數(shù)控機(jī)床常見故障及維修處理措施分析

張瑞珍，祁蕾，劉曉風(fēng)

（新疆石河子職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 石河子 832000）

數(shù)控機(jī)床設(shè)備管理是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，不僅要掌握設(shè)備管理知識(shí)，還要具備豐富的維修保養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)。對設(shè)備管理人員的基本要求是有過硬的技術(shù)，能理論結(jié)合實(shí)際，能熟練操控?cái)?shù)控機(jī)床的各項(xiàng)菜單內(nèi)容及操作面板，與此同時(shí)，要能在短時(shí)間內(nèi)鑒別數(shù)控機(jī)床的故障并迅速解決問題。

1 數(shù)控機(jī)床故障診斷

1.1 直觀檢查法

直觀檢查就是維修人員根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)，通過對故障中發(fā)出的聲音、光以及氣味等的觀察，判斷故障可能發(fā)生在哪個(gè)區(qū)域，繼而確定故障類型。

例如，數(shù)控機(jī)床運(yùn)行一段時(shí)間后，顯示器會(huì)提示“無顯示故障”，此時(shí)機(jī)床正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)工作人員停機(jī)再重新啟動(dòng)后，故障情況消失。經(jīng)過維護(hù)了解到，設(shè)備工作中出現(xiàn)振動(dòng)故障時(shí)會(huì)出現(xiàn)此情況。由此判斷，應(yīng)該是設(shè)備中的一些元件接觸不良而引發(fā)的問題。

1.2 初始化復(fù)位法

在數(shù)控機(jī)床正常工作過程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)故障，一般是系統(tǒng)發(fā)生報(bào)警提示。對于這樣的情況，可實(shí)施硬件復(fù)位或關(guān)閉電源的方法來解決故障問題。如果系統(tǒng)出現(xiàn)這幾種混亂情況時(shí)，可采用系統(tǒng)化清除，例如掉線、線路板連接或者電池壓力弱等。重點(diǎn)關(guān)注的問題是系統(tǒng)在清除前，需要拷貝好系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)，防止丟失數(shù)據(jù)造成損失。如果依舊無法排除故障，就需排查硬件故障。比如數(shù)控機(jī)床在工作時(shí)，啟動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行后，系統(tǒng)沒有反應(yīng)，屏幕上只有菜單，且手動(dòng)操作和編輯功能可以正常使用，用戶的參數(shù)及程序也沒有異常。針對這種情況，可以利用初始化復(fù)位法來清理復(fù)位系統(tǒng)，達(dá)到解決數(shù)控機(jī)床故障的目的。

1.3 換件診斷法

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般使用模塊化，不同模塊所發(fā)揮的功能不同。隨著數(shù)控技術(shù)的更新?lián)Q代，電路規(guī)模隨之?dāng)U大，使用的技術(shù)愈發(fā)復(fù)雜，使用傳統(tǒng)的診斷方法，往往無法有效將故障鎖定在一個(gè)很小的范圍內(nèi)。在實(shí)際使用過程中，利用換件診斷法能縮短停機(jī)時(shí)間，準(zhǔn)確定位故障位置，快速排除故障。數(shù)控系統(tǒng)中的電路板、模板、集成電路以及其他零件等都采用統(tǒng)一型號(hào)，因此，可利用互換的方法來檢查故障是否發(fā)生轉(zhuǎn)移，從而快速確定發(fā)生故障的位置。比如，在診斷數(shù)控系統(tǒng)故障過程中，有一個(gè)軸部件無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，表現(xiàn)出抖動(dòng)、不規(guī)則運(yùn)動(dòng)等情況，可利用該方法快速定位故障位置。

在實(shí)施換件診斷時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：①關(guān)閉電源后再進(jìn)行電路板或者組件更換；②在電路板更換時(shí)，交換排查工程中，要對設(shè)置的參數(shù)值進(jìn)行對應(yīng)改變；③當(dāng)電路板上有跳線或者其他線來改變電阻、電容時(shí)，所有的調(diào)換都需要與原版參數(shù)相同；④換件后的模板輸入與輸出要一致，不然會(huì)讓故障情況愈發(fā)嚴(yán)重；⑤在確定某一部位要進(jìn)行替換后，提前對有連接的線路及電器進(jìn)行詳細(xì)檢查，保證沒有故障后才可以更換，避免重新替換的原件受到損壞。

