數(shù)控機(jī)床是一種綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)和制造等先進(jìn)技術(shù)的高新技術(shù)產(chǎn)物，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。在設(shè)有數(shù)控加工專業(yè)的技工院校中，實(shí)訓(xùn)數(shù)控機(jī)床的檔次和擁有量，是反映一所學(xué)校硬件條件的重要標(biāo)志?，F(xiàn)在很多中職的學(xué)校都開設(shè)了數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修課程?？墒歉鱾€(gè)學(xué)校用于教學(xué)的數(shù)控系統(tǒng)品牌、型號不同，系統(tǒng)復(fù)雜程度也不一樣，功能各異，結(jié)構(gòu)樣式也不盡相同。數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修專業(yè)技術(shù)性強(qiáng)、教學(xué)難度大，因此在教學(xué)中，要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，總結(jié)利用一些簡單明了的規(guī)律和方法進(jìn)行故障的診斷，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生良好的工作習(xí)慣。下面介紹幾種在教學(xué)中常用到的方法。

一、直觀法

所謂直觀法，就是利用感覺器官注意發(fā)生故障時(shí)的各種現(xiàn)象，如故障發(fā)生時(shí)有無火花、亮光產(chǎn)生，有無異常響聲，何處異常發(fā)熱及是否有焦糊味等。這是處理數(shù)控系統(tǒng)故障的第一步，往往也是最直接、最行之有效的方法。對于一般情況下的簡單故障，通過這種直接觀察，就能解決問題，這在CNC裝置故障診斷中就常常用到。直觀法一是問，問開機(jī)情況是否正常，走刀是否正常，切削用量是多少，常用的輪滑油是什么，以便核實(shí)保養(yǎng)。二是看，看保險(xiǎn)絲有無燒斷，空氣開關(guān)有無跳閘，元件有無損壞，線路有無灰塵，插座、接頭有無接觸不良等。三是聽，聽各種異常的聲音。如電源變壓器、阻抗變換器與電杭器等因?yàn)殍F心松動、銹蝕等原因引起的鐵片振動的吱吱聲；繼電器、接觸器等的磁回路間隙過大，短路環(huán)斷裂，動靜鐵心或鑲鐵軸線偏差，線圈欠壓運(yùn)行等原因引起的電磺嗡嗡聲或者觸點(diǎn)接觸不良的嗡嗡聲，以及元器件因?yàn)檫^磨或過壓運(yùn)行失常引起的擊穿爆裂聲。還有主軸轉(zhuǎn)動異常時(shí)的摩擦聲、振動聲等等。四是觸，如輕輕敲打CNC系統(tǒng)的各線路板之間焊接點(diǎn)的可疑部位，檢查虛焊、接觸不良等。直觀法在解決簡單的“硬傷”故障時(shí)簡單、有效，常應(yīng)用在故障診斷的第一步。

二、利用CNC系統(tǒng)的自診斷功能

數(shù)控系統(tǒng)已具備了較強(qiáng)的自診斷功能，并能隨時(shí)監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件的工作狀態(tài)。利用CNC系統(tǒng)的自診斷功能就是依靠CNC系統(tǒng)快速處理數(shù)據(jù)的能力，對出錯(cuò)部位進(jìn)行多路、快速的型號采集和處理，然后由診斷程序進(jìn)行邏輯分析判斷，以確定系統(tǒng)是否存在故障，并及時(shí)對故障進(jìn)行定位。

CNC子診斷一般有三種：開機(jī)自診斷、運(yùn)行自診斷、離線診斷。開機(jī)自診斷是指CNC系統(tǒng)從開始通電到進(jìn)入正常運(yùn)行的準(zhǔn)備狀態(tài)，由其內(nèi)部診斷程序自動執(zhí)行的系統(tǒng)診斷，目的是檢查整個(gè)系統(tǒng)是否具備正常工作的條件。如系統(tǒng)控制軟件和系統(tǒng)參數(shù)的EPROM自檢、RAM的自檢、光電編碼器接線的診斷等。當(dāng)系統(tǒng)自檢的各個(gè)項(xiàng)目都確認(rèn)無誤后，系統(tǒng)進(jìn)入正常的初始化或運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)，進(jìn)入下一個(gè)工作階段。運(yùn)行自診斷是CNC系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，對系統(tǒng)的各硬件模塊、伺服驅(qū)動單元、運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行環(huán)境等進(jìn)行的實(shí)時(shí)自動監(jiān)測和診斷，一旦發(fā)現(xiàn)故障，即刻發(fā)出報(bào)警信號并實(shí)施相應(yīng)的保護(hù)措施，它是數(shù)控系統(tǒng)故障自診斷功能的最主要部分。常用的基本方法有參數(shù)保護(hù)法和硬件監(jiān)視法。離線診斷是指當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障要判定系統(tǒng)是否真有故障時(shí)，將數(shù)控系統(tǒng)與被控設(shè)備脫離作檢查的方法，這是早期常用的故障診斷方法，對維修人員要求較高。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，離線診斷的技術(shù)已不再單獨(dú)使用，逐步成為CNC系統(tǒng)中開機(jī)自診斷和運(yùn)行自診斷的一部分，使維護(hù)診斷更為方便。數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了很多高新診斷技術(shù)，如專家診斷技術(shù)、通訊診斷技術(shù)等，大大提高了CNC系統(tǒng)的故障診斷能力。

