摘要  根據(jù)故障的原因把故障分為程序的問(wèn)題、參數(shù)設(shè)定的問(wèn)題、操作的問(wèn)題及機(jī)床部分的問(wèn)題等四大類。注重故障現(xiàn)象的觀察和分析，采用單步執(zhí)行程序確定故障點(diǎn)，并列舉實(shí)例加以分析。
       目前數(shù)控機(jī)床種類越來(lái)越多，數(shù)控系統(tǒng)也都各不相同，但基本原理都是相通的。數(shù)控機(jī)床都是根據(jù)事先編制的加工程序進(jìn)行自動(dòng)加工的，所以有時(shí)編制好的程序不執(zhí)行、有時(shí)在執(zhí)行時(shí)中斷的故障是數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)的故障，這些故障的原因是多方面的，應(yīng)該根據(jù)不同情況分別處理。筆者在多年維修實(shí)踐中，多次遇到這類故障，現(xiàn)將典型故障處理過(guò)程介紹如下，以供參考。
       影響數(shù)控機(jī)床程序不能正常運(yùn)行的故障原因可分四大類。
       一、程序編制中出現(xiàn)問(wèn)題
       程序編制中的問(wèn)題在第一次運(yùn)行程序時(shí)，系統(tǒng)一般都會(huì)給出報(bào)警，這類故障一般都可以根據(jù)報(bào)警顯示的信息，找出程序中的錯(cuò)誤，改正后就可以排除故障。
       例1 一臺(tái)采用西門子系統(tǒng)的數(shù)控銑床在調(diào)試程序時(shí)出現(xiàn)251號(hào)報(bào)警(BLOCK NOT IN MEMORY)，指示程序塊不在程序中。說(shuō)明書(shū)中解釋，是程序跳轉(zhuǎn)時(shí)找不到目的塊。對(duì)程序進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)語(yǔ)句N50@0190 R01 R12，是條件滿足后跳轉(zhuǎn)到N90，但由于輸入程序時(shí)，重新改變了語(yǔ)句號(hào)，將原N90號(hào)語(yǔ)句變成N110號(hào)，而沒(méi)有使用N90語(yǔ)句，修改程序，將N50語(yǔ)句中的@0190更改成@01110后，程序順利執(zhí)行。
       例2 一臺(tái)采用日本FANUC OTC系統(tǒng)的數(shù)控車床在調(diào)試程序時(shí)出現(xiàn)20號(hào)報(bào)警(OVER TOLERANCE OF RADIUS)，指示半徑誤差過(guò)大。說(shuō)明書(shū)解釋，是圓弧插補(bǔ)G02或G03的計(jì)算誤差過(guò)大，在程序中找到圓弧插補(bǔ)指令，重新計(jì)算，發(fā)現(xiàn)確實(shí)有些誤差，輸入新的數(shù)值，再運(yùn)行程序正常。
       二、參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起程序不執(zhí)行
       數(shù)控機(jī)床的參數(shù)設(shè)置不當(dāng)也會(huì)引起程序不正常執(zhí)行，這些參數(shù)包括NC參數(shù)、R參數(shù)、刀具參數(shù)等。這類故障有些會(huì)產(chǎn)生報(bào)警，可根據(jù)報(bào)警信息進(jìn)行分析。有些故障不產(chǎn)生報(bào)警，則要根據(jù)機(jī)床的工作原理和故障現(xiàn)象進(jìn)行分析。
       例1 一臺(tái)采用西門子3TT系統(tǒng)的數(shù)控銑床在自動(dòng)加工時(shí)出現(xiàn)F104報(bào)警，程序中斷。F104為PLC報(bào)警，指示NC1故障。重新啟動(dòng)后，機(jī)床手動(dòng)動(dòng)作正常沒(méi)有問(wèn)題，說(shuō)明NC1沒(méi)問(wèn)題，但一執(zhí)行程序又出現(xiàn)這個(gè)報(bào)警。觀察程序的執(zhí)行過(guò)程，在出現(xiàn)F104故障報(bào)警的同時(shí)，在顯示器的最下行有518號(hào)報(bào)警一閃而過(guò)，沒(méi)法看清報(bào)警信息。說(shuō)明書(shū)解釋這個(gè)報(bào)警為超軟件限位報(bào)警(SOFTWARE LIMIT SWITCH OVER TRAVELLED)，說(shuō)明程序中設(shè)置的進(jìn)給數(shù)值有問(wèn)題。繼續(xù)觀察發(fā)現(xiàn)，程序是執(zhí)行到子程序L200的N40 G01 X14.2 F1200語(yǔ)句時(shí)中斷的，而檢查x軸的負(fù)向軟件限位是14.5。對(duì)機(jī)床進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，x軸滑臺(tái)到達(dá)14.5位置時(shí)，還有余地向負(fù)向移動(dòng)一段距離，為了滿足加工的需要，將x軸的負(fù)向軟件限位更改成32<6，再運(yùn)行程序就正常了。這是因?yàn)镹C參數(shù)設(shè)定不合理引起的。
