仿真軟件在數(shù)控機床維修中的研究對策

于森

摘要：仿真軟件主要是指安裝于數(shù)控機床控制、管理系統(tǒng)中，對機床運動流程、環(huán)境等方面進(jìn)行監(jiān)測、模擬，協(xié)助技術(shù)人員分析、排除故障的技術(shù)。仿真軟件能夠運用先進(jìn)仿真技術(shù)以及先進(jìn)性原理，針對數(shù)控機床故障進(jìn)行調(diào)試、排除，并對數(shù)據(jù)機床進(jìn)行有效裝配，實現(xiàn)對調(diào)試、故障排除、裝配的科學(xué)模擬。這類軟件的可靠性、經(jīng)濟性、有效性明顯。通過仿真軟件的運用，能夠?qū)?shù)控機床中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象進(jìn)行設(shè)置，然后分析故障產(chǎn)生原因，進(jìn)而在使用過程中運用軟件了解故障實際情況，掌握故障出現(xiàn)的主要原因。

關(guān)鍵詞：仿真軟件;數(shù)控機床;維修

1 數(shù)控機床故障常用診斷方法

1.1 直觀法

運用直觀法時主要是運用感官，關(guān)注故障發(fā)生時的各種現(xiàn)象，其中包括亮光、火花等，同時需查看是否有異常響聲、發(fā)熱等情況。除此之外，需對可能出現(xiàn)故障的印制線路板進(jìn)行觀察，查看其是否存在損傷或燒毀痕跡，然后將檢查范圍進(jìn)一步縮小，這是進(jìn)行故障檢查時的常用方法。

1.2 CNC自診斷功能

運用CNC（Computer Numerical Control，計算機數(shù)字控制機床）系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行快速處理，針對出錯部位實施快速和多路信號處理和信息采集，然后根據(jù)診斷流程進(jìn)行判斷與分析，了解系統(tǒng)是否有故障出現(xiàn)，針對故障進(jìn)行及時定位。自診斷功能主要分為兩種：（1）開機進(jìn)行自診斷，這種診斷方式使由于通電之初一直到運行狀態(tài)，系統(tǒng)當(dāng)中的診斷程序會進(jìn)行自主診斷，其中主要有總線、存儲器、印制線路板等，然后對硬件能否正常工作進(jìn)行檢查;（2）故障提示信息在機床運行出現(xiàn)故障時，顯示器中會將內(nèi)容和編號顯示出來，然后根據(jù)具體提示查閱相關(guān)資料，了解故障產(chǎn)生原因和排除方法。

2 數(shù)控機床維修面臨的挑戰(zhàn)

數(shù)控機床體型龐大，維護(hù)過程中很難做到全面，比較容易產(chǎn)生誤差，以致于機床使用時會有安全問題出現(xiàn)，如維修過程中往往僅對故障部位查修而忽視空氣中的粉塵，而粉塵會使機床運行過程的摩擦增加，降低機床實際使用時限和車間整體生產(chǎn)效率。數(shù)控設(shè)備中每個部件都是運用復(fù)雜工藝制作，因此車間的濕度、溫度、環(huán)境會對設(shè)備產(chǎn)生較大影響，一定程度上導(dǎo)致數(shù)控機床的故障原因具有多樣性。并且一旦出現(xiàn)問題，便會有連鎖反應(yīng)，不能及時維修將故障排除，將會使生產(chǎn)受到影響。因此，在對數(shù)控機床進(jìn)行維修時，維修人員需具備較強的專業(yè)素養(yǎng)，遇到問題時冷靜處理，保證設(shè)備運行正常。

3 仿真軟件的應(yīng)用

3.1 仿真軟件在數(shù)控機床故障分析中的應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)領(lǐng)域中的數(shù)控機床系統(tǒng)越來越龐大，設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。而數(shù)控機床的故障類型、表現(xiàn)形式也呈現(xiàn)多樣化特點，這在很大程度上給維修工作帶來了較大的挑戰(zhàn)。當(dāng)數(shù)控機床發(fā)生故障時，部分故障需要對設(shè)備進(jìn)行停機、拆卸檢查，這不僅影響生產(chǎn)秩序，還存在較多的干擾因素。而通過仿真軟件，可以實現(xiàn)對數(shù)控機床故障前、故障時產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，查找其中存在的異常情況，判斷故障類型和發(fā)生位置。例如，某FANUC0M數(shù)控機床系統(tǒng)運行時，主軸和刀臂位置出現(xiàn)異聲。此時通過仿真軟件的故障模擬系統(tǒng)，分析出現(xiàn)這種情況可能是因為主軸安裝定位問題。而實際檢查中，發(fā)現(xiàn)主軸頭和換刀頭沒有機械松動的情況，加上刀臂定位符合要求，按照仿真軟件的故障排查方案，將N6577參數(shù)值從1525改為1524后，問題得到解決。在該故障的處理過程中，沒有對數(shù)控機床設(shè)備進(jìn)行大面積的拆卸，僅通過仿真軟件進(jìn)行模擬分析，再配合軟件中的常見故障分析、解決方法，快速鎖定故障源，并進(jìn)行了有效處理。

