數(shù)控機(jī)床機(jī)械與電器故障診斷分析

苑世輝

德州市產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量研究院 山東德州 253000

1 數(shù)控機(jī)床機(jī)械電器設(shè)備故障

1.1 動(dòng)作指令信號(hào)異常

動(dòng)作指令信號(hào)的異常會(huì)導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床各動(dòng)作執(zhí)行出現(xiàn)故障，其中動(dòng)作執(zhí)行故障也分為零部件元件自身故障與機(jī)械相關(guān)部件故障。容易產(chǎn)生零部件元件自身故障的電器設(shè)備有伺服電機(jī)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)軸控制器、機(jī)械定位系統(tǒng)、電磁閥的控制、電磁線圈、比例閥、電動(dòng)機(jī)、高壓與低壓配電系統(tǒng)、油路管線等，這些零部件執(zhí)行元件一旦出現(xiàn)故障，都會(huì)導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床報(bào)錯(cuò)停止運(yùn)行，甚至有可能引發(fā)安全事故[1]。所以，此類動(dòng)作指令信號(hào)異常的電器設(shè)備故障，務(wù)必進(jìn)行零部件執(zhí)行元件的動(dòng)作信號(hào)是否正常，比如動(dòng)作指令信號(hào)是否正確傳達(dá)、零部件元件是否通電、信號(hào)電器設(shè)備及電路系統(tǒng)電壓與電流是否正常等，此外與零部件元件電器設(shè)備相連接的機(jī)械設(shè)備也要一并檢測(cè)。

1.2 中間控制故障

中間控制故障共有兩種常見故障方式，分別為數(shù)控系統(tǒng)故障和輔助裝置及電器設(shè)備控制回路故障。此階段的中間控制故障在發(fā)生時(shí)都會(huì)及時(shí)反饋到數(shù)控裝置，及時(shí)作出報(bào)警警報(bào)，并立即停機(jī)，相較于其他難以發(fā)現(xiàn)的故障或是隱患比較容易解決。

1.3 信號(hào)檢測(cè)工作異常

信號(hào)檢測(cè)工作異常的出現(xiàn)，通常會(huì)在數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中反映出來，通常有檢測(cè)設(shè)備自身故障與檢測(cè)設(shè)備相關(guān)機(jī)械加工部件信號(hào)故障兩種。檢測(cè)設(shè)備有刀具與工作臺(tái)的速度與位置信息檢測(cè)設(shè)備，測(cè)速電動(dòng)機(jī)、位置編碼器、光柵感應(yīng)裝置與各種順序控制檢測(cè)設(shè)備，如空氣開關(guān)、電磁閥、壓力開關(guān)等。上述所有檢測(cè)裝置都或多或少地與其控制的相關(guān)機(jī)械加工部件或是數(shù)控機(jī)床氣液管線相連接，所以在全面進(jìn)行檢測(cè)裝備自身信號(hào)檢測(cè)工作時(shí)，也不能忽略相關(guān)機(jī)械加工部部件的連接信號(hào)檢測(cè)[2]。

2 數(shù)控車床機(jī)械電器故障診斷方法

2.1 直觀診斷法

直觀診斷方法最簡(jiǎn)單，但是需要排除人具備豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，可以直觀地看出具體故障。在診斷時(shí)，需要通過目測(cè)、手摸、通電等檢測(cè)途徑對(duì)外部設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和判斷。該種診斷方法的優(yōu)點(diǎn)就是憑借豐富的經(jīng)驗(yàn)，可以快速地找到并排除故障。

2.2 自診斷功能法

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展數(shù)控車床都會(huì)有計(jì)算機(jī)控制并連接起來，這樣在出現(xiàn)故障時(shí)候，計(jì)算機(jī)就可以根據(jù)系統(tǒng)自帶的檢測(cè)程序?qū)?shù)控車床進(jìn)行檢測(cè)。在檢測(cè)軟件的檢測(cè)下，找到車床的內(nèi)部問題所在。該種診斷方法的優(yōu)勢(shì)就是可以通過自動(dòng)化的軟件進(jìn)行問題檢測(cè)提高了檢測(cè)診斷的效率。

2.3 交換診斷法

交換診斷法，簡(jiǎn)言之就是將問題車床與正常運(yùn)轉(zhuǎn)的車床進(jìn)行設(shè)備更換，這樣可以快速地找到出現(xiàn)故障的零部件。在檢測(cè)出問題部件之后，對(duì)損壞的部件進(jìn)行及時(shí)更換即可。通過該種診斷方法，可以準(zhǔn)確地找到故障發(fā)生的部件，有效地提高了問題解決的效率。

