摘要：主要针对几台数控机床在使用过程中出现的典型故障，从故障现象、产生原因等方面进行了分析，提出了一些有效的故障处理方法和措施，同时介绍数控设备的使用和管理经验。
关键词：数控设备；加工中心；报警
河北宣化工程机械股份有限公司现有各种数控设备近百台，在使用过程中，难免会出现各种各样的故障。
1．典型故障分析及排除
故障l：大件分厂BX100P卧式加工中心B轴转动不停。
故障分析：该卧式加工中心是公司1988年从日本引进的，其数控系统是FANUC 11M，共有X、y、Z、W、B五个伺服轴，其中B轴为工作台的旋转轴，从故障现象分析B轴的位置反馈元件有问题（其位置反馈元件是感应同步器），当测量该感应同步器定尺上的两组线圈（正弦绕组、余弦绕组）时，发现正弦绕组与机床外壳的阻值为零，由于该感应同步器和旋转工作台装配在一起，且该工作台的机械结构又比较特殊，于是与某机电设备有限公司联系，由其负责工作台机械部分的拆装，当打开保护感应同步器的铁质圆盘时，有大量的机油流出，用棉纱擦拭后，发现定尺绕组是由一层铝箔紧密包裹着的，为寻找短路点只能把这层铝箔破坏，小心地揭开，只见定尺绕组由许多直径细小的线圈组成，而线圈外部又浸了一层绝缘膜起保护作用，重新测量正弦绕组与机床外壳的阻值为无穷大。这样短路点就找到了，原因是定尺绕组长期浸泡在机油中造成绝缘膜破坏，与铝箔直接短接，而铝箔又与起保护作用的铁质圆盘相连，从而造成短路。由于铝箔损坏已无法恢复，故重新更换油封，安装工作台后试车，一切正常。
故障2：下料分厂ATC-3700板材加工中心开机回参考点后，执行加工程序，当执行到第3步时，G01Y420.1F2500时突然停车，显示器的报警信息为“急停”、“OPERATORPROTECTION DEVICE FAULTED ON”（操作者保护装置打开）。
故障分析：首先进行系统复位，判断该故障是硬件故障还是软件故障，复位后报警信息消除了，重新运行程序时，故障又在程序的第3步出现，因此，可认定该故障是硬件故障。解决问题还得从报警信息入手：（1）操作者保护装置打开，是指8个方向的红外线传感器，即SQ42778#X10.4前左上、SQ43780#X6.4前右上、SQ44782#X4.2前左下、SQ45784# X4.6前右下、SQ46785# X19.2后左上、SQ47788#X19.3后右上、SQ48790# X19.5后左下、SQ49792# X19.7后右下，以及前面的防护罩保护开关SQ32 744# X0.7。机床断电后测量这8个传感器及保护开关，未发现短路、断路故障，机床重新上电运行程序，在PLC梯图画面观察这8个传感器及防护罩保护开关的状态，当出现报警时梯图中这8个传感器的常闭点()瞬间闭合造成保护装置动作，之后这8个传感器瞬间又恢复到原始状态。而防护罩保护开关的动作正常； （2）在没有出现故障前，测试778#-792#信号与零线104#的电压值均为23.7V (DC），而在出现故障时分别测试这8颗信号线与零线104#的电压值也为23.7V (DC)：（3）在诊断及梯图的画面下逐个测试这8个红外线传感器的动作状态，当检测到SQ42 X10.4时，正常状态时在梯图画面上其常闭点()是断开的，但实际动作时却有时瞬时闭合，造成报警故障。因此可判断该传感器性能不良，由于当时没有该传感器的备件，只能拆下该传感器，把其信号线778#与另一传感器信号线784#连接，之后试车一切正常，故障再未发生。
故障3：下料分厂板材加工中心ATC-3700等离子电源不能启动，故障指示灯FAULT3点亮。
