摘要: 介紹了加工中心實際生產使用中的常見故障現象並進行了（le）故障原因分析，給出（chū）了診斷（duàn）過程以及解決問題的辦法。

       盡（jìn）管設備生產廠家（jiā）在各地都建立了很多培訓和維修（xiū）中心，經過嚴格（gé）培訓的服務人員隨時為客戶提供專業的機床維修和保養服務。但是（shì），當加工（gōng）中（zhōng）心這類高端機床出（chū）現故障時，能否（fǒu）及時排除故（gù）障以及維（wéi）修費（fèi）用仍然是很多企業，尤其是（shì）中小型的企業所（suǒ）關心（xīn）的問題。所有企業希望自己的維修人員能夠在第一時間排除故障，以提高設備（bèi）的利用率（lǜ），創造（zào）更多的經濟價值。筆者結合多年工作經驗，對配備美國DYNAPATA 數控係統的CNC 加工中心在實際（jì）使用過程中（zhōng）常見故障現象進（jìn）行了分（fèn）析，給出了診斷過程，並分析產生故障（zhàng）的原因以及解決問題的（de）辦法。

       1 、故障1

       1. 1 故障現象

       加工中心在啟（qǐ）動幾個小時後，顯示器的圖象波動較大，無法（fǎ）看清加工程序。

       1. 2 故障分析及診斷過程

      依據故障現象判（pàn）斷，一是顯示器自身（shēn）的（de）質量問題，二是顯（xiǎn）示管損壞，三是顯示（shì）器的供電電壓有問題。打開係統櫃，清（qīng）除灰塵，仔細觀察，各導線及接頭完好，沒有鬆動及虛接現象，各控製板上的電子元件無燒毀現象。使用儀器檢測，發現顯示器及發光管完好;但（dàn）是，在顯（xiǎn）示器波動時發現供電電壓隻有15 V。按照技術（shù）要求（qiú），顯示器正常供電電壓應是24 V。經過維修電（diàn）源板，更換（huàn）了損壞的集成電路PBYS3035PT( 飛利（lì）浦) 及肖特基二極管MBＲ3045PT，使顯示器（qì）的供電電壓恢複到24 V。開機運行，機床顯示恢複正常。顯然，造成此次故（gù）障的原因極有可能是長期使用導致電子元件老化造（zào）成的。

      2 、故障2

      2. 1 故障現象

      加工中心在（zài）執行加工程序時，第一把刀加工正（zhèng）常，但在換完第二把刀後，加工時主軸與（yǔ）工（gōng）件（jiàn）發生碰撞，碰撞後機床不能移動。

      2. 2 故障分析及診斷過程（chéng）

      上述（shù）現象（xiàng）與驅動控製板、電源及行程開關都可（kě）能有關係。打開控製櫃，清（qīng）理灰塵，仔細檢查導線、接頭及元件各部分是否有異常。檢測後發現，X、Y、Z 軸驅動板上的功率晶體管GTK457 燒壞。更換損壞（huài）的功率管後，X、Y、Z 軸三個方向可以進行移動，手動換刀也能進行，但是在執行加工程序命令中換刀動作不能執行。機床回零後（hòu）第（dì）一把刀具可以換，但在（zài）加工過程中還是不能執行換刀。依據經（jīng）驗，依次做下列檢測:

       ( 1) TM4 伺服檢測發現，Z 軸顯示± 0. 028，正常應顯示X 為0. 009 ～ 0. 000 mm、Y 為0. 009 ～ 0. 000 mm、Z為0. 009 ～0. 000 mm 之間。此顯示說明（míng）機床在第一把刀加工後換第二把刀前機床沒有回到零（líng）點，即Z 坐標值不在0. 009 ～0. 000 mm 之間。後經更改Z 軸檢測精度參數( 也叫機床定位精（jīng）度) ，設定Z = 0. 050 mm，機床能正常工作。但是第二天機床重新上電後，發（fā）現機床顯示X 軸正（zhèng）負、Y 軸（zhóu）正負及Z 軸正負均超程。

