唐文華

柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系，廣西 柳州 545006

對(duì)于現(xiàn)代企業(yè)，面臨著競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)，要使之始終能處于不敗之地，歸根結(jié)底就是要管理好設(shè)備，正如一位行業(yè)專家所說(shuō)，如今的企業(yè)，與其是說(shuō)管理好資金，不如說(shuō)是管理好設(shè)備，因?yàn)樵O(shè)備是企業(yè)的生命，而作為機(jī)加工企業(yè)的重點(diǎn)設(shè)備數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)，隨著科學(xué)與生產(chǎn)技術(shù)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的可靠性、穩(wěn)定性越來(lái)越高，故障率也越來(lái)越低。但是，機(jī)床在運(yùn)行過(guò)程中，不可避免地會(huì)發(fā)生不同程度、不同類型的故障。由于數(shù)控機(jī)床先進(jìn)性、復(fù)雜性和高智能化的特點(diǎn)，與過(guò)去的普通機(jī)床維修相比，數(shù)控機(jī)床維護(hù)與維修在理論、技術(shù)和手段上都發(fā)生了質(zhì)的飛躍。因此，熟悉數(shù)控機(jī)床故障的特征，掌握數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法和手段，對(duì)確定故障的原因和排除有著重大的作用。

1 故障診斷的原則

1.1 先外部后內(nèi)部

隨著生產(chǎn)科技的發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性要求越來(lái)越高，數(shù)控系統(tǒng)本身的故障率也越來(lái)越低，在數(shù)控機(jī)床日常使用中發(fā)現(xiàn)，數(shù)控系統(tǒng)中的部分故障大多是由于非系統(tǒng)的、人為的因素引起的，因此，維修管理人員應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行從內(nèi)到外的詳細(xì)檢查，逐一排查故障原因。檢查時(shí)，應(yīng)先了解其維修史、使用年限等，接著檢查系統(tǒng)外部。系統(tǒng)外部的故障主要是由于檢測(cè)開(kāi)關(guān)、電氣執(zhí)行元件、液壓元件、機(jī)械裝置等出現(xiàn)問(wèn)題而引起的。然后再對(duì)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行檢查，拆卸前應(yīng)排除周邊的故障因素,確定為系統(tǒng)內(nèi)故障后才能拆卸,否則,盲目拆卸,可能將設(shè)備越修越壞。此外，還應(yīng)避免數(shù)控機(jī)床的隨意開(kāi)啟和關(guān)閉，否則會(huì)擴(kuò)大故障范圍和程度，嚴(yán)重?fù)p害機(jī)床的穩(wěn)定性，導(dǎo)致機(jī)床加工精度降低。

1.2 先機(jī)械后電氣

通常來(lái)說(shuō)，機(jī)床的機(jī)械故障是比較容易被發(fā)現(xiàn)的，但數(shù)控系統(tǒng)及電氣故障卻很難被發(fā)現(xiàn)。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，數(shù)控機(jī)床中的部分故障都是由機(jī)械部分失靈引起的。所以，設(shè)備管理人員在進(jìn)行檢查時(shí)，一定要先排除機(jī)械性故障，以便為接下來(lái)的其他故障檢查提供便利。只有在確定機(jī)械零部件無(wú)故障后，再進(jìn)行電氣方面的檢查。檢查電路故障時(shí)，應(yīng)利用檢測(cè)儀器尋找故障部位，確認(rèn)無(wú)接觸不良故障后，再有針對(duì)性地查看線路與機(jī)械的運(yùn)作關(guān)系，以免誤判。

1.3 先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)

如果機(jī)床已經(jīng)斷電，處在一種靜止的狀態(tài)下，檢查人員必須經(jīng)過(guò)了解、觀察、測(cè)試、分析和判斷，檢查電氣設(shè)備按鈕、接觸器、熱繼電器以及保險(xiǎn)絲的好壞，從而判定故障的所在。在確定機(jī)床通電后不會(huì)發(fā)生較大的故障和事故，才能給機(jī)床通電。如果在通電后會(huì)發(fā)生故障和事故時(shí)，則必須先排除存在的危險(xiǎn)，再通電運(yùn)行。在運(yùn)行狀態(tài)下，必須進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察，檢查有無(wú)冒煙、打火、有無(wú)異常聲音、氣味，觸摸有無(wú)過(guò)熱，以及測(cè)量參數(shù)是否正常，判斷故障，尋找故障源。

