數(shù)控設(shè)備常見(jiàn)故障處理及檢修工作研究

索永圣

摘 要：隨著時(shí)代和科技的發(fā)展，出現(xiàn)了數(shù)控設(shè)備。數(shù)控設(shè)備是一種精良設(shè)備，數(shù)控設(shè)備的使用情況對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)效率以及經(jīng)濟(jì)效益有直接影響，因此數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障就會(huì)影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。文章分析數(shù)控設(shè)備的常見(jiàn)故障，并提出了幾點(diǎn)檢修措施。

關(guān)鍵詞：數(shù)控設(shè)備；故障；檢修；方法；保養(yǎng)

數(shù)控設(shè)備應(yīng)用了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)以及精密機(jī)械設(shè)計(jì)和制造等先進(jìn)技術(shù)，其技術(shù)密集度以及自動(dòng)化程度都很高。和傳統(tǒng)的設(shè)備相比，數(shù)控設(shè)備具有較高的零件加工精度、生產(chǎn)效率、自動(dòng)化程度和產(chǎn)品穩(wěn)定性等，也可以完成普通設(shè)備難以完成的高精度曲面零件的加工以及復(fù)雜型面的加工。雖然數(shù)據(jù)設(shè)備優(yōu)點(diǎn)眾多，可是也存在著一定的問(wèn)題，因?yàn)閿?shù)控設(shè)備具有很多零件和復(fù)雜的油路電路系統(tǒng)等，其出現(xiàn)故障的概率高于傳統(tǒng)設(shè)備。因此，引導(dǎo)檢修人員快速掌握新技術(shù)，依據(jù)故障以及故障前后的現(xiàn)象進(jìn)行分析和判斷，進(jìn)而排除故障是一個(gè)重要工作。

1 常見(jiàn)的設(shè)備

數(shù)控設(shè)備的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，其機(jī)械電氣、液壓等系統(tǒng)應(yīng)用了大量先進(jìn)技術(shù)，這些促使設(shè)備故障診斷和維修工作的難度增加。下面介紹了數(shù)控設(shè)備的常見(jiàn)故障，并提出了相應(yīng)的處理辦法。

1.1 硬件以及軟件故障

排除硬件方面的故障可以將已經(jīng)損壞的器件修復(fù)或者替換。軟件方面的故障是由于出現(xiàn)了錯(cuò)位的程序編制或者參數(shù)，只要修改對(duì)應(yīng)的程序內(nèi)容或者參數(shù)就可以排除故障。

1.2 系統(tǒng)性以及隨機(jī)性故障

只要滿(mǎn)足一定的條件，數(shù)控設(shè)備就發(fā)生故障，這是系統(tǒng)性故障。在相同條件下，偶然發(fā)生的一兩次故障，這是隨機(jī)性故障，所以分析和排除隨機(jī)性故障比較困難，這種故障一般和數(shù)控系統(tǒng)中部分元器件特性漂移、機(jī)械結(jié)構(gòu)的局部松動(dòng)、機(jī)床電氣元件可靠性下降等因素相關(guān)，排除此種故障就需要不斷試驗(yàn)和綜合性判斷解決。

1.3 破壞性以及非破壞性故障

例如，伺服系統(tǒng)失去控制，導(dǎo)致的飛車(chē)，此類(lèi)故障為破壞性故障，維修人員在檢修的時(shí)候不能將故障重演，只能通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)人員的介紹和具體描述，然后檢查和分析，最后排除故障，所以此類(lèi)故障具有較高技術(shù)難度，同時(shí)也有一定的危險(xiǎn)。

1.4 有診斷以及無(wú)診斷顯示故障

當(dāng)前的數(shù)控設(shè)備具有很多自行診斷的功能，例如我國(guó)配置的德國(guó)西門(mén)子公司以及日本fanuc公司的數(shù)控系統(tǒng)都具有上百條警報(bào)。而有診斷顯示的故障大多和控制部分相關(guān)，可以依據(jù)警報(bào)內(nèi)容，及時(shí)發(fā)現(xiàn)是什么引起故障的。針對(duì)沒(méi)有診斷顯示的故障，只能依據(jù)故障出現(xiàn)前后現(xiàn)象實(shí)施分析和判斷，在進(jìn)行合理處理，具有較高的難度。

1.5 運(yùn)動(dòng)品質(zhì)特性下降的故障

數(shù)控設(shè)備發(fā)生此類(lèi)故障時(shí)還可以繼續(xù)運(yùn)行，只是加工出的產(chǎn)品不合格，所以不會(huì)發(fā)出任何警報(bào)，只有通過(guò)檢測(cè)儀器的檢測(cè)才能找到引起故障的因素。

