吳軍

（華東交通大學(xué)，江西 南昌 330013）

數(shù)控機(jī)床故障設(shè)置及排除裝置探討

吳軍

（華東交通大學(xué)，江西 南昌 330013）

數(shù)控機(jī)床的技術(shù)要求非常高，它是自動化機(jī)床的機(jī)、電、儀等現(xiàn)代化高科技技術(shù)的具體表現(xiàn)，將各個(gè)領(lǐng)域的新科技手段運(yùn)用到一起，組成新的工業(yè)控制技術(shù).不同的控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，在性能與結(jié)構(gòu)中也存在著很大的差異性，但是數(shù)控機(jī)床的故障確診方法是一致的.本文對數(shù)控機(jī)床常見故障的分類與處理方法、數(shù)控機(jī)床的故障診斷技術(shù)、常用故障排除方法、數(shù)控機(jī)床的維護(hù)保養(yǎng)四個(gè)方面進(jìn)行了簡單的論述.

數(shù)控；運(yùn)動控制；順序程序；故障診斷系統(tǒng)

數(shù)控機(jī)床是機(jī)電行業(yè)中非常典型的數(shù)字產(chǎn)品，它的特點(diǎn)是高精準(zhǔn)性、高效率性、高適應(yīng)性.數(shù)據(jù)機(jī)床技術(shù)已經(jīng)被我國的廣大地區(qū)大力推廣與廣泛的應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床給機(jī)械制造行業(yè)創(chuàng)造了高效的發(fā)展前景，和高回報(bào)的經(jīng)濟(jì)效益.數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)具有復(fù)雜性、先進(jìn)性、智能性等特點(diǎn)，在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的過程中，無論哪一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生故障或是失效的現(xiàn)象，都會造成數(shù)據(jù)機(jī)床的停止生產(chǎn).因此說，數(shù)據(jù)機(jī)床故障排除和設(shè)置裝置是非常重要的工作.

1 數(shù)控機(jī)床常見故障的分類與處理方法

1.1按故障發(fā)生的部位分類

按照數(shù)控機(jī)床的故障出現(xiàn)的部位進(jìn)行分類，可以分為硬件故障和軟件故障兩種.硬件故障常會出現(xiàn)在控制電子元件、電路板、接插件、低壓開關(guān)等部位，出現(xiàn)的故障現(xiàn)象多為松動或是燒毀，在進(jìn)行處理的時(shí)候，要么是簡單的維修，要么是更換新的元部件.軟件故障多數(shù)是出現(xiàn)在PLC的編程中，在進(jìn)行維修時(shí)，可以使用修改編程中的數(shù)據(jù)或者是重新輸入數(shù)據(jù)的方法，嚴(yán)重的故障可以采用修改PLC數(shù)據(jù)的方法處理故障；軟件故障包括零件加工的程序出現(xiàn)的故障.在發(fā)生數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)出現(xiàn)的軟件故障的時(shí)候，要及時(shí)的與生產(chǎn)的廠家進(jìn)行聯(lián)系，請求廠家援助，以便解決故障問題.

1.2按故障發(fā)生時(shí)是否有指示分類

按照在發(fā)生故障的時(shí)候是否出現(xiàn)了指示進(jìn)行分類，可以分為有診斷故障與無診斷故障.有診斷故障是在現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中，存在CNC自控診斷系統(tǒng)，在數(shù)控機(jī)床工作的過程中，會產(chǎn)生針對軟、硬件的適時(shí)監(jiān)控程序，在發(fā)現(xiàn)有故障的時(shí)候，會發(fā)出警報(bào)進(jìn)行提示，有效系統(tǒng)還會自動在顯示器中出現(xiàn)文字提示，方便使用者排查故障原因.無診斷故障其中有一部分是由有診斷故障的缺陷導(dǎo)致的，在出現(xiàn)這種情況的時(shí)候，維修工作人員要熟悉發(fā)生故障以前的數(shù)控機(jī)床工作的狀態(tài)，和發(fā)生故障時(shí)機(jī)床的運(yùn)行情況等進(jìn)行有效的分析，才能開展處理工作.在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的維修時(shí)，可以借助生產(chǎn)廠家提供的診斷手冊，找出故障發(fā)生的原因、位置，進(jìn)行有效的排除等.

