張 波，段蘭蘭

（懷化職業(yè)技術學院，湖南 懷化 418000）

數(shù)控機床融合機、電、光、液于一身，具有高、精、尖的技術優(yōu)勢，在眾多行業(yè)中得到了廣泛應用。與傳統(tǒng)的機械設備相比，數(shù)控機床控制精度高，加工質量可靠，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)，進行維修，從而影響了生產(chǎn)進度。因此，對數(shù)控機床的有效診斷和搶修就成為了生產(chǎn)過程中的關鍵。

1 數(shù)控機床故障診斷與維修界定

機床是人類進行生產(chǎn)勞動的重要工具，也是社會生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標志。普通機床已經(jīng)經(jīng)歷了200多年的歷史，隨著電子技術和計算機技術以及自動化、精密機械與測量等技術的應用和發(fā)展，數(shù)控機床應運而生。在我國現(xiàn)代機械制造行業(yè)中，數(shù)控機床的應用已經(jīng)十分廣泛。

數(shù)控機床采用了計算機數(shù)控系統(tǒng)，因此也稱為計算機數(shù)控機床或CNC機床。數(shù)控機床綜合應用了計算機、自動控制、精密測量、現(xiàn)代機械制造和數(shù)據(jù)通信等多種技術，是機械加工領域中典型的機電一體化設備，適用于多品種、中小批量的復雜零件的加工。要保持數(shù)控機床的完好率，就要求對數(shù)控機床的可靠性、可維修性和可用性提出更高的標準，衡量可靠性的主要指標是平均故障間隙時間MTBF（Mean Time Between Failure），MTBF就是數(shù)控機床在使用過程發(fā)生了N次故障，每次故障修復后又投入使用。測其每次故障前工作持續(xù)時間為T1、T2……TN0，其平均故障間隙時間 MTBF=T/N。（T為T1、T2、TN0之和）?？删S修性的衡量指標是平均修復時間（MTTR），MTTR是規(guī)定的條件蝦和規(guī)定的時間內(nèi)，機床在任一規(guī)定的維修級別上，修復性維修時間與在該級別上被修復產(chǎn)品的故障總數(shù)之比。簡單地說就是排除故障所需實際直接維修時間的平均值，MTBF=TI/N。（T1為第I次修復時間，N修復次數(shù)），可用性是在要求的外部資源得到保證的前提下機床在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時刻或時間區(qū)間內(nèi)處于可執(zhí)行規(guī)定的功能狀態(tài)的能力。

2 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)代電路技術的發(fā)展，電路技術向集成電路方向發(fā)展，變得越來越復雜。當故障出現(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)，當缺少診斷所需備件時，可以用其他相同備件進行替換，從而達到檢測目的。對于現(xiàn)在的數(shù)控檢修技術，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。

3 數(shù)控機床的故障維修技術

數(shù)控機床的驅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，主軸轉速顯示時有時無，但主軸運轉正常。由于機床采用的是變頻調(diào)速，轉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。

機床可靠性是幫故障出現(xiàn)的頻率加以度量的，對機床可靠性的分析，評價和改進都離不開故障信息。建立故障報告，分析和糾正措施系統(tǒng)的目的是保證故障信息的正確性、完整性，并及時利用故障信息進行分析、改進，以實現(xiàn)產(chǎn)品的可靠性增長。故障報告：機床任何功能級在規(guī)定的檢查和運行期間發(fā)生的故障均應向規(guī)定級別的管理部門報告。故障報告應以故障卡片、文件等書畫形式進行，以便審查和存檔。故障報告系統(tǒng)可充分利用已有的信息管理系統(tǒng)，以避免不必要的重復。故障工作要及時、正確，故障報告應具有良好的可追蹤性。

故障分析：故障發(fā)生后，負責檢查和運行的現(xiàn)場負責人，應及時通知有關人員進行現(xiàn)場調(diào)查，對故障進行核實并進行工程分析和統(tǒng)計分析，以便有針對性采取糾正措施。故障糾正：糾正措施要經(jīng)過分析，計算和必要的試驗驗證，證明是可行的并且有效的，方可付諸實施。故障糾正活動完成后，應編寫故障分析和糾正報告，匯集故障分析和糾正過程形成的各種數(shù)據(jù)和資料，對故障件應妥善保管，以便進一步研究分析。

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