故障分析：该加工中心的数控系统是FANUC-OOP，等离子电源的型号为IC-300，在解决故障前先简要介绍等离子的工作过程：在混合气体上施加电压，只有极少的电流通过气体，但是当在气体中每lcm间施加3kV以上的高电压时，由于电绝缘体被破坏，从而引起火花放电，并且由焦耳发热（电阻发热）维持高温等离子而持续放电，称为弧光放电，产生强烈光和热的部分就是等离子弧。在等离子切割中，等离子割炬内部的电极与母体材料（水电缆）间产生弧光放电，将送入割炬的工作气体等离子化，进而通过包围电极配置的喷嘴，将等离子弧收缩变细，形成高温、高速气流吹到钢板上进行热熔切割，此时在喷嘴出口附近，等离子流的温度超过20000℃，速度达到3km/s。处理方法：①查阅电器说明书及电气原理图可知，FAULT3故障灯点亮表明是接地或冲击电流过大故障。按照原理图所指检查FU39熔断器，发现其熔丝已烧断，更换后等离子电源能够启动，但是当切割工件时割嘴却没有引弧喷出，观察高频打火器发现其能够打火、放电，则排除了电极与高频打火器有故障的可能性。②检查水箱中的蒸馏水容量、pH值及水电缆，未发现问题。③拆下割嘴护罩，检查割嘴时发现共有一细小的裂纹，于是拆开割炬深入检查，只见两个密封圈中有一个边缘已经磨损，向外漏水，通过割嘴流到工件上从而造成接地故障，重新更换割嘴及密封圈后试车，故障排除，一切正常。
故障4：大件分厂卧式加工中心BX110P-II，在执行加工程序时显示器出现报警信息“ALM 923”，而且显示器的画面也不能正常切换，关断电源后再给机床上电，又能执行程序。
故障分析：该加工中心的数控系统是FANUC 11M，出现的报警信息“ALM923”表明数控系统的RAM出现奇偶错误，这一报警多发生于系统电池失效或不正确的更换电池后，但偶尔也有电池接触不良、外部干扰、电池单元连线脱落等偶然因素影响RAM数据，逐一检查后未发现故障原因，于是怀疑是软件出错，同时按住系统操作面板的DELETE与RESET键接通电源，对系统的参数、用户程序的存储器进行清除后，重新输入参数与程序，机床正常工作。但第二天同样的故障又出现，因此认为不是软件方面故障，而是ROM/RAM板有问题，更换ROM/RAM存储板后试车，一切正常，故障再未出现。
2．数控设备的管理和使用
（1）认真理解掌握数控设备的原理及性能
数控设备在生产中发挥着巨大作用，它的故障停机率高低与使用中维护保养的好坏有着很大的关系。这就要求数控维修人员必须熟悉设备的各类图纸资料，掌握其工作原理性能，同时还应具备一定的机械、液压等专业知识，以提高自身的逻辑判断及综合分析能力。要深入设备现场（特别是设备安装时期），了解数控设备的动作过程及各部分的前后关系，以便在维修时建立正确的逻辑思维方式。要定期对数控设备的机械、液压、气动、润滑部分、数控装置及电气、主轴电机、伺服电机和反馈检测元件进行检查和必要的调整。数控设备出现故障时，要立足于现有资料和系统提供的自诊断手段，耐心分析，准确及时排除故障。
（2）正确使用好数控设备
数控设备的操作人员在使用设备时，首先要了解设备的基本原理，还要认真掌握数控设备的各种加工性能，要按照数控设备的操作规程、各项技术要求及加工工艺进行工作。严禁精车粗用，对不具备加工条件的残次品应退返上道工序，以保证数控设备的加工精度。
（3）充分提高数控设备的利用率
要提高数控设备的利用率，除要求操作人员熟练掌握数控设备的性能、合理使用数控设备外，数控设备还应具有良好的电压品质及各控制系统相互间的屏蔽，特别是交流变频系统对其他系统的高次谐波干扰。为保证数控设备可靠运行，设备还应有良好的接地，要使用合适的润滑油并定期进行油质检查（特别是冬、夏两季要注意油质的黏稠度变化），以保证液压系统正常工作，要保证数控设备周围环境的干燥和清洁，并保证电控柜有良好的通风。此外，不少数控设备采用锂电池保护机床参数及PLC程序，而锂电池是有寿命的，要经常检查锂电池的电压，以防电压下降造成参数、PLC程序的丢失；对长期停用的数控设备，应定期给数控设备通电或开机进行功能试验，这样可大大延长数控设备的使用寿命。
3．结论
数控设备的维修要求维修人员不但要掌握系统各部分的工作原理和设备的机械结构，还要了解设备的操作方法、动作顺序并对故障现象做充分的调查，最后分析可能造成故障的各种因素，并进行实际检查和维修。维修时要注意设备动作的上、下过程，掌握其特点，检查数控系统是否将信号输出到设备上，设备的开关信号是否已输入到数控系统等。要充分利用系统的软件报警功能和状态显示的自诊断功能来解决一些技术故障。日常管理及使用要严格按照操作规程及技术保养要求执行。