1.3按機(jī)床的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性能來分類

可以參照數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定性來區(qū)分機(jī)床的故障問題，當(dāng)機(jī)床在運(yùn)行一段時(shí)間以后，有時(shí)會出現(xiàn)機(jī)床的運(yùn)動性能下降的情況，雖然機(jī)床處于正常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，但是加工生產(chǎn)的產(chǎn)品卻是不合格的，例如：機(jī)床的定位精度不夠準(zhǔn)確，反向發(fā)生死區(qū)，數(shù)據(jù)坐標(biāo)在運(yùn)行的過程中發(fā)生不平穩(wěn)的現(xiàn)象等，都是導(dǎo)致機(jī)床不穩(wěn)定性的因素.這種故障的排除方法是使用機(jī)床的檢測儀器進(jìn)行確診，包括機(jī)床的誤差機(jī)、電等環(huán)節(jié)，調(diào)節(jié)好機(jī)床系統(tǒng)中的機(jī)械傳動環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)開展系統(tǒng)、隨動系統(tǒng)等.

1.4按故障出現(xiàn)頻度和范圍分類

按照數(shù)控機(jī)床故障出現(xiàn)的頻度與范圍進(jìn)行分類，可以分為隨機(jī)性和系統(tǒng)性兩大類.隨機(jī)性的故障是在偶然間發(fā)生的，在進(jìn)行診斷的時(shí)候非常的困難，毛病主要是出在數(shù)據(jù)機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)的部件中，有時(shí)部件的某一個(gè)位置出現(xiàn)了錯(cuò)位，電氣線路中的靜態(tài)工作出現(xiàn)異位，機(jī)床的不穩(wěn)定性，過高的電氣溫度等都可以引發(fā)故障.系統(tǒng)性的故障主要是指在一定狀態(tài)下出現(xiàn)的具有一定規(guī)律性的故障，在進(jìn)行這類故障的排除時(shí)，要反復(fù)的進(jìn)行有效的分析、研究，最終得到故障排除的結(jié)果.

2 數(shù)控機(jī)床的故障診斷技術(shù)

2.1起動診斷

在使用起動診斷的時(shí)候，從通上電源開始，數(shù)控機(jī)床的內(nèi)部就會自動生成診斷系統(tǒng)的程序.將數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中的軟件與硬件系統(tǒng)進(jìn)行有效的診斷，其中包括：CPU、存儲器等數(shù)據(jù)機(jī)床程序中的單元模塊，軟盤單元中的各項(xiàng)裝備等.在確認(rèn)好各個(gè)環(huán)節(jié)的項(xiàng)目以后，整體系統(tǒng)進(jìn)入了運(yùn)行的準(zhǔn)備之中.反之，則會啟動指示報(bào)警系統(tǒng)，表示自動診斷程序沒有完成工作，數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)不能進(jìn)入正常的運(yùn)行狀態(tài).

2.2在線診斷

在線診斷的方法就是運(yùn)用CNC系統(tǒng)和CNC的裝置將每一個(gè)隨動系統(tǒng)的單元、隨動系統(tǒng)的電機(jī)、主軸隨動系統(tǒng)的單元、主軸隨動系統(tǒng)的電機(jī)、外部設(shè)備等綜合進(jìn)行自動的診斷和檢查工作.只要在保證供電的情況下，在線診斷系統(tǒng)就可以繼續(xù)進(jìn)行.

2.3離線診斷

在數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障以后，停止數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行，由生產(chǎn)的廠家或者是專業(yè)的維修團(tuán)隊(duì)運(yùn)用特有的數(shù)據(jù)機(jī)床診斷軟件、檢測設(shè)備等進(jìn)行的診斷過程稱為離線診斷.將數(shù)控機(jī)床的故障范圍設(shè)定在最小，例如：設(shè)定在機(jī)床的功能模塊中、某一處的電路線中、某個(gè)環(huán)節(jié)中的芯片中、機(jī)床的某個(gè)元件中等，這是一種精準(zhǔn)性非常高的故障診斷方法.

