方衛(wèi)華

(黑龍江北大荒農(nóng)業(yè)股份有限公司浩良河化肥分公司)

1 維修數(shù)控機床的必備工具

(1)必備的物理工具。包括吸錫器，電烙鐵，旋具類，各種扳手，各種鉗類工具，另外加上剪刀，卷尺等常用工具。

(2)必備儀表類工具。首先，要必備的儀表類工具就是常用的長度測量工具用于測量機床移動距離，反向間隙值等，通過測量，可以大致判斷機床的一位精度，重復定位精度，加工精度等，根據(jù)測量值可以調(diào)整數(shù)控系統(tǒng)的電子齒輪比，反向間隙等主要參數(shù)，以恢復機床精度，占是機械部件維修測量的主要檢測工具之一。另外，一些細致的電子測量儀表也是必須的，如:數(shù)字轉(zhuǎn)速表，相序表，示波器，數(shù)字萬用表等。

(3)準備一些常用的零部件。數(shù)控機床的維修涉及的元器件，零件眾多，備用的元件不可能全部準備充分，齊全，但是，若維修人員能準備一些最為常見的易損元器件，可以給維修帶來很大的方便，有助于迅速處理解決問題。

2 常見故障分類

(1)硬件故障和軟件故障。硬件故障是只是更換已損壞的器件，故障才能排除，軟件故障是程序編制或參數(shù)錯誤造成的故障，只要相應改變程序內(nèi)容或修改參數(shù)就能排除。

(2)系統(tǒng)性故障和隨機性故障系統(tǒng)性故障是只要滿足一定的條件，數(shù)控設(shè)備必然出現(xiàn)的故障，而隨機性故障是在同樣的條件下，只是偶然出現(xiàn)的故障，因此，隨機性故障的分析和排除較為困難，這類故障往往與機械結(jié)構(gòu)的局部松動錯位，數(shù)控系統(tǒng)中部分元器件工作特性漂移及機床電氣元件可靠性下降等有關(guān)，這類故障的排除要經(jīng)過反復試驗，綜合判斷才能排除。

(3)破壞性故障和非破壞性故障。如伺服系統(tǒng)失控造成飛車等破壞性故障，維修人員在維修時不許重演故障，只能根據(jù)現(xiàn)場人員介紹，經(jīng)過檢查，分析來排除，所以技術(shù)難度較高，且有一定的風險。

(4)有診斷和無診斷顯示故障?，F(xiàn)今的數(shù)控設(shè)備都有較豐富的自診斷功能，如目前國內(nèi)配置了較多的日本FANUC公司和德國西門子公司的數(shù)控系統(tǒng)都具有幾百條報警號，有診斷顯示的故障一般都與控制部分有關(guān)，可根據(jù)報警內(nèi)容，很容易找到故障原因。

(5)運動品質(zhì)特性下降故障。出現(xiàn)這類故障時，數(shù)控設(shè)備仍可照常運行，但加工不出合格的工件。因無任何報警顯示，只能靠檢測儀器的檢測來發(fā)現(xiàn)。例如，數(shù)控設(shè)備定位精度超差，反向死區(qū)太大，運動中發(fā)生振蕩等，這類故障必須配合檢測儀器，采取對機械，數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)等調(diào)整措施解決。

3 數(shù)控機床故障診斷

(1)先外部后內(nèi)部。維修人員應先由外向內(nèi)逐一進行排查。盡量避免隨意地啟封，拆卸，否則會擴大故障，使機床喪失精度，降低性能，系統(tǒng)外部的故障主要是由于檢測開關(guān)，液壓元件，氣動元件，電氣執(zhí)行元件，機械裝置等出現(xiàn)問題問題而引起的。

(2)先機械后電氣。一般來說，機械故障較易發(fā)覺，而數(shù)控系統(tǒng)及電氣故障的診斷難度較大，在故障檢修之前，首先注意排除機械性的故障。

(3)先靜態(tài)后動態(tài)。先在機床斷電的靜止狀態(tài)，通過了解，觀察，測試，分析，確認通電后不會造成故障擴大，發(fā)生事故后，方可給機床通電。在運行狀態(tài)下，進行動態(tài)的觀察，檢驗和測試，查找故障，而對通電后會發(fā)生破壞性故障的，必須先排除危險后，方可通電。

