數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷方法探討

王磊

斗山機(jī)床（煙臺(tái)）有限公司 264006

摘要：數(shù)控機(jī)床在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中容易發(fā)生各種機(jī)械故障，會(huì)直接影響數(shù)控機(jī)床的加工精度和運(yùn)行效率。針對(duì)數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障，應(yīng)采取科學(xué)合理的故障診斷方法，熟悉和掌握數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障特點(diǎn)，有效地處理和控制。本文分析了數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了幾種基本診斷方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；機(jī)械故障；診斷方法

數(shù)控機(jī)床是一種重要的機(jī)電一體化設(shè)備，被廣泛地應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域。數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中其內(nèi)部機(jī)械零部件受到摩擦、溫度、濕度、受力等因素的影響，其運(yùn)動(dòng)情況逐漸發(fā)生改變，一旦發(fā)生機(jī)械故障，會(huì)直接影響數(shù)控機(jī)床的正常使用。因此應(yīng)特別注意數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷問(wèn)題，采取先進(jìn)的診斷方法和多樣化的診斷措施，仔細(xì)分析數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障發(fā)生原因，做好科學(xué)的預(yù)防和處理。

一、數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床逐漸朝著精密化、自動(dòng)化、大型化方向發(fā)展，內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，傳統(tǒng)的定期維護(hù)檢修和事后維修處理模式已經(jīng)無(wú)法滿足市場(chǎng)要求，基于現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的故障診斷和狀態(tài)監(jiān)測(cè)成為當(dāng)前數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷研究的重要課題。數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷主要是根據(jù)數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中的參數(shù)變化和各種運(yùn)行將信息，分析數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)是否正常，判斷機(jī)械故障的程度和位置，查找機(jī)械故障原因，預(yù)測(cè)機(jī)械故障發(fā)展趨勢(shì)，從而采取科學(xué)有效的解決對(duì)策。

當(dāng)前，我國(guó)在機(jī)械故障診斷方面取得了顯著的成果，重點(diǎn)包括以下幾方面內(nèi)容：其一，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色聚類、模糊識(shí)別、統(tǒng)計(jì)識(shí)別等理論為基礎(chǔ)的機(jī)械故障診斷技術(shù)快速發(fā)展，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好效果；其二，振動(dòng)診斷技術(shù)越來(lái)越成熟，渦流診斷、熱象診斷、聲診斷和鐵譜技術(shù)也越來(lái)越多地應(yīng)用在工程實(shí)踐中，豐富了機(jī)械故障診斷形式；其三，振動(dòng)診斷技術(shù)除了實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的振動(dòng)頻譜和時(shí)域波形分析以外，還實(shí)現(xiàn)了全息鋪分析、共振解調(diào)技術(shù)、倒頻譜分析、時(shí)間序列分析等新功能，極大地提高機(jī)械故障診斷的準(zhǔn)確性；其四，信號(hào)分析處理和數(shù)據(jù)采集器通過(guò)開發(fā)應(yīng)用高效的硬件電路和軟件程序系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模、多機(jī)組的信號(hào)即時(shí)處理和實(shí)時(shí)采集，為數(shù)控機(jī)床的實(shí)時(shí)診斷和在線監(jiān)測(cè)提供了便利。

二、數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷方法

1、直觀判斷法

當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生機(jī)械故障時(shí)，維修人員首先要搞清楚這種機(jī)械故障是長(zhǎng)期積累還是突發(fā)性的，仔細(xì)詢問(wèn)數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中的進(jìn)給量和背吃刀量，故障發(fā)生前后加工件的粗糙度和精度變化以及數(shù)控機(jī)床之前的故障記錄。同時(shí)，維修人員要仔細(xì)檢查數(shù)控機(jī)床是否存在明顯損壞，還可以通過(guò)檢查加工工件質(zhì)量來(lái)分析數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障情況，例如，加工工件尺寸不符合標(biāo)準(zhǔn)，這說(shuō)明數(shù)控機(jī)床內(nèi)部的傳動(dòng)鏈連接結(jié)構(gòu)發(fā)生松動(dòng)或者間隙過(guò)大，檢查數(shù)控機(jī)床傳動(dòng)齒輪和加工工件波紋是否相互吻合，判斷主軸齒輪是否出現(xiàn)故障，并且注意觀察數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)軸和滾珠絲杠是否發(fā)生變形，傳動(dòng)軸運(yùn)行過(guò)程中是否不規(guī)則晃動(dòng)或者彎曲，如果數(shù)控機(jī)床軸承和主軸之間的轉(zhuǎn)動(dòng)異常，會(huì)產(chǎn)生較大摩擦力，使得數(shù)控機(jī)床外表面顏色逐漸泛黃，這時(shí)可判斷機(jī)械故障位置。另外，維修人員還可以通過(guò)聽各種聲音來(lái)進(jìn)行故障診斷，通常情況下正常運(yùn)行的數(shù)控機(jī)床會(huì)發(fā)出有規(guī)律、節(jié)奏感較強(qiáng)的聲響，但是一旦發(fā)生機(jī)械故障就會(huì)發(fā)出一些異常聲響，這時(shí)利用手錘輕輕地敲擊數(shù)控機(jī)床機(jī)械零件，有裂紋或者損壞的零器件會(huì)發(fā)出比較沉悶的聲響，如果數(shù)控機(jī)床氣缸中發(fā)出間斷性的沖擊聲響，可以是由于氣缸中含有異物或者螺紋松動(dòng)。通過(guò)這種常規(guī)的診斷方法可以快速分析和判斷數(shù)控機(jī)床的機(jī)械故障情況。

