陳呈

（駐馬店技師學(xué)院,河南 駐馬店 463000）

數(shù)控機(jī)床在現(xiàn)代加工制造業(yè)中發(fā)揮著重要的作用，已經(jīng)成為現(xiàn)代零部件生產(chǎn)加工的主要設(shè)備。但是無論是哪種數(shù)控機(jī)床，也無論其有多高的可靠性，在長期執(zhí)行生產(chǎn)加工任務(wù)時都難免會產(chǎn)生各種各樣或大或小的故障。數(shù)控機(jī)床一旦發(fā)生故障，在診斷和維修方面是存在一定難度的。因此，對于機(jī)床維修人員來說，熟練掌握機(jī)床維修技能，具有快速進(jìn)行故障診斷的能力是十分必要的。

一、故障分類

數(shù)控機(jī)床技術(shù)較為復(fù)雜，作為一種機(jī)電一體化設(shè)備，他的任何部件出現(xiàn)差錯，都可能會使加工出來的零件出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的錯誤，這就會導(dǎo)致工廠的工作效率下降，浪費(fèi)工人的時間。因此，盡可能多的掌握診斷排除技術(shù)使機(jī)器能快速的保持正常運(yùn)行是十分必要的，同時還要不斷完善數(shù)控機(jī)床的設(shè)計，積極推動數(shù)控技術(shù)及機(jī)床的發(fā)展。

（一）按發(fā)生故障的部件

按數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的部件分類可分為機(jī)械故障和電氣故障。機(jī)械故障的主要表現(xiàn)為轉(zhuǎn)動噪聲大、加工精度不夠精細(xì)、在運(yùn)行上較為吃力，這類故障產(chǎn)生的原因主要是機(jī)器的機(jī)械部分在安裝、調(diào)試、液壓、氣動等方面由于操作或者使用不當(dāng)從而引起機(jī)械轉(zhuǎn)動故障。電氣故障又分為強(qiáng)電和弱電故障兩部分。強(qiáng)電故障主要是指繼電器等電氣元件形成的電力電路故障。弱電故障則主要是指CNC裝置以及伺服單元等電子電路的故障。

（二）按故障發(fā)生的性質(zhì)

按數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的性質(zhì)可分為系統(tǒng)性和隨機(jī)性故障。滿足一定的條件或者超過設(shè)定的限度所發(fā)生的故障一般為系統(tǒng)性故障。對于電路板的元件松動、焊點損壞等在相同條件下只是偶爾發(fā)生的故障為隨機(jī)性故障。按發(fā)生原因來看，有由于機(jī)器設(shè)備自身的原因引起的自身故障或者是外部供電電壓不穩(wěn)定等外部因素形成的外部故障。有報警顯示的故障一般會顯示出故障的狀態(tài)，對于這類故障的診斷與排除會相對容易，而那些沒有任何硬件或軟件的報警顯示故障排除起來就會困難得多。

二、故障診斷原則

數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的調(diào)查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程，一旦查明了原因，故障也就幾乎等于排除了。在故障診斷時應(yīng)遵循以下原則：

（一）先外部后內(nèi)部：數(shù)控機(jī)床集電氣、機(jī)械、液壓為一體的機(jī)床，其系統(tǒng)可靠性高，因而發(fā)生在系統(tǒng)本身故障機(jī)率不高。剛開始診斷故障，維修人員應(yīng)先由外向內(nèi)，不要輕意地啟封、拆卸，以免擴(kuò)大故障，降低機(jī)床加工性能。一般來說檢查故障要先檢查系統(tǒng)外部控制元件如：檢測開關(guān)、氣動、液壓、電氣執(zhí)行和機(jī)械裝置等。

（二）先機(jī)械后電氣：一般來說，機(jī)械故障是顯性的，而數(shù)控系統(tǒng)及有些電氣故障是隱性的。機(jī)械故障較電氣故障容易排除，因而在故障檢修之前，首先排除機(jī)械性的故障。

