數(shù)控設(shè)備故障的維修和保養(yǎng)措施

張麗娜

(石家莊市裝備制造學(xué)校，河北 石家莊 050800)

0 引言

數(shù)控技術(shù)也稱計算機(jī)數(shù)控技術(shù)，它屬于應(yīng)用計算機(jī)實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)種類。該技術(shù)通常是借助計算機(jī)將存貯的控制系統(tǒng)執(zhí)行對設(shè)備的運動軌跡與外設(shè)的操作時序邏輯控制功能。在具體應(yīng)用階段，使用計算機(jī)取代了以往硬件邏輯電路的相關(guān)數(shù)控裝置，能夠借助指令實施儲存、處理、邏輯分析等過程[1]。在實際使用期間，受到機(jī)械磨損、零件老化、軟件失效等多方面的影響，會導(dǎo)致數(shù)控設(shè)備產(chǎn)生相關(guān)故障，必須及時開展維修處理，以保障生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行[2]。

1 數(shù)控設(shè)備故障類型

1.1 硬件故障

數(shù)控設(shè)備中的硬件設(shè)備主要涵蓋各種電子元器件、潤滑系統(tǒng)及限位結(jié)構(gòu)等，系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，通常會直接導(dǎo)致停機(jī)現(xiàn)象。如數(shù)控設(shè)備內(nèi)部設(shè)置不合理，正常工作狀態(tài)下要求的參數(shù)難以達(dá)到，導(dǎo)致在過度使用或者超出限制使用條件下，一些特定功能因故障不能使用，開機(jī)后強(qiáng)制使用也產(chǎn)生停機(jī)問題。同時，在受到周邊其他硬件系統(tǒng)的影響下，也有可能發(fā)生停機(jī)現(xiàn)象。

1.2 軟件故障

如果設(shè)備相關(guān)參數(shù)設(shè)置不合理，PLC邏輯控制程序出現(xiàn)錯誤，工作程序設(shè)計存在問題，就會導(dǎo)致故障。結(jié)合實踐觀察，在軟件故障類型中，以控制系統(tǒng)軟件受損最為突出。如果控制設(shè)備運行的參數(shù)沒有得到合理設(shè)置，就可能導(dǎo)致意外事件發(fā)生。

1.3 干擾故障

主要在于工藝及配置不合理，整體系統(tǒng)工藝流程欠缺、電源線路設(shè)置沒有達(dá)到規(guī)范化、空間區(qū)域裝配不平衡等問題。以數(shù)控機(jī)床為例，無法實現(xiàn)對機(jī)床的準(zhǔn)確定位、相關(guān)坐標(biāo)運行表現(xiàn)出不平穩(wěn)的狀態(tài)等。按照故障排除的總體思路，需要對系統(tǒng)展開調(diào)查，借助有效的分析判斷，作出處理。在分析故障期間，要結(jié)合以往工作經(jīng)驗，從當(dāng)前數(shù)控設(shè)備運行的真實狀態(tài)出發(fā)，實施有效的維護(hù)和處理措施。

2 數(shù)控設(shè)備故障的維修方法

2.1 現(xiàn)場觀察法

觀察法屬于數(shù)控設(shè)備故障維修最基礎(chǔ)的方法，在行動中，由專業(yè)維修人員通過觀察產(chǎn)生故障時的相關(guān)現(xiàn)象，如亮光、響聲、味道等，對數(shù)控設(shè)備系統(tǒng)的各個部位進(jìn)行檢查，憑借故障現(xiàn)象不斷縮小范圍，最終確定到某一個模塊或者某塊電路板。在鎖定故障范圍后，通過更換線路、零件等方法解決故障問題。例如發(fā)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床設(shè)備在運轉(zhuǎn)期間突然停機(jī)，就需要將數(shù)控柜打開并進(jìn)行檢查。在發(fā)現(xiàn)屬于Y軸電機(jī)主電路保險絲燒壞的情況下，判斷故障產(chǎn)生原因，最終觀察到Y(jié)軸電機(jī)動力線出現(xiàn)磨損，其搭在機(jī)床后，形成短路所致。在維修期間，就可通過更換動力線來排除故障，保證機(jī)床正常工作。

