數(shù)控機(jī)床的故障診斷及排除技術(shù)探討

宗靈寶+劉云斌+劉少勇

摘 要 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展讓數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中運(yùn)用的越來(lái)越廣泛。因?yàn)閿?shù)控機(jī)床的技術(shù)較為復(fù)雜。所以設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，維修起來(lái)比較困難，這就會(huì)大大影響數(shù)控機(jī)床的有效利用。因此如果能夠?qū)?shù)控機(jī)床的故障與維修做出快速準(zhǔn)確的判斷，將會(huì)保障機(jī)器的運(yùn)行更加正常與順暢。

關(guān)鍵詞 數(shù)控機(jī)床；故障診斷；維修；排除技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào) TG5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2016）160-0124-02

作為一種高效的自動(dòng)化機(jī)床，數(shù)控機(jī)床包含了精密測(cè)量和精密機(jī)械、自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域的一項(xiàng)新的技術(shù)成果，屬于一種比較新型的機(jī)械加工設(shè)備。它的廣泛應(yīng)用極大的促進(jìn)了機(jī)械加工制造行業(yè)的發(fā)展，且對(duì)很多加工工藝的提升有較大的作用，對(duì)加工效率的提升也有很大的幫助。但是，任何機(jī)器在運(yùn)行過(guò)程中，因?yàn)椴僮骰蛘呤悄晗藁蛘咂渌蛩乜偸菚?huì)不可避免產(chǎn)生一些故障，從而影響生產(chǎn)，因此，掌握數(shù)控機(jī)床的故障準(zhǔn)段與排除技術(shù)是非常有必要的。

1 故障分類(lèi)

數(shù)控機(jī)床技術(shù)較為復(fù)雜，作為一種機(jī)電一體化設(shè)備，他的任何部件出現(xiàn)差錯(cuò)，都可能會(huì)使加工出來(lái)的零件出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的錯(cuò)誤，這就會(huì)導(dǎo)致工廠的工作效率下降，浪費(fèi)工人的時(shí)間。因此，盡可能多的掌握診斷排除技術(shù)使機(jī)器能快速的保持正常運(yùn)行是十分必要的，同時(shí)還要不斷完善數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)，積極推動(dòng)數(shù)控技術(shù)及機(jī)床的發(fā)展。

1.1 按發(fā)生故障的部件

按數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的部件分類(lèi)可分為機(jī)械故障和電氣故障。機(jī)械故障的主要表現(xiàn)為轉(zhuǎn)動(dòng)噪聲大、加工精度不夠精細(xì)、在運(yùn)行上較為吃力，這類(lèi)故障產(chǎn)生的原因主要是機(jī)器的機(jī)械部分在安裝、調(diào)試、液壓、氣動(dòng)等方面由于操作或者使用不當(dāng)從而引起機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)故障。電氣故障又分為強(qiáng)電和弱電故障兩部分。強(qiáng)電故障主要是指繼電器等電氣元件形成的電力電路故障。弱電故障則主要是指CNC裝置以及伺服單元等電子電路的故障。

1.2 按故障發(fā)生的性質(zhì)

按數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的性質(zhì)可分為系統(tǒng)性和隨機(jī)性故障。滿(mǎn)足一定的條件或者超過(guò)設(shè)定的限度所發(fā)生的故障一般為系統(tǒng)性故障。對(duì)于電路板的元件松動(dòng)、焊點(diǎn)損壞等在相同條件下只是偶爾發(fā)生的故障為隨機(jī)性故障。

按發(fā)生原因來(lái)看，有由于機(jī)器設(shè)備自身的原因引起的自身故障或者是外部供電電壓不穩(wěn)定等外部因素形成的外部故障。有報(bào)警顯示的故障一般會(huì)顯示出故障的狀態(tài)，對(duì)于這類(lèi)故障的診斷與排除會(huì)相對(duì)容易，而那些沒(méi)有任何硬件或軟件的報(bào)警顯示故障在排除起來(lái)就會(huì)困難得多。

2 故障診斷步驟

1）對(duì)故障現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行查看分析，設(shè)備發(fā)生故障后，維修人員要先對(duì)相關(guān)操作人員進(jìn)行詢(xún)問(wèn)，以便了解故障發(fā)生的過(guò)程以及當(dāng)時(shí)機(jī)器所處的狀態(tài)，確保通電對(duì)系統(tǒng)無(wú)影響的情況下，通電觀察機(jī)器的狀況，切不可盲目動(dòng)手操作。

2）分析故障發(fā)生的原因，確定檢查故障的方法。首先可以根據(jù)可能會(huì)產(chǎn)生這種故障的原因進(jìn)行分析，看是否與故障的表現(xiàn)相一致；其次可以根據(jù)故障發(fā)生的機(jī)理，對(duì)可能產(chǎn)生該故障的原因進(jìn)行逐條分析，最終對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位。

3）檢查測(cè)試排除故障。有效利用數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)機(jī)診斷、運(yùn)行診斷等自診斷功能，隨時(shí)監(jiān)測(cè)相關(guān)部分的工作狀態(tài)與接口信息。

3 故障的常用診斷方法

數(shù)控機(jī)床故障產(chǎn)生的原因通常較為復(fù)雜且千變?nèi)f化。因此，及時(shí)總結(jié)一些行之有效的方法對(duì)于較快的診斷出故障原因并及時(shí)將故障解決是非常有必要的。

