數(shù)控機(jī)床的電氣故障和維護(hù)

楊敏

(常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司,湖南常德 415500)

數(shù)控機(jī)床的電氣故障和維護(hù)

楊敏

(常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司,湖南常德 415500)

隨著數(shù)控機(jī)床在各行業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用日益廣泛,數(shù)控機(jī)床的維護(hù)變成保障生產(chǎn)、提高效率的重點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化設(shè)備,機(jī)械,液壓設(shè)備的工作條件同樣影響數(shù)控機(jī)床的整體精度和工作效率,要嚴(yán)格按照機(jī)床維護(hù)手冊(cè)要求的周期對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行日常保養(yǎng)和維護(hù)。

機(jī)床 電氣故障 維護(hù)

數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)在機(jī)械加工生產(chǎn)中一種典型的技術(shù)密集型產(chǎn)品，是一種裝載人機(jī)界面操作軟件及程序軟件等控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。由于數(shù)控機(jī)床電氣維修技術(shù)目前尚未形成完整成熟的理論體系，因此，其維修維護(hù)問(wèn)題就成為亟待長(zhǎng)期研究和積累的一項(xiàng)課題。

1 數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)電氣故障

(1)電子元器件、控制板、模塊、電線電纜及接插件等產(chǎn)生不正常狀態(tài)甚至損壞的故障就是硬件故障，排除的方法需要修理和更換才可以。軟件故障通常指MMC、NCK、PLC等應(yīng)用程序中故障產(chǎn)生，需要熱啟或某些數(shù)據(jù)進(jìn)行修改以及重新安裝程序均能排除。軟件故障最嚴(yán)重的就是缺損數(shù)控系統(tǒng)軟件甚至感染病毒丟失，一旦發(fā)生這類故障就只能與廠家或數(shù)控系統(tǒng)服務(wù)相關(guān)機(jī)構(gòu)溝通解決。

(2)按故障出現(xiàn)的現(xiàn)象對(duì)工件或?qū)C(jī)床有無(wú)破壞，分為破壞及非破壞性故障。破壞性故障的定義，使工件及機(jī)床造成損壞的故障，維修時(shí)不可再現(xiàn)，結(jié)合故障產(chǎn)生時(shí)的現(xiàn)狀進(jìn)行對(duì)應(yīng)的分析和檢查進(jìn)行排除，有一定的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)難度。

(3)系統(tǒng)性故障的定義以迎合相當(dāng)?shù)臈l件就會(huì)有確定故障產(chǎn)生；隨機(jī)性故障的定義是在同樣的條件下不常引起的故障，其分析困難，通常多與機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的局部松動(dòng)錯(cuò)位、部分電氣屏蔽可靠性降低而產(chǎn)生進(jìn)給抖動(dòng)、電氣裝置內(nèi)部溫度過(guò)高等。

(4)現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)均有完善的自診斷程序，結(jié)合系統(tǒng)配備的診斷手冊(cè)和用戶報(bào)警文本說(shuō)明進(jìn)行故障排除。有診斷指示的電氣故障相對(duì)容易排除，無(wú)診斷指示的故障通常由上述診斷程序的不完整性所致，這類故障則要依靠對(duì)產(chǎn)生故障前的工作過(guò)程和故障現(xiàn)象及其后果進(jìn)行分析，并依靠維修人員的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平加以分析和排除。

2 故障的調(diào)查與分析

故障的調(diào)查與分析是排除故障的第一階段，是非常關(guān)鍵的階段，應(yīng)做好下列工作：

(1)故障的調(diào)查。1)現(xiàn)場(chǎng)檢查故障：要驗(yàn)證操作者所提供情況的準(zhǔn)確性、完整性，核實(shí)初步判斷的準(zhǔn)確度。因?yàn)榇蠖鄶?shù)故障是有顯示的，通常只要對(duì)照機(jī)床配套的數(shù)控系統(tǒng)診斷手冊(cè)和用戶報(bào)警文本，就可判斷產(chǎn)生該故障的原因。2)確定原因：做好準(zhǔn)備，對(duì)多種可能原因進(jìn)行排查，找出產(chǎn)生故障的真正原因。這取決于維修人員對(duì)該機(jī)床的熟悉程度、知識(shí)水平、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和分析判斷能力。對(duì)于較復(fù)雜故障，須制定故障排除方案。