1.4 自診法

目前，數(shù)控系統(tǒng)都有自動(dòng)檢查功能，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中硬件、軟件的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。系統(tǒng)通過自我診斷功能可隨時(shí)了解到系統(tǒng)和主機(jī)接口的有關(guān)情況，對于展現(xiàn)出的故障代碼信息，可以快速診斷出故障位置屬于機(jī)械部分還是數(shù)控部分，從而提高診斷和維修效率。在診斷過程中，可針對報(bào)警信號(hào)來判定故障部件，然后結(jié)合對應(yīng)措施進(jìn)行處理。此外，還可利用原理分析、故障分析、啟動(dòng)診斷等方法進(jìn)行排除。

2 故障診斷原則

（1）先內(nèi)后外。數(shù)控機(jī)床是機(jī)、電、液的組合體，生產(chǎn)中發(fā)生故障，基本上就在這三部分。為了提高故障診斷技術(shù)，應(yīng)按照先內(nèi)后外的排查原則。

（2）先易后難。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，機(jī)床故障多數(shù)是并存且互相交錯(cuò)，操作人員觀察、描述的內(nèi)容常常讓維護(hù)人員無從下手。此時(shí)，可采取先易后難的原則，層層遞進(jìn)，快速解決機(jī)床故障。

（3）先靜后動(dòng)。在靜止?fàn)顟B(tài)檢查過程中，確定機(jī)床設(shè)備具有破壞性時(shí)，要排除危險(xiǎn)后才能接通電源，然后觀察動(dòng)態(tài)情況，這也是保證診斷故障過程中的安全原則。

（4）從機(jī)到電。機(jī)械發(fā)生故障時(shí)，往往比較容易發(fā)現(xiàn)和解決。如果故障部位在數(shù)控系統(tǒng)，則會(huì)增加維修難度。

3 常見故障

（1）系統(tǒng)性故障。在數(shù)控機(jī)床故障中，系統(tǒng)性故障是較為常見的一種，通常發(fā)生系統(tǒng)故障是不會(huì)給數(shù)控機(jī)床設(shè)備帶來損壞和影響的。發(fā)生系統(tǒng)故障的主要原因是數(shù)控機(jī)床在維護(hù)時(shí)沒有按照標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，數(shù)控機(jī)床正常生產(chǎn)時(shí)，系統(tǒng)中設(shè)定的監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)自行檢測其內(nèi)部，在出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時(shí)，就會(huì)發(fā)出警報(bào)，此時(shí)就易出現(xiàn)系統(tǒng)故障，從而引發(fā)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)故障。比如，數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過程中，一個(gè)零部件的參數(shù)超過了系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，機(jī)床的檢測系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)警報(bào)；在冷卻系統(tǒng)油標(biāo)值處于系統(tǒng)最低時(shí)，檢測系統(tǒng)也會(huì)發(fā)生警報(bào)，這些問題都屬于系統(tǒng)性故障，會(huì)給正常運(yùn)轉(zhuǎn)的數(shù)控機(jī)床帶來不良影響。

（2）隨機(jī)故障。隨機(jī)故障指偶然突發(fā)故障。比如，在設(shè)置有關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)時(shí)，沒有按照標(biāo)準(zhǔn)操作或者數(shù)據(jù)明顯設(shè)置錯(cuò)誤，則會(huì)導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床發(fā)生隨機(jī)故障。所以，在安裝數(shù)控機(jī)床過程中，一定要按照規(guī)范和流程進(jìn)行安裝，對于技術(shù)、數(shù)據(jù)等參數(shù)設(shè)置，都必須按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，確保數(shù)控機(jī)床能夠正常生產(chǎn)。

（3）無警報(bào)和警報(bào)故障。數(shù)控機(jī)床在正常生產(chǎn)時(shí)，排除系統(tǒng)、隨機(jī)故障后所出現(xiàn)的故障統(tǒng)稱為無警報(bào)和警報(bào)故障，維修難度大，檢測困難。警報(bào)故障一般是在對數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)診斷和檢測過程中發(fā)生，在對故障進(jìn)行診斷時(shí)，對于故障發(fā)生的因素而做出對應(yīng)的警報(bào)，只有這樣，維修人員才能明確發(fā)生故障的部位，從而確定實(shí)際的故障位置。比如說，當(dāng)數(shù)控機(jī)床的故障發(fā)生在系統(tǒng)軟件部位的時(shí)候，數(shù)控系統(tǒng)的顯示界面就會(huì)顯示對應(yīng)的警報(bào)信息。此外，有些硬件設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)通過不同作用的指示燈來指明和顯示數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的位置，維修數(shù)控機(jī)床的工作人員就可以參考這些信息來定位和維護(hù)數(shù)控機(jī)床。

