經濟型數(shù)控機床是數(shù)控機床的一種，又稱簡易數(shù)控機床，是指具有針對性加工功能但功能水平較低且價格低廉的數(shù)控機床。它的主要特點是價格便宜，功能針對性強。一般情況下，普通機床改裝成簡易數(shù)控機床后可以提高工效1～4倍，同時能降低廢品率，提高產品質量，又可減輕工人勞動強度。改造費用通常一年左右就可以收回。一般用單板微計算機作為控制裝置，用步進電機為執(zhí)行機構，將普通機床改造成簡易數(shù)控機床。經改造后的機床既保留了原機床的通用性，又增加了許多傳統(tǒng)機床所沒有的特點，如自動對刀、間隙補償、自動調整進給速度、自動回原點等功能。這種機床尤其適用于桿軸類、盤類零件以及帶有錐度、球面的中等復雜程度零件的頻繁、輪番加工。 它主要是由機械和電氣控制兩大部分組成，其故障按故障源可分為機械故障和控制系統(tǒng)故障兩類；按運行情況分有不運行類，運行加工尺寸超差無規(guī)則類和運行加工尺寸超差有規(guī)則類等；就其數(shù)控系統(tǒng)而言又可分為硬件故障，軟件故障和干擾故障三大類。
    一、換刀裝置故障
    數(shù)控機床換刀一般的過程是:換刀電機接到換刀信號后,通過蝸輪蝸桿減速帶動刀架旋轉,由霍爾元件發(fā)出刀位信號,數(shù)控系統(tǒng)再利用這個信號與目標值進行比較以判斷刀具是否到位。刀換到位后,電機反轉縮緊刀架。在數(shù)控機床維修的過程中遇到了以下幾個故障現(xiàn)象。
    故障一:一臺四刀位數(shù)控機床,發(fā)生一號刀位找不到,其它刀位能正常換刀的故障現(xiàn)象。
    故障分析:由于只有一號刀找不到刀位,可以排除機械傳動方面的問題,確定就是電氣方面的故障?？赡苁窃摰段坏幕魻栐捌渲車€路出現(xiàn)問題,導致該刀位信號不能輸送給PLC。對照電路圖利用萬用表檢查后發(fā)現(xiàn):1號刀位霍爾元件的24V供電正常,GND線路為正常,T1信號線正常。因此可以斷定是霍爾元件損壞導致該刀位信號不能發(fā)出。
    解決辦法:更換新的霍爾元件后故障排除,一號刀正常找到。
    故障二:一臺六刀位數(shù)控機床,換刀時所有刀位都找不到,刀架旋轉數(shù)周后停止,并且數(shù)控系統(tǒng)顯示換刀報警:換刀超時或沒有信號輸入。
    故障分析查找:對于該故障,仍可以排除機械故障,歸咎于電氣故障所致。產生該故障的電氣原因有以下幾種:1.磁性元件脫落;2.六個霍爾元件同時全部損壞;3.霍爾元件的供電和信號線路開路導致無電壓信號輸出。其中以第三種原因可能性zui大。因此找來電路圖,利用萬用表對霍爾元件的電氣線路的供電線路進行檢查。結果發(fā)現(xiàn):刀架檢測線路端子排上的24V供電電壓為0V,其它線路均正常。以該線為線索沿線查找,發(fā)現(xiàn)從電氣柜引出的24V線頭脫落,接上后仍無反應。由此判斷應該是該線斷線造成故障。
    解決辦法:利用同規(guī)格導線替代斷線后,故障排除。
    故障三:一臺配有FANUC-0imate系統(tǒng)大連機床廠的六刀位車床,選刀正常但是當所選刀位到位之后不能正常鎖緊。系統(tǒng)報警:換刀超時。