2.2 參數(shù)檢查法

在數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障以后，要通過及時對比相關(guān)參數(shù)表檢查設(shè)備系統(tǒng)參數(shù)是否發(fā)生變化。系統(tǒng)參數(shù)是數(shù)控設(shè)備運行的根本保證，通常將其儲存于磁泡存儲器或者CMOS RAM中，在受到電池因素或者外界有關(guān)因素干擾的情況下，就可能導(dǎo)致參數(shù)發(fā)生變化，嚴(yán)重者甚至?xí)箙?shù)丟失，進(jìn)而促使數(shù)控設(shè)備無法正常運轉(zhuǎn)[3]。在此狀態(tài)下，就需要通過核對方式，及時修正參數(shù)實現(xiàn)維修，確保將故障予以排除。如在發(fā)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床無法正常工作時，CRT沒有出現(xiàn)報警反映，檢查各系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)間的連接單元完好無損，就要分析參數(shù)問題。通常是在受到外界干擾條件下，數(shù)控設(shè)備的磁泡存儲器內(nèi)存儲數(shù)據(jù)混亂所導(dǎo)致的。只需要將相關(guān)存儲內(nèi)容執(zhí)行清除操作，然后重新輸入對應(yīng)參數(shù)，就能夠使數(shù)控設(shè)備恢復(fù)正常。

2.3 自診斷功能法

數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能屬于判斷性能的主要指標(biāo)，它可以借助CRT的故障報警信息或者二極管指示故障來判斷原因。從報警信息出發(fā)，通常PLC程序中含有對應(yīng)的報警提醒裝置，故障發(fā)生時予以報警，借助顯示界面尋找出故障所在，進(jìn)而采取針對性措施展開維修。值得注意的是，如果屬于硬件設(shè)備的報警，在此狀態(tài)下，通常是數(shù)控系統(tǒng)的電子設(shè)備，如故障顯示燈發(fā)出指示，在處理此類故障時就應(yīng)該結(jié)合使用說明書。如在數(shù)控設(shè)備配置的FANUC TOTEF系統(tǒng)中顯示:ROM——TEST:ENO、RAM——TEST: 。表明ROM測試通過，RAM測試沒有通過，RAW沒有通過的判斷屬于參數(shù)丟失或者電池接觸問題，最終通過更換電池能夠解決故障問題。

2.4 原理分析法

從數(shù)控設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)成方向出發(fā)，按照邏輯關(guān)系展開分析，結(jié)合各系統(tǒng)部位的工作原理，對故障進(jìn)行綜合性判斷。在應(yīng)用原理分析法時，通常要求維修人員完全熟知數(shù)控設(shè)備的整個系統(tǒng)，對電路原理等具有深層次的了解。應(yīng)用原理分析法尋找到故障所在后，通過檢查、更換等手段解決故障。

如數(shù)控車床出現(xiàn)了Y軸失控的故障，在按照點動或者程序進(jìn)給時，移動后無法停止。這種情況下就可以借助原理分析法，判斷出故障位置可能出現(xiàn)在軸的位置環(huán)部位，通常屬于位置反饋信號丟失所致。維修期間通過重新調(diào)整進(jìn)給量，觀察故障是否消除，若仍未消除，則判斷機(jī)床失控，將位置測量裝置的脈沖編碼器拆下進(jìn)行詳細(xì)檢查，如觀察到編碼器中的燈絲已斷，就應(yīng)該更換Y軸編碼器。