      ( 2) 檢查機床（chuáng）急停按鈕線路及回路，工作正常; 檢查所有保（bǎo）險管，發現FU4( 強電箱裏（lǐ）) 保險管燒壞，更換後上電顯示還是X 軸、Y 軸（zhóu）、Z 軸均超程。檢查電源（yuán）板的24 V 電壓，輸出正常，但是（shì）在檢查Z 軸行程開（kāi）關時，沒有24 V 電壓（yā）輸（shū）入。檢查後發現，在前步更換保（bǎo）險管時，保險管有鬆動現象，緊固保險（xiǎn）管後機床上電顯示正常（cháng），但是在工作中還是不換刀。依據經驗，將機床斷電5 min 後重（chóng）新上（shàng）電，使係（xì）統複位，同時更改刀具號，機床換刀正常。

      2. 3 分析原因及解決方法

      綜合以上維修過程（chéng）後，總結出此故障的排除方法如下:

      ( 1) 在機床換刀發生碰撞後，首先檢查並更換X、Y、Z 軸（zhóu）控（kòng）製板上損壞（huài）的元件，保證機床各（gè）部分（fèn）能夠（gòu）單獨（dú）工作正常。不換刀的主要原因是機床在換第二把刀（dāo）時沒有回到原點，因（yīn）此（cǐ）不能執行換刀動作。
 
 
      ( 2) 機床3 個軸同（tóng）時顯示超程（chéng），說明控製軸的行程開（kāi）關回路沒（méi）有電，信號無法反饋到控製部分，因此機床顯示超程報警。
 
 
      3 、故障3

      3. 1 故（gù）障現象

      加工中心在工作時，機床突（tū）然停止執行自動加工程序，顯示（shì）器顯示報警，報警號為: 31 － TOOL MAGAZINENOT IN POSITION 和38 － MAGAZINENOT IN UP POSITION( 意思（sī）為: 刀庫向上位置不到位或者是刀庫向上（shàng）的位置沒有輸出信號) 。

      3. 2 故（gù）障分析及診（zhěn）斷過程（chéng）

     根據故障現象判斷，出現此類現象可（kě）能和以下兩種（zhǒng）情況有關:

     ( 1) 可能控製刀庫向（xiàng）上（shàng）運動的氣缸行程開關（guān）有問題;
 
     ( 2) 可（kě）能連（lián）接刀庫向（xiàng）上行程開關的聯線，由於長時間使用導致線路老化，造（zào）成信號斷路。首先檢查控製刀庫向上運動的氣缸行程開關，開關工作正常。其次用萬用表檢（jiǎn）查開關到帶（dài）有J1B 插頭的控製板（bǎn）之間的聯線，編號為89 的聯接線也正常，這（zhè）說明這種故障與行程開關及聯線沒有關係。根據經驗，也可能是帶有J1B 插頭的CNC 板的問（wèn）題。用帶有J1A 插頭的CNC 板和它對調( 這兩塊板是一樣的（de）) 試機，故障現象依（yī）然存在，可以排除CNC 控製板的問題。

     結合以（yǐ）往故障現象（xiàng）及維修經驗，我們用一根新的信號線直接聯（lián）到向上（shàng）的行程開關，另一端直接聯到離J1B插頭最近的編號為89 端（duān）子板上，試機後31 號和38 號報警（jǐng）不再顯（xiǎn）示，機床恢複正常。通過此次試驗確定是由於這段信號線存在問題才引起機床的報警（jǐng）。更換新的信號線，報警消失，機床工作正常。

      3. 3 分析原因及解（jiě）決方法

     在刀（dāo）庫上有兩個帶有編號的接（jiē）線端子板，兩個端子板之間用信號線連接。由於（yú）這兩個端子板之間的信號線經（jīng）常和刀庫一起往複（fù）運動，造成信號線磨損及老（lǎo）化，致使信號斷（duàn）路或虛接現象。更換新的信號線後故障自動消除。經過此次故障，使我們認識到在機床上經常運動（dòng）的部位，不論機械件還是連接線，由於長期運動很容（róng）易出現磨損，導致故障發生，在以後的維修中首先應注意（yì）這幾個部位的檢查。

      4、 故障4

      4. 1 故障現象

     加工（gōng）中心工作時，機床不能執行（háng）自動加（jiā）工程序。
當打到手動時（shí），刀庫也不（bú）能換（huàn）刀，機（jī）床也不能運動。

