邓传云
摘要：数控机床是集计算机、电子、机械、液压和气动于一体的技术密集型设备。本文介绍数控机床自诊断系统不能监测到所有部件的情况，无报警故障的各类现象以及维修人员的排障思路；从机床振动、回原点不准、补偿参数变化等例，分析各类数控机床不报警故障的原因，介绍了故障排除过程。
关键词：数控机床；自诊断；故障；不报警；原因；排除
中图分类号：TG659文献标识码：B
自诊断功能的强弱是数控机床的重要指标之一。随着微处理机技术的快速发展，数控机床的自诊断能力不断增强并朝着多功能、智能化的方向发展，报警的种类增多，指示的范围缩小，给数控机床故障排除提供了极大的方便。
数控机床是集计算机、电子、机械、液压和气动于一体的技术密集型设备。故障现象千变万化，原因复杂，自诊断系统不可能将所有部件都监测到，更不可能将故障原因完全定位到具体元器件上。机床操作和维修人员平时应注意细心观察机床运行状态，发现异常及时处理。通常，机床的振动、声响、爬行等不超过一定限度系统不报警；回参考点不准、参数变化等系统难以识别；托盘交换、工作台旋转、机械手换刀、某些操作或编程错误也不出现报警提示。无报警故障的排除需要维修人员从故障现象入手，开阔思路，由表及里，去伪存真，结合具体机床和数控系统的特点结合分析，列出引起故障的可能原因，逐条加以证实或排除。下面是笔者在工作中常遇到的几类无报警故障的处理过程。
一、机床振动类
例1．T10加工中心X轴运行中出现床身振动。
检查X轴机械传动、伺服驱动器、电动机均未见异常，在量测速机时发现线圈中有一组开路，以至电机旋转一周的某一时间段内无速度反馈信号，伺服驱动器输出增大，运行加速，机床振动，且运行速度越快，振动频率越高，振动越强烈。更换测速机，机床恢复正常。
例2．沙尔曼ECONTEAZ镗铣床主轴正／反转都振动，速度在100r/min以下振动较小，速度在600r/min以上振动和声响都较大，但振动频率较低。
由于机床结构的原因，主轴电机与传动链脱开较困难，不能采用隔离法将机械与电气部分分开进行判别。采用外驱动方法，将一台3kW、1480r/min的普通交流电机固定在机床工作台上，用联轴器与主轴相连，另外用24V直流电源将快速定向制动器松开。启动交流电机，机床主轴仍振动，故判断为机械故障，拆开传动齿轮箱，仔细调整齿轮间隙，直到振动现象消除。
二、机床回原点不准类
例1．1008数控插齿机床，采用SIEMENS810M数控系统，加工过程中出现个别工件尺寸偏差较大。
使用同一道加工程序，加工出的工件尺寸偏差大，检查装夹工件，对刀过程和系统补偿数据没有问题；用千分表测量机床各轴回原点实际位置，发现X轴个别时候偏差较大。如果X轴减速开关距原点位置太近或机床回原点初速度参数值过大，会造成机床回原点速度过快，以至X轴回原点不可靠。将X轴减速开关向远离原点方向移动一段距离或将回原点初速度参数值减小，都能使回原点可靠，从而工件尺寸偏差趋于正常。
例2．43K72数控镗铣床在用SIEMENS810M进行再生改造后的验收过程中，发现Y轴回原点不准，且原点偏差无规律。
由于回原点的动作过程正常，只是实际原点位置不固定，首先检查减速开关安装位置和速度参数值，更换编码器和位置控制板后故障仍存在。故障与位置检测信号和零标志脉冲有关，用示波器观察编码器输出信号，发现信号幅度偏低，测量编码器电源输入端只有3V左右（正常5V)，由位置控制板提供的编码器电源输出5V正常，经检查发现一电缆插头接触电阻较大，造成编码器电源降落，处理后机床恢复正常。
三、补偿参数变化类
例1．1200数控车床在加工球笼零件时，在球的最大直径位置出现一道明显凸痕。
由数控加工原理可知，这是典型的机械传动间隙造成。当轴在运动中换向时，由于间隙的影响实际位移比指令位移少一个间隙量，通常由数控系统在换向时自动补偿。对照参数表检查，发现X轴间隙补偿变成零，按照原参数重新设置后加工件凸痕消失。
例2．XK715B数控立式铣床X轴爬行。
该机床数控系统是用SIEMENS810M改造的，伺服驱动为CINCINNATI直流伺服系统。机床出现爬行故障，首先要判别是机械还是电气原因造成的，在脱开X轴电机与丝杠间的联轴器时，发现该联轴器有松动现象，柠紧联轴器螺钉，爬行现象消除。这是联轴器打滑，造成伺服电机与丝杠运动不同步，产生了爬行。
例3．德国PFAUTER公司的PE750数控滚齿机在加工中突然“死机”。
出现“死机”故障后任何操作不起作用，关断控制系统电源，重新开机故障依旧。清除NC、PLC机床数据，重新输入机床数据，机床恢复运行。这是运行中机床数据受干扰产生了混乱而造成的。