李夢(mèng)京

摘要：數(shù)控機(jī)床具有加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠、生產(chǎn)效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性好等眾多優(yōu)點(diǎn)，在各個(gè)行業(yè)受到廣泛歡迎，由于它是集強(qiáng)、弱電于一體，數(shù)字技術(shù)控制機(jī)械制造的一體化設(shè)備，一旦系統(tǒng)的某些部分出現(xiàn)故障，就勢(shì)必使機(jī)床停機(jī)，影響生產(chǎn)，所以如何正確維護(hù)設(shè)備和出現(xiàn)故障時(shí)能及時(shí)診斷就是保障生產(chǎn)正常進(jìn)行的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；故障診斷；處理

引言

隨著我國(guó)加工制造業(yè)的發(fā)展，以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)，以大規(guī)模集成電路為標(biāo)志的數(shù)控機(jī)床在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用，并給制造業(yè)帶來(lái)了較高的經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)控機(jī)床中，大部分的故障都有據(jù)可查，而有些故障CNC系統(tǒng)提供的報(bào)警信息相對(duì)比較含糊甚至根本沒(méi)有任何征兆，甚至出現(xiàn)故障的周期較長(zhǎng)，沒(méi)有規(guī)律，不定期，這些疑難故障給查找分析帶來(lái)了很多困難。對(duì)于這類(lèi)數(shù)控機(jī)床故障，需要對(duì)具體故障情況做具體檢查和分析，逐步縮小故障范圍，而且檢查時(shí)特別需要機(jī)械、電氣、液壓等方面進(jìn)行綜合判斷，不然就很難快速、正確地找到故障的真正原因。

1.數(shù)控機(jī)床故障的類(lèi)型

數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的產(chǎn)物，技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。數(shù)控機(jī)床的故障也是多種多樣、各不相同，故障原因一般都比較復(fù)雜，這給數(shù)控機(jī)床的故障診斷和維修帶來(lái)不少困難。雖然數(shù)控機(jī)床有很多種，但數(shù)控機(jī)床發(fā)生的類(lèi)型可分為兩類(lèi)：系統(tǒng)性故障、隨機(jī)故障。

系統(tǒng)性故障是指只要滿足一定的條件，機(jī)床或者數(shù)控系統(tǒng)就必然出現(xiàn)的故障。例如電網(wǎng)電壓過(guò)高或者過(guò)低，系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生電壓過(guò)高報(bào)警或者過(guò)低報(bào)警；切削量過(guò)大時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生過(guò)載報(bào)警等。隨機(jī)故障是指在同樣條件下，只偶爾出現(xiàn)一次或者二次的故障。要想人為地再現(xiàn)同樣的故障則是不容易的，有時(shí)很長(zhǎng)時(shí)間也很難再遇到一次。這類(lèi)故障的分析和診斷是比較困難的。一般情況下，這類(lèi)故障往往與機(jī)械結(jié)構(gòu)的松動(dòng)、錯(cuò)位，數(shù)控系統(tǒng)中部分元件工作特性的漂移、機(jī)床電氣元件可靠性下降有關(guān)。

2.數(shù)控機(jī)床的故障診斷方法

2.1動(dòng)態(tài)梯形圖診斷法

通過(guò)動(dòng)態(tài)梯形圖信號(hào)的明暗或顏色的變化來(lái)判定故障的具體部位，這種方法對(duì)機(jī)床廠家編制的報(bào)警號(hào)的故障診斷特別有效，但要求維修者必須理解并掌握PMC具體控制原理，新型PMC還具有信號(hào)跟蹤功能和強(qiáng)制功能，可以幫助分析故障出現(xiàn)前后系統(tǒng)輸入/輸出信號(hào)狀態(tài)的變化情況及信號(hào)無(wú)效是由系統(tǒng)內(nèi)部還是由系統(tǒng)外部信號(hào)導(dǎo)致的，從而更加完善了這種診斷方法。

2.2自診斷功能法

數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能，已成為衡量數(shù)控系統(tǒng)性能特性的重要指標(biāo)，數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能隨時(shí)監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)。一旦發(fā)生異常情況，立即在CRT上顯示報(bào)警信息或用二極管指示故障的導(dǎo)致起因，這是維修中最有效的一種方法。通常有硬件報(bào)警指示和軟件報(bào)警指示兩種。硬件報(bào)警指示：這是指包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電子電器裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應(yīng)的功能說(shuō)明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法。軟件報(bào)警指示：如前所述的系統(tǒng)軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設(shè)有報(bào)警顯示，依據(jù)顯示的報(bào)警號(hào)對(duì)照相應(yīng)的診斷說(shuō)明手冊(cè)便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。

