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由于現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)的飛速發(fā)展，加工中心在生產(chǎn)中占有重要的地位。加工中心作為機(jī)械制造中核心設(shè)備，機(jī)械故障及電氣故障問題排除的方法和解決問題效率，對生產(chǎn)和成本有很大的影響。

1. 數(shù)控機(jī)床的故障分類

數(shù)控機(jī)床故障分為機(jī)械故障和電氣故障，按故障產(chǎn)生的性質(zhì) 分為自然故障和人為故障。

(1) 機(jī)械故障。人為機(jī)械故障，主要是機(jī)床在運行過程中，由于操作失誤使機(jī)床受到不應(yīng)有的機(jī)械外力的破壞，安裝不合理而造成的故障，嚴(yán)重故障會危及人身安全。自然機(jī)械故障主要是由于機(jī)床保養(yǎng)不到位，如機(jī)床長期處于缺油狀況下工作和機(jī)械之間的高溫磨損，因而產(chǎn)生的機(jī)械故障。

(2) 電氣故障。電氣故障在自然故障和人為故障中出現(xiàn)的頻率幾乎一樣。電氣出現(xiàn)自然故障的原因主要是由于機(jī)床在運行過程中，其電氣設(shè)備常受到許多不利因素的影響，如電器動作過程中的機(jī)械振動、過電流的熱效
應(yīng)，會加速電器元件的絕緣老化、變質(zhì)，以及對周圍環(huán)境溫度和濕度的影響等。

2. 機(jī)床故障的排除方法

(1) 查找故障之前的準(zhǔn) 備。查找故障之前的準(zhǔn)備工作必須有，機(jī)械用的工具、機(jī)械結(jié)構(gòu) 圖、儀表和電氣原理圖、接線圖及數(shù)控系統(tǒng)的相關(guān)說明書等。

(2) 查找故障的方法。首先是現(xiàn)場勘查，向機(jī)床操作者了解故障的現(xiàn)象，因為操作者清楚在哪個操作環(huán)節(jié)使機(jī)床發(fā)生了故障，根據(jù)操作者的敘述，可以全面了解機(jī)床故障發(fā)生的過程，并引導(dǎo)維修人員做出初步判斷。

分析故障原因。同一個故障現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可能各不相同。維修人員可使用報警信號分析法、線路排查法及部件替換法等，結(jié)合必要的測試手段，最終確定故障原因。

排除故障。盡量在不改變機(jī) 床原有線路和結(jié)構(gòu)的前提下，排除發(fā)生的故障，避免造成新的人為故障。

3. 案例分析

(1) 案例1:加工中心主軸

緊刀不到位。

加工中心主軸緊刀未到位，該故障可能發(fā)生的原因有：① 主軸自動夾緊機(jī)構(gòu)內(nèi)部分碟形彈簧疲勞失效。②刀柄拉釘位置不對。③主軸維孔內(nèi)有雜物等。

故障診斷和排除：經(jīng)過了解該加工中心屬于使用年限較短，初步排除碟形彈簧疲勞失效問題。檢查刀柄拉釘位置，拉釘沒有松動。將主軸拆開，發(fā)現(xiàn)主軸內(nèi)有切屑，用煤油將主軸內(nèi)孔和四瓣爪清理干凈，如圖1所示。重新裝配時，要注意碟形彈簧不用清洗，并且要保證四瓣爪位置正確，如圖2所示，避免造成人為故障。

結(jié)果：裝配后，加工中心主軸緊刀不到位得到解決。

(2) 案例2:由于操作人員操作不當(dāng)，斗笠式刀庫與主軸碰撞，使刀庫機(jī)械位置發(fā)生改變，機(jī)床報修。此時如果繼續(xù)運行刀庫自動換刀，可能造成進(jìn)一步的機(jī)械損壞。