       例2 一臺(tái)采用FANUC 0TC系統(tǒng)的數(shù)控車床，在執(zhí)行程序時(shí)，出現(xiàn)41號(hào)報(bào)警(INTERFERENCE IN CRC)，程序執(zhí)行中斷。說(shuō)明書(shū)中解釋為，在刀尖半徑補(bǔ)償中，將出現(xiàn)過(guò)切削現(xiàn)象，采取的措施是修改程序。為進(jìn)一步確認(rèn)故障點(diǎn)，用單步功能執(zhí)行程序，當(dāng)執(zhí)行到語(yǔ)句Z-65 R1時(shí)，機(jī)床出現(xiàn)報(bào)警，程序中斷。核對(duì)程序沒(méi)有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，因此懷疑刀具補(bǔ)償有問(wèn)題。根據(jù)加工程序，在執(zhí)行上述語(yǔ)句時(shí)，使用的是四號(hào)刀二號(hào)補(bǔ)償，重新校對(duì)刀具補(bǔ)償，輸入后運(yùn)行程序，再也沒(méi)有發(fā)生故障。這是由于刀具補(bǔ)償設(shè)定不合理造成的。
       三、由于機(jī)床操作不當(dāng)引起的無(wú)法啟動(dòng)自動(dòng)循環(huán)
       機(jī)床設(shè)置不當(dāng)或者操作不當(dāng)多半發(fā)生在設(shè)備投入使用初期，這時(shí)操作人員對(duì)機(jī)床不是特別熟悉。另外更換新的操作人員也容易發(fā)生這類問(wèn)題。
       例1 一臺(tái)采用FANUC 0TC的數(shù)控車床，在啟動(dòng)自動(dòng)循環(huán)時(shí)，出現(xiàn)224號(hào)報(bào)警(RETURN TO REFERENCE POINT)，指示自動(dòng)循環(huán)之前應(yīng)該回參考點(diǎn)。原來(lái)是機(jī)床中途斷電后，再次啟動(dòng)時(shí)，操作人員忘記重新回參考點(diǎn)。這是操作不當(dāng)?shù)膯?wèn)題。
       例2 一臺(tái)采用西門子810系統(tǒng)的數(shù)控磨床，程序啟動(dòng)后執(zhí)行幾個(gè)語(yǔ)句就停止，沒(méi)有任何報(bào)警。觀察程序的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)每次都是執(zhí)行到語(yǔ)句N40 G01 X120 F120時(shí)停止。對(duì)機(jī)床進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，進(jìn)給倍率開(kāi)關(guān)設(shè)置到0，因?yàn)闆](méi)有了進(jìn)給速度，所以程序停止等待。這是因?yàn)椴僮魅藛T對(duì)機(jī)床不熟悉造成的。
       四、機(jī)床方面的問(wèn)題引起程序執(zhí)行出現(xiàn)問(wèn)題
       機(jī)床部分出現(xiàn)問(wèn)題，也會(huì)導(dǎo)致機(jī)床程序不運(yùn)行，特別是機(jī)床硬件部分出現(xiàn)問(wèn)題。與這些故障直接相關(guān)的是機(jī)床操作方式的設(shè)定開(kāi)關(guān)和循環(huán)啟動(dòng)按鈕，另外有些條件不滿足也會(huì)造成程序不執(zhí)行或者執(zhí)行時(shí)中斷，所以處理這類故障必要時(shí)，要根據(jù)故障現(xiàn)象，通過(guò)機(jī)床廠家提供的PLC梯圖進(jìn)行分析和診斷。
       例1 一臺(tái)采用FANUC 0TC系統(tǒng)的數(shù)控車床，加工循環(huán)啟動(dòng)不了，對(duì)機(jī)床進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)循環(huán)啟動(dòng)按鈕有問(wèn)題，更換后，機(jī)床恢復(fù)正常使用。