      4. 2 故障分析及診（zhěn）斷過程

      根據該加工中心相似故障判斷（duàn），極有可能是控製刀庫轉動的直流電動機或控製運動的信號線出現問題造成的。采用“分開法”單獨檢測控製刀庫轉（zhuǎn）動的直流電動機，工（gōng）作正常; 使用萬用表進一步檢查經常和刀庫一起運動（dòng）的各部位（wèi）信號連線，發現（xiàn）帶動刀庫旋轉的直流電（diàn）動機控製信號線（xiàn）斷路。更換新的信號線後（hòu），機床恢複正常。

      4. 3 分析原因及解決（jué）方法

      這種（zhǒng）故障應該是控製直（zhí）流電動（dòng）機轉（zhuǎn）動的控製信號線，因經常與刀庫一起做往複運動，造成信（xìn）號線磨損及老化，導致信號斷路（lù）或虛接現象。更換新的信號線後故障自動消除。

      5 、故障5

     5. 1 故障現象（xiàng）

      加工中心在換刀（dāo）時（shí），換刀拉杆工作不正常，有時不能夠完成換刀動作。

      5. 2 故障（zhàng）分析及診斷過程

      換刀拉杆運動不到位導致無法完（wán）成換（huàn）刀動作，應該是換刀氣缸本身故障造成的。依據該（gāi）氣缸的結構及（jí）運動軌跡（jì）分析，主要原因（yīn）可能是氣缸密封墊破損，或者是拉杆碟形彈簧墊片破（pò）損導致拉（lā）杆運動不到（dào）位，造成無法（fǎ）完成換刀動作。卸下氣缸（gāng），將其拆解開。仔細檢查後發現，氣缸裏的多數密封圈破損，更（gèng）換新的密（mì）封圈，試機後（hòu）換刀正常，故（gù）障排除。

       5. 3 分析（xī）原（yuán）因及解決方法

      加工中心要完成很多（duō）不同表麵的加工（gōng），必須頻繁地更（gèng）換刀具，這些換刀動作都需要換刀氣缸的（de）往複運動來完成。長時間的使用導致密封部件磨損，拉杆運動不到位，也是設備使用過程中機械部件破損的（de）主要原因。隻需修複或更換（huàn）破損的部件，故障就會排除。

      6 、故障6

      加工中心在加工工件時，Z 軸上下竄動，所加工工件的端麵有波（bō）紋，Z 軸（zhóu）竄動時（shí）有時無。

      7 、結（jié）語（yǔ）

      在（zài）實際使用中，由於加工（gōng）中心這種（zhǒng）高精度（dù）設備工作強度大，工作時間長，加之設備本身結構複雜，出現故障的概率非常高，而且（qiě）故障種類千（qiān）差萬別，給（gěi）設備維修帶來很大的困難。為了減少故障的發生，提高平均無故障時間，要（yào）求（qiú）企業（yè）及設備維修人員采用多種維修方法，以保證機床正常（cháng）運行。其一，可以依靠（kào）數控設備廠家提供的（de）售後維修服務（wù），盡早修複數控設備; 其二，企業（yè）自己要培養高水平的維修人員（yuán），同時對故障設備（bèi）要及時做好設備的維修記錄，為以後出現類似（sì）故障時提供必要的（de）技術資料。其三，對於一些易於損壞且隻能（néng）更換的關鍵部件，需要準備備（bèi）份件，以縮短維修時間; 其四，由於數控機床的正常使用與日常維護和保（bǎo）養有密切的聯（lián）係，正常的使用（yòng）和日（rì）常嚴格的維修保養（yǎng）製度（dù）可（kě）以避免（miǎn）80%的（de）意外故障，能延長平均無故障時間1 倍以上。所以，做好數控係統日常維護和（hé）保養，建立（lì）完善的3 級保養製度及6S 管理，並結合實際狀況，吸（xī）收國外先進的設備管理（lǐ）———TPM( 全（quán）員生產維修) ，製訂自己的生產設備維修保養體係，可以延長元器件的壽命和零件的磨（mó）損周期（qī），使設備保持（chí）良好的技術（shù）狀態，延緩劣化進程，及時發現和（hé）消滅故障隱患，從（cóng）而（ér）保證設備的安全運行。通過TPM，可以綜合提高數控機床的綜合效率及利用率 。