1.4 先簡(jiǎn)單后復(fù)雜

實(shí)踐中，數(shù)控車床故障的出現(xiàn)是相互影響的，當(dāng)檢查人員沒(méi)有頭緒時(shí)，應(yīng)先解決容易的問(wèn)題，再解決難度較大的問(wèn)題。因?yàn)樵诮鉀Q簡(jiǎn)單問(wèn)題后，難度大的問(wèn)題也會(huì)變得簡(jiǎn)單。

1.5 先一般后特殊

在排除故障時(shí)，應(yīng)先考慮常見(jiàn)的故障因素，再分析比較少發(fā)生的故障因素。

一般情況，機(jī)械設(shè)備引起的故障，為硬故障，占常見(jiàn)故障的50%左右。而電氣設(shè)備的特殊故障多為軟故障，要靠經(jīng)驗(yàn)和儀表來(lái)測(cè)量和維修。

2 故障的檢查與排除

2.1 軟故障

軟故障是指由于操作、調(diào)整處理不當(dāng)引起的，這類故障多發(fā)生在設(shè)備使用前期或設(shè)備使用人員調(diào)整時(shí)期。

2.4.5 速效鉀 長(zhǎng)順縣土壤速效鉀含量涵蓋1～5等級(jí)(圖3e)，其中上等水平耕地面積181.87 km2，占全縣耕地面積的41.4%，主要分布在長(zhǎng)順縣的西部和東北部；中等水平耕地面積254.54 km2，占全縣耕地面積的57.95%，主要分布在長(zhǎng)順縣的北部和東部。

如果數(shù)控機(jī)床無(wú)法正常工作，通常應(yīng)考慮為其系統(tǒng)參數(shù)的錯(cuò)誤因素。之所以會(huì)出現(xiàn)這一問(wèn)題，是由于維護(hù)人員沒(méi)有正確設(shè)置運(yùn)行參數(shù)，而數(shù)控系統(tǒng)由于意外問(wèn)題，或者意外情況導(dǎo)致正確的參數(shù)丟失或發(fā)生錯(cuò)誤，如：數(shù)控系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間擱置不用，參數(shù)保護(hù)電池的電壓變低，無(wú)法再正常保護(hù)數(shù)控系統(tǒng)。出現(xiàn)這些故障時(shí)，都必須重新設(shè)置參數(shù)，確保系統(tǒng)恢復(fù)正常。在數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行正常的情況下，系統(tǒng)有時(shí)也會(huì)因?yàn)槟撤N問(wèn)題讓設(shè)備處在死循環(huán)的狀態(tài)下，但是只要按動(dòng)操作面板上的系統(tǒng)復(fù)位鍵或重新加電，系統(tǒng)就能重啟并恢復(fù)正常。

如果備用電池的斷電或電壓降低，維護(hù)人員需要更換備用電池（注意：備用電池更換需在通電運(yùn)行的情況下進(jìn)行，不然會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)據(jù)的丟失）。在系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)更換片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或單片機(jī)本身可以解決故障問(wèn)題。

2.2 伺服系統(tǒng)故障

數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)是由驅(qū)動(dòng)器伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠，以旋轉(zhuǎn)編碼器做位置反饋元件，最后形成半閉環(huán)位置控制來(lái)運(yùn)行的。伺服系統(tǒng)故障主要由驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、旋轉(zhuǎn)編碼器等問(wèn)題造成，通常情況是驅(qū)動(dòng)軸的問(wèn)題，例如，驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)設(shè)置不正確，驅(qū)動(dòng)器的電纜運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題，驅(qū)動(dòng)器內(nèi)功率元件因散熱不好、過(guò)流、短路導(dǎo)致電路的損害。故障排除方式有徹底清掃數(shù)控箱，維護(hù)電路板，保證機(jī)床工作環(huán)境的干燥。如果還是無(wú)法解決故障，可以使用兩塊良好的功放驅(qū)動(dòng)電路板替換。

