數(shù)控機(jī)床常見故障診斷分析

摘要：本文闡述了如何合理地使用數(shù)控機(jī)床，提出了如何診斷數(shù)控機(jī)床常見故障，供大家參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；故障診斷；排除

1前言

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著數(shù)控技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控設(shè)備已遍布全世界，不僅工業(yè)發(fā)達(dá)國家已廣泛采用，就是發(fā)展中國家也大量使用。我國自改革開放以來也引進(jìn)了不少先進(jìn)的設(shè)備，這些設(shè)備的特點(diǎn)是以大規(guī)模集成電路為主的數(shù)控設(shè)備，這些設(shè)備功能強(qiáng)，生產(chǎn)效率高，但是復(fù)雜，它涉及機(jī)械、電器、液壓、氣動(dòng)、光學(xué)、與計(jì)算機(jī)技術(shù)等許多領(lǐng)域，尤其在故障診斷、狀態(tài)監(jiān)測(cè)方面涉及數(shù)字測(cè)試技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

因此，它的維修在理論上、方法上、和手段上與普通的設(shè)備相比都有很大的區(qū)別，給維修工作帶來很大的困難。目前，由于企業(yè)缺乏數(shù)控設(shè)備維修這方面的專業(yè)人才，數(shù)控機(jī)床的維修工作很大程度只能依賴外部的力量。一旦數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障，哪怕是很小的問題都得停機(jī)等待維修，給企業(yè)正常的生產(chǎn)帶來很大的影響，越來越多的企業(yè)用戶希望能夠依靠自身的力量來解決數(shù)控設(shè)備的故障問題，因此，提高設(shè)備維修技術(shù)人員的素質(zhì)和能力，就顯得尤為重要。

2 合理地使用數(shù)控機(jī)床

2.1 數(shù)控機(jī)床的工作場(chǎng)地選擇

避免陽光的直接照射和其它熱輻射、避免太潮濕或粉塵過多的場(chǎng)所．盡量在空調(diào)環(huán)境中使用，保持室溫20℃左右。由于我國處于溫帶氣候、受季風(fēng)影響、溫度差異大，對(duì)于精度高、價(jià)格貴的數(shù)控機(jī)床，應(yīng)置于有空調(diào)的房間中使用；要避免有腐蝕氣體的場(chǎng)所。因腐蝕氣體易使電子元件變質(zhì)，或造成接觸不良，或造成元件短路，影響機(jī)床的正常運(yùn)行；要遠(yuǎn)離振動(dòng)大的設(shè)備(如沖床、鍛壓設(shè)備等)。對(duì)于高精度的機(jī)床還應(yīng)采用防振措施(如防振溝等)；要遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁干擾源，使機(jī)床工作穩(wěn)定。

2.2 數(shù)控機(jī)床的電源

數(shù)控系統(tǒng)對(duì)電源要求較嚴(yán)，一般要求工作電壓為220V 10％。針對(duì)我國供電工況，對(duì)于有條件的企業(yè)，可為數(shù)控機(jī)床采取專線供電或增設(shè)穩(wěn)壓裝置 以減少供電品質(zhì)差的影響，為數(shù)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供有力保證。

2.3 數(shù)控機(jī)床配置合適的自動(dòng)編程系統(tǒng)

手工編程對(duì)于外形不太復(fù)雜或編程量不大的零件程序，簡(jiǎn)單易行。當(dāng)工件比較復(fù)雜時(shí)f如凸輪或多維空間曲面等)，手工編程周期長(zhǎng)(數(shù)天或數(shù)周)、精度差、易出錯(cuò)。因此，快速、準(zhǔn)確地編制程序就成為提高數(shù)控機(jī)床使用率的重要環(huán)節(jié)：為此．有條件的用戶最好配置必要的自動(dòng)編程系統(tǒng)，提高編程效率。

2.4 數(shù)控機(jī)床配置必要的附件和刀具

為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的加工能力，必須配備必要的附件和刀具。切忌花了幾十萬元錢買來一臺(tái)數(shù)控機(jī)床，因缺少一個(gè)幾十元或幾百元的附件或刀具而影響整機(jī)的正常運(yùn)行。由于單獨(dú)簽訂合同購買附件的單價(jià)大大高于隨同主機(jī)一起供貨的附件單價(jià)．因此 有條件的企業(yè)盡量在購買主機(jī)時(shí)一并購置易損部件及其它附件。

2.5 加工前的準(zhǔn)備

加工前要審查工件的數(shù)控加工工藝性，應(yīng)重視生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作(包括工件數(shù)控加工工藝分析、加工程序編制、工裝與刀具配置、原材料準(zhǔn)備及試切加工等以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，充分提高數(shù)控機(jī)床的使用效率。

合理安排適合在數(shù)控機(jī)床加工的各種工件，安排好數(shù)控機(jī)床加工運(yùn)轉(zhuǎn)所需的節(jié)拍。

2.6 為維修保養(yǎng)做好準(zhǔn)備

建立一支高水平的維修隊(duì)伍，保存好設(shè)備的完整資料、手冊(cè)、線路圖、維修說明書(包括CNC操作說明書)，以及接口、調(diào)整與診斷、驅(qū)動(dòng)說明書、PLC說明書(包括PLC用戶程序單)、元器件表格等，必要的維修工具、儀器、儀表、接線、微機(jī)。最好有小型編程系統(tǒng)或編程器，用以支持設(shè)備調(diào)試。

3 數(shù)控機(jī)床故障診斷

3.1 原則

所謂數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)發(fā)生故障(或稱失效)是指數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)喪失了規(guī)定的功能。故障可按表現(xiàn)形式、性質(zhì)、起因等分為多種類型。但不論哪種故障類型，在進(jìn)行診斷時(shí)，都可遵循以下原則：

