数控设备维修的体会

薛巍

摘要：阐述了数控设备常见故障现象，结合实际工作经验，总结提炼出五种维修方法，简单实用。

关键词：数控设备 故障 维修

数控设备是复杂的机电一体化集成设备，它的维修方法有别于普通机床。设备的故障出现，往往不单纯是机械、液压、电气控制系统或数控系统的原因，在维修工作中，针对每次故障的特点，认真分析、归纳、总结出实用的维修方法，有助于快速、有效地排除故障。

1 直观法

在故障出现时，维修人员可以通过“望、闻、问”的方法，直接找到故障点，快速有效地排除故障。望：就是通过眼睛观察故障关联部位，发现异常状况。闻：通过嗅觉发现异常状况，这在维修电路板时经常用到。问：由于操作人员对设备比较熟悉，异常状况他们往往能第一时间观察到。询问操作人员故障发生时或发生前，设备有无异常状态，如异响、震动等。通过细心的观察，简单的询问往往能达到事半功倍的效果。

例1：

故障现象：一台肖布林43数控加工中心，加工过程中，突然停机，各轴伺服驱动报警，电源模块报警。

维修过程：望：观察机床加工区是否有异常状况，如撞车等现象；查看电气控制柜中有无异常状况；闻：打开电器柜门，闻到有异味；问：询问操作人员，得到在故障发生时，电气柜中有异响的信息。

故障分析：结合以上结果综合分析，判断问题出在电气柜中，检查发现，电源模块前端380V进线保险（FU11）损坏。更换后，设备恢复正常。

2 排除法

这种方法我们经常使用，将所有怀疑的故障原因通过由易到难、由简到繁排序，先排除简单容易的，再进行难度较大的检查，能够提高我们解决故障的效率。

例2：

故障现象：一台肖布林43数控加工中心，在加工中突然出现报警，电源模块和伺服模块掉电。报警信息如下：400 servo alarm X axis overload；414 X axis detection related error/ Y axis detection related error/ Z axis detection related error/ C axis detection related error/ 5 axis detection related error；750 spindle serial link start fault。

维修过程：使用排除法处理，步骤如下图：

小结：针对此类故障报警信息较多，可怀疑的故障点范围大的特点，可以使用排除法，使维修思路清晰明了，减少重复性的检查，可提高维修效率。

3 自诊断功能分析法

随着科技的发展，现在的数控机床所具备的自诊断功能已经趋于完善，通过这个功能，我们往往能够更容易找到解决故障的切入点。如系统报警信息、I/O状态等等。

例3：

故障现象：一台BUMUTEC S192F车铣复合加工中心，换刀时，刀臂停在0度位置，换刀动作停止，出现报警（报警显示为刀臂未在正确位置），并提示检查I/O状态，应为I605.6=1；I605.7=0；I606.2=1。

维修过程：正确换刀动作应为：刀臂旋转90度→同时抓主轴和刀库的刀柄→松刀→旋转180度→抓刀→旋转90度，刀臂回到0度位置→换刀结束。刀臂0度和90度位置均有一个接近传感器为PLC提供刀臂位置信号。I605.6信号为0度位置；I605.6信号为90度位置。根据系统提示的信息检查I/O状态，发现I605.7=1，说明该接近开关状态异常，进一步检查开关发现接近开关端面上沾有一片铝屑，导致该开关失灵。清理后，设备恢复正常。

4 替换法

在一些较为明显的故障出现时，通过交换相同的模块或部件，能够帮助我们尽快的找到问题所在。

例4：

故障现象：一台肖布林43数控加工中心，早上开机后，执行回零动作或移动坐标时，出现报警信息：1003：Spindle Amplifier Fault；1014：Magazine door locking fault；1012：Emergency stop actuated；414：X Axis Detect ERR/ Y Axis Detect ERR/ Z Axis Detect ERR/ C Axis Detect ERR/ 5 Axis Detect ERR；751：Spindle-1 Alarm Detect（AL-51）。各轴伺服驱动、主轴驱动、电源模块报警，关机重启，故障依旧。机床上电后不做任何动作2小时左右，能够恢复正常。

维修过程：根据报警信息综合分析，主要故障点在电源模块上，更换备用电源模块后，故障消除。

例5：

故障现象：一台肖布林43数控加工中心，主轴不能旋转，执行换刀动作过程中，在主轴定位动作时报错，执行立卧转换时动作不能执行完，但无任何报警。

维修过程：Y525电磁阀（轴头松开）接到松开信号时不动作，系统认为该动作在执行中，所以无报警，但主轴不允许旋转。与相同型号电磁阀Y527（主轴加紧）对调后，故障现象转移。

结果：更换新电磁阀。

5 综合分析法

数控设备是复杂的机电一体化集成设备，故障的出現原因包含的范围较广，所以在寻找真正的故障原因时，需要结合以上所讲的各种方法，综合起来分析，才能快速有效的排除故障。

例6：

故障现象：一台福裕2040出现系统报警：PMC 950 PC050（I/O LINK通讯错误）；1040 电机过载；1070 主轴冷却压力低；Er 32 NO I/O DEVICE；Er 97 I/O LINK。

维修过程：

①检查各电机前端热继，均正常，排除1040报警。

②检查主轴冷却单元，工作正常，无任何报警，排除1070报警。（排除法）

③根据Er 32 NO I/O DEVICE； Er 97 I/O LINK 报警提示，检查I/O板插头，无松动；与相同设备交换I/O板，报警依旧，排除I/O板及连接的问题。

④查电路图，找到与I/O板有关联的两块控制板I/O BOARD；DISTRIBUTED I/O BOARD。检查发现DISTRIBUTED I/O BOARD 上的LM31-1A保险烧坏。由于不能确定设备因何原因烧的保险，先更换新保险，开机上电后，机床回零点时，保险又烧掉了。检查+24V DC，其部分电路示意图如下：

开机上电检测+和23*两点电压为24V，正常。再查24*和23*两点，发现这两点间短路。

⑤根据原理图找出有7路外围输入与24*接点有关，采用排除法一一测量后确定，短路点为Y轴限位开关信号线到电气柜中接线排的24*接点。检查Y轴限位开关电缆，发现在Y轴导轨护板内的电缆由于固定卡脱开，造成电缆线绝缘皮破损短路。

⑥在查找电缆线破损位置时，询问了操作者首次报警时Y轴所处位置，结合维修过程中的第二次烧保险时，Y轴基本也在相同位置。很快找到了破损点。

小结：这个维修案例中，首先利用系统自诊断功能，初步圈定故障范围，再使用排除法、替换法使检查范围逐步缩小，最后通过询问操作者及观察故障再现时的机床状态，确定故障点，问题迎刃而解。

总之，数控设备在使用过程中，应该重视保养，重视技术资料的备份，同时应对数控设备的内部系统的关联深入学习，了解相互间的关系，以利于维修时分析是硬故障还是软故障，提高数控设备故障的判断和维修能力。

参考文献：

[1]赵胜利.专用数控设备的故障排除方法[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2009（08）.

[2]张振离.数控机床常见故障诊断及维修[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2012（09）.

[3]董海萍.数控机床故障的诊断与维修[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2010（07）.