熊小剛

摘要：數(shù)控機(jī)床集機(jī)電于一體，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。目前所使用的各種數(shù)控系統(tǒng)，雖有各種報(bào)警指示燈或自診斷程序，但智能化的程度還不是很高，不可能自動(dòng)診斷出發(fā)生故障的確切部位。本文主要闡述幾種故障的處理方法，以便對(duì)故障進(jìn)行快速準(zhǔn)確的診斷和排除。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;故障;處理;方法

一、直觀法（常規(guī)檢查法）

外觀檢查是指依靠人的五官等感覺(jué)并借助于一些簡(jiǎn)單的儀器來(lái)尋找機(jī)床故障的原因。這種方法在維修中是常用的，也是首先采用的?！跋韧夂髢?nèi)”的維修原則要求維修人員在遇到故障是應(yīng)先采取看、聞、嗅、摸等方法，由外向內(nèi)逐一進(jìn)行檢查。有些故障采用這種方法可迅速找到故障原因，而采用其他方法要花費(fèi)許多時(shí)間，甚至一時(shí)解決不了。例：配置某系統(tǒng)的TC1000型加工中心，控制面板顯示消失，經(jīng)檢查面板MS401板電源熔絲燒斷，而其內(nèi)部無(wú)短路現(xiàn)象，更換熔絲后，故障消失，顯示恢復(fù)正常。例：WY203型自動(dòng)換向數(shù)控組合機(jī)床，Z軸一啟動(dòng)就出現(xiàn)跟隨誤差過(guò)大而報(bào)警停機(jī)。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)位置控制環(huán)反饋元件光柵電纜由于運(yùn)動(dòng)中受力而拉傷斷裂，造成丟失反饋信號(hào)所致。例：TC1000型加工中心，一啟動(dòng)就發(fā)生114 號(hào)報(bào)警，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)y軸光柵適配器插頭松脫。例：TH6350型加工中心，在加工中突然停機(jī)，打開(kāi)電器柜發(fā)現(xiàn)y軸電動(dòng)機(jī)主電路保險(xiǎn)管燒壞，經(jīng)追查與y軸有關(guān)的元器件發(fā)現(xiàn)，y軸電動(dòng)機(jī)動(dòng)力線外被劃傷，損傷出碰到機(jī)床外殼上造成短路而燒斷熔絲。

（1）?? 問(wèn)：機(jī)床開(kāi)機(jī)時(shí)的異常？比較故障前后工件的精度和傳動(dòng)系統(tǒng)、走刀系統(tǒng)是否正常？出力是否均勻？切深和走刀量是否減少？潤(rùn)滑油牌號(hào)、用量？機(jī)床何時(shí)進(jìn)行過(guò)保養(yǎng)檢修？

（2）?? 看：就是用肉眼仔細(xì)檢查有無(wú)保險(xiǎn)絲燒斷、元器件燒焦、煙熏、開(kāi)裂現(xiàn)象，有無(wú)異物斷路現(xiàn)象，以此判斷板內(nèi)有無(wú)過(guò)流、過(guò)壓、短路問(wèn)題。看轉(zhuǎn)速？觀察主傳動(dòng)速度快慢的變化。主傳動(dòng)齒輪、飛輪是否跳、擺？傳動(dòng)軸是否彎曲、晃動(dòng)？

（3）?? 聽(tīng)：利用人體的聽(tīng)覺(jué)功能可查詢到數(shù)控機(jī)床因故障而產(chǎn)生的各種異常聲響的聲源，如電氣部分常見(jiàn)的異常聲響有：電源變壓器、阻抗變換器與電抗器等因?yàn)殍F心松動(dòng)、銹蝕等原因引起的鐵片振動(dòng)的吱吱聲;繼電器、接觸器等的磁回路間隙過(guò)大，短路環(huán)斷裂、動(dòng)靜鐵心或鑲鐵軸線偏差，線圈欠壓運(yùn)行等原因引起的電磁嗡嗡聲或者觸點(diǎn)接觸不良的嗡嗡聲以及元器件因?yàn)檫^(guò)流或過(guò)壓運(yùn)行失常引起的擊穿爆裂聲。而伺服電動(dòng)機(jī)、氣控器件或液控器件等發(fā)生的異常聲響基本上和機(jī)械故障方面的異常聲響相同，主要表現(xiàn)在機(jī)械的摩擦聲、振動(dòng)聲與撞擊聲等。

