數(shù)控機(jī)床典型電氣故障診斷與維修

梁堯勇

摘 要：文章主要針對(duì)數(shù)控機(jī)床典型電氣故障診斷與維修進(jìn)行分析，結(jié)合當(dāng)下數(shù)控機(jī)床發(fā)展現(xiàn)狀，從數(shù)控機(jī)床典型電氣故障、數(shù)控機(jī)床典型電氣故障診斷與維修方面進(jìn)行深入研究與探索，主要目的在于更好的推動(dòng)數(shù)控機(jī)床診斷與維修工作的發(fā)展與進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車(chē)床；電氣故障；故障診斷；故障維修

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.19.102

數(shù)控機(jī)床主要為技術(shù)含量相對(duì)較高的機(jī)、電、儀一體化自動(dòng)機(jī)床，在其實(shí)際運(yùn)行期間，由于各種因素影響，零件之間經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的碰撞，進(jìn)而導(dǎo)致各種數(shù)控機(jī)床電氣故障。所以維修人員應(yīng)了解數(shù)控機(jī)床電氣故障實(shí)際特征，明確各種數(shù)控機(jī)床故障檢測(cè)方法，這可更好促進(jìn)其排查故障原因以及提出提高維修質(zhì)量的全面提升。

1 數(shù)控機(jī)床經(jīng)典故障

（1）系統(tǒng)故障。在數(shù)控機(jī)床中，系統(tǒng)故障有著較高的發(fā)生幾率，在高于設(shè)定分為以及符合相應(yīng)條件時(shí)必然會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的故障。例如：當(dāng)數(shù)控機(jī)床冷卻系統(tǒng)油標(biāo)降低至最小刻度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床發(fā)出超溫警報(bào)，進(jìn)而使得系統(tǒng)出現(xiàn)停機(jī)故障。再如數(shù)控機(jī)床某軸隨著沿相應(yīng)方向運(yùn)動(dòng)并出現(xiàn)超位移動(dòng)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)超程警報(bào)。想要對(duì)這種故障進(jìn)行控制，僅需要強(qiáng)化日常維護(hù)工作，并嚴(yán)格落實(shí)正確的操作標(biāo)準(zhǔn)與使用方法就可有效的防止故障的出現(xiàn)。

（2）隨機(jī)故障。所謂隨機(jī)故障就是數(shù)控機(jī)床在實(shí)際運(yùn)行期間，偶然出現(xiàn)的各種故障種類(lèi)。與其他故障種類(lèi)進(jìn)行比較，隨機(jī)故障具有較強(qiáng)的偶然性，這也是其診斷難度相對(duì)較大。這種故障發(fā)生的原因相對(duì)較多，例如：零件裝配存在問(wèn)題、組件排類(lèi)缺乏合理性、參數(shù)設(shè)定不科學(xué)和以及人工操作存在失誤等都是引發(fā)隨機(jī)故障的主要原因。

（3）無(wú)警報(bào)與警報(bào)故障。警報(bào)故障就是在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)，機(jī)床警報(bào)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出相應(yīng)的通知，如在硬件系統(tǒng)出現(xiàn)故障現(xiàn)象時(shí)，系統(tǒng)的LED指示燈會(huì)亮起并發(fā)出警報(bào)。在數(shù)據(jù)機(jī)床硬件設(shè)備上，各單元都安裝了報(bào)警指示燈，如線路板、伺服單圈以及控制面板等，其中各外設(shè)設(shè)備上也按有相應(yīng)的警報(bào)指示燈。在硬件設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，工作人員通過(guò)指示燈的亮起就可明確發(fā)生故障的硬件設(shè)備，并以此為基礎(chǔ)對(duì)故障進(jìn)行排出與診斷。在數(shù)控系統(tǒng)程序以及加工程序出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)故障時(shí)，顯示器就會(huì)發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)信息，甚至還會(huì)發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。當(dāng)前數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)都具有完善的故障自我診斷功能，在出現(xiàn)故障時(shí)可結(jié)合實(shí)際情況對(duì)故障種類(lèi)進(jìn)行自我檢測(cè)與診斷，并及時(shí)發(fā)出相應(yīng)的故障警報(bào)。根據(jù)軟件故障警報(bào)，相關(guān)維修人員可結(jié)合技術(shù)資料文件中的警報(bào)故障處理措施對(duì)故障進(jìn)行排除。一些故障的出現(xiàn)具有突然性，同時(shí)沒(méi)有硬件報(bào)警顯示與軟件報(bào)警顯示，這就是無(wú)警報(bào)故障，其診斷難度則相對(duì)較大，并需要維修人員結(jié)合實(shí)際需求與專(zhuān)業(yè)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)、技能等對(duì)故障進(jìn)行診斷。

2 數(shù)控機(jī)床典型電氣故障診斷與維修

（1）電源故障分析。在數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)中，電源有著極為重要的作用，并為整個(gè)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行提供充足的能源。其中供給電壓的穩(wěn)定性對(duì)于數(shù)控機(jī)床的良好運(yùn)行有著較為直接的影響。同時(shí)因?yàn)槲覈?guó)電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行期間存在范圍較大的波動(dòng)與高次諧波等現(xiàn)象，所以在數(shù)控機(jī)床維修期間需要對(duì)電源對(duì)數(shù)控機(jī)床良好運(yùn)行的影響進(jìn)行充分的考慮與分析。