3 常用故障排除方法

3.1經(jīng)驗(yàn)法

使用經(jīng)驗(yàn)法排除故障，首先要求工作人員具有較高的知識面，其次是熟悉機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，擁有綜合性的判斷能力.在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的故障診斷過程中，工作人員運(yùn)用多年的工作經(jīng)驗(yàn)，評估數(shù)據(jù)機(jī)床的故障原因.例如：通過發(fā)生故障時(shí)出現(xiàn)的光、聲音、機(jī)械味道等評斷出故障發(fā)生的原因，這樣就可以將機(jī)床故障的范圍縮小，節(jié)省了診斷的時(shí)間，提升了故障的效率.

3.2CNC系統(tǒng)自診斷功能法

在數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中設(shè)置了智能程序，使得機(jī)床系統(tǒng)具有很強(qiáng)的自診斷的能力.可以隨時(shí)的檢測到數(shù)據(jù)機(jī)床中的故障，尤其是在硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)中，隨時(shí)掌握動態(tài)情況.發(fā)生異?，F(xiàn)象時(shí)，自檢系統(tǒng)可以發(fā)出指示報(bào)警系統(tǒng)，方便工作人員及時(shí)的進(jìn)行機(jī)床的故障檢修工作.同時(shí)，也可以運(yùn)用CNC系統(tǒng)進(jìn)行自診斷功能，對產(chǎn)生故障的地方進(jìn)行導(dǎo)通、定位處理，將故障的范圍縮小在一定的范圍之內(nèi)，以便更好的判斷出數(shù)據(jù)機(jī)床故障出現(xiàn)在系統(tǒng)的哪一個(gè)部位.

3.3功能程序測試法

功能程序測試法是將數(shù)字控制系統(tǒng)中的常用功能與一些特殊的功能以手工編制程序或者是自動編制程序的方法組成功能程序測試的系統(tǒng)，數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)通過組成的功能程序輸入的數(shù)據(jù)信息，啟動系統(tǒng)自身帶有的控制機(jī)制，從而檢查出數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)功能中的準(zhǔn)確性、可靠性，通過這些功能的運(yùn)行，診斷出故障發(fā)生的起因.這種方法通常應(yīng)用于長期不使用的數(shù)據(jù)機(jī)床的第一次重新啟動的檢查中，或是在數(shù)控機(jī)床加工過程中出現(xiàn)廢品時(shí)，系統(tǒng)沒能及時(shí)的預(yù)警的情況下使用，對于在檢查的過程中，很難檢查出故障發(fā)生的原因時(shí)，使用這種方法最有效.

3.4代換法

代換法可以看作是一種借鑒了家電維修技術(shù)的驗(yàn)證方法，是維修工作人員使用自己配置的數(shù)據(jù)控制元件對數(shù)控機(jī)床的元部件進(jìn)行替換的過程，這種方法可以得到兩種結(jié)果，一種是非常順利的將故障排除，另一種是將故障縮小到可以控制的范圍，例如：印刷線路板、芯片等，減少了檢測故障、排除故障的時(shí)間，提升了工作的效率.

3.5交換法

交換法是在維修工作人員缺少配件的情況下，將數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中具有同等功能的元部件進(jìn)行交換使用，包括：模塊、集成電路芯片、印刷線路板等元部件.進(jìn)行交換以后，要觀察故障的變化情況，以此，就可以判定出故障發(fā)生的位置.

3.6參數(shù)檢查法

數(shù)據(jù)控制機(jī)床的性能是由數(shù)據(jù)控制參數(shù)決定的，為了防止在斷電的情況下，發(fā)生RAM參數(shù)丟失的問題，通常會在控制板中安裝鋰電池，但是，當(dāng)鋰電池沒有電量或是受到外界影響的時(shí)候，就會出現(xiàn)數(shù)據(jù)遺失的問題，導(dǎo)致了數(shù)據(jù)機(jī)床無法正常運(yùn)轉(zhuǎn).當(dāng)發(fā)生這些情況的時(shí)候，要依據(jù)出現(xiàn)故障的原因、報(bào)警的信息情況，進(jìn)行參數(shù)數(shù)值的檢查與校對情況.還有一種情況就是在機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，出現(xiàn)的元部件磨損現(xiàn)象，或是發(fā)生電子電器的元部件轉(zhuǎn)變性能的情況發(fā)生，都會導(dǎo)致機(jī)床的性能減退，需要將參數(shù)進(jìn)行有效的調(diào)整處理，保證機(jī)床的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和加工產(chǎn)品的精準(zhǔn)度.