2 故障處理

2.1 對(duì)故障信息進(jìn)行充分的了解

數(shù)控設(shè)備發(fā)生故障之后，不能急于處理。在對(duì)故障記錄進(jìn)行查看之后，聽(tīng)取現(xiàn)場(chǎng)工作人員的介紹和描述，全面細(xì)致的了解故障。如果確定通電不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，就通電，然后仔細(xì)觀(guān)察故障現(xiàn)象。特別是對(duì)故障發(fā)生時(shí)，設(shè)備發(fā)出的報(bào)警以及提示加以注意。如果設(shè)備沒(méi)有發(fā)出警報(bào)，查看系統(tǒng)的工作狀態(tài)以及系統(tǒng)診斷的結(jié)果、故障發(fā)生時(shí)運(yùn)動(dòng)軸的位置；故障發(fā)生時(shí)執(zhí)行的命令以及操作；是否在以前發(fā)生類(lèi)似故障；故障的發(fā)生頻率等。

2.2 對(duì)故障原因進(jìn)行分析

在對(duì)故障原因進(jìn)行分析時(shí)，需要充分對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查，及時(shí)掌握一手資料，正確指出數(shù)控設(shè)備的故障；然后開(kāi)拓思維，無(wú)論是液壓系統(tǒng)，還是數(shù)控系統(tǒng)等，詳細(xì)指出可能引發(fā)故障的因素，綜合分析、判斷和篩選。

3 常見(jiàn)故障的檢測(cè)

3.1 快速檢測(cè)和維修故障的原則

當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)多種故障時(shí)，堅(jiān)持先簡(jiǎn)單后復(fù)雜的原則，即先對(duì)簡(jiǎn)單故障進(jìn)行處理，在對(duì)復(fù)雜故障進(jìn)行處理；堅(jiān)持先機(jī)械后電氣的原則，通常機(jī)械故障比較容易被發(fā)現(xiàn)，可是對(duì)數(shù)控系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷具有較大的難度，所以在將機(jī)械性故障排除和解決之后，就可以更好的處理系統(tǒng)故障；另外，堅(jiān)持先外部后內(nèi)部的原則，如果數(shù)控機(jī)床發(fā)生了故障，檢修人員檢修時(shí)是由外到內(nèi)的，這樣可以對(duì)數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行時(shí)的故障快速處理；最后，堅(jiān)持先靜后動(dòng)的原則，首先觀(guān)察、測(cè)試和分析機(jī)床斷電靜止時(shí)的狀態(tài)，接著觀(guān)察、測(cè)試和分析機(jī)床運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)。依據(jù)這幾點(diǎn)原則就可以較快的找出故障以及引起故障的原因。

例如，在對(duì)意大利角鋼數(shù)控生產(chǎn)線(xiàn)以及我國(guó)角鋼加工數(shù)控設(shè)備實(shí)施維修時(shí)，故障現(xiàn)象為：準(zhǔn)據(jù)手動(dòng)或自動(dòng)無(wú)法進(jìn)行，驅(qū)動(dòng)伺服報(bào)警，就可以判斷數(shù)控設(shè)備為“準(zhǔn)據(jù)調(diào)整故障”，就可以考慮引起故障的原因?yàn)闆_頭已斷卡在角鋼以及凹模中；傳輸信號(hào)的電纜已經(jīng)斷了；伺服系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題；模架滑板被污物卡死。

3.2 快速檢測(cè)和維修故障

3.2.1 檢查數(shù)控設(shè)備機(jī)械部分故障的方法

首先，是主軸部件，由于數(shù)控設(shè)備是電氣調(diào)速，此外主軸箱內(nèi)部具備較為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，故障可能出現(xiàn)于自動(dòng)拉緊刀柄或則變檔的裝置，也可能由于主軸運(yùn)動(dòng)精度不夠穩(wěn)定。

其次，行程開(kāi)關(guān)的故障。為了保障數(shù)控機(jī)床工作穩(wěn)定，數(shù)控設(shè)備使用了大量形成開(kāi)關(guān)，以限制運(yùn)動(dòng)。機(jī)床在工作很長(zhǎng)時(shí)候之后，可能引起故障的是運(yùn)動(dòng)部件變化了運(yùn)動(dòng)特性、行程開(kāi)關(guān)本身性質(zhì)、將行程開(kāi)關(guān)壓合的裝置。

最后，進(jìn)給傳動(dòng)鏈的故障。由于大部分?jǐn)?shù)控設(shè)備使用了滾動(dòng)摩擦副，進(jìn)給傳動(dòng)鏈出現(xiàn)故障的主要表現(xiàn)就是運(yùn)行品質(zhì)的下降。具體表現(xiàn)為下降的定位精度、過(guò)大的反向間隙、過(guò)大的軸承噪聲等。在檢修這種故障時(shí)需要調(diào)整運(yùn)動(dòng)以及補(bǔ)償環(huán)節(jié)等。

3.2.2 檢查數(shù)控系統(tǒng)的方法

首先，直觀(guān)法。維修人員仔細(xì)聽(tīng)故障發(fā)出的各種聲音、聞故障發(fā)生時(shí)的味道、看故障發(fā)生時(shí)的光等特殊現(xiàn)象，可以縮小故障的范圍。這需要維修人員具備較強(qiáng)的綜合判斷能力。

