數(shù)控機床維修技術(shù)的探討

葉忠立

（江蘇泰隆減速機股份有限公司，江蘇 泰州225400）

引言

目前，數(shù)控機床被廣泛應(yīng)用于我國工業(yè)生產(chǎn)中，是生產(chǎn)制造行業(yè)中不可缺少的重要設(shè)施，由于受各方面因素的影響經(jīng)常出現(xiàn)故障，對其正常運行造成直接影響。所以，深入探究數(shù)控機床的維修技術(shù)對企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展具有重大意義。

1 數(shù)控機床故障診斷方法

1.1 常規(guī)檢查法

常規(guī)檢查法主要分為目測、手摸及通電三種方法。

1）目測。通過目測故障板，全面檢查故障板是否出現(xiàn)保險絲燒斷、煙熏、元器件燒焦等情況，是否存在異物斷路情況，這樣能夠明確故障板中是否存在斷路、過流及過壓等故障。

2）手摸。用手摸同時輕晃元器件，特別是阻容，半導體器件是否出現(xiàn)松動現(xiàn)象，這樣能夠檢查出部分虛焊、斷腳等故障。

3）通電。故障診斷時首先使用萬用表對各種電源之間是否存在斷路進行全面檢查，如果沒有就可以跟進相應(yīng)的電源，目測是否存在打火、冒煙等情況，用手觸摸元器件是否出現(xiàn)異常發(fā)熱，從而減小檢修范圍。比如，某機床的PLC與數(shù)控系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，但是不能打開機床的液壓系統(tǒng)，使用編程器檢查程序保持正常運行，各個信號狀態(tài)都符合開機條件[1]。通過深入檢查得知，PLC信號狀態(tài)和設(shè)施、圖紙上的標記不相符，停機之后檢查電路板發(fā)現(xiàn)PLC兩塊輸出板的編址不一致，和其他兩塊位置設(shè)置混淆。將兩個位置的輸出板進行交換之后，機床能夠正常運行。針對出現(xiàn)這一問題的機床可以使用型號為SIMATIC S5-150K的可編程控制器，只要編址正確，不論如何擺列線路板的位置，系統(tǒng)都可以正常運行，但是要求執(zhí)行元件與信號源一一對應(yīng)，如果對應(yīng)錯誤就會出現(xiàn)問題甚至損壞機床。除此之外，依據(jù)用戶提供的故障情況，再加上現(xiàn)場觀察，按照系統(tǒng)工作原理同樣可以進行正確判斷。

1.2 儀器測量法

如果數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)問題之后，檢修人員使用常規(guī)工具、電工檢測儀器根據(jù)系統(tǒng)電路圖和機床電路檢測故障部門的電源、電壓及脈沖信號等進行檢測，以便于明確故障點。倘若電源的輸入電壓高于規(guī)定標準，可以使用電壓表對網(wǎng)絡(luò)電壓進行檢測，或者使用電壓測試儀動態(tài)監(jiān)測，以便于排除其他因素。如果出現(xiàn)位置控制環(huán)境問題，可以使用示波器對量回路的信號狀態(tài)進行檢查。比如，某工廠在進行故障診斷過程中，系統(tǒng)報警，位置環(huán)硬件出現(xiàn)問題，使用示波器進行檢查存在干擾信號，在電路中采用接電容的方法過濾干擾信號保證系統(tǒng)正常工作[2]。倘若存在系統(tǒng)不能回基準點的狀況，可以使用示波器檢查有無零標記脈沖，如果沒有就可以判定為測量系統(tǒng)損壞。

1.3 診斷備件替換法

當前數(shù)控系統(tǒng)大部分都使用模塊化設(shè)計，根據(jù)功能不同劃分成不同的模塊。伴隨著現(xiàn)代技術(shù)的快速發(fā)展，擴大了電路的集成規(guī)模，同時技術(shù)呈現(xiàn)出一定的復雜性，按照一般方法，不能將故障控制在較小的范圍中。然而如果系統(tǒng)出現(xiàn)問題，為了減少停機時間，工作人員可以依據(jù)模塊的功能和故障情況，使用診斷備件進行更換，如此一來明確存在故障的模塊。如果沒有診斷備件，可以使用現(xiàn)場相容的模塊對其進行更換，針對現(xiàn)代數(shù)控機床的維修，大多數(shù)狀況下都使用這種方法進行判斷，接著使用備件更替損壞模塊，從而確保系統(tǒng)正常運行。