2.5 功能程序測試法

功能程序測試法主要借助數(shù)控系統(tǒng)的功能，如螺紋切削、固定循環(huán)、直線定位等方式，在完成對功能測試程序的編制以后，將其送至數(shù)控系統(tǒng)中，通過觀察該系統(tǒng)的運行狀況，判斷運行期間涉及到的相關(guān)系統(tǒng)的功能完整性，對其準(zhǔn)確性與可靠性進(jìn)行判斷，有效辨別出故障出現(xiàn)的原因，并采取針對性措施予以維修和排除[4]。例如使用數(shù)控設(shè)備時，如果要對工件實施曲線加工，但是總呈現(xiàn)出爬行狀況，就可以利用功能程序測試法進(jìn)行判斷，將自編功能測試程序植入后，觀察機(jī)床運行狀況。若發(fā)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)，需要對曲線加工程序?qū)嵤z查，通過控制每一段的加工過程，直到找尋出爬行現(xiàn)象，最終判斷為指令代替有誤，將指令更換后故障消除。

2.6 備板置換法

通過觀察故障并結(jié)合經(jīng)驗進(jìn)行判斷后，已經(jīng)能夠辨明故障的大致原因。為了更加精準(zhǔn)地找到問題所在，就可采用備板置換法。在操作中，主要利用備用的線路板、模板集成電路芯片等對疑似故障的部分進(jìn)行替換，最終將故障范圍逐漸縮小，最終落到某個芯片或者某個電路板。若發(fā)現(xiàn)數(shù)控設(shè)備的旋轉(zhuǎn)中心臺難以停止旋轉(zhuǎn)，且沒有任何報警信息出現(xiàn)，可判斷其屬于旋轉(zhuǎn)工作臺的簡易位置控制器出現(xiàn)故障。為了落實故障部位，應(yīng)用交換法將刀庫和轉(zhuǎn)臺的位控器進(jìn)行交換，在重新設(shè)定后觀察運行狀況。若發(fā)現(xiàn)變成刀庫旋轉(zhuǎn)難以停止且轉(zhuǎn)臺運行正常，就說明故障出現(xiàn)在位控器，對位控器進(jìn)行維修或者更換后，及時消除故障。

3 數(shù)控設(shè)備的保養(yǎng)措施

數(shù)控設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)周期要從不同結(jié)構(gòu)、使用狀況等方面出發(fā)，綜合考慮相關(guān)因素予以確定:①一級保養(yǎng)。在遵循一級保養(yǎng)時，按照1個季度保養(yǎng)1次的頻率，單次保養(yǎng)時長控制在10～12 h。保養(yǎng)項目包括：清除灰塵、整理路線、緊固熔斷器等。操作期間，為了保證數(shù)控設(shè)備能夠正常工作運轉(zhuǎn)，需要強(qiáng)化臨時措施的應(yīng)用，盡可能保證運行穩(wěn)定。②二級保養(yǎng)。采用二級保養(yǎng)時頻率為半年1次，保養(yǎng)時間多在3～6 d，在此階段主要對繼電器、熱電器等予以檢驗，觀察觸頭部位狀況[5]。如果在檢查期間發(fā)現(xiàn)存在燒毛狀況，就應(yīng)當(dāng)及時處理，確保修整至平整狀態(tài)。針對存在噪聲的繼電器，要認(rèn)真辨明原因，滿足修復(fù)條件者進(jìn)行修復(fù)，不滿足者則直接進(jìn)行更換。

4 結(jié)語

數(shù)控設(shè)備在使用過程中應(yīng)重點關(guān)注使用狀態(tài)下的環(huán)境條件、良好的電源保證、制定有效的操作規(guī)程，并且相關(guān)的數(shù)控設(shè)備不宜進(jìn)行長期封存。在判斷故障時，可通過直觀檢查、自診斷方法、參數(shù)檢查以及交換法或者轉(zhuǎn)移法等手段辨明故障所在，并結(jié)合實際情況給予維修。數(shù)控設(shè)備作為現(xiàn)代制造行業(yè)的重要設(shè)備，自身具有自動化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特征。在具體應(yīng)用期間，必須嚴(yán)格遵從規(guī)范化操作，提前做好防備，采用有效的保養(yǎng)和維修措施，及時消除故障，從而保障數(shù)控設(shè)備的正常運行，為安全有效生產(chǎn)創(chuàng)造有利條件，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時，提升工作效率，實現(xiàn)提高生產(chǎn)效益的目標(biāo)。