2、更換線路板

若經(jīng)過(guò)基礎(chǔ)的分析以后，判斷是數(shù)控機(jī)床內(nèi)部線路板出現(xiàn)故障，如果現(xiàn)場(chǎng)有備用的線路板，可以將數(shù)控機(jī)床上線路板進(jìn)行替換，若故障情況消失，則判斷確實(shí)是原有線路板出現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)做好線路板更換。如果沒(méi)有多余的線路板，可以利用數(shù)控機(jī)床自身結(jié)構(gòu)，如數(shù)控機(jī)床采用RE5020系統(tǒng)，在運(yùn)行過(guò)程中懷疑X軸伺服系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，由于X軸伺服板和Z軸伺服板的結(jié)構(gòu)形式一致，這時(shí)可以將X軸伺服板拆卸下來(lái)更換上Z軸伺服板，從而判斷是否X軸伺服板出現(xiàn)運(yùn)行故障，換板過(guò)程中，應(yīng)注意檢查設(shè)定棒和電位器位置，重新初始化，確保檢查安全。

3、報(bào)警燈顯示法

根據(jù)數(shù)控機(jī)床上不同區(qū)域的報(bào)警指示燈，基本可以確定故障大致的位置，例如，數(shù)控機(jī)床主軸伺服控制板上一共設(shè)置有四個(gè)報(bào)警指示燈，而這個(gè)指示燈的不同組合、不同代碼可以代表數(shù)控機(jī)床發(fā)生了不同的機(jī)械故障。檢修人員首先要仔細(xì)檢查進(jìn)給量、切削條件和刀具是否符合數(shù)控機(jī)床運(yùn)行要求，電機(jī)是否處于過(guò)載 運(yùn)行狀態(tài)，其次，使用萬(wàn)用表進(jìn)行檢測(cè)，檢查數(shù)控機(jī)床內(nèi)部保險(xiǎn)絲是否熔斷，最后再檢查電機(jī)連接線和速度反饋信號(hào)。這種診斷方法比較有針對(duì)性，診斷效率較高。

結(jié)束語(yǔ)：

當(dāng)前，數(shù)控機(jī)床的機(jī)械故障診斷方法越來(lái)越多樣化，而為了保障最佳的診斷效果，應(yīng)結(jié)合數(shù)控機(jī)床的實(shí)際運(yùn)行要求，選擇最合適的診斷方法，并且積極運(yùn)用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，不斷提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)：

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1ms時(shí)基SOE檢測(cè)：

序號(hào)模 件點(diǎn) 名點(diǎn) 描 述動(dòng)作時(shí)間

113號(hào)A1卡#1電動(dòng)給水泵停止?fàn)顟B(tài)10LAC10AP001XB0917：45：27 352

213號(hào)B1卡#2電動(dòng)給水泵停止?fàn)顟B(tài)10LAC20AP001XB0917：45：27 353

313號(hào)C1卡#3電動(dòng)給水泵停止?fàn)顟B(tài)10LAC30AP001XB0917：45：27 354

413號(hào)C2卡差脹遮斷10CAA01XB0817：45：27 355

513號(hào)E1卡A送風(fēng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)12HLB11AN001XB2217：45：27 356

613號(hào)E2卡B送風(fēng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)12HLB12AN001XB2217：45：27 357

713號(hào)E3卡B引風(fēng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)10HNC12AN001XB0917：45：27 358

0.9ms時(shí)基SOE檢測(cè)：

序號(hào)模 件點(diǎn) 名點(diǎn) 描 述動(dòng)作時(shí)間

113號(hào)A1卡#1電動(dòng)給水泵停止?fàn)顟B(tài)10LAC10AP001XB0917：52：31 884

213號(hào)B1卡#2電動(dòng)給水泵停止?fàn)顟B(tài)10LAC20AP001XB0917：52：31 884

313號(hào)C1卡#3電動(dòng)給水泵停止?fàn)顟B(tài)10LAC30AP001XB0917：52：31 885

413號(hào)C2卡差脹遮斷10CAA01XB0817：52：31 886

513號(hào)E1卡A送風(fēng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)12HLB11AN001XB2217：52：31 887

613號(hào)E2卡B送風(fēng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)12HLB12AN001XB2217：52：31 888

713號(hào)E3卡B引風(fēng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)10HNC12AN001XB0917：52：31 889

4改造后的應(yīng)用

通過(guò)這次改造，1號(hào)機(jī)組事件順序記錄SOE功能正常，提高對(duì)1號(hào)機(jī)組查找事故原因的準(zhǔn)確性，縮短事故分析時(shí)間，加快事故處理效率性，同時(shí)這次改造也完成了1號(hào)機(jī)組的技術(shù)監(jiān)督要求。按照1號(hào)機(jī)組的SOE功能改造成功的經(jīng)驗(yàn)將對(duì)2號(hào)機(jī)組進(jìn)SOE功能進(jìn)行改造。

作者簡(jiǎn)介：

武軍（1983），男，回族，籍貫：陜西渭南，本科，從事電廠熱控專業(yè)工作.現(xiàn)工作于烏蘇市東工業(yè)園區(qū)中電投烏蘇熱電廠。