HNC-21T系统CK6136S数控车床维修

李东

（达州职业技术学院，四川 达州635000）

0 引 言

随着我国制造装备产业的发展及需求，数控机床广泛应用且作用尤显重要。数控机床在使用过程中产生故障也较频繁且现象各异。本文针对浙江凯达HNC-21T 系统CK6136S 数控车床维修实例，结合机电技术和数控机床维修知识，介绍数控机床故障诊断与维修方法，解决了数控装置和伺服驱动器需要返厂维修的问题，降低了维修成本，缩短了维修工期，使我院闲置3 年多的数控机床得以正常运行使用。

1 维修背景

我院在2003 年购买了一台浙江凯达机床集团有限公司生产的CK6136S 高速精密数控车床，使用华中数控世纪星HNC-21T 系统，主要用于数控专业的教学实训使用。由于长时间使用和学生操作不当等原因，在2010 年5 月该机床已无法正常运转，一直闲置在我院的实习工厂。2013 年在国家财政资助下我院购买了400 多万的数控设备现已全部安装到位并投入使用，使我院数控专业实训教学条件得到大大改善。虽然有了崭新的实训数控设备，但数控装调与维修专业的实训教学还是多运用在数控综合实训台上，学院原则上是不允许将新的数控机床用来拆装实训的。鉴于此，为了给数控装调与维修专业学生搭建一个真实的车床专业实训平台，笔者承接了CK6136S 数控车床的维修任务。在维修过程中，首先解决了数控系统通电，CRT 无显示问题。但这台数控车床故障较多，如数控车床一直处于急停状态，不能复位；换刀指令不执行；Z 轴伺服电机无动作等。看似问题重重的数控车床需要大修，但笔者在仔细分析了上述故障现象后，运用机电技术和数控机床维修专业知识，大胆地拆开需要返厂维修的数控装置和伺服驱动器等，仅使用了价格很低的几个小元件就排除了所有故障，使数控车床投入正常运转使用。

2 数控车床故障分析与维修

1）数控系统通电，CRT 无显示。

故障分析：HNC-21 系统输入是DC24V，可能的故障是输入电源电压或电源极性不正确。检查电器柜中接线回路，确定电源电压正常，直流电源极性接线无错误。再检测XS1 电源接口管脚电压也正确。通过这些检测可以断定应该是数控装置内部出现故障，一般情况下数控装置内部故障是需要返厂维修的。拆开数控装置，检测电压时发现数控装置内的接口板卡HC5301-7 有电压DC24V 输入,但没有输出电压，拆下板卡仔细检测发现是主板上的保险管（250V 6A）熔断，更换同规格的保险管，故障排除。

2）数控系统通电后，CRT 正常显示，按下急停开关，机床一直处于急停状态，不能复位。

故障分析：系统急停不能复位是一个常见的故障现象，引起此故障的原因也很多。但如果CRT 无其它提示，引起此故障主要是电气方面的原因，如：急停回路短路；限位开关损坏；急停按钮损坏等。

首先检查急停回路中KA 继电器没有吸合，可以断定故障是因为急停回路短路引起。检查急停回路中因未装手持单元，XS8 接口中的4、17 脚已短接。检查超程限位开关的常闭触点正常。再检查急停按钮的常闭触点时发现故障，更换急停开关，系统故障排除。

3）Z 轴伺服电机不运转。

数控车床X 轴和Z 轴均采用伺服驱动（HSV-16-020），X 轴伺服电机运行正常，而Z 轴伺服电机不运转，在手动或回零时系统报警1242H，故障诊断内容是Z 轴（42）定位误差太大。

故障分析：数控系统至进给驱动单元除了速度与位置控制信号外，还有使能信号或伺服允许信号，一般为直流+24 V 继电器线圈电压，CRT 显示定位误差一般故障是伺服驱动器没有进入工作状态，无法驱动电机，当系统发出了脉冲，而电机不运转无法反馈脉冲原因造成的。造成伺服电动机不转的原因可能是：速度、位置控制信号未输出；使能信号未接通；制动电磁阀未释放；机械负载过大造成丝杆卡死；进给驱动单元故障；伺服电动机故障等。首先检查系统的急停已打开，电机强电电缆和Z 轴控制电缆及伺服动力电源均正确连接。测量数值装置的指令输出端子的信号是正常的，确定控制信号已正常输出。再通过CRT 观察I/O 状态，分析机床PLC 梯形图（或流程图），以确定进给轴的启动条件，如润滑、冷却等条件都具备，表示使能信号正常；检测伺服电动机制动电磁阀控制信号已到位，电磁阀也无故障；再检查机械负载即丝杆也没有卡住。最后使用交换法，把X 轴与Z 轴的码盘线、信号线和I/O 交换，发现Z 轴电机能正常运转而X 轴电机报警，即断定是Z 轴伺服驱动器损坏。拆下并拆开Z 轴伺服驱动器，闻到有烧焦糊味，认定是伺服驱动器中电子元件有损坏，仔细检查发现是绕线电阻RX21-10W 68RJ烧爆，更换同规格型号的绕线电阻，故障排除。

4）刀位选择后，执行刀位转换时刀架不动。

数控系统在换刀时，如果换刀信号已经发出，控制刀架电动机的接触器也已经闭合，但刀架电动机不运转，可能是因为刀架电动机电源缺相或刀架电动机正反转信号接反。一般普通数控车床所使用的刀架是通过刀架电机的正反转来进行选刀及锁紧等动作，其过程是正转选刀，反转锁紧。如果刀架电动机电源的相序接反或者所发出的正反转信号相反，那么数控系统选择刀具时所发出的是刀架电动机正转信号，刀具电动机此时的运动状态恰好是反转锁紧，所以刀架电动机就会静止不动，一直处在锁紧状态。

故障分析：换刀时刀架不转的原因可能是：系统PLC程序出错，换刀信号没有发出；刀架电动机电源相序接反或电源缺相。检查在刀位选择后执行刀位转换时听到电器柜中的接触器有动作，说明PLC 程序正确，换刀信号已经发出。检查刀架电动机电源不缺相。又检查换刀信号发出时首先动作的是控制刀架反转的接触器，所以断定是刀架电动机电源的相序接反。将刀架电动机的电源线任换两组或者将PLC 的刀架正反转输出信号进行互换，故障消除。

3 结 语

数控机床是一种复杂的机电一体化设备，数控系统的型号颇多，其故障发生的原因一般都比较复杂，这给数控维修人员的工作带来一定的难度。但只要能确认故障现象，分析故障原因，制定排除故障的方案，检测故障，逐级定位故障部位，最终找出发生故障的真正部位，就能高效、高质量、低成本地修复数控机床，让数控机床尽快投入生产使用。

［1］ 郑小年，杨克冲.数控机床故障诊断与维修［M］.武汉：华中科技大学出版社，2013.

［2］ 数控电气控制基础及实训［M］.武汉：华中数控股份有限公司，2013.

［3］ 世纪星数控装置连接说明书［M］.武汉：华中数控股份有限公司，2010.

［4］ HSV-160 系列全数字交流伺服驱动单元使用说明书（V1.4 版）［M］.武汉：华中数控股份有限公司，2011.