数控设备偶发故障的分析排除

2018-12-20夏俊

设备管理与维修 2018年23期

夏俊

（中国空空导弹研究院，河南洛阳 471009）

0 引言

在日常维修工作中，经常会碰到数控设备偶尔报警。清除报警或重启设备后，相同故障几天或几周不会再出现，但在以后的工作生产中，不知什么时刻，又会出现相同机床故障。这种偶发性的设备故障，无论对使用单位还是维修单位，都是比较棘手。对使用单位来说，设备使用起来心里没底，担心加工过程中出现故障而导致零件、刀具、工装或设备损坏；对维修人员来说，故障不复现，维修起来就感觉无从下手。在多年的维修工作中，碰到过多次这种数控设备偶发故障的现象，但到最后彻底排除故障后，总结分析时发现，这种偶发性的故障大部分是电气问题，或是接触器触点接触不良，或是联接电缆似断非断等。很少是由于机械问题导致。下面结合实例，介绍一下排除此类故障的方法。

1 常见故障处理方法

1.1 短接法

所谓短接法，就是从图纸上分析并找到相关电路，利用短接，排除可疑的电路连接部分，直到最终确认故障点。

万能镗铣加工中心DMU80P于2001年安装，使用时间较长。从2017年9月底，该设备偶尔出现上电后不能正常启动。重启或反复按机床启动键后，又恢复正常。该故障现象从最初的一两周一次，到后来的一两天一次，已经严重影响了该设备的利用率。从图1中看出，这是一个启动自保回路。+24 V经过6SH1启动按钮常开点，到上电急停安全继电器6A1的电源端。6A1继电器动作后，接通13和14端子。13，14端子与继电器6K1.1线圈串联，只要安全继电器正常动作后，24 V电压就从6K1.1，6K2.1，6K2.2，6A1.1，5K1.1 的相关触电给 6A1 供电。

当时的故障现象就是手一直压着6SH1，设备能启动，液压能启动。松开启动键，液压立刻断开。从图中分析来看，应该是自保回路出现问题。当手压着启动开关时，观察到6K1.1，6K2.1，6K2.2均已动作，6A1.1也正常动作。所以从电路来看，可以确认是 6K1.1，6K2.1，6K2.2，6A1.1，5K1.1 中的某一个常开点出现接触不良，但具体是哪一个点接触不好，就用到短接法，将 6K1.1，6K2.1，6K2.2，6A1.1，5K1.1 相关的触电逐一短接后试机确认最后找到故障点6K1.1。

1.2 比较法

所谓比较法，就是比较可疑电路部分的电压，即使是微小的电压差值，也要引起注意并加以排除，直至最终解决问题。

图1 启动回路自保电路

阿奇夏米尔慢走丝4030SI，2001年装机，使用时间较长。该设备从2016年8月开始，开机时，按了开机键，设备偶尔没反应，反复按一次或几次后，设备就启动了。但是到2017年5月，故障开始频繁出现，只要是关机重启，必然要启动多次才能正常开机。图2是该设备的启动回路的部分电路。

图2 启动回路电路

从图中可以看出，该设备正常启动，需要K1，K2同时吸合，三相电源才能给后续电路供电。设备上电以后，电源重启动单元和急停单元工作正常，各输入输出电压正常，但就是后续电路，包括工控机、微细电流控制单元等不工作。经过测量，K2的22端子电压22 V，比正常24 V低2 V，而K1的常闭点21和22脚电压均为24 V。K2的21脚为24 V，也就是24 V经过K2的常闭点时，有2 V压降，这样就导致安全继电器3TK28的输出异常，从而导致设备不能正常启动。更换接触器K2后，此类问题再没出现。

1.3 PLC监控法

利用PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）状态表，监控报警点。

1台万能镗铣加工中心DMU80P，2007年安装就位的，工作时间也比较长。从2017年11月10日前后，偶尔报警：“刀具夹紧错误”。该报警产生时间不定，有时是在立卧转换时出现，有时在换刀时，正常加工时不出现。从故障发生的时间来看，一度以为是液压系统出了问题。于是在检查液压系统上浪费了不少时间。但这种偶发的报警还是存在。后来调出PLC状态表，不停地进行立卧转换和换刀，终于发现刀具夹紧信号I87在立卧转换时闪变了一下：从1变为0又变为1，时间极短。有关PLC电路如图3所示。然后在设备停止状态，人为敲击了一下主轴顶部的电缆线，再次发现了该信号的闪变。至此，可以确认是该信号电缆线出现了接触不良，然后检查该电缆，发现I87的信号线磨断，更换电缆后，故障彻底排除。