(2)分析故障和論斷。1)直觀檢查法。①詢問(wèn)。向現(xiàn)場(chǎng)人員詢問(wèn)故障發(fā)生的過(guò)程、故障表象及后果，整個(gè)分析判斷過(guò)程中要進(jìn)行多次詢問(wèn)。②目視。機(jī)床每部分工作狀態(tài)總體查看能否正確，各電控系統(tǒng)裝置報(bào)警指示及每個(gè)操作元件位置是否正確，局部檢查柜內(nèi)保險(xiǎn)是否燒斷、元器件是否燒焦、開(kāi)裂及電線電纜掉落等。③觸摸。在機(jī)床斷電情況下，主要電路板用手來(lái)觸摸、各插接件的安裝插接狀況等發(fā)現(xiàn)故障的原因。④通電。有無(wú)冒煙情況、打火、聲音有無(wú)異常、氣味以及過(guò)熱電動(dòng)機(jī)有無(wú)被觸摸和元件存在而短時(shí)間通電，發(fā)現(xiàn)有上述現(xiàn)象要立刻進(jìn)行斷電分析。2)儀表儀器檢查法。常規(guī)電工儀表的使用，測(cè)量的對(duì)象是對(duì)各組直流電源電壓和部分直流及脈沖信號(hào)等，從它們中查找可能發(fā)生的故障。像檢查各電源情況使用萬(wàn)用表，測(cè)量電路部分板上設(shè)置的相關(guān)信號(hào)狀態(tài)測(cè)量點(diǎn)，觀察相關(guān)脈沖信號(hào)的幅值、相位是否有丟失將采用示波器，采用PLC編程器查找PLC程序中的故障原因和部位等。3)信號(hào)與報(bào)警指示分析法。①硬件報(bào)警提示；有伺服系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)在內(nèi)的各個(gè)電子及電器裝置上的不同的故障指示燈和狀態(tài)，根據(jù)指示燈狀態(tài)及相應(yīng)的作用說(shuō)明，便可知道指示內(nèi)容和故障原因與排除方法。②軟件報(bào)警指示。每個(gè)系統(tǒng)軟件、PLC程序和加工程序中的故障通常都有設(shè)報(bào)警顯示，根據(jù)報(bào)警顯示對(duì)照相應(yīng)的診斷說(shuō)明手冊(cè)就可以知道可能的故障原因及排除方法。4)參數(shù)調(diào)整辦法：數(shù)控系統(tǒng)、PLC及伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都設(shè)置很多參數(shù)被修改過(guò)的來(lái)適應(yīng)各種機(jī)床和工作狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)，它們不僅能使每一個(gè)電氣系統(tǒng)和具體機(jī)床相融合，還能使機(jī)床每一項(xiàng)功能達(dá)到頂峰。所以，不能允許參數(shù)變化和丟失。而隨著機(jī)床的長(zhǎng)期以往的運(yùn)行將導(dǎo)致機(jī)械或電氣性能的改變會(huì)造成最初的匹配狀態(tài)和最佳化狀態(tài)破損。

3 數(shù)控機(jī)床的維護(hù)

數(shù)控機(jī)床種類多，各類數(shù)控機(jī)床因其功能，結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)的不同，各具不同的特性。

(1)機(jī)床系統(tǒng)中最精密的部分就是數(shù)控系統(tǒng)，對(duì)機(jī)床的穩(wěn)定運(yùn)行具有很重要的作用。要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和日常維護(hù)制度，應(yīng)要少開(kāi)數(shù)控柜和強(qiáng)電柜的門。數(shù)控柜的散熱通風(fēng)系統(tǒng)及時(shí)清潔。數(shù)控柜上的每個(gè)冷卻風(fēng)扇工作要檢查正常運(yùn)作狀態(tài)。檢查情況分為每半年或每季度來(lái)檢查一次風(fēng)道過(guò)濾器堵塞現(xiàn)象，如果過(guò)濾網(wǎng)上集聚太多灰塵，沒(méi)有清理，數(shù)控柜內(nèi)溫度會(huì)引起過(guò)高。要定期檢查直流電動(dòng)機(jī)電刷并更換。電動(dòng)機(jī)的性能會(huì)受到影響，甚至造成電動(dòng)機(jī)損壞的就是直流電動(dòng)機(jī)電刷的過(guò)渡磨損。一般數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)對(duì)CMOSRAM存儲(chǔ)器件設(shè)有可充電電池維護(hù)電路，以保證系統(tǒng)不通電期間能保持其存儲(chǔ)器的內(nèi)容。

(2)數(shù)控機(jī)床如果長(zhǎng)時(shí)間閑置不用，機(jī)床的各運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)會(huì)由于油脂凝固、灰塵還有可以拿生銹而影響其靜、動(dòng)態(tài)傳動(dòng)性能，機(jī)床精度降低。從電氣角度來(lái)看，由于數(shù)以萬(wàn)計(jì)的電子元器件組成了一臺(tái)數(shù)控機(jī)床的整個(gè)電氣控制系統(tǒng)硬件，這些電子元器的壽命和性能的離散性非常大，所謂“磨合”階段一般要在一年左右，此時(shí)故障率會(huì)降低，想較快完成“磨合”任務(wù)在這期間要不斷開(kāi)動(dòng)機(jī)床，而且也可以有效利用維修期一年；第二階段為有效壽命階段，也就是充分發(fā)揮效能的階段。

(3)數(shù)控機(jī)床的使用難度非常大，它是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它普及的知識(shí)面特別龐大，操作人員要結(jié)合電、機(jī)、液、氣等多方面的專業(yè)水平知識(shí)；還有，CNC系統(tǒng)升級(jí)、更新?lián)Q代在電氣控制系統(tǒng)中比較快，專業(yè)理論培訓(xùn)學(xué)習(xí)要經(jīng)常參加，熟練掌握新的CNC系統(tǒng)應(yīng)用技巧。所以提高操作人員的素質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是必要的。要經(jīng)常培訓(xùn)數(shù)控操作人員，幫助他們了解極床原理、潤(rùn)滑部位、性能及其方式，學(xué)習(xí)較系統(tǒng)的知識(shí)面，奠定好使用機(jī)床的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

有助于提高機(jī)床壽命和利用率的是數(shù)控機(jī)床維修和保養(yǎng)。有助于提高重復(fù)性故障的維修速度是要靠分析了設(shè)備的故障率及改進(jìn)操作規(guī)程，能夠快速提高維修者的理論水平和維修能力。因此，機(jī)床的維修、保養(yǎng)和故障后的處理工作就顯得十分重要。

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[2]廖效果.劉又午.數(shù)控技術(shù)[M].武漢:湖北科學(xué)技術(shù)出版社,2000.6.

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