數控機(jī)床特殊(shū)故(gù)障的診斷(duàn)分(fèn)析與處(chù)理
1、具體故障診(zhěn)斷(duàn)維修實例
1.1 某數控(kòng)立式(shì)車(chē)床“标頭(tóu) skp”閃爍(shuò)不停止故(gù)障
故障現象：數(shù)控立式車床采(cǎi)用 fanuc 0t 數(shù)控系統，當(dāng)選擇(zé)編輯 edit/ 自動(dòng) auto 方式(shì)時，機床顯(xiǎn)示器出(chū)現(xiàn)“标頭(tóu) skp”閃爍(shuò)不停，無法(fǎ)正常運行(háng)，隻有按下 reset 鍵後(hòu)才能(néng)切換到其他方(fāng)式（如(rú) mdi 方式），且其(qí)它方(fāng)式無此故(gù)障現(xiàn)象。
故障分(fèn)析及解決方案：機床出現(xiàn)“标頭(tóu) skp”閃爍，一般(bān)情況(kuàng)下，是由于正在(zài)通過 rs232 通訊(xùn)接口(kǒu)進行(háng)加工程序(xù)的傳(chuán)輸，當程序(xù)傳輸(shū)結束後，機(jī)床即(jí)可恢(huī)複(fú)正常。但此機床的(de)加工程序(xù)已經(jīng)傳輸(shū)完成，根本不處于程序傳(chuán)輸狀态(tài)，又(yòu)檢查(chá)數控系(xì)統(tǒng)、計算機和(hé)通訊有關(guān)的參數（如波特率、數(shù)據位、停止(zhǐ)位等(děng)）均正(zhèng)常。排(pái)除常見故(gù)障原(yuán)因外，再将(jiāng)機床(chuáng)調爲 mdi 方式，檢查(chá)是否能(néng)正(zhèng)常手(shǒu)動輸(shū)入程(chéng)序，發(fā)現當(dāng)輸入(rù) g 代碼(mǎ)（如 g01）還(hái)未(wèi)按下“input”按鍵時，g 代碼(mǎ)已經(jīng)被輸入到系統(tǒng)中，故障原(yuán)因可(kě)能和“input”按鍵有關(guān)，随之拆下(xià)該數(shù)控機(jī)床特殊故(gù)障的診(zhěn)斷分析(xī)與處理按鍵(jiàn)發(fā)現裏面(miàn)有(yǒu)水珠，同時(shí)，并(bìng)測量其(qí)電阻值約 95Ω（按鍵處于常開狀态(tài)），接近于(yú)“短(duǎn)路”狀(zhuàng)态，正常(cháng)電阻值(zhí)應趨向于(yú)無窮大，接(jiē)近于“斷路(lù)”狀态，将按鍵清(qīng)理幹燥後重新(xīn)安裝測試，未出(chū)現“标(biāo)頭 skp”閃爍，故(gù)障排(pái)除。爲了理(lǐ)清引發(fā)故障的(de)根本(běn)原因，選擇(zé)edit/ auto 方式，按一下“input”按(àn)鍵故障(zhàng)複現（這一現象(xiàng)操作和(hé)維護(hù)人員(yuán)均很(hěn)少注意），進一步(bù)驗證了該(gāi)故障(zhàng)是由于按鍵異(yì)常造(zào)成的(de)。
小結(jié)：該故障的特殊(shū)之處在于(yú)看似屬于通(tōng)訊(xùn)故障(zhàng)，實則(zé)是(shì)硬件故(gù)障（按鍵内(nèi)部進水短路），此類故(gù)障比較(jiào)少見，且(qiě)迷惑性很大，面對此(cǐ)類故障，先(xiān)要清(qīng)楚造成故(gù)障的過程和原(yuán)理，再(zài)設法(fǎ)從和故障(zhàng)相關的其(qí)他方(fāng)面着手，進(jìn)而找(zhǎo)到故障診斷突破口(kǒu)，如此(cǐ)例中，在(zài) mdi 狀态驗證能否(fǒu)正(zhèng)常輸(shū)入 g 代(dài)碼(mǎ)，從而查(chá)出“input”按鍵故(gù)障。
1.2 某(mǒu)數控車床“方式(shì)選擇”故(gù)障
故障現象：該數控車(chē)床采用(yòng) fanuc 0id 數控系(xì)統，開(kāi)機(jī)後方式(shì)選擇旋(xuán)鈕開關(guān)失效，無論選(xuǎn)擇(zé)何種運行方式(shì)，數控系(xì)統顯示的都(dōu)是 mdi 方式，無(wú)法正(zhèng)常進行方(fāng)式選擇，且無任何報(bào)警。