2.3儀器檢查法

儀器檢查法使用常規(guī)電工儀表，對(duì)各組交、直流電源電壓，對(duì)相關(guān)直流及脈沖信號(hào)等進(jìn)行測(cè)量，從中找尋可能的故障。例如用萬(wàn)用表檢查各電源情況，及對(duì)某些電路板上設(shè)置的相關(guān)信號(hào)狀態(tài)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量，用示波器觀察相關(guān)的脈動(dòng)信號(hào)的幅值、相位甚至有無(wú)，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。

2.4功能參數(shù)封鎖法

所謂參數(shù)封鎖法就是通過(guò)修改系統(tǒng)參數(shù)來(lái)判定故障是系統(tǒng)內(nèi)部故障還是外部故障。數(shù)控機(jī)床某些控制功能由系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定，通過(guò)參數(shù)維修數(shù)控機(jī)床是一種高效快捷的方法。如某一數(shù)控機(jī)床進(jìn)給采用全閉環(huán)（位置檢測(cè)采用光柵尺）控制，加工中出現(xiàn)了位置反饋信號(hào)斷線報(bào)警，故障原因可能是光柵尺本身斷線或系統(tǒng)內(nèi)部檢測(cè)電路故障。通過(guò)重新設(shè)定系統(tǒng)控制功能參數(shù)（FANUC-0i系統(tǒng)為1815#1設(shè)為“0”）及伺服設(shè)定參數(shù)，使系統(tǒng)由原來(lái)的全閉環(huán)控制改為半閉環(huán)控制（通過(guò)參數(shù)封鎖了光柵尺），數(shù)控機(jī)床可以正常運(yùn)行，則故障為光柵尺本身故障。最后仔細(xì)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)光柵尺內(nèi)部有油污導(dǎo)致反饋信號(hào)不良。

3.數(shù)控機(jī)床的處理及維護(hù)

在現(xiàn)場(chǎng)維修結(jié)束后，應(yīng)認(rèn)真填寫(xiě)維修記錄，列出有關(guān)必備的備件清單，建立用戶檔案。對(duì)于故障時(shí)間、現(xiàn)象、分析診斷方法、采用排故方法，如果有遺留問(wèn)題應(yīng)詳盡記錄，這樣不僅使每次故障都有據(jù)可查，而且也可以不斷積累維修經(jīng)驗(yàn)。 對(duì)于數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)，合理的日常維護(hù)措施可以有效預(yù)防和降低數(shù)控故障的發(fā)生機(jī)率。首先，針對(duì)每一臺(tái)機(jī)床的具體性能和加工對(duì)象制定操作規(guī)程，建立工作、故障、維修檔案是很重要的。其次，在一般的工作車(chē)間的空氣都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末之類(lèi)的污染物，一旦落在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的印制或線路電子器件上，就會(huì)引起元器之間絕緣電阻下降，甚至導(dǎo)致元器件及印制線路受到損壞。所以除非是需要進(jìn)行必要的調(diào)整及維修，一般情況下不允許隨便開(kāi)啟柜門(mén)，更不允許在使用過(guò)程中敞開(kāi)柜門(mén)。數(shù)控機(jī)床目前一般都會(huì)采用專(zhuān)用穩(wěn)壓電源，這樣提高電源負(fù)載能力。遇到強(qiáng)干擾時(shí)，可以采用接地，利用電容濾波法抑制高頻干擾，通過(guò)這些預(yù)防性措施減少供電開(kāi)關(guān)電源的故障。

4.結(jié)束語(yǔ)

總之，對(duì)于數(shù)控機(jī)床的調(diào)試和維修，重要的是吃透控制系統(tǒng)的PLC梯形圖和系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置。出現(xiàn)問(wèn)題后，應(yīng)首先判斷是強(qiáng)點(diǎn)問(wèn)題還是系統(tǒng)問(wèn)題，是系統(tǒng)參數(shù)問(wèn)題還是PLC梯形圖問(wèn)題。要善于利用系統(tǒng)自身的報(bào)警信息和診斷畫(huà)面。只要遵從以上原則，一般的數(shù)控故障都可以及時(shí)排除。

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