    故障分析查找:刀架選刀正常,正轉正常,就是不能反向鎖緊。說明蝸輪蝸桿傳動正常,初步定為電氣線路問題。在機床刀架控制電氣原理圖上,發(fā)現(xiàn)刀具反向鎖緊到位信號是由一個位置開關來控制發(fā)出的,是不是該開關即周圍線路存在問題呢?為了確認這個故障原因,打開刀架的頂蓋和側蓋,利用萬用表參照電路圖檢查線路,發(fā)現(xiàn)線路未有開路和短路,通過用手按動刀架反向鎖緊位置開關,觀察梯形圖顯示有信號輸入,至此排除電氣線路問題。推斷可能是擋塊運動不到位,位置微動開關未動作。于是重新?lián)Q刀一次來觀察一下,結果發(fā)現(xiàn):果然擋塊未運動到位。于是把擋塊螺栓擰緊,試換刀一次正常。再換一次刀,原故障又出現(xiàn)了,同時發(fā)現(xiàn)蝸桿端的軸套打滑并且爬升現(xiàn)象。難道是它造成了電機反轉鎖緊時位置開關的擋塊不能到位?于是把該軸套進行了軸向定位處理,將刀架頂蓋裝好。結果刀架鎖緊正常了。
    解決辦法:對軸套進行軸向定位故障解決。
    二、穩(wěn)壓電源故障
    機床在運行時機床照明燈突然不亮,機床操作面板燈也不亮,系統(tǒng)電源正常,同時系統(tǒng)急停報警,和主軸無信號警。關機后重新上電故障依舊。
    故障分析檢查:經詢問當時操作人員,沒有違規(guī)操作,排除人為原因,也可以排除機械原因,應該是電氣故障引起。該機床的電器原理圖顯示,這些失電區(qū)域都和24V有關,并且該機床擁有兩個穩(wěn)壓電源,一個是I/O接口電源,另一個為系統(tǒng)電源。失電區(qū)域都與I/O接口有關,于是打開電氣柜觀察發(fā)現(xiàn)I/O接口穩(wěn)壓電源指示燈未能點亮,說明該電源未能正常工作或損壞。由穩(wěn)壓電源的工作原理知道,穩(wěn)壓電源有電流短路和過載保護的功能,當電源短路或過載時自動關斷電源輸出,以保護電源電路不被損壞。于是試著把電源的輸出負載線路拆下來,結果發(fā)現(xiàn)重新上電后電源指示燈亮了。這說明電源本身沒有損壞。通過分析得知該電源為I/O接口電源,負載不大,也不會出現(xiàn)過載現(xiàn)象,應該是輸出回路中有短路故障。沿著輸出線號進行檢查發(fā)現(xiàn)有一根24V+輸出線接頭從絕緣膠布中露出并接觸到機床床體。原因很明顯:由于該線與機床發(fā)生對地短路,造成該穩(wěn)壓電源處于自我保護狀態(tài),使得操作面板和一些I/O接口繼電器供電停止,導致發(fā)生以上故障。至于變頻器報警可能24號不能到位發(fā)出報警。
    解決辦法:用絕緣膠布把接頭處重新包好,重新上電開機所有故障解決,報警解除照明燈也亮了。
    三、系統(tǒng)程序鎖故障
    一臺數(shù)控機床,配有FANUC-0i-mate系統(tǒng),無法輸入對刀值等參數(shù),不能編輯程序,并伴有報警。
    故障分析檢查:對此現(xiàn)象首先想到了程序保護開關,通過對比正常的系統(tǒng)發(fā)現(xiàn):與系統(tǒng)鎖住時現(xiàn)象一樣。所以懷疑系統(tǒng)鎖開關壞了,但經過短接,仍不能解決問題。通過觀察故障系統(tǒng)的梯形圖發(fā)現(xiàn)X56輸入點無信號輸入,說明這條輸入線路斷路。沿著這條線號利用萬用表檢查,發(fā)現(xiàn)在操作面板后面選軸開關接頭處線頭脫落,導致線路無法輸入信號,使PLC邏輯關系不正確,才出現(xiàn)以上故障。
    解決辦法:用烙鐵焊錫把脫落的線頭重新焊接好,報警解除,參數(shù)輸入正常,故障消失。