数控机床故障处理三例

吕 宁

例1 1台采用FANUC系统的泷泽数控车床加工过程中出现409报警（X轴伺服电机异常负荷），报警有时1天出现几次，有时1天无报警。

故障处理 经过观察，发现报警仍有规律可循，即X轴上下快速移动时才出现报警。使用电子手轮移动X轴时，虽然有时不报警，但仔细听、摸可感觉到X轴移动时，偶尔会有振动。调取系统的伺服轴负载监控画面，发现其振动时负载值很大，为此检查X轴的导轨及滑座、丝杠传动及联轴节等负载部分，均未发现异常。考虑到若是机械原因造成X轴负载过大，故障不应时有时无，表现出很强的随机性，故判断是电气方面出现问题。首先怀疑伺服电机抱闸，测量控制柜中抱闸的整流桥供电输出部分为24V，正常。再检查线缆部分，除常规的静态检测即使用万用表测量通断外，还进行动态检测，移动X轴时，不停晃动、弯折抱闸供电线缆。此时故障突现且频繁，表明线缆存在虚接，造成抱闸供电时有时无。当X轴移动时，伺服电机抱闸应处于通电打开的状态，但线断导致抱闸失电抱住伺服电机，在强行移动情况下，出现负载过大报警，同时有些轻微振动。检查确认线缆中铜线长时间弯折已断开，更换线缆后，故障未再出现。

例2 1台立式加工中心在加工过程中，其Z轴方向的工件加工尺寸每次都出现变化，而且基本每次Z轴向下移动时，尺寸都会增大。由于系统没有报警提示，致使工件报废。

故障处理 在手动增量进给方式下移动主轴箱，使用百分表测量其实际移动距离。发现当主轴箱向下移动时，实际移动距离与正常指令值完全一样，反之其向上移动时，实际移动距离与Z轴的正常指令值不一样，经测量确认实际值总是小于指令值。为确定故障部位，先在Z轴伺服电机的轴端和外壳处做位置标记且对齐。在手动增量进给方式下，将Z轴分别向下、向上移动1个螺距，结果Z轴电机轴端在向上和向下移动过程中均回到原来标记位，但主轴箱向上移动时未走够1个螺距。据此基本可确认故障是由机械部分引起，进一步检查发现Z轴联轴节有些松动。主轴箱向下移动时，由于自重大，需要的运动转矩较小，联轴节基本不会打滑，因此实际值与指令值相符；向上移动时，需要的运动转矩则较大，引起联轴节打滑，造成丢转，导致实际值小于指令值。由于自动加工时Z轴不断上下，误差不断积累，因此感觉Z轴尺寸每次都向下增加。重新紧固联轴节后，故障现象消失。

例3 1台国产数控车床，在车削外圆时，表面粗糙度较大，而且Z轴移动时有爬行现象。

故障处理 导轨润滑不良、机械传动系统的安装调整不到位以及系统和驱动器中的参数设置不当等均可引起机床进给爬行。检查机床导轨润滑正常，感觉手盘Z轴滚珠丝杠轻松，表明机械传动系统也正常。经过比对，系统和驱动器中的参数设置也正确。试验在手动状态下，车外圆时表面粗糙度正常且进给平稳无爬行。可见故障仅存在于自动运行中，自动与手动运行的区别在于进给速度的指令方式不同。查看加工程序，发现进给采用每转进给方式，即进给速度与反馈的主轴转速相关。打开主轴编码器，发现光盘等处有油污，导致反馈转速不真实或不稳定，从而影响坐标轴的正常进给，使用无水乙醇擦拭干净并更换编码器的密封件。安装好后，观察试运行状态，故障消失。与上述故障类似的是，实践中车螺纹乱扣，这是由于主轴编码器的弹性联轴节松动，导致编码器不能真实反映主轴转速。

处理数控机床故障时，首先要向操作者清楚了解设备运行过程，对设备进行一系列检查、测量，而且为验证猜想，在保证安全前提下，还可做一些必要试验。若条件允许，可自建一个类似维修档案的故障记录表，这样不仅为分析问题提供有益的借鉴，还可为数控设备的预防性维护提供有力支撑。