损坏;③203、208号线可能存在断路松脱现象。

检查诊断与修理:检查时发现继电器KA0指示灯不亮，但电源板上24 V电压正常，进一步检查发现KA0上208线断头接触不良。

案例2

故障现象:NC面板上电后无显示:按下上电键系统无法上电。

故障原因分析:与上例不同，本例没有上电的迹象，说明电源不存在，产生该故障原因较多，如:①24 V电源电压不正常;②继电器KA0常开触点未闭合，线圈指示灯不亮;③面板上SB2损坏;④按钮SB1常闭头损坏;⑤NC回路24E端接线端子连接不可靠;⑥QF12开关没有合上，或损坏。

检查诊断与修理:检查时，按下上电按钮SB2后发现KA0指示灯未亮，查看KA0良好，线圈上无24 V电源，但0 V与203之间有24 V，经仔细检查，发现是按钮SB1损坏，更换SB1后故障排除。

案例3

故障现象:NC无法完成整个启动过程，只能够运行到DOS状态。

故障原因分析:无法完成全过程故障通常与CF卡是否损坏或接触不良，CF卡内文件是否被破坏有关;有时也可能是电路板故障板故障引起，不过比例较小。

检查诊断与修理:由于更换CF相对容易，故检查时先更换了CF卡，重新试机故障消失。

案例4

故障现象:NC上电后时常断电，时有时无。

故障原因分析:根据维修经验，此类故障多由接触不良引起，如输出板上电缆线端口松动，接口不可靠。

检查诊断与修理:由于此类故障的表现常常是接触问题，因此检查时采取先看接头接触情况，重新拔插XS1线头接口，拧紧紧固螺钉，开机再没出现时常断电故障。

案例5

故障现象:开机报警显示Z轴未就绪。

故障原因分析:这种故障产生的原因往往与驱动部分的状态有关，如NC与伺服器连接不牢靠，伺服驱动器损坏，对应接口连接不正确等因素有关，重点应检查。

检查诊断与修理:先检查 NC出线接口 XS30、XS32，以及XP12、XP13，接触良好，也没有调错。用模块交换法检查Z轴驱动器损坏，更换后故障排除。

案例6

故障现象:开机报警，显示+X(或+Z、－X、－Z)超程。

故障原因分析:出现这种超程报警现象，通常的原因是外部限位开关问题，少数故障与程序相关，如:①限位开关 SQ3、SQ4、SQ5、SQ6被压着;②限位开关内部线路出现错连或短接;③PLC程序有误。

检查诊断与修理:由于手动使Z轴退出超程操作简单，故先按相反方向进给给出操作，使Z轴反向，并不能退出超程状态，仍然报警。细看拖板只是右行距离较远，但并未压住行程开关，故怀疑拖板上SQ有问题，检查发现SQ本身有短路;更换后故障消失。

2 电源与系统

案例1

故障现象:开机后松开急停钮系统不能复位，无报警提示

原因分析:引起此故障的原因较多，在日常的维修中发现以外部因素使机床运行允许条件不满足所致，如:①QF01是否已经合上，常开触点是否接触良好;②限位开关被压着，但是反馈线未连接好;③输入板子ES1、ES3是否连接好了对应线路;④急停按钮上的线路接触正确、良好，元件性能良好;⑤KA20线圈损坏，常开触点损坏;⑥441(运行允许)反馈线未正确连接到输入板子对应端口;⑦KA28线圈0 V、24 V电压是否正常;⑧XS20接口未连接正确牢靠。

检查诊断与修理:检查本故障可重点根据KA28的状态进行。

(1)如果KA28灯未亮，着重查看以下部位:①检查限位开关是否被压着 (查493、0 V之间是否通路，通则限位开关无故障，不通则按下超程解除键检查是否通路);②检查493→543之间，如果在松开急停按钮后为通路，按下急停按钮为断路，则急停开关无故障;③检查QF01是否闭合，接触良好;④检查KA28继电器是否良好及24 V电源是否正确。

(2)如果KA28灯亮，着重查看:①检查KA28常开是否接触良好;②441(反馈线)是否正确连接到输入板子AX2的N0端口;③反馈线电缆是否正确连接且连接牢靠。

本例故障时KA28灯未亮，检查发现KA28的24E端无24 V，进一步检查该断头松动，重新接牢后故障排除。

案例2

故障现象:机床不能启动，无任何显示。

原因分析:机床无任何显示，说明电源可能有问题，应检查电源的公共部分。如:①三相电源缺;②整流器入线端电压不符合要求;③内部保险丝熔断;④调节电压的电阻设置不当。

检查诊断与修理:首先检查三相电源及控制变压器TC1电压是否满足要求检查时发现QF0输出、QF11输入电压正常，QF11输出缺相，深入检查判断QF11损坏，需更换。