（三）先靜態(tài)后動態(tài)：斷開電源，觀察機(jī)床在靜止?fàn)顟B(tài)時機(jī)床各運(yùn)動構(gòu)件位置，確認(rèn)通電不會擴(kuò)大會故障和事故后，方可通電。在機(jī)床運(yùn)行時，觀察、檢驗和測試動態(tài)時各機(jī)構(gòu)狀態(tài)，再進(jìn)一步查找故障。

三、常用故障排除方法

（一）經(jīng)驗法

指有豐富的實際經(jīng)驗維修人員可以通過人體感觀來進(jìn)行故障診斷。如通過對故障發(fā)生時的各種光、聲、味等異?，F(xiàn)象的觀察，往往可將故障范圍縮小到一個模塊或一塊印刷線路板。這要求維修人員要有多學(xué)科的較寬的知識和綜合判斷的能力。

（二）CNC系統(tǒng)自診斷功能法

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)智能化程度很高，具備了較強(qiáng)的自診斷功能。能隨時監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)最關(guān)鍵的硬件和軟件(如CPU、I／O單元等)的動態(tài)狀況。異常時，維修人員可以通過翻閱顯示器上報警信息或用發(fā)光二極管查看指示，查找出故障的大致起因。也可利用CNC系統(tǒng)自診斷功能，對故障進(jìn)行導(dǎo)通和定位，力求把故障盡定位在可能小的范圍內(nèi)，從而判斷出故障發(fā)生在機(jī)械部分還是數(shù)控系統(tǒng)部分。

（三）功能程序測試法

就是將數(shù)控系統(tǒng)的直線定位、螺紋切削、圓弧插補(bǔ)、固定循環(huán)、用戶宏程序等常用功能和特殊功能用手工編程或自動編程方法，編制成一個功能程序測試紙帶，數(shù)控系統(tǒng)通過紙帶閱讀機(jī)讀人信息，然后啟動數(shù)控系統(tǒng)使之運(yùn)行，借以檢查機(jī)床執(zhí)行這些功能的準(zhǔn)確性和可靠性，進(jìn)而診斷出故障發(fā)生的可能起因。本方法對機(jī)床加工造成廢品但又無報警的情況下和對于長期閑置的數(shù)控機(jī)床第一次開機(jī)時的檢查，一時難以確定是編程錯誤或是操作錯誤，還是機(jī)床故障時的判斷是一種較好的方法。

（四）代換法

這是一種借鑒家電維修技術(shù)驗證分析的方法。就是維修人員用自備數(shù)控配件(如印刷線路板、模板，集成電路芯片或元器件)替換有疑點的部分，這種方法幸運(yùn)時可以快速排除故障，即使排除不了故障，也可以把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級，大大縮短了排除故障時間。

（五）參數(shù)檢查法

數(shù)控參數(shù)能直接影響數(shù)控機(jī)床的性能。斷電時，為了讓RAM保存參數(shù)，通常在控制板放鋰電池，時間長了電池電量不足或受外界的某種干擾，會造成有些參數(shù)丟失或變化，導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生混亂，機(jī)床無法正常工作。一旦出現(xiàn)這種情況，就應(yīng)根據(jù)故障特征或有故障報警信息，檢查和校對有關(guān)參數(shù)。另外一種情況，是由于機(jī)械傳動部件磨損，電子電器元件性能變化等原因，造成機(jī)床性能下降，也需對其有關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使機(jī)床能運(yùn)轉(zhuǎn)，而且加工的工件精度不受影響。

（六）輕敲法

當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障表現(xiàn)不穩(wěn)定時，可先輕敲電路板插件或電纜信號連接線，再敲關(guān)鍵印刷線路板重點元件來排查或確定故障的部位。這樣做是因為系統(tǒng)有多塊印刷線路板，板間或模塊間又通過排線連接，電路板有無數(shù)焊點，任何板之間接觸不良或焊點出現(xiàn)虛焊，都可能引起故障。當(dāng)用絕緣物輕輕敲打有虛焊及接觸不良的疑點處，故障肯定會重復(fù)再現(xiàn)。