對比其他故障，無警報(bào)故障和警報(bào)故障的維護(hù)難度更大，在系統(tǒng)發(fā)生故障后，一般是無法輕易檢測出問題的。此時(shí)，技術(shù)維護(hù)人員就需要根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)以及數(shù)控機(jī)床發(fā)生的故障進(jìn)行診斷分析。數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)警報(bào)故障和無警報(bào)故障的因素較多，出現(xiàn)這種故障的因素可能有零件損害導(dǎo)致、環(huán)境干擾引發(fā)的影響及結(jié)構(gòu)故障等等，引發(fā)故障的因素多，且都很復(fù)雜，因此，數(shù)控機(jī)床的維護(hù)人員需要定期對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行保養(yǎng)、維護(hù)和檢修，減少數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的概率，預(yù)防發(fā)生突發(fā)性的大型故障，給企業(yè)生產(chǎn)帶來較大影響。

4 故障診斷及維修方案

（1）系統(tǒng)故障診斷和維修。工作人員應(yīng)時(shí)刻掌握機(jī)床運(yùn)行情況，針對機(jī)床數(shù)據(jù)來嚴(yán)格設(shè)置數(shù)控機(jī)床的參數(shù)。在對系統(tǒng)故障實(shí)施診斷時(shí)，檢修人員要按照規(guī)定的系統(tǒng)參數(shù)來分析和診斷數(shù)控機(jī)床發(fā)生的故障，再根據(jù)顯示出對應(yīng)規(guī)范的參數(shù)指令，并與常規(guī)參數(shù)進(jìn)行比較、分析，如果參數(shù)有異常則表明機(jī)床有故障。

（2）重視與操作人員的交流。操作人員是對數(shù)控機(jī)床最了解的人，因此，在機(jī)床出現(xiàn)問題時(shí)，維修人員不妨先與操作人員溝通，了解機(jī)床運(yùn)行情況以及故障發(fā)生前后的表現(xiàn)，將因操作失誤而導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床發(fā)生的故障排除，再進(jìn)行鑒別、診斷和定位故障位置，根據(jù)診斷結(jié)果實(shí)施對應(yīng)的維修方案。

（3）利用PLC 程序排查機(jī)械故障。當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)機(jī)械故障時(shí)，維修人員可以利用PLC 控制器顯示的梯形圖對故障進(jìn)行分析，借助PLC 程序中對系統(tǒng)的分析，確定故障來源。

（4）保養(yǎng)及維護(hù)。為了讓數(shù)控機(jī)床更好地運(yùn)轉(zhuǎn)，需要定期對機(jī)床保養(yǎng)和維護(hù)，企業(yè)也需要定期對維修技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，從而提高維修效率，減少機(jī)床發(fā)生故障的概率。

在保養(yǎng)和維護(hù)過程中，可根據(jù)如下幾點(diǎn)進(jìn)行實(shí)施：①對數(shù)控機(jī)床直流電動(dòng)機(jī)要加強(qiáng)維護(hù)和保養(yǎng)。直流電動(dòng)機(jī)在使用中，容易受損的為換向器和電刷，因此，要定期檢查、更換這些部位的零件，保證直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常；②對數(shù)控機(jī)床中的坐標(biāo)軸定期進(jìn)行承受限度試驗(yàn)。此外，還需要對數(shù)控機(jī)床中的制冷設(shè)備加強(qiáng)維護(hù)和保養(yǎng)，若制冷設(shè)備出現(xiàn)故障，數(shù)控機(jī)床就無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，數(shù)控機(jī)床中的電子元件出現(xiàn)故障的概率較大，一般為電子元件松動(dòng)和損壞，原因?yàn)闄C(jī)械振動(dòng)導(dǎo)致。在維護(hù)和保養(yǎng)時(shí)，也要及時(shí)檢查這些位置；③數(shù)控機(jī)床零部件間的潤滑會(huì)對數(shù)控機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)有直接影響，所以潤滑系統(tǒng)也需要定期保養(yǎng)和維護(hù)，才能確保機(jī)床正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

5 結(jié)束語

綜上所述，在日常工作過程中，要定期對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行維護(hù)和檢修，提高對數(shù)控機(jī)床故障的診斷和維修效率。制定科學(xué)有效診斷故障的方案，遵循對應(yīng)的診斷原則來診斷和確定數(shù)控機(jī)床的故障，并實(shí)施高效的維修方案，及時(shí)有效地解決數(shù)控機(jī)床的故障問題，才能保證數(shù)控機(jī)床正常工作。