       例2 一臺(tái)采用西門子3TT系統(tǒng)的數(shù)控銑床，在自動(dòng)循環(huán)加工過(guò)程中，工件已加工完畢，工作臺(tái)正要旋轉(zhuǎn)，主軸還沒(méi)有退到位，這時(shí)第二工位主軸停轉(zhuǎn)，自動(dòng)循環(huán)中斷，產(chǎn)生報(bào)警F97(SPINDLE1 SPEED NOT OK STATION2)和F98(SPINDLE2 SPEED NOT OK STATION2)，表示第二工位兩個(gè)主軸速度不正常。但對(duì)主軸系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。為了確定故障原因，用機(jī)外編程器動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)機(jī)床PLC的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)是第二工位的刀具卡緊液壓壓力檢測(cè)開(kāi)關(guān)E21.1在出現(xiàn)故障的瞬間其狀態(tài)發(fā)生變化，由“1”信號(hào)瞬間變成“0”信號(hào)，緊接著又變成“1”信號(hào)，E21.1的“0”信號(hào)指示刀具沒(méi)有卡緊，所以主軸停轉(zhuǎn)，自動(dòng)循環(huán)停止。由于刀具的卡緊是由液壓來(lái)完成的，對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)壓力有些不穩(wěn)，對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，使之穩(wěn)定，機(jī)床恢復(fù)了正常工作。這是因?yàn)榈毒呖ňo檢測(cè)開(kāi)關(guān)檢測(cè)到刀具沒(méi)有卡緊，使自動(dòng)循環(huán)的條件被破壞，從而使程序中斷。
       例3 一臺(tái)采用西門子810系統(tǒng)的數(shù)控淬火機(jī)床，啟動(dòng)循環(huán)后，執(zhí)行幾段程序后停頓，沒(méi)有故障顯示。單步執(zhí)行程序，發(fā)現(xiàn)每次都是在加工程序執(zhí)行完M20指令時(shí)停頓。M20指令是啟動(dòng)中頻電源振蕩的命令，而M20發(fā)出后，中頻電源并沒(méi)有工作。
       分析原因如下：
       1.數(shù)控裝置發(fā)出的啟動(dòng)中頻振蕩的命令沒(méi)有到達(dá)中頻電源。通過(guò)對(duì)機(jī)床控制部分進(jìn)行分析，數(shù)控裝置發(fā)出M20指令后，是由PLC的輸出A2.4控制的繼電器K240傳遞到中頻電源的，檢查PLC的輸出A2.4的狀態(tài)，在發(fā)出M20指令后為“1”，繼電器K240的觸點(diǎn)也閉合沒(méi)有問(wèn)題。這種可能被排除。
       2.中頻電源沒(méi)有振蕩，而故障反饋沒(méi)有將這一信息反饋給數(shù)控裝置。檢查中頻電源部分，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生中頻不振蕩的報(bào)警指示，而且根本沒(méi)有啟動(dòng)中頻電源振蕩的跡象，所以這種可能也被排除。
       3.中頻電源部分接到啟動(dòng)命令后，中頻控制部分沒(méi)有執(zhí)行。根據(jù)機(jī)床的工作原理進(jìn)行分析和檢查，在數(shù)控裝置發(fā)出啟動(dòng)中頻振蕩指令后，中頻部分也接受到了這個(gè)命令，并且已經(jīng)傳輸?shù)娇刂瓢錜K4上，RK4接到這個(gè)指令后，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換應(yīng)該將中頻啟動(dòng)信號(hào)傳輸?shù)娇刂瓢錝K2上，但檢查SK2的信號(hào)輸入端子，
       卻沒(méi)有得到這個(gè)信號(hào)，進(jìn)一步檢查RK4板，它并沒(méi)有發(fā)出這個(gè)信號(hào)，可能是RK4板出現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)RK4進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)其上一個(gè)繼電器線圈有電，常開(kāi)觸點(diǎn)卻沒(méi)有閉合，確定是繼電器損壞，更換新的繼電器故障消除。
       數(shù)控機(jī)床加工程序不正常執(zhí)行是數(shù)控機(jī)床較常見(jiàn)的問(wèn)題。根據(jù)故障的不同，應(yīng)該分別加以處理，特別是由于機(jī)床部分的問(wèn)題引起的故障，要根據(jù)機(jī)床的工作原理及故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，有時(shí)采用單步跟蹤程序的運(yùn)行，是確定故障點(diǎn)的好辦法。