謝犇

數(shù)控機(jī)床是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動控制、自動檢測及精密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物，是技術(shù)密集度及自動化程度很高的典型機(jī)電一體化加工設(shè)備。它與普通機(jī)床相比，其優(yōu)越性是顯而易見的，不僅零件加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，且自動化程度極高，可減輕工人的體力勞動強(qiáng)度，大大提高了生產(chǎn)效率，特別值得一提的是可完成普通機(jī)床難以完成或根本不能加工的復(fù)雜曲面的零件加工，因而在機(jī)械制造業(yè)中的地位愈來愈顯得重要。目前，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用越來越廣泛，其加工柔性好，精度高，生產(chǎn)效率高，具有很多的優(yōu)點(diǎn)。但由于技術(shù)越來越先進(jìn)、復(fù)雜，對維修人員的素質(zhì)要求很高，要求他們具有較深的專業(yè)知識和豐富的維修經(jīng)驗(yàn)，在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障才能及時排除。

1.以故障發(fā)生的部位，分為硬件故障和軟件故障

硬件故障是指電子、電器件、印制電路板、電線電纜、接插件等的不正常狀態(tài)甚至損壞，這是需要修理甚至更換才可排除的故障。而軟件故障一般是指PLC邏輯控制程序中產(chǎn)生的故障，需要輸入或修改某些數(shù)據(jù)甚至修改PLC程序方可排除的故障。零件加工程序故障也屬于軟件故障。最嚴(yán)重的軟件故障則是數(shù)控系統(tǒng)軟件的缺損甚至丟失，這就只有與生產(chǎn)廠商或其服務(wù)機(jī)構(gòu)聯(lián)系解決了。

1.1硬件故障

有時由于NC系統(tǒng)出現(xiàn)硬件的損壞，使機(jī)床停機(jī)。對于這類故障的診斷，首先必須了解該數(shù)控系統(tǒng)的工作原理及各線路板的功能，然后根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，在有條件的情況下利用交換法準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)。

1.2軟故障

數(shù)控機(jī)床有些故障是由于NC系統(tǒng)機(jī)床參數(shù)引起的，有時因設(shè)置不當(dāng)，有時因意外使參數(shù)發(fā)生變化或混亂，這類故障只要調(diào)整好參數(shù)，就會自然消失。還有些故障由于偶然原因使NC系統(tǒng)處于死循環(huán)狀態(tài)，這類故障有時必須采取強(qiáng)行啟動的方法恢復(fù)系統(tǒng)的使用。

2.以故障出現(xiàn)時有無指示，分為有診斷指示故障和無診斷指示故障

當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)都設(shè)計(jì)有完美的自診斷程序，時實(shí)監(jiān)控整個系統(tǒng)的軟、硬件性能，一旦發(fā)現(xiàn)故障則會立即報(bào)警或者還有簡要文字說明在屏幕上顯示出來，結(jié)合系統(tǒng)配備的診斷手冊不僅可以找到故障發(fā)生的原因、部位，而且還有排除的方法提示。機(jī)床制造者也會針對具體機(jī)床設(shè)計(jì)有相關(guān)的故障指示及診斷說明書。上述這兩部分有診斷指示的故障加上各電氣裝置上的各類指示燈使得絕大多數(shù)電氣故障的排除較為容易。無診斷指示的故障一部分是上述兩種診斷程序的不完整性所致（如開關(guān)不閉合、接插松動等）。這類故障則要依靠對產(chǎn)生故障前的工作過程和故障現(xiàn)象及后果，并依靠維修人員對機(jī)床的熟悉程度和技術(shù)水平加以分析、排除。

2.1伺服系統(tǒng)的故障

由于數(shù)控系統(tǒng)的控制核心是對機(jī)床的進(jìn)給部分進(jìn)行數(shù)字控制，而進(jìn)給是由伺服單元控制伺服電機(jī)，帶動滾珠絲杠來實(shí)現(xiàn)的，由旋轉(zhuǎn)編碼器做位置反饋元件，形成半閉環(huán)的位置控制系統(tǒng)。所以伺服系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床上起的作用相當(dāng)重要。伺服系統(tǒng)的故障一般都是由伺服控制單元、伺服電機(jī)、測速電機(jī)、編碼器等出現(xiàn)問題引起的。

