进口加工中心故障修复浅析

2013-04-17北京二七轨道交通装备有限责任公司100072谈治国

金属加工(冷加工) 2013年7期

北京二七轨道交通装备有限责任公司（100072）谈治国

我公司进口加工中心比较多，在日常的维修和保养工作中积累了一套进口加工中心维修的方法。本方法在维修工作中可以达到快速、准确排除机床故障，降低机床维修费用，保证机床正常服役有很好的效果。

1.进口加工中心自身的特点

进口加工中心相比其他设备有其自身的特点，其机械电气都比较复杂。进口加工中心特别是德国、美国的加工中心机械精度高，电气控制复杂。其交换工作台和换刀机械手部分更是一台机床一个样。

具体特点如下：①机床购买的价格比较高。②机床复杂程度高，功能强大，生产效率高。③机床使用的一般是最先进的数控系统、控制技术和控制理念对于我国的维修人员都是全新的内容。④机床的机械精度高，结构新颖。⑤机床加工的零部件大多是单位精度高，价值大的零部件。⑥机床停修对正常生产的影响大，经济损失大。⑦机床对维修和使用人员的技术水平要求高。⑧机床的刀具费用、油类、滤纸等消耗费用高。

进口加工中心好用，加工的零件精度高，加工效率高。故障停修对单位生产影响大。维修这些设备在维修理论、维修方法、维修手段上都有很大的不同。基于以上原因要求设备维修人员在机床发生故障的时候能够准确快速地排除故障，尽量降低维修费用，保证机床服役期间正常生产。

如何能快速准确地排除机床故障，需要维修人员对设备原理和结构的理解深度要达到一定的要求，要求维修人员自身的知识结构要完整，技术水平全面。在此技术上掌握一套科学的方法也是很有必要的。

进口加工中心大多是复杂系统组成。看起来是无从下手，但是如果用科学的办法把它们分开，不过就是由数控系统、电控系统、机械液压和气动系统组成。其中最复杂的就是数控系统本身，数控系统也可以细分出NC、PLC、伺服驱动、显示器、电动机及位置检测元件等几部分。将复杂系统分类在思考故障的时候可以有的放矢。

笔者在现场维修时积累了一些方法，同大家分享。不足之处请专家和同行斧正。

2.维修工作中技术准备工作

维修进口加工中心的时候由于其本身价值高，负责加工的零配件对单位重要，设备停修对公司影响比较大，对于维修人员的要求也比较高。在维修工作中需要做一些技术准备工作。

（1）机床正常状态的记录。机床正常状态包括的内容很多，大体分为以下几类。

电气部分状态：信号灯状态；记录什么灯亮，灯什么颜色的电路板指示灯的状态；待机时什么状态，几个工作状态指示灯的变化正常工作时电压电流表的数据；各电动机正常工作时的电流值，机床正常工作时各种开关的状态。

数控部分的状态：机床正常时NC的参数；机床正常工作时PLC的状态；输入、输出点情况的记录，驱动器正常工作时显示内容和状态。

机械部分状态：液压和气动系统各种表的显示值，液压系统正常时流量和压力阀的整定值。

记录机床正常工作状态可以作为基础资料进行管理，机床有故障发生的时候，将故障时的信号同正常时信号进行比较，可以快速发现引起故障的原因，在故障排除工作中有的放矢。

（2）机床安装和验收工作的时候注意收集机床信息，详细了解机床构成和特点。机床厂家安装调试机床是维修人员认识机床、提高自身技术素质的一个好机会。特别是大型进口加工中心，机床复杂程度高，在厂家进行调试完成后到用户公司还要进行重新组装和调试。厂家的安装调试人员大多是技术水平高、知识结构全面的工程师。重视这项工作，可以详细了解机床内部的结构、零部件的位置。电气部分和数控系统的连接、调试的方法，为维修工作积累基础技术资料，必要的时候可以留存数字照片作为现场记录。收集的信息也包括零部件的规格型号，例如光栅尺、电动机、数控系统、电路板的型号厂家等，为日后维修、解体、订货打下基础。

（3）进口加工中心使用的电气零部件原理和控制过程的熟悉。进口加工中心使用的电气零部件很多，清楚其原理和控制过程对故障排除工作有很大的帮助。如变频器、驱动器、NC、PLC的电源介入，控制信号的输入引脚，信号的接受和发送等，了解清楚在这部分出现故障的时候能快速准确地判断是外部信号没有满足还是装置内部有问题。