（2）位置檢測(cè)報(bào)警。通常情況下，數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)位置檢測(cè)報(bào)警故障時(shí)，主要的引發(fā)原因?yàn)椋浩湟唬瑸槲恢脵z測(cè)系統(tǒng)存在問(wèn)題，進(jìn)而出現(xiàn)報(bào)警現(xiàn)象；其二，數(shù)據(jù)機(jī)床沒(méi)有明確定位信息，致使坐標(biāo)軸存在漂移或移動(dòng)現(xiàn)象，導(dǎo)致警報(bào)現(xiàn)象的出現(xiàn)。在對(duì)這一故障進(jìn)行維修期間。維修人員應(yīng)先通過(guò)設(shè)備明確機(jī)床是否存在位移現(xiàn)象，若沒(méi)有發(fā)現(xiàn)位移現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)對(duì)測(cè)量回路完整性與科學(xué)性進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)還需要對(duì)電機(jī)編碼器、光柵尺、機(jī)床位置測(cè)量等硬件進(jìn)行全面的檢測(cè)。

（3）無(wú)法發(fā)現(xiàn)機(jī)床零點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床在回零期間，不能發(fā)現(xiàn)與明確機(jī)床零點(diǎn)的主要原因?yàn)闄C(jī)床歸零檢測(cè)開(kāi)關(guān)出現(xiàn)問(wèn)題、編碼器受到損傷以及接線開(kāi)路等，其中光柵尺受到污染以及線路出現(xiàn)損傷等問(wèn)題也是導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)回零失敗的主要原因。

（4）伺服系統(tǒng)故障診斷與維修。在數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中，輸出可隨著輸出量的變化進(jìn)行改變的系統(tǒng)就屬于伺服系統(tǒng)，其主要作用就是對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給軸移動(dòng)以及主軸轉(zhuǎn)速等進(jìn)行控制與管理。伺服系統(tǒng)在運(yùn)行期間，對(duì)指令脈沖輸入指定值，同時(shí)與數(shù)控機(jī)床輸出量進(jìn)行比較，在將之間的差異數(shù)值在系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)中進(jìn)行使用，進(jìn)而促進(jìn)數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化控制功能的實(shí)現(xiàn)。伺服系統(tǒng)的故障主要可分為：其一，超程。數(shù)控機(jī)床運(yùn)行期間，硬限位與軟限位是保護(hù)其運(yùn)行的主要模式，在出現(xiàn)超程警報(bào)期間，僅僅需要將軸移出限位器并消除警報(bào)，若不能停止警報(bào)時(shí)，就需要對(duì)限位開(kāi)關(guān)的穩(wěn)定性進(jìn)行檢測(cè)；其二，過(guò)載。在機(jī)床運(yùn)行負(fù)荷較大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致伺服電機(jī)電流提升，進(jìn)而出現(xiàn)警報(bào)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)控制結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)元件以及電機(jī)自身故障等會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)機(jī)床出現(xiàn)系統(tǒng)警報(bào)。在出現(xiàn)過(guò)載警報(bào)期間，維修人員應(yīng)對(duì)機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施監(jiān)測(cè)，明確是否存在機(jī)械故障，若沒(méi)有就需要對(duì)系統(tǒng)模塊的正常性進(jìn)行檢測(cè)；其三，伺服系統(tǒng)電機(jī)不能運(yùn)行。數(shù)控系統(tǒng)對(duì)驅(qū)動(dòng)單元傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不僅為速度控制信息，也存在使能信號(hào)，即DC+24V，在伺服電機(jī)不可運(yùn)行時(shí)，維修人員可對(duì)控制系統(tǒng)是否存在輸出信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，明確使能信號(hào)的接通性，另外對(duì)于進(jìn)給系統(tǒng)有關(guān)的I/O信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，明確是否具有不滿足點(diǎn)需求條件，對(duì)數(shù)控機(jī)床PLC梯形圖進(jìn)行研究，進(jìn)而了解機(jī)床進(jìn)給軸運(yùn)行條件對(duì)故障進(jìn)行逐步排查；其四，機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)間隙。進(jìn)給傳動(dòng)鏈經(jīng)常會(huì)在傳動(dòng)元件鍵與鍵槽間隙影響下使得傳動(dòng)出現(xiàn)像一個(gè)的偏差。所以在實(shí)際維修期間，需要鎖死進(jìn)給軸軸承，避免進(jìn)給軸出現(xiàn)攢動(dòng)現(xiàn)象，接著根據(jù)實(shí)際需求對(duì)數(shù)據(jù)機(jī)床方向間隙實(shí)施補(bǔ)償處理，促進(jìn)數(shù)控機(jī)床運(yùn)行高效性與精準(zhǔn)性的快速提升。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣故障進(jìn)行診斷與維修期間，需要以相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)與內(nèi)容等進(jìn)行診斷維修工作。當(dāng)使用常見(jiàn)方法排查故障過(guò)程中，還一個(gè)歸納與總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，不斷對(duì)診斷與維修方法進(jìn)行優(yōu)化與創(chuàng)新。若工作存在困難時(shí)，可靈活運(yùn)行多種方法，促進(jìn)其作用的全面發(fā)揮。

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