其次，參數(shù)診斷法。數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)是通過(guò)大量試驗(yàn)，不斷調(diào)整得到的，這些參數(shù)對(duì)數(shù)控機(jī)床的性能有直接影響，并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中，如果收到外界環(huán)境的打擾或者數(shù)控設(shè)備自身電量不足，就會(huì)引發(fā)改變或者丟失參數(shù)的現(xiàn)象，進(jìn)而引起系統(tǒng)混亂，最終機(jī)床無(wú)法正常工作。

想要排除故障就要對(duì)參數(shù)進(jìn)行核對(duì)和修正。所以機(jī)床如果長(zhǎng)時(shí)間不工作，在啟動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)故障，根據(jù)故障的具體特征，對(duì)相關(guān)參數(shù)實(shí)施檢查和核對(duì)。

接著，是交換法。這種方法簡(jiǎn)單易行，可以有效判斷現(xiàn)場(chǎng)故障。維修人員在對(duì)故障進(jìn)行大概分析和判斷后，檢修人員要準(zhǔn)備好良好的器件，例如模板、集成電路芯片等，接著將可能發(fā)生故障的部位替換掉，如果故障被排除，就可以縮小故障范圍于某一個(gè)器件上。此種方法需要大量完善的器件。所以在維修數(shù)控設(shè)備的過(guò)程中，管理好備用器件是非常重要的工作。

然后，自診斷功能法。如果數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障，可以應(yīng)用其自身的自診斷功能，準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)故障部位，這是一種最常用的有效維修措施。自診斷方法有：開(kāi)機(jī)自診斷、在線(xiàn)診斷、離線(xiàn)診斷。每當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)始通電，系統(tǒng)內(nèi)部的自診斷軟件會(huì)逐個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)中的重要硬件、軟件，然后就會(huì)在CRT上顯示出檢測(cè)結(jié)果，如果檢測(cè)不合格，CRT上就會(huì)顯示出報(bào)警信息或者發(fā)生故障的部分，這是開(kāi)機(jī)自診斷。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)作時(shí)，其內(nèi)部診斷程序就開(kāi)始運(yùn)行，測(cè)試和檢查系統(tǒng)自身、和數(shù)控裝置相連的其他設(shè)備等，及時(shí)顯示出相關(guān)的故障信息，系統(tǒng)一直通電，在線(xiàn)診斷就不會(huì)終止。離線(xiàn)診斷指如果CNC系統(tǒng)發(fā)生故障或者對(duì)其進(jìn)行判斷是否發(fā)生故障時(shí)，在檢查數(shù)控系統(tǒng)時(shí)可以將其和機(jī)床分離，便于進(jìn)一步定位故障，最大程度的縮小可能的故障范圍。

再次，局部升溫法。數(shù)控系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行之后，就會(huì)出現(xiàn)元器件老化的現(xiàn)象，降低系統(tǒng)的性能。如果元器件沒(méi)有完全損壞，故障就會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)。此時(shí)，為了完全暴露損壞的部件，可以用熱吹風(fēng)機(jī)或者電烙鐵局部升溫可能老化的元器件，加快元部件的老化速度，進(jìn)而有針對(duì)性的解決問(wèn)題。

最后，更新建立法。如果CNC或者PLC因?yàn)殡娋W(wǎng)干擾或者其他偶然因素出現(xiàn)特殊情況或者死機(jī)，就要將相關(guān)內(nèi)存區(qū)清除，再次冷啟動(dòng)或者熱啟動(dòng)。并且重新設(shè)置CNC的參數(shù)，就能排除故障。

在維修數(shù)控設(shè)備時(shí)，經(jīng)常用到的方法就為以上幾種，這幾種方法適用的具體情況不同，所以要準(zhǔn)確選擇維修方法，并且綜合應(yīng)用多種方法排除故障。

此外，設(shè)備保養(yǎng)和設(shè)備檢修同樣重要。可以對(duì)數(shù)控設(shè)備進(jìn)行日檢、周檢、月檢、季檢。日檢是檢驗(yàn)主軸潤(rùn)滑系統(tǒng)、設(shè)備零件，尤其是清除設(shè)備零件中的鐵屑，對(duì)安全電壓進(jìn)行檢查等。周檢指檢查數(shù)控設(shè)備的整體，有沒(méi)有液體的滲漏、各個(gè)連接是否結(jié)實(shí)等，也要校對(duì)部分設(shè)備的精度。月檢就是檢查電源以及空氣干燥器。如果電壓正常，頻率等不正常，就要測(cè)量和調(diào)整數(shù)控設(shè)備的相關(guān)部位。季檢就是檢查整體設(shè)備、液壓以及主軸潤(rùn)滑系統(tǒng)。如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，就要清洗有關(guān)元件等。

4 結(jié)束語(yǔ)

在維修數(shù)控設(shè)備時(shí)，不僅要掌握相關(guān)技術(shù)，還要具備豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而準(zhǔn)確判斷各種故障，發(fā)現(xiàn)引起故障的原因，還要定期檢查數(shù)控設(shè)備，更好地促使數(shù)控設(shè)備服務(wù)生產(chǎn)。

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