（4）?? 觸：也稱敲捏法。CNC系統(tǒng)是由多塊線路板組成的，板上有許多焊點(diǎn)，板與板之間或模塊與模塊之間又通過(guò)插件或電纜相連。所以，任何一處的虛焊或接觸不良，就會(huì)成為產(chǎn)生故障的主要原因。檢查時(shí)，用絕緣物（一般為代橡皮頭的小錘）輕輕敲打可疑部位（即虛焊、接觸不良的插件板、組件、元器件等。）如果確實(shí)是因虛焊或接觸不良而引起的故障，則該故障會(huì)重復(fù)出現(xiàn)，有些故障則在敲擊后，故障消失則也可以認(rèn)為敲擊處或敲擊作用力波及的范圍是故障部位。同樣，用手捏壓組件、元器件時(shí)，如故障消失或故障出現(xiàn)，可以認(rèn)為捏壓處或捏壓作用力波及范圍是故障部位。這種觸的方法用于虛焊、虛接、碰線、多余物短路、多余物卡觸點(diǎn)等原因引起的時(shí)好時(shí)壞的故障現(xiàn)象。在敲捏過(guò)程中，要實(shí)時(shí)地觀察機(jī)床工作狀況。在作敲捏組件、元器件時(shí)，應(yīng)一個(gè)人專門負(fù)責(zé)敲捏;另外的人負(fù)責(zé)判斷是否出現(xiàn)故障消失或故障復(fù)現(xiàn)。如果一個(gè)人又作敲捏又判斷故障現(xiàn)象，一心二用，可能敲偏漏檢。敲捏的力度要適當(dāng)，并且應(yīng)由弱到強(qiáng)，防止引入新的故障。

（5）?? 嗅：在電氣設(shè)備診斷或各種易揮發(fā)物體的器件采用此方法效果較好。如一些燒壞的煙氣、焦糊味等異味。因劇烈摩擦，電器元件絕緣處破損短路，使附著的油脂或其他可燃物質(zhì)發(fā)生氧化蒸發(fā)或燃燒而產(chǎn)生的煙氣、焦糊氣等。利用外觀檢查，有針對(duì)性地檢查懷疑部分的元器件，判斷明顯的故障。如熱繼電器脫扣？熔斷絲？線路板（損壞、斷裂、過(guò)熱等）、連接線路、更改的線路是否與原線路相符？并注意獲取故障發(fā)生時(shí)的振動(dòng)、聲音、焦糊味、異常發(fā)熱、冷卻風(fēng)扇運(yùn)行是否正常？等等。這種檢查很簡(jiǎn)單，但非常必要。應(yīng)用場(chǎng)合：利用人體的視覺(jué)功能可觀察到設(shè)備內(nèi)部器件或外部連接的形狀變化。如電氣方面可觀察線路元器件的連接是否松動(dòng)，短線或銅箔斷裂，繼電器、接觸器與各類開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)是否燒蝕或壓力失常，發(fā)熱元器件的表面是否過(guò)熱變色，電解電容的表面是否膨脹變形，保護(hù)器件是否脫扣，耐壓元器件是否有明顯的電擊點(diǎn)以及碳刷接觸表面與接觸壓力是否正常，等等。另外，對(duì)開(kāi)機(jī)發(fā)生的火花、亮點(diǎn)等異?，F(xiàn)象更應(yīng)再重點(diǎn)檢查。機(jī)械故障方面，主要可觀察傳動(dòng)鏈中組件是否存在間隙過(guò)大，固定鎖緊裝置是否松動(dòng)，工作臺(tái)導(dǎo)軌面、滾珠絲杠、齒輪及傳動(dòng)軸等表面的潤(rùn)滑狀況是否正常，以及是否有其他明顯的碰撞、磨損與變形現(xiàn)象等等。現(xiàn)場(chǎng)維修中，利用人的嗅覺(jué)功能和觸覺(jué)功能可查詢因過(guò)流、過(guò)載或超溫引起的故障并可通過(guò)改變參數(shù)設(shè)置或PLC程序來(lái)解決。例如，某龍門式加工中心在安裝調(diào)試后不久，Z軸運(yùn)動(dòng)時(shí)偶爾出現(xiàn)報(bào)警，指示實(shí)際位置與指令不一致。采用直觀法發(fā)現(xiàn)Z軸編碼器外殼因被撞而變形，故懷疑該編碼器已損壞，調(diào)換一個(gè)新編碼器后上述故障排除。

二、系統(tǒng)自診斷法

充分利用數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能，根據(jù)CRT上顯示的報(bào)警信息及各模塊上的發(fā)光二極管等器件的指示，可判斷出故障的大致起因。進(jìn)一步利用系統(tǒng)的自診斷功能，還能顯示系統(tǒng)與各部分之間的接口信號(hào)狀態(tài)，找出故障的大致部位，它是故障診斷過(guò)程中最常用、有效的方法之一。