2.3 電機(jī)失步

該故障通常是因電機(jī)缺相引起的，檢查方法：先斷電，采取手動(dòng)空轉(zhuǎn)，若發(fā)生劇烈抖動(dòng)和左右搖晃，為電機(jī)缺相（包括驅(qū)動(dòng)板）。檢查故障時(shí)如發(fā)現(xiàn)斷線，那就應(yīng)考慮為驅(qū)動(dòng)板缺相，需更換大功率管。如果空轉(zhuǎn)時(shí)電機(jī)正常，工作時(shí)驅(qū)動(dòng)力矩不足，則應(yīng)更換前級(jí)放大器件。

2.4 外部故障

數(shù)控機(jī)床的大部分故障都是由外部硬件操作引起的，由于操作、調(diào)整、處理不當(dāng)，數(shù)控系統(tǒng)的外部器件（按鈕開(kāi)關(guān)、檢測(cè)元件如旋轉(zhuǎn)編碼器、交流接觸器等）是出現(xiàn)問(wèn)題的關(guān)鍵，不過(guò)也有可能是機(jī)床本身的問(wèn)題引起的。如：機(jī)床中的換刀操作刀架不響應(yīng)，通常是正轉(zhuǎn)繼電器損壞。數(shù)控機(jī)床機(jī)械部分出現(xiàn)松動(dòng)、打滑、卡死也會(huì)影響到數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行。這些故障通常是因?yàn)榫庸げ涣?，零件表面粗糙度差，坐?biāo)軸高速運(yùn)動(dòng)時(shí)卡滯等，但通過(guò)肉眼觀察通常能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在。此外，這類故障有些可以通過(guò)報(bào)警信息查找故障原因，因?yàn)閷?duì)一般的數(shù)控系統(tǒng)來(lái)講都有故障診斷功能或信息報(bào)警。維修人員可利用這些信息手段縮小診斷范圍。而有些故障雖有報(bào)警信息顯示，但并不能反映故障的真實(shí)原因。這時(shí)需根據(jù)報(bào)警信息和故障現(xiàn)象來(lái)分析解決。

2.5 其他原因引起的故障

機(jī)床運(yùn)行時(shí)如果供電不足，就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重波動(dòng)，數(shù)控系統(tǒng)會(huì)報(bào)警、死機(jī)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞電源開(kāi)關(guān)和系統(tǒng)硬件。而機(jī)床配置穩(wěn)壓電源，在供電不足的情況下會(huì)停止機(jī)床運(yùn)行。

數(shù)控系統(tǒng)的接地不穩(wěn)定，會(huì)直接影響到系統(tǒng)正常運(yùn)行。因此，數(shù)控接地必須堅(jiān)持一點(diǎn)接地原則。

數(shù)控系統(tǒng)的外部電纜走向不正確，也會(huì)給數(shù)控系統(tǒng)帶來(lái)運(yùn)行障礙。外部電纜走線必須是直流信號(hào)，電纜與交流電源之間的電纜必須分開(kāi)，不得將其交纏在一起，直流信號(hào)電纜也不得從交流信號(hào)較強(qiáng)的地方（如主軸電機(jī)附近）經(jīng)過(guò)。

3 減少故障發(fā)生的措施

數(shù)控車床是各類機(jī)床中應(yīng)用較為普遍的機(jī)床。為使設(shè)備處于良好的安全狀態(tài)，確保設(shè)備對(duì)環(huán)境影響達(dá)標(biāo)，確保數(shù)控系統(tǒng)的完整性，延長(zhǎng)使用壽命，只是完善故障處理是不夠的。數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)工作也顯得十分重要，維護(hù)人員必須嚴(yán)格按照機(jī)床操作規(guī)則和保養(yǎng)條例進(jìn)行維護(hù)，操作人員不僅要掌握遵守設(shè)備的安全操作規(guī)程，不超負(fù)荷使用設(shè)備，做到合理使用；還要對(duì)設(shè)備實(shí)行精心保養(yǎng)，保養(yǎng)時(shí)貫徹預(yù)防為主的原則。這樣才能有效延長(zhǎng)電氣的使用壽命、預(yù)防機(jī)械的非正常磨損、避免意外發(fā)生。只要及時(shí)維護(hù)，就能減少故障的發(fā)生。為此，操作人員必須在機(jī)床的日常維護(hù)中做好常規(guī)故障檢查工作，并要求相關(guān)人員嚴(yán)格按照機(jī)床操作規(guī)范進(jìn)行操作。針對(duì)長(zhǎng)期停用的機(jī)床，必須定期進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)啟和通電運(yùn)行；其次，維護(hù)人員必須親臨現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)每臺(tái)機(jī)床保養(yǎng)的具體要求，加強(qiáng)機(jī)床的日常維護(hù)和修理。還要定期對(duì)機(jī)床機(jī)械部分，數(shù)控裝置及電氣、電機(jī)等進(jìn)行檢查和必要的調(diào)整。

