袁鑫宏

摘 要：近幾年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床成為工業(yè)生產(chǎn)中的重要設(shè)備之一。由于數(shù)控機(jī)床具有工作效率高、加工精度準(zhǔn)確以及自動(dòng)靈活等特點(diǎn)，逐漸被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中，而且已成為生產(chǎn)企業(yè)保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高工作效率的關(guān)鍵所在。數(shù)控機(jī)床最常見的故障有機(jī)械故障和電氣故障，在日常工作運(yùn)行中電氣系統(tǒng)故障最為常見，研究和探討數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)故障診斷與維護(hù)技術(shù)，對(duì)于保證數(shù)控機(jī)床穩(wěn)定運(yùn)行具有非常重要的意義。本文介紹了數(shù)控機(jī)床故障現(xiàn)象以及現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床分析，介紹了解數(shù)控機(jī)床技術(shù)以及未來發(fā)展情況，為以后機(jī)床故障的分析和研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;電氣控制系統(tǒng);故障診斷;故障維護(hù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.082

數(shù)控機(jī)床是高密集型機(jī)電設(shè)備，如果一旦發(fā)生故障，由于診斷難度大，維修不及時(shí)將會(huì)造成數(shù)控機(jī)床停產(chǎn)停機(jī)。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來越高，故障率也越來越低，一大部分故障原因主要是由系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、驅(qū)動(dòng)單元和伺服電機(jī)的質(zhì)量問題而引起的。那么為了降低故障率，研究和分析故障原因及系統(tǒng)故障診斷方法，對(duì)于數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定運(yùn)行有著非常重要的作用。

1 電氣控制系統(tǒng)故障

電器控制系統(tǒng)又可以從元器件類型上分類，一般分為“弱電”和“強(qiáng)電”故障，其中“弱電”部分是以電子元件及集成電路所組成的控制系統(tǒng)，輸為輸出單元等?！叭酢彪姷墓收贤ǔ７诸悶橛布蛙浖收稀３Ｒ姷挠屑呻娐沸酒收?、軟件故障的有加工程序出錯(cuò)?！皬?qiáng)電”部分指控制系統(tǒng)中的主回路、或高壓，這類故障雖然容易診斷和維修，但由于該部分系統(tǒng)長(zhǎng)期處于高壓、大電流的工作狀態(tài)下，發(fā)生故障的幾率較大。

2 數(shù)控機(jī)床故障診斷技術(shù)

2.1 自診斷技術(shù)

（1）開機(jī)自診斷：當(dāng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)啟動(dòng)后，在設(shè)備內(nèi)部設(shè)定的自診斷系統(tǒng)將會(huì)對(duì)各個(gè)系統(tǒng)部件進(jìn)行逐一檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果將會(huì)顯示在操控屏上，當(dāng)檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)故障問題時(shí)，顯示屏上將會(huì)對(duì)故障信息進(jìn)展示并發(fā)出故障信號(hào)。數(shù)控機(jī)床自診斷系統(tǒng)檢測(cè)運(yùn)行速度較快，基本在一分鐘內(nèi)即可完成檢測(cè)。故障信息通常會(huì)具體到某一元件或電路板上，也有部分故障只顯示故障范圍，這就需要故障檢修人員根據(jù)電路圖或系統(tǒng)原理進(jìn)行范圍排查。

（2）運(yùn)行自診斷：該診斷技術(shù)是在系統(tǒng)正常工作過程中進(jìn)行內(nèi)部程度和故障的診斷，主語對(duì)系統(tǒng)軟件、控制系統(tǒng)、電子單元以及數(shù)控裝置及其外部運(yùn)行裝置進(jìn)行全自動(dòng)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，將相關(guān)運(yùn)行和故障信息在操控屏上進(jìn)行顯示。運(yùn)行自診斷技術(shù)通常在系統(tǒng)運(yùn)行中進(jìn)行多次反復(fù)診斷，及時(shí)有效監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的各種故障。