(4)先簡單后復雜。當出現(xiàn)多種故障互相交織，一時無從下手時，先解決容易的問題，后解決難度較大的問題，往往簡單問題解決后，難度大的問題也可能變得容易。

4 數(shù)控機床的故障診斷技術(shù)

(1)起動診斷。起動診斷是指CNC系統(tǒng)每次從通電開始，系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序就自動執(zhí)行診斷診斷的內(nèi)容為系統(tǒng)中最關(guān)鍵的硬件和系統(tǒng)控制軟件，如CPU，存儲器等單元模塊，以及MDI/CRT單元，紙帶閱讀機，軟盤單元等裝置或外部設(shè)備。只有當全部項目都確認正確無誤之后，整個系統(tǒng)才能進入正常運行的準備狀態(tài)，否則將在CRT畫面或發(fā)光二極管用報警方式指示故障信息，此時起動診斷過程不能結(jié)束，系統(tǒng)無法投入運行。

(2)在線診斷。在線診斷是指通過CNC系統(tǒng)的內(nèi)裝程序，在系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)時對CNC系統(tǒng)本身及CNC裝置相連的各個伺服單元，伺服電機，主軸伺服單元和主軸電動機以及外部設(shè)備等進行自動診斷，檢查。只要系統(tǒng)不停電，在線診斷就不會停止。

(3)離線診斷。離線診斷是指數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，數(shù)控系統(tǒng)制造廠家或?qū)I(yè)維修中心利用專用的診斷軟件測試裝置進行停機檢查。力求把故障定位到盡可能小的范圍內(nèi)，如縮小到某個功能模塊，某部分電路，甚至某個芯片或元件，這種故障定位更為精確。

5 故障的處理步驟

(1)充分掌握故障信息。①故障發(fā)生時報警號和報警提示是什么?②如無報警，系統(tǒng)處于何種工作狀態(tài)?系統(tǒng)工作方式的診斷結(jié)果是什么?③故障發(fā)生時運動軸處于什么位置?④故障發(fā)生時執(zhí)行了什么指令，進行了何種操作?⑤以前是否發(fā)生類似故障?故障是否重復發(fā)生等等。

(2)分析故障原因。在分析故障原因時，必須考慮2點，首先是充分調(diào)查現(xiàn)場，在掌握第一手材料的基礎(chǔ)上，把發(fā)生的故障正確列出來，其次是要開闊思路，無論是機，液，氣，還是數(shù)據(jù)系統(tǒng)，強電部分，把可能引起故障的原因及每一種可能解決故障的方法全部列出來，進行綜合判斷和篩選。

6 常見故障檢測

(1)快速檢測故障和維修原則。先簡單后復雜。當出現(xiàn)多種故障現(xiàn)象時，先解決簡單問題，常常在解決簡單故障過程中，難度大的故障往往變得容易解決了，或在排除簡單故障時受到啟發(fā)，對復雜故障的認識更清晰，從而有了解決辦法。

(2)先機械后電氣。一般來說，機械故障易察覺，而數(shù)控系統(tǒng)故障的診斷難度要大些。根據(jù)經(jīng)驗，數(shù)控機床故障中吸很大一部分是由機械動作失靈引起的。因此，首先注意排除機械性故障，往往可以達到事半功倍的效果。

(3)先外部后內(nèi)部。當數(shù)控機床發(fā)生故障后，維修人員通過望，聞，聽，問等方法，由外部向內(nèi)部逐個進行檢查，首先應檢查外部的開關(guān)，接插件連接等，因其接觸不良造成信號傳遞失靈，是產(chǎn)生數(shù)控機床故障的重要原因之一。因此，通過檢查和排除這些部位引起的故障，可迅速解決數(shù)控機床運行中的故障。

(4)先靜后動。檢查排除故障時，應先在機床斷電的靜止狀態(tài)下通過觀察，測試，分析，并確認為非惡性或破壞性故障后，才能給機床通電，再在運行工況下，進行動態(tài)的觀察，測試和檢驗。而對于確定為惡性的破壞性故障時，必須先行處理排除危險后，方可進行通電，然后在運行工況下進行動態(tài)診斷。