1.4 數(shù)控系統(tǒng)的自診斷法

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)特別是全功能數(shù)據(jù)具備超強的自診斷能力。在使用過程中可以對系統(tǒng)各部門的工作情況進行動態(tài)監(jiān)控，明確故障點，發(fā)出報警信息，同時采取相應(yīng)的措施，防止發(fā)生安全事故。但是如果硬件出現(xiàn)問題時，就不能自動報警，一些數(shù)控系統(tǒng)能夠憑借發(fā)光管不同的閃爍頻率或者是不同的組合給出相應(yīng)指示，這些指示協(xié)同使用有利于工作人員精準的明確故障模板的位置。例如，SINUMERIK 8系統(tǒng)可以依據(jù)MSl00CPU板上的4個指示燈與操作面板上的FAUIT燈的亮滅組合明確故障點。根據(jù)以上敘述的故障診斷方式，在具體運用過程中沒有進行明確劃分，可以使用任一方法排除故障，還可以采用多種方法同步進行。這種診斷方法實現(xiàn)的效果主要受工作人員對系統(tǒng)原理和結(jié)構(gòu)的理解、掌握程度的影響。

2 數(shù)控機床維修技術(shù)分析

數(shù)控機床維修方式分為事后維修、預防維修、改善維修、狀態(tài)檢測維修、預知維修及維修預防等，在維修過程中采用最合理的維修方法能夠達到節(jié)約費用以及理想維修效果的目的。倘若對維修組織工作、修理費用、修理效果及停產(chǎn)損失等方面進行權(quán)衡，無論哪種維修方式都存在優(yōu)點與缺點。在維修數(shù)控機床時，可以采用狀態(tài)檢測維修或者是預知維修的方法。這是一種將設(shè)備狀態(tài)作為基礎(chǔ)的預防維修。從設(shè)計方面來看，往往會使用檢測系統(tǒng)，在維修方面使用高級診斷技術(shù)，依據(jù)狀態(tài)監(jiān)視與診斷技術(shù)給予的信息，對機床的異常進行判斷，提前知曉機床存在的問題，在發(fā)生故障以前進行合理維修。數(shù)控機床維修過程中，如果維修方法選擇的不合理同樣會對機床維修的質(zhì)量造成直接影響，在維修過程中往往使用以下幾種維修技術(shù)[3]：

1）初始化復位法。因為突然故障導致的系統(tǒng)報警，可以使用硬件復位或者是開關(guān)系統(tǒng)電源按照順序排除故障，如果系統(tǒng)工作儲存區(qū)因為拔插線路板、掉電或者是電池欠壓引發(fā)混亂，就需要針對系統(tǒng)展開初始化消除，消除之前需要拷貝系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，如果初始化后依然不能清除故障，就需要檢查硬件。

2）采用參數(shù)更換、程序更正的方法。系統(tǒng)參數(shù)是明確系統(tǒng)功能的主要根據(jù)，如果參數(shù)設(shè)置錯誤就會使系統(tǒng)出現(xiàn)問題或者是某個功能無效。有些情況下因為用戶程序錯誤同樣會引發(fā)故障停機，因此可以使用系統(tǒng)搜索功能法展開檢查，更改全部錯誤，從而為系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)提供保障。

3）智能控制法。2018年，江蘇泰隆減速機股份有限公司購買了德國娜爾思成型磨開展齒輪磨齒加工，此設(shè)備在加工過程中產(chǎn)生很多砂輪灰與油，既費油又會對環(huán)境造成嚴重污染，乃至對工作人員的身體健康造成直接影響。因此，本人采用PLC編程，通過安裝西門子觸摸屏與感應(yīng)開關(guān)，最終完成自動智能化控制。磨子機出現(xiàn)的砂輪灰與油，通過絞龍被運輸?shù)竭^濾甩油機當中，同時在甩油機當中加裝了料位感應(yīng)開關(guān)，如果砂輪灰與油到達甩油量時，PLC控制的程序就會發(fā)出相應(yīng)信號，中止絞龍工作，接著甩油機會迅速開啟同時運轉(zhuǎn)，間隔時間結(jié)束之后，就會自動改為慢速運轉(zhuǎn)，最終自行停止，PLC發(fā)出信號為電子閥發(fā)送放料指令。工人能夠在觸摸屏中設(shè)置快慢模式、定時模式等功能，具有操作方便的特征，在一定程度上提升了生產(chǎn)效率，減少了企業(yè)的投入成本。

3 結(jié)論

為了大幅降低數(shù)控機床的故障率，應(yīng)深入分析數(shù)控機床維修技術(shù)，在對故障進行診斷和維修期間，需要根據(jù)設(shè)備運轉(zhuǎn)的環(huán)境，充分考慮外界環(huán)境對數(shù)控機床運轉(zhuǎn)質(zhì)量造成的不良影響，及時采取有效措施進行規(guī)避，確保數(shù)控機床正常運行。