2.2 人工診斷技術(shù)

（1）功能程序測(cè)試法：這種方法將數(shù)控系統(tǒng)中全部指令編一個(gè)程序，將其存儲(chǔ)在機(jī)床控制系統(tǒng)中，診斷時(shí)用此程序，就可以很快判定，這種方法會(huì)在設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間不用重新投入才會(huì)用。

（2）參數(shù)檢查法：數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部如果一旦出現(xiàn)干擾，或者有其它的原因，從而造成參數(shù)丟失或者混亂，會(huì)影響系統(tǒng)無法進(jìn)行正常工作，然后運(yùn)用參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)相關(guān)功能進(jìn)行檢測(cè)，排除故障后還需對(duì)某些參數(shù)進(jìn)行重新調(diào)整。

（3）備件置換法：是指需要與系統(tǒng)型號(hào)相同的電路板，模塊進(jìn)行參數(shù)互相交換比較，還可與其他部件進(jìn)行互換，或者重新替換出有問題的部件，還有那些特別重要，而且也很容易出現(xiàn)故障的，這些都要大大減少故障發(fā)生率，以便快速確定故障。

（4）直觀法：直觀法是指檢修人員采用視覺、聽覺、嗅覺以及感覺等直觀檢測(cè)方法對(duì)故障部位進(jìn)行排查和檢修，通常遵循“先外后內(nèi)”的檢測(cè)原則，對(duì)故障部位零部件工作情況進(jìn)行觀察、聽聲音、摸發(fā)熱等直接檢測(cè)，對(duì)零部件和外部裝置進(jìn)行逐個(gè)檢測(cè)，對(duì)故障點(diǎn)完成順利排查。

（5）原理分析法：當(dāng)上述檢測(cè)方法無法檢測(cè)出具體故障時(shí)，可從電路基本原理出發(fā)，一步步利用相關(guān)電路檢測(cè)工具進(jìn)行逐一排查，以此來查明故障原因。

2.3 高級(jí)診斷

（1）自修復(fù)診斷：數(shù)控系統(tǒng)故障原因種類很多，自修復(fù)一般不參與內(nèi)部運(yùn)行的。在系統(tǒng)每次開機(jī)運(yùn)行中自修復(fù)程序便開始啟動(dòng)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行故障檢測(cè)，如若發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障，便開始自動(dòng)啟動(dòng)修復(fù)程度，軟件故障將會(huì)自己對(duì)軟件和程序進(jìn)行修復(fù)，自動(dòng)尋找備用模塊，以取代故障模塊，確保系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。故障信息及模塊替代信息都會(huì)在操控屏上進(jìn)行顯示并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，維修人員便根據(jù)提示信息對(duì)故障模塊進(jìn)行更換和備份，以備下次故障修復(fù)所用。

（2）診斷指導(dǎo)專家系統(tǒng)：近年來隨著科技不斷進(jìn)步，故障診斷技術(shù)也在不斷發(fā)展和更新，如圖像聲音識(shí)別技術(shù)、自動(dòng)修復(fù)技術(shù)以及工業(yè)機(jī)器人維修技術(shù)等，在數(shù)控機(jī)床故障診斷及修復(fù)中得到了廣泛應(yīng)用。診斷指導(dǎo)專家系統(tǒng)基于行業(yè)維修專家技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，模仿維修專家故障處理思維活動(dòng)而設(shè)計(jì)的故障診斷系統(tǒng)，這將促使普通維修工人也能具備專家級(jí)的故障診斷和維修水平。

（3）原理分析法：根據(jù)數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理，從部件組成和運(yùn)行原理上對(duì)各個(gè)部件運(yùn)行參數(shù)和電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行排查，并結(jié)合相應(yīng)檢測(cè)和測(cè)量設(shè)備儀器，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析和比較，從而對(duì)故障信息進(jìn)行逐一排查。該方法對(duì)于故障檢修人員的知識(shí)水平和維修經(jīng)驗(yàn)具有較高要求，必須要對(duì)電氣系統(tǒng)故障原因有足夠了解，對(duì)故障維修知識(shí)有足夠掌握。