三、拔出插入法

拔出插入法是通過(guò)監(jiān)視相關(guān)的接頭、插卡或插拔件拔出再插入這個(gè)過(guò)程中，確定拔出插入的連接件是否為故障部位二還有的本身就只是接插件接觸不良而引起的故障，經(jīng)過(guò)重新插入后，問(wèn)題就解決了。在應(yīng)用拔出插入法時(shí)，需要特別注意，在插件板或組件拔出再插入的過(guò)程中，改變狀態(tài)的部位可能不只是連接接口o因此，不能因?yàn)榘纬霾迦牒蠊收舷?，就肯定是接口的接觸不良，還有內(nèi)部的焊點(diǎn)虛焊恢復(fù)接觸狀態(tài)、內(nèi)部的短路點(diǎn)恢復(fù)正常等可能性，雖然這種可能性很小。

四、參數(shù)檢查法

數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床參數(shù)是經(jīng)過(guò)理論計(jì)算并通過(guò)一系列試驗(yàn)、調(diào)整而獲得的重要數(shù)據(jù)，是保證機(jī)床正常運(yùn)行的前提條件，他們直接影響著數(shù)控機(jī)床的性能。參數(shù)通常存放在系統(tǒng)存儲(chǔ)器RAM中，一旦電池電量不足或受到外界的干擾或系統(tǒng)長(zhǎng)期不通電，可能導(dǎo)致部分參數(shù)的丟失或變化，使機(jī)床無(wú)法正常工作。通過(guò)核對(duì)、調(diào)整參數(shù)，有時(shí)可以迅速排除故障;特別是對(duì)于機(jī)床長(zhǎng)期不用的情況，參數(shù)丟失的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，因此，檢查和恢復(fù)機(jī)床參數(shù)，是維修中行之有效的方法之一。另外，數(shù)控機(jī)床經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行之后，由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件磨損，電器元器件性能變化等原因，也需要對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行重新調(diào)整。例：配置某系統(tǒng)的XK715型數(shù)控立銑床，開(kāi)機(jī)后不久出現(xiàn)403伺服未準(zhǔn)備好、420、421、422號(hào)（X、y、Z各軸超速）報(bào)警。這種現(xiàn)象常與參數(shù)有關(guān)。檢查參數(shù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)混亂。將參數(shù)重新輸入，上述報(bào)警消失。再對(duì)存儲(chǔ)器重新分配后，機(jī)床恢復(fù)正常。在排除某些故障時(shí)，對(duì)一些參數(shù)還需進(jìn)行調(diào)整，因?yàn)橛行﹨?shù)（如各軸的漂移補(bǔ)償值、螺距誤差補(bǔ)償值、KV系統(tǒng)、反向間隙補(bǔ)償值、定位允差等）雖在安裝調(diào)整過(guò)，但由于受加工的局限性、加工要求或控制要求改變，個(gè)別參數(shù)會(huì)有不適應(yīng)的情況。同樣的，由于長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，機(jī)械傳動(dòng)部件會(huì)磨損，電器元件性能變化或調(diào)換零部件所引起的變化，也許對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。參數(shù)調(diào)整、修改前，有的系統(tǒng)還要求輸入保密參數(shù)值。如SIEMENS的SINUMERIK810、840、880等系統(tǒng)應(yīng)輸入11號(hào)保密值。

五、功能測(cè)試法

所謂功能測(cè)試法是通過(guò)功能測(cè)試程序，檢查機(jī)床的實(shí)際動(dòng)作，判別故障的一種方法。功能測(cè)試可以將系統(tǒng)的功能（如：直線定位，圓弧插補(bǔ)、螺紋切削、固定循環(huán)、用戶宏程序等G、M、S、T、F功能），用手工編程方法，編制一個(gè)功能測(cè)試程序，并通過(guò)運(yùn)行測(cè)試程序，來(lái)檢查機(jī)床執(zhí)行這些功能的準(zhǔn)確性和可靠性，進(jìn)而判斷出故障發(fā)生的原因。這種方法常常應(yīng)用于以下場(chǎng)合。

（1）?? 機(jī)床加工造成廢品而一時(shí)無(wú)法確定是編程、操作不當(dāng)，還是數(shù)控系統(tǒng)故障時(shí)。

（2）?? 數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)隨機(jī)性故障，一時(shí)難以區(qū)別是外來(lái)干擾，還是系統(tǒng)穩(wěn)定性不好。如不能可靠的執(zhí)行各加工指令，可連續(xù)循環(huán)執(zhí)行功能測(cè)試程序來(lái)診斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（3）?? 閑置時(shí)間較長(zhǎng)的數(shù)控機(jī)床再投入使用時(shí)或?qū)?shù)控機(jī)床進(jìn)行定期檢修時(shí)。