淺析數(shù)控車床教學(xué)中典型故障分析與維修

1　引言

數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，價格比較昂貴，設(shè)備涉及的知識面寬，設(shè)備出現(xiàn)故障后進行維修較困難。教學(xué)過程中，如何對數(shù)控車床的故障進行排除？筆者結(jié)合自己在教學(xué)實踐中的經(jīng)驗，提出以下看法。

2　故障觀察分析法

就數(shù)控設(shè)備系統(tǒng)本身而言，數(shù)控的可靠性隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達到一定的水平。就系統(tǒng)本身的故障率來說，已經(jīng)是越來越低。之所以出現(xiàn)故障，大部分是由于非系統(tǒng)本身因素而導(dǎo)致故障。要對數(shù)控設(shè)備系統(tǒng)故障進行分析，可以從故障發(fā)生時的味、聲音、光這些異常的狀況進行觀察，在最短的時間里，準確地將故障范圍圈定在一塊印刷線路板甚至更小的范圍內(nèi)。具體而言，通過目測過程中，人們對線路板實施檢查，看看是否存在元器件燒壞、熔斷絲熔斷、開裂現(xiàn)象，看看是否存在過壓、過流或者是短路情況。至于元器件是否存在松動，可以用手去觸摸，及時發(fā)現(xiàn)虛焊和斷裂。例如，程序在啟動之后，步進電機出現(xiàn)抖動不轉(zhuǎn)的狀況，造成這一現(xiàn)象的控制系統(tǒng)或者是步進電機出現(xiàn)了斷線。還有可能是驅(qū)動電路出現(xiàn)故障或者是步進電機本身出現(xiàn)故障。對此所進行的檢查，先是對步進電機的連接插頭進行檢查，看看接觸是否良好。假如插頭良好，為了進一步分析故障原因，可以用沒有故障的一相電機進行調(diào)換，看看是否還存在故障。倘若調(diào)換以后的步進機運轉(zhuǎn)一切正常，則證明未調(diào)換前的步進電機有故障。倘若調(diào)換步進電機依然不能運轉(zhuǎn)，則說明控制部分已經(jīng)出現(xiàn)了問題，然后進一步對驅(qū)動板上的大功率三極管以及二極管進行檢查，因為這兩個元件出現(xiàn)損壞的可能性最大。

3　對故障進行參數(shù)檢查法分析

數(shù)控系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，除了采用以上觀察法進行故障的分析排查以外，還應(yīng)及時從系統(tǒng)參數(shù)進行檢查實施故障的排查。因為車床的性能變化以后，在系統(tǒng)參數(shù)上會有所體現(xiàn)。系統(tǒng)參數(shù)一旦出現(xiàn)了不正常，那么車床就不能正常工作。參數(shù)存放在磁泡存儲器中，或者由電池在CMOSRAM中保存。假若受到外界某種因素的干擾以后，系統(tǒng)中的參數(shù)因為變化而發(fā)生變化或者是丟失以后就會出現(xiàn)混亂現(xiàn)象，對此需要及時地修正和核對，給予及時排除。例如，在一臺數(shù)控銑床中，該設(shè)備采用測量循環(huán)系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)要求有合適的背景存儲器。在對該設(shè)備進行調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)設(shè)備背景存儲器的功能不能正常工作，時好時壞不穩(wěn)定，對其數(shù)據(jù)進行檢查發(fā)現(xiàn)參數(shù)不正常，通過系統(tǒng)復(fù)位以后，依然時好時壞，故障反復(fù)出現(xiàn)。后來通過更換電池將參數(shù)復(fù)位以后，故障沒有出現(xiàn)，這說明電池出現(xiàn)了問題。

4　利用機床參數(shù)進行數(shù)控機床的維修

數(shù)控系統(tǒng)的功能比較全面，如數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能就是其中一例。數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能能對數(shù)控系統(tǒng)的軟件和硬件實施監(jiān)視。數(shù)控系統(tǒng)充分利用自診斷功能，能清楚地顯示主機和系統(tǒng)之間的接口信息的具體情況，通過系統(tǒng)的自診斷功能快速判斷出故障到底是發(fā)生在數(shù)控還是機械部分。數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能有兩種情況。

在軟件上所出現(xiàn)的報警：因為在加工程序、PLC程序以及系統(tǒng)軟件里都預(yù)設(shè)有故障報警顯示。如果出現(xiàn)報警信號，只要根據(jù)報警號，對早報警信號所代表的意義進行診斷說明手冊查閱，就可以順利地找到故障出現(xiàn)的原因，以及對故障如何進行排除的方法在每一臺車床中都有一本診斷手冊，在這些手冊中對于故障原因和排除方法都有比較詳細的說明。

在硬件上所出現(xiàn)的報警包括：隨動系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)等內(nèi)在的各種狀態(tài)和故障指示燈。充分結(jié)合指示燈的狀態(tài)和該狀態(tài)下的功能說明，工作人員可以從中獲得故障原因以及對這些故障應(yīng)采用何種方式進行排除的策略。例如，車床在開機進行運轉(zhuǎn)以后，雖然急停開關(guān)已經(jīng)打開，但是數(shù)控車床依然處于急停的狀態(tài)。如果遇到這種狀況的發(fā)生，應(yīng)及時對急停開關(guān)進行調(diào)換。對急停開關(guān)進行調(diào)換以后如果故障依然存在，進行出廠設(shè)置恢復(fù)，故障還是不能接觸。通過目測發(fā)現(xiàn)，在I/O上出現(xiàn)間歇性的指示燈閃動，將I/O板打開，發(fā)現(xiàn)I/O板中的保險絲出現(xiàn)熔斷情況，在對保險絲進行處理以后，所有的故障便得到解決。

5　替換法故障維修

在對查到數(shù)控車床故障原因以后，進行下一步的維修工作，可以充分利用一些備用的元器件、集成電路芯片，以及印刷電路板對有疑點的部分進行置換，將故障的點進一步縮小，小到芯片或者印刷線路板這一級。同時，做好相應(yīng)的一些初始化的啟動，促使車床快速進入到正常的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。在使用這種方法的時候，必須保證是處于停電的狀態(tài)。還需要對線路板的跨接是否相同、型號以及版本進行檢查，倘若存在不一致的狀況，必須對其更換，在拆線過程中做好必要的標志和清楚的記錄。

案例說明：如有一臺西門子數(shù)控車床，PLC所采用的是S5-130 w/B。該數(shù)控車床在一次故障中，在輸入R參數(shù)以后，車床在工作中故障依然不能消除。在通過對NC系統(tǒng)展開故障剖析之后，診斷出是PLC的主板出現(xiàn)了問題，將另一臺車床進行調(diào)換之后，故障得以有效排除。采用這種方法進行故障排除的時候，一般而言，不必將電池、存儲器板和CPU板更換。因為隨意對電池、存儲器板和CPU板進行更換，容易導(dǎo)致機床參數(shù)的丟失和程序混亂，反而造成故障進一步的擴大。

6　結(jié)語

綜上所述，對于數(shù)控維修所采取的檢測方法以及維修手段比較多。故障的出現(xiàn)一般都有資料可以查詢，只有個別的報警信息比較含糊。人們只有掌握科學(xué)的方法，才能對數(shù)控車床教學(xué)中的典型故障實現(xiàn)及時地維修。