2.4 儀器測(cè)量診斷法

人工診斷的方法缺乏一定的精準(zhǔn)性，所以可以借助一些高端儀器進(jìn)行綜合分析，快速找到問題所在。例如，在故障發(fā)生后，可以借助電壓、電源、脈沖信號(hào)等方法檢測(cè)問題點(diǎn)，然后對(duì)比車床數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)的變化與差異，來進(jìn)一步判斷發(fā)生故障的部位。

2.5 敲擊診斷法

在數(shù)控車床的使用過程中，零部件松動(dòng)也是造成故障的原因之一。在遇到該問題的時(shí)候，可以采用敲擊診斷法對(duì)電路板進(jìn)行敲打，看是否存在焊接點(diǎn)松動(dòng)、掉落等問題。如果是這些問題則通過敲打，可以緩解接觸不良的狀態(tài)，促使設(shè)備恢復(fù)工作[3]。這種方法可以快速排除故障，可以節(jié)約故障排除的時(shí)間。

3 數(shù)控機(jī)床機(jī)械電器設(shè)備故障維修技術(shù)

3.1 信號(hào)指示分析處理法

數(shù)控機(jī)床在設(shè)計(jì)初期就已經(jīng)設(shè)置好了各數(shù)控系統(tǒng)、電器設(shè)備、伺服系統(tǒng)的電子異常檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，一旦檢測(cè)到異?；蚴浅霈F(xiàn)故障都會(huì)及時(shí)反饋到數(shù)控系統(tǒng)中，并進(jìn)行硬件報(bào)警如頂部的警報(bào)故障指示燈，操作人員可以根據(jù)警報(bào)故障指示燈與數(shù)控系統(tǒng)中的報(bào)錯(cuò)代碼進(jìn)行故障原因與部件位置的分析與研判，及時(shí)地進(jìn)行故障的處理與危險(xiǎn)警報(bào)的排除。數(shù)控機(jī)床的電器系統(tǒng)與數(shù)控系統(tǒng)的軟件也會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的故障檢測(cè)與報(bào)錯(cuò)，軟件加工程序、可編程控制器程序中存在的故障通常不會(huì)反應(yīng)到頂部硬件故障警報(bào)燈上，而是在計(jì)算機(jī)或是數(shù)控系統(tǒng)中出現(xiàn)相應(yīng)的報(bào)錯(cuò)代碼供操作人員知曉并及時(shí)作出解決措施。

3.2 使用相關(guān)檢測(cè)設(shè)備

對(duì)于數(shù)控機(jī)床電器系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備和管線來說，完全可以使用電力檢測(cè)儀表如萬用表、電流表、電壓表等，進(jìn)行電器系統(tǒng)直流供電或是脈沖信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，從電路上找尋可能出現(xiàn)故障的原因。通過萬用表檢測(cè)各電路、電源或是電路板上相關(guān)信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，示波器進(jìn)行脈沖信號(hào)的檢測(cè)、PLC編程程序查找故障起因與大概部位等，都可以有效提升數(shù)控機(jī)床電器設(shè)備的診斷、維修的水平與效率。

3.3 測(cè)試程序?qū)敕?/h3>

此方法通過數(shù)控程序自行編譯功能測(cè)試程序或是外部手工編程進(jìn)行功能測(cè)試程序的編譯，然后將其導(dǎo)入到數(shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)中進(jìn)行各種運(yùn)行參數(shù)、數(shù)據(jù)的分析集成并進(jìn)行程序自檢與診斷，可以有效地對(duì)各項(xiàng)電器設(shè)備及其管線進(jìn)行檢測(cè)與診斷，對(duì)于PLC相連接的機(jī)械加工工作部位進(jìn)行穩(wěn)定性與精度的檢測(cè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控機(jī)床故障出現(xiàn)的原因及可能部位的診斷與維修。

綜上所述，數(shù)控機(jī)床電器系統(tǒng)故障的出現(xiàn)勢(shì)必會(huì)影響整體運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性及穩(wěn)定性，相關(guān)行業(yè)及工作人員務(wù)必加強(qiáng)對(duì)數(shù)控機(jī)床電器設(shè)備故障的診斷以及維修能力，全力保障數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行過程中發(fā)揮出最好的性能。

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