故(gù)障分(fèn)析及(jí)解決(jué)方案(àn)：對于方式選擇(zé)故(gù)障，一般情況(kuàng)下可(kě)考慮以(yǐ)下(xià)因素(sù)：（1）方式(shì)選擇(zé)開關(guān)直接連接(jiē)的電纜脫落，故(gù)障率占(zhàn) 50% 以上；（2）方(fāng)式選擇開關硬(yìng)件本(běn)身損(sǔn)壞，依(yī)據故障記(jì)錄可知，故(gù)障率約占40%；（3）其他(tā)方面(miàn)間接引起的此類故(gù)障，故障率約占(zhàn) 10%。按照以上分析(xī)，首先，拆下機床操作(zuò)面闆，檢查(chá)方式(shì)選擇開關連接電(diàn)纜，均無脫落(luò)，也沒(méi)有虛(xū)接。然(rán)後又更換新的方式選擇(zé)開關，故障仍然(rán)複現。
另外(wài)，機床(chuáng)沒有(yǒu)任(rèn)何報警(jǐng)提示(shì)，給維修人(rén)員帶(dài)來較大的(de)困難。爲(wèi)了徹(chè)底查明故障(zhàng)原因(yīn)，結合 fanuc 系(xì)統(tǒng) pmc 和方(fāng)式選(xuǎn)擇地址信(xìn)号控制原理，系統處(chù)于何種運(yùn)行方式主(zhǔ)要由地址信号 g43 來控(kòng)制，具(jù)體控制和(hé)對應(yīng)關系見表(biǎo) 1。
表 1 方式選擇地址信号
根據“無(wú)論選擇何種運行方(fāng)式(shì)，系統始(shǐ)終(zhōng)顯示mdi 方式”這(zhè)一故障(zhàng)現象，從(cóng)表 1 可以看出，地(dì)址信(xìn)号(hào) md1（g43.0）、md2（g43.1）、md4（g43.2）、dnci（g43.5）、zrn（g43.7）一(yī)直都(dōu)爲 0，那(nà)麽(me)有一種(zhǒng)可(kě)能，以上地址(zhǐ)信号(hào)沒有 24v 電(diàn)源供給，這種(zhǒng)可能(néng)也同樣可以造(zào)成此故障。現将(jiāng)方式(shì)選擇(zé)開關(guān)分别(bié)打到不同(tóng)方式，使用萬用表依(yī)次測量開關的接線端子，電壓均爲(wèi) 0v。結合(hé)機床相關電氣原理圖(tú)，檢(jiǎn)查電(diàn)氣櫃發(fā)現(xiàn)，有一(yī)給方式(shì)選擇開關供(gòng)電的(de) 24v 電源(yuán)線虛接，重新(xīn)緊(jǐn)固後并進(jìn)行方式選擇測(cè)試，機床恢複正常，故障徹底排除。
小(xiǎo)結：該故障(zhàng)的特(tè)殊之處在(zài)于表面看似是方式(shì)選擇(zé)開關或者(zhě)地址(zhǐ)信号控制(zhì)方面的故(gù)障，其(qí)實是電(diàn)源故障(zhàng)。解決該(gāi)問題的(de)關鍵是選(xuǎn)擇的(de) pmc 地(dì)址(zhǐ)信号控制(zhì)關系，數(shù)控機床有時會(huì)出現故(gù)障現象相(xiàng)同，但(dàn)故障(zhàng)原(yuán)因不同(tóng)，這就需要(yào)維修人員加(jiā)強日常(cháng)學習(xí)，明白(bái)控制(zhì)原理(lǐ)，不斷提高(gāo)自身(shēn)的理(lǐ)論素(sù)養，從(cóng)“原理(lǐ)”上着(zhe)手解(jiě)決故障，以(yǐ)不變應萬變，往往會起(qǐ)到(dào)事半(bàn)功倍的效果。
1.3 某(mǒu)立(lì)式加工(gōng)中心(xīn)自動執行(háng)程(chéng)序(xù)故障(zhàng)
故障(zhàng)現象(xiàng)：某加(jiā)工中(zhōng)心采(cǎi)用三菱數(shù)控系統，在執行程序(xù)“t** m06；g91 g01 x100 f200；m30”過程(chéng)中，當執行完換(huàn)刀指令後出現循(xún)環停止(zhǐ)（循環(huán)停止按鍵(jiàn)紅燈(dēng)亮），未繼續(xù)執行(háng)語(yǔ)句 g91 g01 x100 f200，當再(zài)次按下循(xún)環啓動按(àn)鍵後又能(néng)往下繼續運行(háng)程序。
