加工中心冷却系统维修案例解析0

立式加工中心冷却系统维修案例解析

河南省工业学校崔永远

摘要：随着数控技术的日益普及，数控机床的应用越来越为广泛，各类数控机床的故障类型也多种多样，数控机床的维修技术也显得更加重要。本文以南京迪特康KB800型加工中心为例，对加工中心冷却系统故障进行了全面剖析，并给出了具体、详实的解决方案，在实际维修中得到具体应用，效果良好。

关键词：加工中心，冷却系统，维修案例，故障维修，热继电器

一、常见故障概述

任何一台数控设备都是过程控制设备，这就要求它在实时控制的每一时刻都准确无误的工作。任何部分的故障与失效，都会使机床停机，从而造成生产或教学停顿。在许多行业和企事业单位中，这样的设备都处在关键的工作岗位上，一旦出现故障，就会造成较大的经济损失。要想快速正确的检测并维修好数控机床，除了一定的维修经验积累之外，必须掌握系统的数控机床结构原理、工作过程、操作方法以及必要的电气机械维修知识。

数控机床是一种典型的机、电、液、气及检测技术的机电一体化设备。经常发生的故障有主机故障和电气故障。主机通常包括机械、润滑、冷却、排屑、气动与防护等装置，常见的主机故障主要表现为传动链中传动噪声大、有振动、加工精度差、运行阻力大、机械部件动作不进行等。电气故障通常有强电故障和弱电故障，强电部分是指继电器、接触器、开关、熔断器、电源变压器、电动机、行程开关等电气元件以及所组成的电路。数控机床的绝大部分故障出在这一块，因此诊断故障时常常先从这一部分入手。弱电故障通常包括数控系统装置、PLC辅助控制装置、CRT显示器及伺服驱动单元等元件及电路所产生的故障。

二、故障现象分析

我校数控设备是南京迪特康机床厂生产的KB800立式加工中心，配备HNC-21M数控系统。在使用过程中，出现的故障表现为：故障一、机床立即停止运行，处于“急停”状态，切削液无法开启，报警显示“0043h 外部报警---cool alarm1”。故障二、1#冷却泵声音异常，产生较大的噪音，随后切削液停止流出，1#冷却泵停止转动，机床无任何报警现象。

维修人员对加工中心进行维修时，首先应对故障现象进行详尽的观察分析，首先使用最简单的方法对故障进行检测诊断。以上故障出现时，应对机床进行急停复位，然后观察故障状态。以上两种故障从现象上看都属于冷却系统的问题，但是加工中心由于结构复杂，为了安全起见，常常会出现故障互锁效应，所以也不排除此故障互锁。出现报警显示，所以应从电路故障着手检查。冷却泵出现了较大噪声，应先从机械故障检查。如果能够确定故障性质及部位，则进行故障排除；如果不能确定故障部位，则应把故障检查的方法综合起来考虑，最后考虑故障的互锁效应。

三、故障诊断步骤

1、故障一诊断

按照以上对故障现象的分析，结合报警显示内容“0043h 外部报警---cool alarm1”确定是冷却系统故障。首先对机床进行急停复位，结果故障仍然存在；然后检查1#泵冷却系统电路,如图1所示

图1 冷却泵1电气原理图

打开电气控制柜，找到该电路，手动接通KM3，结果1#冷却泵启动，这说明交流接触器KM3正常，冷却泵工作正常，可能控制电路出了问题。再检查继电器KA4，结果正常；检查熔断器FU3，结果页是正常，这说明可能是冷却泵1过载导致热继电器FR2自动转到手动测试模式或已损坏。如果冷却泵1过载，那么根据图3所示，FR2将断开，结合图2可知，在FR2断开的情况下，继电器KA4已无法控制KM3，但是手动控制KM3仍然可以实现，这与故障现象吻合。因此故障出在FR2

上，检查热继电器FR2，发现已自动跳转到“TEST ’模式。

图2 冷却泵1交流控制回路图

图3 冷却泵1过载输入信号图

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、故障二诊断

根据故障二的现象，“1#冷却泵声音异常，产生较大的噪音”初步判断，1#冷却泵一已出现机械故障，很可能是冷却泵上的轴承已磨损严重。关闭电源，拆开1#冷却泵，发现轴承已磨损。更换轴承后，再装上并接入电路，冷却泵仍然无法启动。此时已排除冷却泵的机械故障原因，在电源接通状态下，拿万用表测量图1中的U4、V4和W4，发现U4和V4之间电压为交流220V ，而U4、W4之间和V4、W4之间无电压，由此可以判断，电路W4缺相。故障仍然出在图1电路中。打开电气控制柜，找到该电路，使用万用表测量进入KM3之前的电压，结果均正常；手动闭合KM3，测量U41、V41、W411，测量结果显示也正常，由此可排除交流接触器KM3的问题。测量U41→U4、V41→V4、W41→W4,结果显示W41→W4断路，由此可判断热继电器FR2可能已损坏。

使用互换法，打开另一台正常使用中的同型号的KB800立式加工中心电气控制柜，拆下里面同型号的FR2热继电器，装到出故障的机床上。接通电源，测试结果显示1#冷却泵不

L11~380v L21~380v

L31PE

0.67-1A 0.9A

TC ~24V

0V

0V

再出现较大噪音，可以正常工作。由此可以判断，故障二的故障点在于冷却泵的轴承磨损和FR2热继电器已损坏。

五、故障解决方案

根据以上对两种故障现象的分析判断和解决步骤，可采用以下解决方案，如下表所示

按照以上解决方案对加工中心进行维修和保养后，机床运行正常，冷却系统再无出现过故障。由此可知，数控设备在日常使用过程中，必须对设备进行定期维护和保养，这样才能减慢机床的折旧，增加机床的使用寿命，增大生产效益。

参考文献：

1.龚仲华主编.数控机床故障诊断与维修500例.北京：机械工业出版社，2004

2.沈兵主编.数控机床数控系统维修技术与实例.北京：机械工业出版社，1999

3.王侃夫主编.数控机床故障诊断及维护.北京：机械工业出版社，2001

4.邓荣琦，赵树国主编.国防工业出版社，2009

5.KB800M电控说明书