4 數(shù)控車床日常清潔保養(yǎng)實(shí)例

4.1 設(shè)備使用重在養(yǎng)

表1 數(shù)控車床日常清潔保養(yǎng)部位

4.2 數(shù)控車床日常保養(yǎng)操作步驟和方法

1）先用清洗液兌水（清洗液兌水比例為1/10），然后用棉紗沾濕清洗液擦拭車床所有的油漆面部位，從上到下（內(nèi)到外）擦拭；

2）用棉紗沾濕擦拭刀架、加工導(dǎo)軌面、絲桿等部位（戴橡膠手套以防傷手）；

3）用小毛掃清除電氣箱、電機(jī)外殼灰塵，用干棉紗擦拭電氣箱、電機(jī)外殼部位；

4）用干棉紗擦干車床各部位及集油盤。保持車床各部位無(wú)污漬、無(wú)水漬、無(wú)油漬；

5）用干棉紗擦拭工具箱、工作臺(tái)等部位。保持各部位無(wú)污漬、無(wú)水漬、無(wú)油漬；

6）車床清潔后按潤(rùn)滑要求和潤(rùn)滑系統(tǒng)位置對(duì)車床潤(rùn)滑部位進(jìn)行加油潤(rùn)滑；

7）按照5S管理要求清潔車床周邊地面，車床及周邊環(huán)境無(wú)異物、無(wú)油污、干凈整潔。

4.3 數(shù)控車床日常保養(yǎng)清潔要求

1）下班前清掃干凈車床無(wú)鐵屑；保持車床各部位無(wú)污漬、無(wú)水漬、無(wú)油漬；

2）各導(dǎo)軌面（大、中）和刀架加機(jī)油防銹；

3）清理工、量、夾具擦干凈歸位；打掃機(jī)床底下和周邊衛(wèi)生，工作環(huán)境干凈；

4）每個(gè)工作班結(jié)束后，應(yīng)關(guān)閉機(jī)床總電源。填寫(xiě)交接班記錄本（機(jī)床運(yùn)行情況）。

4.4 數(shù)控車床日常保養(yǎng)安全操作注意事項(xiàng)

1）按上崗要求正確穿戴工作服、工作帽。交接班時(shí)注意檢查車床各操作手柄是否在正確位置，潤(rùn)滑部位的油量是否充足或漏油；

2）帶電及旋轉(zhuǎn)部位必須斷電停機(jī)后再清掃、清潔、擦拭，注意安全操作；

3）操作面板、顯示器、電氣箱、電機(jī)外殼等部位必須用干毛巾或者干棉紗擦拭；

4）清潔時(shí)注意保護(hù)車床油漆面，不能使用利器清潔油漆面。操作者每班清潔一次。

5 結(jié)論

認(rèn)真做好數(shù)控機(jī)床維護(hù)，不能僅對(duì)故障的問(wèn)題進(jìn)行檢查和排除，還應(yīng)對(duì)機(jī)床做好日常維護(hù)。保證系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行，發(fā)揮其最大的作用。

[1]楊奕昕.車床數(shù)控的故障診斷與維修[J].兵工自動(dòng)化，2004(5).

[2]吳兵清，劉愛(ài)祥.經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床故障診斷與維修[J].江漢石油職工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006(11).

[3]徐進(jìn)，揚(yáng)金玉.數(shù)控車床常見(jiàn)故障診斷與維修[J].設(shè)備管理與維修，2009(1).