故障診斷和排除：試運行，將刀庫伸出，使用手輪將Z軸下移，目測刀庫Z軸方向發(fā)生位移， r軸方向位移不明顯。排除故障使用調(diào)刀三件套，如圖3所示。首先將主軸箱上移到換刀點之上，后將分體刀柄的上體錐柄部分裝入主軸錐孔內(nèi)，然后在刀盤的刀卡內(nèi)裝入分體刀柄的下體；將刀庫移到換刀位置，手動操作使主軸定向；用手輪操作主軸箱下移，使分體刀柄的上體錐柄部與刀卡上分體刀柄的下體之間的間隙約為2mm;用調(diào)節(jié)螺栓調(diào)整刀庫在 X和7向的位置，同時用分體刀柄的同軸棒檢驗分體刀柄的上下兩體的中心線是否重合，上下兩體中心線重合表明刀卡與主軸的換刀點重合，調(diào)整完畢。

結(jié)果：調(diào)整刀庫位置后，運行自動換刀，動作正常。

(1) 案例3:NC無法上電。

故障診斷與排除：如圖4所示，NC無法上電，說明故障出現(xiàn) 在NC啟動電路中。打開電柜，觀察給NC供電的開關(guān)電源指示燈未
亮，進(jìn)一步觀察給它供電的KM0 接觸器處于吸合狀態(tài)，用萬用表測量KM0常開觸點下端交流電壓 220V正常，測量開關(guān)電源交流供電6和7端子間電壓為0,初步判斷6、7號線有斷電現(xiàn)象。斷電用萬用表歐姆擋查出6號線開關(guān)電源接線處有斷線，重新安裝接線端子。

結(jié)果：重新啟動機(jī)床NC，正常上電。

(2) 案例4:開機(jī)后系統(tǒng)可以正常上電，但機(jī)床報急停，松開急停無效。

故障診斷和排除：首先觀察機(jī)床沒有撞限位開關(guān)，查看機(jī)床急停回路電路圖，如圖5所示，機(jī)床各限位開關(guān)串聯(lián)在急停回路中，常開觸電KA17為超程解除開關(guān)，如果按下超程解除鍵，經(jīng)過 PLC控制將使KA17接通，機(jī)床解除報警，正常復(fù)位，則判斷故障
出現(xiàn)在限位開關(guān)電路中。斷電用萬用表歐姆擋測量各行程開關(guān)相關(guān)端子，具體方法：萬用表筆一端接端子1，萬用表筆另一端接端子2,阻值為零，說明Z軸的正負(fù)限位開關(guān)均可靠接通，用萬用表測量1、3兩端的電阻，阻值為零，說明7軸的正負(fù)限位開關(guān)均可靠接通，用萬用表測量1、4兩端的電阻，阻值為無窮大，說明故障出現(xiàn)在X軸，此時不要盲目拆X 軸限位開關(guān)，先檢查3、4接線端子處是否可靠接通，仍未發(fā)現(xiàn)問題，鎖定故障點在行程開關(guān)內(nèi)，拆開相關(guān)防護(hù)，發(fā)現(xiàn)X軸限位開關(guān)由于密封失效，導(dǎo)致常閉觸點接線頭處嚴(yán)重鎊蝕，出現(xiàn)斷路現(xiàn) 象，用砂紙打磨去除鎊蝕部分，重新接線，做好密封，恢復(fù)X軸防護(hù)。

結(jié)果：松開急停，機(jī)床能復(fù) 位，工作正常。

4.結(jié)語

本文介紹加工中心出現(xiàn)故障時的分析和排除方法。經(jīng)過案例分析，無論是機(jī)械故障還是電氣故障，首要做好現(xiàn)場勘查，全面分析問題，根據(jù)電柜內(nèi)電器部件指示標(biāo)識、系統(tǒng)報警信息和PLC 信號狀態(tài)等，配合必要的現(xiàn)場測試，準(zhǔn)確鎖定故障點，不走彎路、少走彎路，實現(xiàn)“快速、準(zhǔn) 確”排除故障。操作機(jī)床一定要遵守操作規(guī)程，避免誤操作造成不應(yīng)有的故障，確保人身和機(jī)床的安全。

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