3.1 直觀法

直觀法即是根據(jù)故障發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的各種聲響、現(xiàn)象、氣味等一些異?，F(xiàn)象，查看每一個(gè)有疑點(diǎn)的電器元件以及電路板的表面狀況，將故障范圍逐步縮小從而查出最終原因。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是利用人的感受器官來(lái)觀察故障發(fā)生的現(xiàn)象來(lái)判斷可能發(fā)生故障的部位。

3.2 自診斷功能法

數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)中一般都帶有故障自診斷功能，它能監(jiān)測(cè)數(shù)控機(jī)床在每一時(shí)刻的工作狀況，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，自診斷功能通常會(huì)以警報(bào)的形式將故障的相關(guān)信息顯示在CRT上或者以指示燈的形式對(duì)故障的大致起因做出指示。

3.3 功能程序測(cè)試法

將數(shù)控系統(tǒng)的常用功能和特殊功能編制成一個(gè)測(cè)試機(jī)器功能的程序，并把它輸入數(shù)控系統(tǒng)存儲(chǔ)，在器械發(fā)生故障時(shí)，讓數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行這個(gè)測(cè)試程序，用以檢查這些程序中所包含功能的準(zhǔn)確可靠性，從而更快的查出產(chǎn)生故障的原因。

3.4 置換備件法

在對(duì)引起故障的大致原因有了了解以后，將那些有故障疑點(diǎn)的部件用備用的元器件或者是集成電路芯片作為替換，逐步的縮小疑點(diǎn)范圍，從而較快的找出故障所在部分。

3.5 檢查技術(shù)參數(shù)和數(shù)據(jù)

數(shù)控系所有開(kāi)關(guān)信號(hào)的狀態(tài)可以通過(guò)輸入與輸出的端口集中顯示在顯示屏幕上，維修人員可以通過(guò)觀察其顯示狀態(tài)是否處于正?，F(xiàn)象從而判斷系統(tǒng)的電路正常與否，這樣也能更快的進(jìn)行故障的定位。

3.6 隔離法

將比較復(fù)雜的問(wèn)題變成簡(jiǎn)單的問(wèn)題來(lái)處理，比如將數(shù)控系統(tǒng)的伺服驅(qū)動(dòng)與電機(jī)分離開(kāi)來(lái)，或者轉(zhuǎn)變開(kāi)閉環(huán)位置，這樣能更快的找到故障原因。

3.7 原理分析法

此種方法對(duì)檢修人員的理論技術(shù)要求較高，他們要非常熟悉數(shù)控系統(tǒng)和內(nèi)部元件的構(gòu)造以及運(yùn)行原理，從各個(gè)部件的工作原理進(jìn)行分析，從邏輯上對(duì)各個(gè)要點(diǎn)的參數(shù)進(jìn)行判斷，進(jìn)而對(duì)故障部位進(jìn)行定位。

3.8 溫度測(cè)試法

通過(guò)人為升高或降低溫度的方法使可疑部件的溫度發(fā)生變化，在溫度變化過(guò)程中多注意其參數(shù)是否符合常理，這種方法即是通過(guò)溫度參數(shù)的變化異常來(lái)尋找產(chǎn)生故障的原因。

3.9 絕緣物體敲擊法

對(duì)有可能出現(xiàn)問(wèn)題的元器件用絕緣性物質(zhì)進(jìn)行輕輕的敲擊，注意其發(fā)出聲音的位置變化，敲擊的部分很可能就是故障存在的部分。

3.10 交換模塊法

將內(nèi)部相同的模塊或者單元交換位置，注意查看故障的位置是否有所轉(zhuǎn)移和變化，這樣也可以快速的查探到故障的具體發(fā)生部位。

在對(duì)數(shù)控機(jī)床故障進(jìn)行排查時(shí)，為確保安全且不會(huì)造成新的損壞的情況下，操作人員還應(yīng)遵循一定的規(guī)律和原則，比如由外向內(nèi)逐一進(jìn)行檢查；先檢查機(jī)械部分是否正常再檢查電氣部分；先詢(xún)問(wèn)故障發(fā)生的經(jīng)過(guò)及狀態(tài)再實(shí)施操作處理；先解決整體性問(wèn)題，因?yàn)榻鉀Q了影響機(jī)器運(yùn)行的主要問(wèn)題，其他比較次要的問(wèn)題可能就恢復(fù)正常了或者是對(duì)局部問(wèn)題有針對(duì)性的進(jìn)行解決；對(duì)于既有簡(jiǎn)單問(wèn)題和復(fù)雜問(wèn)題的設(shè)備來(lái)說(shuō)，我們一般先把簡(jiǎn)單的解決掉，再著重解決較為復(fù)雜一點(diǎn)的，先對(duì)一般性問(wèn)題排除，再分析特殊原因。

4 結(jié)論

因組成數(shù)控機(jī)床的功能部件比較繁多，結(jié)構(gòu)上又相對(duì)復(fù)雜，因此出現(xiàn)故障的類(lèi)型也是千差萬(wàn)別，相對(duì)應(yīng)的診斷維修方法也是多種多樣，而隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)與企業(yè)保證產(chǎn)品質(zhì)量與提高生產(chǎn)效益有著至關(guān)重要的作用，所以我們更要不斷努力，增加數(shù)控機(jī)床的維修人員，以滿(mǎn)足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，對(duì)操作數(shù)控機(jī)床的人員及管理人員和維修人員多進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)，逐步提高他們的技術(shù)水平，各種方法結(jié)合使用，善于看到問(wèn)題的本質(zhì)，然后進(jìn)行深入細(xì)致的分析和判斷，從而快速對(duì)故障部位進(jìn)行定位并及時(shí)排除，很多問(wèn)題是可以迎刃而解的。

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