3.1.1 充分調(diào)查故障現(xiàn)象

它包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是對(duì)操作者的調(diào)查，詳細(xì)詢問出現(xiàn)故障的全過程，有些什么現(xiàn)象產(chǎn)生，采取過什么措施等。調(diào)查過程中，操作者坦誠的配合是極為重要的。另一方面，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)做細(xì)致的勘測(cè)。無論是系統(tǒng)外觀，CRT顯示內(nèi)容、各個(gè)印刷線路板上報(bào)警顯示、有無燒傷等痕跡，不管多細(xì)微都應(yīng)查清，不能放過。在確認(rèn)系統(tǒng)通電無危險(xiǎn)的情況下，可以通電并按下系統(tǒng)復(fù)位鍵(RESET鍵)，觀測(cè)系統(tǒng)有無異常，報(bào)警是否消失；如能消失，則故障多為隨機(jī)發(fā)生的，甚至是操作錯(cuò)誤造成。

3.1.2 認(rèn)真分析產(chǎn)生故障的原因

系統(tǒng)發(fā)生故障，往往是同一現(xiàn)象、同一報(bào)警號(hào)卻可以有多種起因，甚至有的故障根源在床上，但現(xiàn)象卻反映在系統(tǒng)上。所以在查找故障的起因時(shí)，思路要開闊，無論是集成電器，還是和機(jī)械、液壓，只要有可能引起該故障的原因，都要盡可能全面地列出來。然后進(jìn)行綜合判斷和優(yōu)化選擇，確定最有可能產(chǎn)生故障的原因，通過必要的試驗(yàn)，達(dá)到確診和排除故障的目的。

3.1.3 先機(jī)械后電氣，先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)原則

一般來說，機(jī)械故障較易發(fā)覺，而數(shù)控系統(tǒng)及電氣故障的診斷難度較大。在故障檢修之前，首先應(yīng)注意排除機(jī)械性的故障。此外，故障診斷應(yīng)采取先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)原則。首先在機(jī)床斷電的靜止?fàn)顟B(tài)，通過了解、觀察、測(cè)試、分析，確認(rèn)通電后不會(huì)造成故障擴(kuò)大、發(fā)生事故后，方可給機(jī)床通電。再在運(yùn)行狀態(tài)下，進(jìn)行動(dòng)態(tài)的觀察、檢驗(yàn)和測(cè)試，查找故障。而對(duì)通電后會(huì)發(fā)生破壞性故障的，必須先排除危險(xiǎn)后，方可通電。

3.2 方法

3.2.1 直觀診斷法

直觀診斷法就是通過感觀或借助簡(jiǎn)單的工具確定機(jī)床故障的方法。這種方法應(yīng)先弄清楚故障的癥狀，有何特征及伴隨隋況，將故障范圍縮小到一個(gè)模塊或一塊印刷電路板。它可以簡(jiǎn)單地歸納為四個(gè)字：?jiǎn)?、看、嗅、摸?/p>

問就是調(diào)查情況，在診斷故障前，修理人員詢問操作人員故障發(fā)生前的機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)情況，產(chǎn)生在哪道程序及時(shí)間，操作方式是否得當(dāng)?shù)?；看就是觀察，仔細(xì)檢查有無保險(xiǎn)絲燒斷，元器件有無燒焦或開裂等情況；嗅就是從機(jī)床散發(fā)出的某些特殊氣味來判斷，如某些元件燒焦的氣味；摸就是用手觸試可能產(chǎn)生故障的溫度、振動(dòng)情況以及元器件有無松動(dòng)等。

3.2.2 自診斷功能查找法

數(shù)控機(jī)床通常有較強(qiáng)的自診斷功能，在系統(tǒng)內(nèi)己設(shè)置有眾多的報(bào)警指示裝置。其故障診斷系統(tǒng)通常包括兩個(gè)部分：硬件報(bào)警指示：這是指包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電子、電器裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，通過指示燈的明滅及數(shù)碼管的顯示狀態(tài)，為維修人員指示故障所在位置及類型。

軟件報(bào)警指示：指的是系統(tǒng)軟件、PLC程序與加工程序中的故障，通常都設(shè)有報(bào)警顯示，依據(jù)顯示的報(bào)警號(hào)對(duì)照相應(yīng)的診斷說明手冊(cè)便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。上述這兩部分有診斷指示的故障加上各電氣裝置上的各類指示燈使得絕大多數(shù)電氣故障的排除較為容易。只要維修人員熟悉并保管好詳細(xì)的報(bào)警說明，借助機(jī)床的自診斷功能，可以較方便地查找故障。

3.2.3 功能程序測(cè)試診斷法

功能程序測(cè)試診斷法是將數(shù)控機(jī)床的常用功能和特殊功能用手工或自動(dòng)編程的方法編成一個(gè)功能測(cè)試程序，并存儲(chǔ)在相應(yīng)的介質(zhì)上，如紙帶和磁帶等。在故障診斷時(shí)運(yùn)行這個(gè)程序，可迅速地判明故障發(fā)生的可能起因。

4 結(jié)束語

當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)，如果有報(bào)警信號(hào)出現(xiàn)，我們就可以根據(jù)報(bào)警信號(hào)的內(nèi)容，查找相應(yīng)部件，故障可以快速、順利地排除；如果沒有報(bào)警信號(hào)出現(xiàn)，那么我們利用我們的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)具體現(xiàn)象，仔細(xì)地一路查下去，故障也會(huì)得到解決。要做好數(shù)控機(jī)床的維修工作，除了加強(qiáng)日常維護(hù)，采取一定的保障措施外，還要求我們維修人員具有豐富的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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