3.7輕敲法

在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況時(shí)，可以使用輕敲的方法輕敲電路板的插件和電纜信號連接線，然后再輕敲印刷線路板中的重要元部件.這種方法彌補(bǔ)了由于系統(tǒng)的多塊印刷線路板之間的焊接在接觸不良的情況下，出現(xiàn)的故障問題.在使用輕敲的方法時(shí)，敲擊的部位如果有故障問題，會通過敲擊排查出來.

4 數(shù)控機(jī)床的維護(hù)保養(yǎng)工作

4.1電氣系統(tǒng)保養(yǎng)工作

電氣系統(tǒng)保養(yǎng)工作包括：控制溫度、防止潮濕、防止灰塵、防止松動，前兩個(gè)因素是指數(shù)控機(jī)床運(yùn)作的環(huán)境要具有穩(wěn)定性，在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，可以使用空調(diào)進(jìn)行控溫與防濕處理工作.還有特別的注意數(shù)控機(jī)床在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中會出現(xiàn)的振動現(xiàn)象，為了保證正常的運(yùn)轉(zhuǎn)工作，可以經(jīng)常的進(jìn)行各個(gè)元部件之間的連接，元部件安裝使用的螺釘?shù)鹊臋z查工作.

4.2液壓系統(tǒng)和冷卻潤滑維護(hù)保養(yǎng)工作

在數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行過程中，液壓油由于使用的時(shí)間過長倒轉(zhuǎn)了液壓油的變質(zhì)問題，管道會受到工作的壓力和環(huán)境的影響會出現(xiàn)密封圈破壞的問題，或是液壓油的油污污染了管道的問題，因此，要定期的清理管道和過濾器，防止數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障.

4.3數(shù)控系數(shù)維護(hù)保養(yǎng)工作

定期的檢查冷卻風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，定期的清理風(fēng)道，保證風(fēng)道過濾網(wǎng)沒有灰塵或者是其他的物體堵塞的情況.每年都要更換RAM中的電池，保證RAM的正常通電.在有電式紙帶閱讀機(jī)的數(shù)控機(jī)床的，還有經(jīng)常的清理機(jī)器，保證機(jī)器在讀取數(shù)據(jù)信息的時(shí)候，不會出現(xiàn)錯(cuò)誤.

4.4機(jī)械部件的維護(hù)工作

首先，要進(jìn)行位置的檢查工作，包括：主軸潤滑油的油箱油位，刀庫的回零位置，機(jī)床主軸回?fù)Q刀點(diǎn)的位置等重要的位置，保證它們的正常運(yùn)轉(zhuǎn).其次，要進(jìn)行可靠性的檢查，主要包括：絲桿、床體的松動情況，刀具在機(jī)械運(yùn)行中的可靠性，行程開關(guān)與電磁閥的工作情況.再次，要定期的清理過濾網(wǎng)等設(shè)備，并保證油量的充足.最后，定期的調(diào)整主軸皮帶與主軸刀具夾的松緊程度，液壓缸的活塞位置，確保精準(zhǔn)度.

結(jié)束語

綜上所述，數(shù)控機(jī)床在工業(yè)生產(chǎn)中越來越受到重視，因此，有必要對于數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)故障與診斷技術(shù)進(jìn)行有效的探索、研究、發(fā)展等工作.在掌握了機(jī)床故障的真實(shí)原因和基本的排除方法，通過實(shí)踐生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)積累，總結(jié)故障診斷的新方法、新手段、新理念等，能夠保證數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性等，大大的提升了機(jī)床的效率，確保了數(shù)控機(jī)床的正常工作.

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