案例3

故障现象:机床不能启动，机床照明灯亮。

原因分析:虽然机床不能启动，仍然应该考虑电源问题，但照明灯亮，从电路图可知，交流电源部分应该没有故障，故障可能在系统控制所需的直流电源。

检查诊断与修理:根据上述分析，首先检查了控制电源副边电源变换器VC1输入端，有220 V输入，再检查VC1输出端，无24 V直流输出，证明电源变换器VC1故障。将其更换，故障排除。

3 驱动部分

案例1

故障现象:移动进给轴时报警:轴已使能，方向正常，轴出现冲动现象。

故障原因分析:与上例相似，造成这个故障参数有误或设置不当，反馈线连接不对应或不牢靠等因素。

检查诊断与修理:据上例的故障，先检查驱动参数设置无误，进而查驱动器反馈线连接发现有拔插过松动的痕迹，于是重新插牢，重新启动结果故障不见了。

案例2

故障现象:主轴不能运动。

故障原因分析:从维修记载来看，此类故障与输入三相电源不正常、变频器参数设置错误、主轴制信号错误、KA连接不良、变频器接口连接不正确等因数有关。

检查诊断与修理:检查诊断时从操作人员那里得知故障前没有其他人员动过，因此可以排除变频器参数设置错误、变频器接口连接错误疑点，重点检查三相电源和接头接触情况，测三相电源正常，再查接头情况，查得是接头309松脱而致，重新连接后故障排除。

案例3

故障现象:回零不停止

故障原因分析:①回零反馈线连接不正确、牢靠;②对应反馈线端子类型有误;③限位开关不灵活。

检查诊断与修理:先检查了容易辨别的回零连接，没发现接线错误，且接触良好，查看限位开关有些异常，更换后故障消失。

案例4

故障现象:主轴运动时报警，速度并未达到设定值。

原因分析:对于新机，出现此故障可能与参数设置不当有关，而对于使用一定时间的机床，则故障出现与电动机反馈线连接不良、不牢靠有关。

检查诊断与修理:由于该机使用4月有余，故可以排除参数设置问题，把注意力用于接线牢固性检查，检查时发现预紧电动机连接反馈线451松动，导致信号不能送入NC系统而出现故障报警，处理措施是接牢该端子。

4 刀台部分

案例1

故障现象:刀台不转。

在CAK36s系列数控机床中，刀台运转主电路由三相电源经QF3、KM3Z－3F加在电动机上，KM3Z－3F得电与否由NC系统经KA2、KA3进行控制。

故障原因分析:出现此故障可能是三相电源缺失或缺相、输出信号不对应、刀台电动机故障等引起。

检查诊断与修理:经检刀架电动机三相电源正常，KA2、KA3也是正常工作，但接触器KM3Z－3F线圈上无110 V电源，进一步检查查出是KA20上107号端子接触不良所致。

案例2

故障现象:刀台转动，但是刀号不正确。

故障原因分析:导致刀号运行不正确与下列因素有关，①反馈线连接不对应;②PMC参数中P17设置不当;③外壳安装不当。

检查诊断与修理:从操作者口中得知此前做了些维护保养工作，估计刀号参数可能被误动，本着先易后难、先简单后复杂的原则，检查PMC参数发现P17设置不当，重新设置后故障排除。

案例3

故障现象:刀台反转不能锁紧。

故障原因分析:检修实践表明，这种故障常由反转时间不足使运行不到位、SQ28损坏导致锁紧信号没有给出、锁紧继电器KA22损坏引起。

检查诊断与修理:适当增加反转时间故障仍在，KA22尚好;更换SQ28试机，故障排除。

案例4

故障现象:正反转出现短路，KM3触头飞弧大。

故障原因分析:出现短路说明KM3Z、KM3F存在同时导通问题，原因与接线错误和PLC程序错误、KM3器件故障等有关。

检查诊断与修理:考虑到该机床故障前无别人动过，则接线错误和PLC程序错误应该排除在外，重点检查接触器本身，先单独使用KM3Z、KM3F均无问题，说明其常开触点正常，检查常闭触点，查出KM3F常闭触点断电时不能复位(断开)。更换KM3F常闭触点，故障排除。

5 结语

从上面的事例中可以看出，CAK36s型数车故障主要集中在电源、NC系统、驱动部分和刀架部分，主要表现在线头和端口接触不良，其次是限位开关SQ、接触器KM，以及参数设置故障。