3 維修中應(yīng)注意的事項(xiàng)

（1）在維修和診斷過程中，需要對(duì)電路板連接處及線路圖進(jìn)行標(biāo)記和明確，將拆下的電子元件及螺絲要進(jìn)行分類裝盒保管，避免丟失和混淆;在維修結(jié)束后要檢測(cè)所有拆下的電子件和螺絲是否都安裝齊全，并要確保安裝部位元件穩(wěn)定牢固。

（2）電烙鐵應(yīng)該放在離維修線路板遠(yuǎn)的地方，烙鐵頭焊接時(shí)應(yīng)做適當(dāng)調(diào)整以免破壞別的器件。

（3）不應(yīng)隨意切斷印刷線路。有的維修人員有自己的習(xí)慣，會(huì)導(dǎo)致一些判斷錯(cuò)誤，自己私自進(jìn)行斷線，但因檢查與這種數(shù)控設(shè)備不同，這樣做將會(huì)造成元件人為損壞。

（4）要更換新的器件時(shí)，焊接中應(yīng)當(dāng)不使用酸性焊油，引腳處作適當(dāng)調(diào)整。

（5）數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)中電路板及電源配置較為復(fù)雜，在檢修過程中可根據(jù)實(shí)際情況選擇局部供電或全程供電，并要特別注意高壓電路，在檢修通電前做好相應(yīng)絕緣措施，確保維修人身生命安全。

4 數(shù)控機(jī)床故障的診斷展望

在數(shù)控機(jī)床故障診斷中，電氣故障診斷始終是困擾操作和維修人員的難題之一，確保數(shù)控機(jī)床工作過程中的安全與穩(wěn)定對(duì)于生產(chǎn)單位具有非常重要的意義。近年來逐步發(fā)展起來的專家故障診斷系統(tǒng)，開創(chuàng)了基于人類專家級(jí)別知識(shí)水平的電氣設(shè)備故障診斷技術(shù)。該技術(shù)以其獨(dú)有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)不斷被應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障診斷和檢修中。但隨著數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化水平的不斷提高，故障點(diǎn)及故障原因變得越發(fā)復(fù)雜，畢竟維修人員技術(shù)水平有一定的局限性。鑒于此現(xiàn)階段建立的科研所遠(yuǎn)程專家故障診斷系統(tǒng)發(fā)揮了重要作用。通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)與故障維修現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行視頻連接，集多方專家進(jìn)行遠(yuǎn)程故障診斷，以及時(shí)恢復(fù)設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行，并達(dá)到了遠(yuǎn)程技術(shù)共享的作用。此外，自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障復(fù)雜多變，今后結(jié)合模糊識(shí)別技術(shù)以及人工智能技術(shù)，發(fā)展更加快速智能的故障診斷和維修方法，也是未來重要的發(fā)展方向之一。

5 結(jié)語

數(shù)控機(jī)床作為工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展過程中的重要設(shè)備之一，在工業(yè)生產(chǎn)過程中發(fā)揮了非常重要的作用。數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障點(diǎn)較多，需要在日常故障檢修中，對(duì)各種出現(xiàn)的故障進(jìn)行記錄和總結(jié)，不斷積累故障診斷和維修經(jīng)驗(yàn)，在以后故障發(fā)生時(shí)可以進(jìn)行及時(shí)排查。加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床故障維修和設(shè)備保養(yǎng)，能夠有效延長(zhǎng)機(jī)床使用壽命，對(duì)于企業(yè)穩(wěn)定生產(chǎn)和降低生產(chǎn)成本具有非常重要的意義。因此，在今后的工作中，應(yīng)不斷研究和掌握新的數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障診斷和維修技術(shù)，為企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高和穩(wěn)定發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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