華中HNC-21TF系列數(shù)控車床典型故障診斷與解決

數(shù)控機(jī)床以其高精、高效、質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)，在機(jī)械制造業(yè)中的具有舉足輕重的地位。數(shù)控機(jī)床技術(shù)集機(jī)械制造、控制理論、精密測(cè)量、數(shù)據(jù)通信等各項(xiàng)技術(shù)于一體，是機(jī)加工領(lǐng)域典型的機(jī)電一體化技術(shù)，在數(shù)控機(jī)床使用過(guò)程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些故障，其故障診斷與維修是使用過(guò)程中的重要組成部分，也是長(zhǎng)期可靠運(yùn)行的重要保障。

鑒于數(shù)控技術(shù)涉及面廣,故障原因復(fù)雜多樣，對(duì)維修人員的專業(yè)性要求較高。華中HNC-21系列數(shù)控系統(tǒng)以其較高的精度和穩(wěn)定性以及適中的價(jià)格，廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)主流數(shù)控機(jī)床，具有較高的市場(chǎng)占有率，針對(duì)該系列數(shù)控機(jī)床的急停故障、刀具故障等常見(jiàn)故障，闡述故障產(chǎn)生的原因及解決的措施。

1  華中HNC-21TF系列數(shù)控綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)介

HNC-21TF系列綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)是華中數(shù)控研發(fā)的一套用于實(shí)踐教學(xué)和技能培訓(xùn)的綜合實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置主要由HNC-21TF數(shù)控裝置、變頻調(diào)速主軸及三相異步電動(dòng)機(jī)、交流伺服電動(dòng)機(jī)及伺服單元、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器、測(cè)量裝置、十字工作臺(tái)組成。該裝置能夠模擬數(shù)控車床工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程，直觀便捷，備受各大中高職院校喜睞，廣泛應(yīng)用于數(shù)控電氣連接、安裝、調(diào)試、故障診斷維修等實(shí)訓(xùn)教學(xué)之中。

2   HNC-21TF系列數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)故障診斷及維修實(shí)例

2.1  數(shù)控機(jī)床急停故障

急停是數(shù)控機(jī)床操作中最常用的功能之一。首先，急停按鈕主要用于數(shù)控系統(tǒng)或機(jī)床出現(xiàn)緊急情況時(shí)，通過(guò)停止機(jī)床運(yùn)動(dòng)或切斷動(dòng)力裝置主電源，起到保護(hù)數(shù)控系統(tǒng)和電氣元件的作用。其次，用于數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警信息的處理，按下急停按鈕，待報(bào)警排除后松開(kāi)，使系統(tǒng)復(fù)位。常見(jiàn)的急停故障有急停狀態(tài)不能復(fù)位、跟蹤誤差過(guò)大引起的急停故障。（如圖1）         

圖1  急停與超程解除內(nèi)部電路和回路電路圖

2.1.1  急停狀態(tài)不能復(fù)位

依據(jù)急停回路圖，急停狀態(tài)不能復(fù)位，一是與自身回路，另一方面受系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和PLC程序的控制。常見(jiàn)的故障原因和解決措施如表1所示：

表1  急停狀態(tài)不能復(fù)位故障原因及解決措施

2.1.2  跟蹤誤差大的急停故障

該故障主要由三方面原因造成，一是負(fù)載過(guò)大，造成伺服電動(dòng)機(jī)丟步問(wèn)題引起跟蹤誤差過(guò)大，處理方法是檢查負(fù)載增大的來(lái)源作對(duì)應(yīng)處理；二是編碼器的反饋故障，檢查編碼器反饋的脈沖是否正常；三是伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原因，一般是檢查強(qiáng)電電壓是否穩(wěn)定或者出現(xiàn)電源缺相。

2.2  刀架故障

刀架故障為數(shù)控車床常見(jiàn)的一類故障，主要包括刀架抬起不轉(zhuǎn)動(dòng)、刀架找不到刀位等，該類故障一般系統(tǒng)會(huì)在主畫(huà)面上顯示刀架報(bào)警信息。刀架的換刀原理涉及四方面的知識(shí)，一是機(jī)械結(jié)構(gòu)，聯(lián)軸蝸桿裝置；二是電氣控制，包括強(qiáng)電回路和控制回路，三是刀架相關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)，四是PLC輸入輸出點(diǎn)設(shè)置。因此刀架故障問(wèn)題從以上四方面進(jìn)行解決。（如圖2） 

圖2  典型數(shù)控車床刀架控制電氣圖

2.2.1  電機(jī)刀架不轉(zhuǎn)故障

通過(guò)試驗(yàn)研究，總結(jié)刀架電機(jī)不轉(zhuǎn)故障原因和解決措施如表2所示。

表2  電機(jī)刀架不轉(zhuǎn)故障原因及解決措施

2.2.2  刀架旋轉(zhuǎn)找不到刀位故障

刀架旋轉(zhuǎn)找不到刀位也是常見(jiàn)的刀架故障，故障原因：一是電氣控制故障，原因包括信號(hào)線或電源線存在短路或斷路、刀架定位開(kāi)關(guān)松動(dòng)或損壞、定位開(kāi)關(guān)線路錯(cuò)接、刀架信號(hào)編碼器出錯(cuò)等問(wèn)題；二是參數(shù)設(shè)置問(wèn)題，換到超時(shí)時(shí)間、刀具鎖緊時(shí)間、正轉(zhuǎn)延時(shí)時(shí)間三個(gè)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致?lián)Q到超時(shí)等。

3  結(jié)語(yǔ)

針對(duì)數(shù)控機(jī)床故障問(wèn)題，明確的故障判斷的思路，掌握典型故障的分析和處理措施，在實(shí)際操作和應(yīng)用中可以達(dá)到事半功倍的效果。本文針對(duì)華中HNC-21TF系列數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)急停故障、刀架故障等的原因分析和處理方法，可為數(shù)控維修人員及數(shù)控維修平臺(tái)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)提供較好的借鑒和指導(dǎo)。

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