故(gù)障分析(xī)及解決方案：該機床采用(yòng)無機(jī)械手(shǒu)自動換刀系統(tǒng)，鬥笠(lì)式刀(dāo)庫，刀(dāo)庫(kù)的前進(jìn) / 後退(tuì)以及機床主軸松 / 緊(jǐn)刀均采用氣(qì)壓驅動(dòng)。每次隻在執行(háng)帶有(yǒu)換刀指令(lìng)的程序時才出現上(shàng)述故(gù)障，于(yú)是，需要(yào)先(xiān)捋清(qīng)整體換刀流程(chéng)（見圖 1）及相關信号檢(jiǎn)測值是否(fǒu)正确，檢查(chá)後未(wèi)發現異常(cháng)。又根據故障現(xiàn)象“再(zài)次按(àn)下循環啓(qǐ)動按鍵(jiàn)後(hòu)又能(néng)往下繼續運行(háng)程序”，說明有一(yī)種可能(néng)是換刀過程(chéng)中某個步(bù)驟異常(cháng)，在(zài)換刀(dāo)完成(chéng)後又恢複(fú)了正常(cháng)，但間接(jiē)影響了下面 g 代(dài)碼(mǎ)的執(zhí)行（可能(néng)是影響了順利(lì)執行(háng)g 代碼的某(mǒu)一前(qián)提條(tiáo)件）。
依據這(zhè)一思(sī)路，仔(zǎi)細觀察後發現，當換刀進行到“主軸吹氣(qì)”這一步驟時（持續 2 秒(miǎo)），相應的氣(qì)管有漏氣(qì)現象，當主(zhǔ)軸夾(jiá)緊刀(dāo)具後(hòu)此氣路(lù)控(kòng)制閥(fá)已自動(dòng)關閉恢複正(zhèng)常，且換刀(dāo)流程正确，故障(zhàng)迷惑性(xìng)較大。但(dàn)是，氣管漏(lòu)氣（整個機(jī)床氣(qì)動系(xì)統的(de)一支路）過(guò)程中可能(néng)造成(chéng)了氣(qì)動系(xì)統壓(yā)力瞬間低(dī)于壓力傳感器的設(shè)定值(zhí)（很(hěn)快又得(dé)到了恢複），在壓(yā)力傳感器(qì)檢測(cè)異常的瞬(shùn)間導緻了(le)循(xún)環(huán)停止(zhǐ)，當再次按(àn)下循(xún)環啓動時，因爲(wèi)壓力值已經恢複正常，所(suǒ)以又(yòu)能往下(xià)執行程序。更換新的氣(qì)管并測(cè)試，故障(zhàng)徹底排(pái)除，驗(yàn)證(zhèng)了上述分析過(guò)程的正确(què)性。
圖(tú) 1 換刀流程
小結(jié)：該(gāi)故障的(de)特殊(shū)之處在(zài)于(yú)故障(zhàng)現象(xiàng)是程(chéng)序執(zhí)行問(wèn)題，實(shí)質上(shàng)是換刀(dāo)過程中(zhōng)“遺(yí)留”的故(gù)障間(jiān)接影響了g 代碼的執行，隻(zhī)有熟悉整個(gè)換(huàn)刀步驟以(yǐ)及每(měi)一步(bù)信号(hào)檢測過程(chéng)，才能準(zhǔn)确(què)進行故障定位。
2、結語(yǔ)
綜上(shàng)，排(pái)除數控機床特殊故障(zhàng)的一(yī)般(bān)思路如(rú)下，首先，認真(zhēn)觀(guān)察故障現(xiàn)象，不(bú)放過任何細節(jiē)（包括(kuò)詢問(wèn)機床(chuáng)操(cāo)作(zuò)人(rén)員），可能(néng)某個細節(jiē)就是解決(jué)問(wèn)題的關(guān)鍵。其次，使用常(cháng)規故障診斷方(fāng)法依次排除常(cháng)見的故障原因(yīn)，逐步(bù)把診(zhěn)斷範(fàn)圍縮(suō)小。最後，既(jì)要深(shēn)刻理(lǐ)解電(diàn)氣控制“原理”，又(yòu)要發(fā)散思維方(fāng)式，參考“經驗”但不能隻靠(kào)“經驗”，分析可(kě)能(néng)引發(fā)故障的(de)間接可(kě)能和(hé)不常見(jiàn)的某些原因(yīn)，逐步(bù)揭開(kāi)故(gù)障的“神(shén)秘面紗”，消除各(gè)種(zhǒng)故(gù)障的(de)隐蔽(bì)性，從(cóng)而順(shùn)利(lì)排(pái)除故障。
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