2.2電動機(jī)系統(tǒng)中的低壓電器故障，也是比較多見的。可導(dǎo)致電動機(jī)不轉(zhuǎn)或運(yùn)行不正常等故障，在調(diào)試階段，容易出現(xiàn)電動機(jī)電源接線的相序錯誤、接頭接觸不良等問題。用久的老機(jī)床，直流電機(jī)的電刷磨損、永磁鐵脫落、整流環(huán)的損壞等都是常見故障。連續(xù)大切削量的機(jī)床，如果保護(hù)裝置不良，過載過流現(xiàn)象可能引發(fā)燒毀電機(jī)電樞。

數(shù)控機(jī)床中的電動機(jī)系統(tǒng)中的低壓電器有：空氣斷路器、交流接觸器、繼電器、熔斷器、開關(guān)、按鈕、電磁抱閘等。當(dāng)這些低壓電器出現(xiàn)問題后都會引發(fā)什么樣的故障？學(xué)會根據(jù)故障現(xiàn)象、電路圖進(jìn)行分析。

3.以機(jī)床的運(yùn)動品質(zhì)特性來衡量，則是機(jī)床運(yùn)動特性下降的故障。

在這種情況下，機(jī)床雖 能正常運(yùn)轉(zhuǎn)卻加工不出合格的工件。例如機(jī)床定位精度超差、反向死區(qū)過大、坐標(biāo)運(yùn)行不平穩(wěn)等。這類故障必須使用檢測儀器確診產(chǎn)生誤差的機(jī)、電環(huán)節(jié)，然后通過對機(jī)械傳動系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的最佳化調(diào)整來排除。

3.1外部故障

由于現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)可靠性越來越高，故障率越來越低，很少發(fā)生故障。大部分故障都是非系統(tǒng)故障，是由外部原因引起的。現(xiàn)代的數(shù)控設(shè)備都是機(jī)電一體化的產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，保護(hù)措施完善，自動化程度非常高。有些故障并不是硬件損壞引起的，而是由于操作、調(diào)整、處理不當(dāng)引起的。這類故障在設(shè)備使用初期發(fā)生的頻率較高，這時操作人員和維護(hù)人員對設(shè)備都不特別熟悉.

3.2由外部硬件損壞引起的故障

這類故障是數(shù)控機(jī)床常見故障，一般都是由于檢測開關(guān)、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、電氣執(zhí)行元件、機(jī)械裝置等出現(xiàn)問題引起的。有些故障可產(chǎn)生報(bào)警，通過報(bào)答信息，可查找故障原因。

3.3破壞性故障

這類故障出現(xiàn)會對操作者或設(shè)備造成傷害或損害，如超程運(yùn)行、飛車、部件碰撞等。

發(fā)生破壞性故障后，例如，一臺數(shù)控車床在正常加工的情況下，刀具撞到工件，造成重大的損失，經(jīng)過仔細(xì)的分析，發(fā)現(xiàn)返回參考點(diǎn)錯誤，認(rèn)真地分析發(fā)現(xiàn)行程開關(guān)（檔塊）位置與電子?xùn)鸥裎恢弥睾?，（偶爾）造成Z方向進(jìn)給多出一個電子?xùn)鸥?，從而造成刀具工件相撞的破壞性故障。移動行程開關(guān)位置，從問題得到圓滿解決。

3.4非破壞性故障

數(shù)控機(jī)床的絕多數(shù)故障屬于這類故障，出現(xiàn)故障時對機(jī)床和操作人不會造成任何傷害，所以診斷這類故障時，可以再現(xiàn)故障，并可以仔細(xì)觀察故障現(xiàn)象，通過故障現(xiàn)象對故障進(jìn)行分析和診斷。

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