例如，611U西门子交流驱动装置在进口加工中心上应用比较多。通过查阅这方面的手册对其进行基本的分析。

（4）现场维修之前要注意听取操作人员和以前维修人员的情况介绍，倾听操作人员讲述发生故障形成的过程，故障发展的过程。以前维修人员做过哪些测试和试验，做过哪方面的维修。如换过什么电路板，他们对故障的分析。在听的过程中应用自己的知识和技能得出判断结果。这项工作非常重要，有些时候他们的一句话就可以让我们维修人员省去很多查阅资料和理论分析的时间，甚至一句话就可以帮助我们找到故障的位置或有更好的方法处理故障。

（5）采取维修措施之前，一定要有科学严密的分析支撑，避免“瞎换件”、“乱换件”。换件是一种排除故障的常用方法。在更换备品备件的时候要有充分的科学分析，避免大量更换备品备件，由于更换备品备件引起的故障扩大和新备品备件故障。另外更换的方法也需要按规程（如更换的时候要注意存储板更换时要带电或带电池，更换其他电路板注意断电）。不能没有分析明白原理就认为是硬件故障。

例如有一次维修一台数控车床，出现主轴过载现象，维修人员判断负载大，更换电动机轴承、更换主轴润滑油。机械的故障都找了，还是没有修好机床。结果是驱动内的热敏电阻失效引起的现象。

3.进口加工中心故障现场排除

进口加工中心的故障分两类，一类是数控系统有明确的报警信息或报警号码，通过手册查阅报警指向就可以解决故障；另一类是数控系统没有报警，需要维修人员自己根据了解的故障情况进行分析，找出故障部位，再进行维修工作。

当然，进口加工中心的机床厂家报警信息设计的相对全面，没有报警的机床故障占有比例很小。

（1）有数控系统报警的故障处理。现代数控系统都有完善的报警系统，进口数控加工中心机床厂家设计的报警系统也比较完善。通过这些报警号可以帮助维修工程师查找故障。按照数控系统提供的报警信息查找是一个故障查找的捷径，也是进口加工中心常规故障处理的基本方法。维修人员对这种方法应用最多、最熟悉，这里不在赘述。有些报警信息没有一个明确的方向或指出的方向没有故障点，有些时候报警指很多指向也是很多点。这种情况就需要维修人员分析数控系统、电气部分、机械部分控制原理，理清控制过程才能找到故障。

例如，笔者在维修一台进口加工中心时，机床上电后没有工作就出现了过载报警。经检测机械部分没有卡死，负载很轻。经过对原理的分析了解到机床在上电动机床自检的时候驱动发出少量脉冲，数控系统需要接收到编码器发出相应个数脉冲才确认伺服系统完好。如果形成开环，也就是没有接收到相应个数的脉冲信号或脉冲信号少于正常个数，数控系统认为其部分有故障。为什么编码器发出脉冲个数不对？也就是联接部分、线缆部分、编码器本身三部分的故障。经过进一步的检测，发现编码器本身、线缆部分都没有问题。编码器机械联接部分松动。产生了间隙，使编码器脉冲个数不对，数控系统默认是旋转负载大，产生了过载报警。解决办法很简单，恢复编码器机械联接部分，试车，故障排除。

（2）无报警进口数控机床故障的排除方法。使用信号追踪的方法PLC和NC信号的跟踪发是一个最基本最有效的方法。该方法需要维修人员对PLC和NC的信号流有一个清楚的理解，对其编程语言熟悉。进口加工中心发生无报警故障时维修人员需要根据故障现象按原理分析清楚PLC和NC的信号流动情况。分析是由于哪一类信号缺失引起的机床动作故障，是什么原因引起的信号不正常。找到根本原因，机床故障就解决了。

例如，用信号跟踪的方法查找换刀部分故障。自动换刀部分是进口加工中心最复杂部分之一，其信号流是由NC对指令进行解码，机床各坐标轴运行到换刀位置，主轴进行定向工作，刀库旋转到位，机械手进行换刀准备，主轴进行松刀动作、吹气，机械手换刀。清楚了信号的流向，遇到机床故障就可以跟踪信号，可以快速准确地找到机床故障。进口加工中心的程序设计保护、自锁、互锁部分比国产加工中心完善。这给维修人员读懂程序增加了一定的难度，不过维修人员熟悉以后会对程序的设计理解有一个很大的提高。通过本方法能达到快速准确地诊断进口加工中心的目的。这种方法也是解决进口加工中心疑难故障的最有效的方法。

（3）进口加工中心故障中有些是器件失效。如显示器失效，电源烧毁、驱动板故障。该类故障判断起来相对比较容易，只需要维修人员排除器件外围引起故障的可能性，按操作规程更换器件可以排除故障。