7 快速檢測故障和維修方法

(1)機械部分故障檢查方法。①主軸部件故障。由于采用電氣調(diào)速，主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡單，自動變檔位置，自動接緊刀柄裝置及主軸運動精度過保持性等是可能出現(xiàn)故障的部位。②進給傳動鏈故障。由于普遍采用了滾動摩擦副，進給傳動鏈故障大部分是以運動品質(zhì)下降表現(xiàn)出來的。如定位精度下降，反身間隙過大，機械爬行，軸承噪聲過大等。因此，這部分檢修常與運動副預緊力，松動環(huán)節(jié)和補償環(huán)節(jié)的調(diào)整等。③行程開關(guān)故障。為保證數(shù)控機床的工作可靠性，大量采用了限制運動位置的行程開關(guān)。機床長期工作后，運動部件運動特性變化，壓合行程開關(guān)的機械裝置及行程開關(guān)本身品質(zhì)特性等都會影響整機的故障率。

(2)數(shù)控系統(tǒng)故障檢查方法。①直觀法。這是一種最基本，最簡單的方法。維修人員通過對故障發(fā)生的各種光，聲，味等異常現(xiàn)象的認真觀察，可將故障范圍縮小到一個模塊上。這往往要求維修人員具有豐富的實踐經(jīng)驗以及綜合判斷能力。②參數(shù)診斷。數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)是經(jīng)過一系列試驗，調(diào)整而獲得的重要數(shù)據(jù)，這些參數(shù)直接影響著數(shù)控機床的性能。參數(shù)通常是存放在存儲器中，一旦電池電量不足或由于外界的某種干擾等因素，會使個別參數(shù)丟失或變化，使系統(tǒng)發(fā)生混亂，機床無法正常工作。通過核對，修正參數(shù)，就能將故障排除。

(3)交換法。這是一種在現(xiàn)場判斷故障時簡單易行的常用方法。即在分析出故障大致原因的情況下，維修人員可用備用的完好器件，如印刷電路板，模板，集成電路芯片或元器件等替換有故障疑點的印刷電路板，模板，集成電路芯片或元器件，替換后，若故障消除，則可將范圍縮小到某一器件上。

(4)自診斷功能法。故障診斷技術(shù)是當今數(shù)控系統(tǒng)一項十分重要的技術(shù)，它的強弱是評價系統(tǒng)性能的一項重要指標。當數(shù)控系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，借僵系統(tǒng)的自診斷功能，往往可以迅速，準確查明原因，并確定故障部位，這個方法是當前維修中最常用，最有效的一種方法。

(5)隔離法。有些故障，如運動抓行，抖動等，當一時難以芪分是數(shù)控部分還是伺服部分或是機械部分故障造成時，常采用隔離法。將電機分離，數(shù)控與伺服分離，位置閉環(huán)分隔作開環(huán)處理，這樣能將復雜的問題化為簡單，較快地找到故障的原因。

(6)局部升溫法。數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過長期運行后元器件均要老化，性能變壞。當他們尚未完全損壞時，出現(xiàn)的故障會變得時隱時現(xiàn)，這時可用熱吹風貢或電烙鐵等對被懷疑的元器件進行局部升溫，加速其老化，以便徹底暴露故障部件。

(7)更新建立法。當CNC或PLC裝置由于電網(wǎng)干擾，或其它偶然原因發(fā)生異常情況或死機的同時，應清除有關(guān)內(nèi)存區(qū)，重新進行冷起動或熱啟動。并對CNC參數(shù)進行重新設(shè)置，便可排除故障。

8 數(shù)控機床的日常維護問題

數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心部件，因此，數(shù)控機床的維護主要是數(shù)控系統(tǒng)的維護。數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過一段較長時間的使用，電子元器件性能要老化甚至損壞，要想延長元器件的壽命和零部件的磨損周期，就要求我們?nèi)粘λ鼈冞M行維護，維護要點有三:(1)因為在機加工車間的空氣中一般都含有油霧，灰塵甚至金屬粉未，一旦它們落在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的印制線路或電器件上，容易引起元器件間絕緣電組下降，甚至導致元器件及印制線路的損壞。因此除非進行必要的調(diào)整和維修，不允許隨便開啟柜門，更不允許在使用時敞開柜門。(2)每天檢查數(shù)控系統(tǒng)上各個風扇工作是否正常，應視工作環(huán)境狀況，每月或每季度檢查一次風道通過濾器是否有堵塞現(xiàn)象，否則將引起溫度報警系統(tǒng)不可靠的后果。(3)多檢查一下機床的電纜線，主要檢查移動電纜線的接頭，硬角處接觸不良，斷線，虛接，或短路等故障，這樣才能更有效的減少因為電壓等問題導致的不良后果。

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