山東核電設(shè)備有限公司 姜愛寧

數(shù)控機床故障診斷與維修

山東核電設(shè)備有限公司 姜愛寧

數(shù)控機床融合機、電、光、液于一身，具有高、精、尖的技術(shù)優(yōu)勢，在眾多行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)的機械設(shè)備相比，數(shù)控機床控制精度高，加工質(zhì)量可靠，生產(chǎn)效率高，靈活性好，得到了各行業(yè)的好評。但由于機械的磨損、失效、銹蝕等問題，在使用過程中會出現(xiàn)數(shù)控機床的內(nèi)部元件老化、控制電流和電壓穩(wěn)定性降低、溫度過高過低、軟件丟失等問題，都可能使機床產(chǎn)生故障。當(dāng)數(shù)控機床系統(tǒng)的某個部分出現(xiàn)故障時，就必須停機停產(chǎn)，進(jìn)行維修，從而影響了生產(chǎn)進(jìn)度。因此，對數(shù)控機床的有效診斷和搶修就成為了生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵。

一、數(shù)控機床故障檢修方法

1.動作檢修。在數(shù)控機床運行時，檢查各部件的運動情況，找出運行不穩(wěn)定的部分，然后找出故障點。

2.狀態(tài)檢修。在機床運行時，觀察電機系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動情況，從而確定故障所在。

3.點檢檢修。不定期點檢測氣動元件、液壓元件和強電柜等器件。

4.操作檢修。通過不斷的測試，檢查程序和操作上的錯誤，尋找有無代碼錯誤。

5.數(shù)控系統(tǒng)故障自我檢修。隨著微電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，對于不同的數(shù)控系統(tǒng)中存在的故障，能通過相互間的共性查找故障。

二、數(shù)控機床故障診斷原則

1.由外向內(nèi)。數(shù)控機床集機械、液壓、電氣為一體，其故障通常也由這3個方面共同反映出來。在日常的檢修過程中，應(yīng)按照由外向內(nèi)的原則，盡可能地避免隨意啟封、拆卸等操作，以免影響機床的精度，削弱機床的性能。

2.先機械后系統(tǒng)。機械故障是一些物理性故障，通常比較容易檢測；而系統(tǒng)故障診斷難度更大，一般要通過多次的測試才能找出故障原因。因此，首先應(yīng)檢修機械性的故障，然后再檢查數(shù)控系統(tǒng)故障，以保證工作效率。

3.先靜后動。機床故障可分為非破壞性和破壞性故障，對于非破壞性故障，應(yīng)先在斷電的情況下，對機床進(jìn)行監(jiān)測、測試和分析，當(dāng)確認(rèn)為非破壞性故障后，才能給機床通電。然后在機床運行的條件下，對運轉(zhuǎn)過程進(jìn)行觀察、檢驗和測試，找出問題所在。如果是破壞性的故障，則必須在排除危險后，才能給機床通電。

4.先易后難。數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)的故障往往比較復(fù)雜性，加之各類故障之間又是相互聯(lián)系的。因此，應(yīng)先解決相對容易的問題，再解決復(fù)雜的問題。

三、數(shù)控機床故障的診斷

1.功能程序測試法。這種方法是通過編制一個新的程序，該程序中包含了數(shù)控系統(tǒng)的特殊功能和常用功能，將該程序輸入數(shù)控系統(tǒng)，檢測在系統(tǒng)運行該程序時，機床運行這些功能的準(zhǔn)確度和可靠性，以此來檢測系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，并判斷故障出現(xiàn)的原因。

2.系統(tǒng)自診斷法。數(shù)控系統(tǒng)具有自診斷功能，可以時刻監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的工作情況。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，會馬上在CRT上出現(xiàn)警告信息，操作人員可以通過發(fā)光二極管的相關(guān)指示找出故障原因，這在維修中起到了非常重要的作用。

3.模塊備件替換法。隨著現(xiàn)代電路技術(shù)的發(fā)展，電路技術(shù)向集成電路方向發(fā)展，變得越來越復(fù)雜。當(dāng)故障出現(xiàn)時，往往不能將故障鎖定在一個固定的、相對小的范圍內(nèi)，當(dāng)缺少診斷所需備件時，可以用其他相同備件進(jìn)行替換，從而達(dá)到檢測目的。對于現(xiàn)在的數(shù)控檢修技術(shù)，采用替換檢修的方法，將大大縮短故障停機時間，讓系統(tǒng)盡快恢復(fù)正常工作。

4.接口信號檢查。利用可編程序控制器在線檢測機床控制系統(tǒng)的接回信號，并與接口手冊的正確信號對比，就可以查找出故障出現(xiàn)的部位。

四、故障診斷實例分析

數(shù)控機床的驅(qū)動部分是強弱電一體的，是數(shù)控機床中最易出現(xiàn)故障的部分。如，數(shù)控機床在運轉(zhuǎn)過程中，主軸有時不能回到原有的參考點；在數(shù)控操作面板上，主軸轉(zhuǎn)速顯示時有時無，但主軸運轉(zhuǎn)正常。由于機床采用的是變頻調(diào)速，轉(zhuǎn)速信號是由編碼器決定的，因此，對于這些問題，故障出現(xiàn)的可能原因應(yīng)從以下兩個方面考慮。

1.與數(shù)控系統(tǒng)連接的ECU連接是否出現(xiàn)故障。

2.主軸的機械在連接上是否出現(xiàn)問題。

具體來說，應(yīng)先檢測主軸與ECU的連接是否正常，如果連接是正常，就把編碼器拆下來，檢查主傳動與編碼器的連接鍵是否脫離鍵槽，如果出現(xiàn)故障，只需將故障元件修好并重新安裝，即可解決問題。

五、數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)

1.嚴(yán)格遵循操作規(guī)程。按機床和系統(tǒng)使用說明書的要求正確、合理地使用，避免人為的原因使設(shè)備產(chǎn)生故障。

2.經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓。數(shù)控系統(tǒng)要求的電網(wǎng)電壓范圍為額定值的– 15% ～ + 10%，如果超出這個范圍，輕則系統(tǒng)不穩(wěn)定，重則損壞重要電子元件。因此，在電網(wǎng)穩(wěn)定性較差的地區(qū)，應(yīng)及時配備數(shù)控系統(tǒng)專用的交流穩(wěn)壓電源裝置，以降低系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率。

綜上，造成數(shù)控機床產(chǎn)生故障的原因有很多，在檢修時應(yīng)全面檢查，先找出產(chǎn)生故障的可能原因和可能的范圍，再逐步進(jìn)行檢修和排查，最終找出故障問題。解決數(shù)控機床的故障問題，要做到防范于未然，確保系統(tǒng)的正常運行，盡可能地提高生產(chǎn)效率。