三、根據(jù)報(bào)警信號進(jìn)行故障診斷

數(shù)控機(jī)床的報(bào)警功能是指數(shù)控機(jī)床利用自診斷功能，在診斷出故障后將診斷到的故障或錯(cuò)誤以報(bào)警信號或錯(cuò)誤代碼的形式顯示在CRT上。報(bào)警信號一般包括以下故障(或錯(cuò)誤)信息：程序編制錯(cuò)誤或操作錯(cuò)誤報(bào)警，急停報(bào)警，可編程控制器故障報(bào)警，伺服系統(tǒng)故障報(bào)警，行程開關(guān)(或接近開關(guān))狀態(tài)不正確報(bào)警，溫度、壓力、液位等不正常報(bào)警等。如：機(jī)床一直處于急停狀態(tài)，不能復(fù)位報(bào)警。原因可能有以下幾個(gè)：一是急停回路斷路，或限位開關(guān)損壞，或急停按鈕損壞；二是系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤，使系統(tǒng)信號不能正常輸入輸出或復(fù)位條件不能滿足；三是PLC中規(guī)定的系統(tǒng)復(fù)位所需要完成的信息未滿足要求；四是PLC程序編寫錯(cuò)誤。利用報(bào)警信號進(jìn)行故障診斷是數(shù)控機(jī)床故障診斷的主要方法之一，教學(xué)中就可以根據(jù)所指出的現(xiàn)象進(jìn)行分析，縮小檢查的范圍，有目的地進(jìn)行某個(gè)方面的檢查。

四、利用PLC的狀態(tài)信息診斷故障

PLC檢測故障就是通過運(yùn)行機(jī)床制造商為特定機(jī)床編制的PLC程序，根據(jù)各種輸入、輸出狀態(tài)進(jìn)行邏輯分析判斷，發(fā)現(xiàn)問題、報(bào)警并在屏幕上產(chǎn)生報(bào)警信息。很多數(shù)控系統(tǒng)都有PLC輸入、輸出狀態(tài)顯示功能，利用這些功能，可以直接觀察PLC輸入和輸出的瞬時(shí)狀態(tài)。這些狀態(tài)的檢測對診斷數(shù)控機(jī)床的很多故障是非常有用的。

PLC狀態(tài)診斷法常用的有：接口信號狀態(tài)檢查，PLC在線監(jiān)控。

1.接口信號狀態(tài)檢查

PLC的診斷功能可以顯示多種接口信號狀態(tài)，主要有以下幾種：機(jī)床外部開關(guān)信號、機(jī)床控制面板信號、報(bào)警處理信號、驅(qū)動控制使能信號、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、NCK與PLC數(shù)據(jù)接口信號等。

2.PLC在線監(jiān)控

通過查看控制動作順序是否與實(shí)際情況相符，診斷故障點(diǎn)；根據(jù)報(bào)警信息查看報(bào)警信號的通斷，進(jìn)而確定故障；根據(jù)在線監(jiān)控邏輯關(guān)系的執(zhí)行結(jié)果，找出故障原因。PLC狀態(tài)信息可以幫助我們方便快捷地鎖定有關(guān)的故障點(diǎn)，省時(shí)又省力。

五、培養(yǎng)良好的工作習(xí)慣

數(shù)控機(jī)床故障診斷除了這些常用的方法外，在實(shí)際的教學(xué)過程中還要注意培養(yǎng)學(xué)生良好的工作習(xí)慣，在診斷前進(jìn)行故障現(xiàn)象了解，在故障排除后做好記錄。故障現(xiàn)象了解就是了解故障在什么情況下發(fā)生。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，為了更快地恢復(fù)機(jī)床，首先應(yīng)正確地把握故障情況，進(jìn)行妥善處理。因此應(yīng)根據(jù)下列內(nèi)容確認(rèn)故障情況：什么時(shí)候發(fā)生的故障？進(jìn)行了什么操作后發(fā)生的故障？發(fā)生的故障現(xiàn)象是什么？數(shù)控機(jī)床的每次故障都可能不同，維修人員在解決了某故障以后，應(yīng)對維修過程及處理方法進(jìn)行及時(shí)總結(jié)、歸納，形成書面記錄，以供今后同類故障維修參考。特別是對那些自己一時(shí)難以解決，最終由同行技術(shù)人員或?qū)＜揖S修解決的問題，尤其應(yīng)該細(xì)心觀察、認(rèn)真記錄，以便于提高。如此日積月累，以達(dá)到提高自身水平與素質(zhì)的目的。

一般來說，在教學(xué)中遇到的疑難問題及故障都會請專業(yè)人員或廠家來解決，在教學(xué)中對于數(shù)控機(jī)床的修理，重要的是發(fā)現(xiàn)問題，以及發(fā)現(xiàn)問題的方法，即常用的故障診斷法。

另外，在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中還有一點(diǎn)應(yīng)注意——數(shù)控機(jī)床維修的概念。在教學(xué)中不能單純地理解成數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，僅僅依靠維修人員排除故障和及時(shí)修復(fù)，使數(shù)控機(jī)床能夠盡早地投入使用就可以了，還應(yīng)注重正確使用和日常保養(yǎng)等工作。只有堅(jiān)持做好對機(jī)床的日常維護(hù)保養(yǎng)工作，才能延長電器元件、機(jī)械部件的使用壽命，并要警惕意外惡性事故的發(fā)生，爭取機(jī)床長時(shí)間穩(wěn)定工作。因此在教學(xué)中強(qiáng)調(diào)數(shù)控機(jī)床的保養(yǎng)，是對學(xué)生素質(zhì)的必要的培養(yǎng)，是養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣的基礎(chǔ)。

（作者單位：浙江省杭州市余杭區(qū)技工學(xué)校）