3.2 仿真軟件在數(shù)控機床故障預(yù)防中的應(yīng)用

在數(shù)控機床的維修工作中，不僅要做到在故障發(fā)生時快速處理，還應(yīng)做到故障的風(fēng)險識別、提前預(yù)防。在生產(chǎn)過程中，頻繁停機檢查將會對生產(chǎn)活動造成不利影響。為此，可以通過仿真軟件，對數(shù)控機床的生產(chǎn)過程進(jìn)行模擬，分析其中可能存在的故障風(fēng)險。比如，在以刀具為代表的各類磨損件監(jiān)測方面，通過仿真軟件可以實現(xiàn)對其磨損程度的分析預(yù)測，并設(shè)定預(yù)警值，及時提醒維修人員重點關(guān)注和檢查。同時，可以通過對數(shù)控機床中傳感器、故障診斷系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬分析，進(jìn)一步評估設(shè)備各部位的故障風(fēng)險，幫助技術(shù)維修人員進(jìn)行提前處理和預(yù)防，以保證設(shè)備的正常運行。

3.3 仿真軟件在數(shù)控機床故障維修中的應(yīng)用

數(shù)控機床電氣部分的故障類型具有多樣性，故障原因一般比較復(fù)雜，因此在進(jìn)行故障診斷以及故障維修時的難度比較大。以數(shù)控機床常見電氣故障維修為例，進(jìn)行仿真軟件實際應(yīng)用的說明。在仿真軟件中，會將常見故障以及故障具體名稱顯示出來，選擇哪項故障就確認(rèn)哪項故障。選中故障后，能夠了解故障出現(xiàn)之后的具體現(xiàn)象，在此過程中，需將具體現(xiàn)象作為依據(jù)，點擊提示按鈕，根據(jù)信息提示將故障逐步排除。同時需點擊電氣原理圖進(jìn)行查看。將電氣原理圖打開，回到主界面，進(jìn)入電氣柜，然后點擊繼電器排進(jìn)行觀察。

4 仿真軟件在數(shù)控機床維修實踐中的應(yīng)用效果總結(jié)

4.1 模擬性

使用仿真軟件時，所有模型的設(shè)置都是根據(jù)真實數(shù)控機床比例進(jìn)行模擬，其中涉及到的操作系統(tǒng)與真實系統(tǒng)完全一致，能夠真實反映操作結(jié)果。

4.2 三維仿真

使用仿真軟件時主要是運用具體、形象、直觀的三維模型，這類模型表現(xiàn)力強、內(nèi)容全面，且能運用動態(tài)方式對數(shù)控機床在維修時的原理進(jìn)行動態(tài)性分析[9]。

4.3 完善的功能模塊

仿真軟件的功能可將數(shù)控機床中涉及到的各個部分涵蓋其中，設(shè)置的故障點十分全面，其中主要有SIMENS以及FUNUC數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)裝置、PLC配置相關(guān)功能連接、銑床以及車床安裝，同時也包括典型性故障維修以及調(diào)配型故障維修。

4.3 思路靈活

仿真軟件針對故障排除問題設(shè)計，能夠保證在相同故障情況下呈現(xiàn)出不同原因。通過對仿真軟件的運用，能了解故障排除具體思路，掌握數(shù)控機床維修機理，對知識進(jìn)行活學(xué)活用。

5 結(jié)束語

總之，仿真軟件能夠?qū)C床進(jìn)行模擬，系統(tǒng)集成數(shù)控機床中機械和電氣部分的具體維修方式，強化對數(shù)控機床線路連接方式的認(rèn)識與理解，對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，并對數(shù)控機床維修后的效果進(jìn)行檢驗。同時通過仿真軟件的運用，能夠?qū)?shù)控機床運行中出現(xiàn)的故障進(jìn)行靈活分析，詳細(xì)掌握故障成因，采取針對性方式開展維修工作。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 韓陽，張博林.數(shù)字化制造技術(shù)在航空復(fù)雜零件加工中的應(yīng)用[C].2019航空裝備服務(wù)保障與維修技術(shù)論壇暨中國航空工業(yè)技術(shù)裝備工程協(xié)會年會論文集，2019.