數(shù)控機(jī)床的故障診斷與排除方法

摘 要： 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械生產(chǎn)得到了廣泛的應(yīng)用，由于數(shù)控機(jī)床技術(shù)復(fù)雜，一旦出現(xiàn)故障，維修難的問題就會(huì)嚴(yán)重影響數(shù)控機(jī)床的有效利用。

關(guān)鍵詞： 數(shù)控機(jī)床 故障診斷 排除方法

一、數(shù)控機(jī)床的常見故障分析

1.故障

故障是指數(shù)控機(jī)床全部或部分喪失原有的功能。數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障一般有一定的規(guī)律。初期運(yùn)行，系統(tǒng)的故障率較高，發(fā)生的故障大多數(shù)是由于設(shè)計(jì)制造和裝配缺陷造成的；正常運(yùn)行，故障率低，發(fā)生的故障一般是由操作和維護(hù)不良造成的；衰老期，故障率最大，主要是由運(yùn)行過久、機(jī)件老化和損耗過度造成的。

2.故障診斷的基本原則

（1）先外部后內(nèi)部

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來(lái)越高，數(shù)控系統(tǒng)本身的故障率越來(lái)越低，而大部分故障的發(fā)生則是由非系統(tǒng)本身原因引起的。由于數(shù)控機(jī)床是集機(jī)械、液壓、電氣為一體的機(jī)床，其故障的發(fā)生也會(huì)由這三者綜合反映出來(lái)。維修人員應(yīng)先由外向內(nèi)逐一進(jìn)行排查。例如，遇到故障先檢查外部的供電電源，包括交流電源和直流電源，再檢查內(nèi)部控制線路。在沒有確定故障類型時(shí)，不要隨意地拆卸部件，否則可能會(huì)引起故障擴(kuò)大，使機(jī)床喪失精度、降低性能。系統(tǒng)外部的故障主要是由檢測(cè)開關(guān)、液壓元件、氣動(dòng)元件、電氣執(zhí)行元件、機(jī)械裝置等出現(xiàn)問題而引起的。

（2）先機(jī)械后電氣

一般來(lái)說，機(jī)械故障較易發(fā)覺，而數(shù)控系統(tǒng)及電氣故障的診斷難度較大。在故障檢修之前，首先注意排除機(jī)械性的故障。

（3）先簡(jiǎn)單后復(fù)雜

當(dāng)出現(xiàn)多種故障互相交織，一時(shí)無(wú)從下手時(shí)，應(yīng)先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。往往簡(jiǎn)單問題解決后，難度大的問題也可能變得容易。

3.數(shù)控機(jī)床的常見故障分析

（1）伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

伺服系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床上起的作用相當(dāng)重要。由于處于頻繁的啟動(dòng)和運(yùn)行狀態(tài)，又與電源、機(jī)械系統(tǒng)相連，易發(fā)生故障。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(cè)速電機(jī)、編碼器等問題引起的。一臺(tái)采用SINUMERIK 810/T的數(shù)控車床，一次刀塔出現(xiàn)故障，轉(zhuǎn)動(dòng)不到位，出現(xiàn)6016號(hào)報(bào)警“SLIDE POWER PACK NO OPERATION”，根據(jù)工作原理進(jìn)行分析，刀塔轉(zhuǎn)動(dòng)是由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的。檢查機(jī)械部分，更換伺服單元都沒有解決問題，更換伺服電機(jī)后，故障被排除。

（2）電源部分

電源是維持?jǐn)?shù)控機(jī)床正常運(yùn)行的能源供給部分，電源的故障可能直接造成停機(jī)、數(shù)據(jù)丟失或系統(tǒng)毀壞，主要由電磁波的干擾和供電線路、電壓等引起。一臺(tái)采用西門子SINUMERIK 810的數(shù)控機(jī)床，在自動(dòng)加工過程中，系統(tǒng)突然掉電，測(cè)量其24V直流供電電源，發(fā)現(xiàn)只有22V。經(jīng)確認(rèn)為整流變壓器匝間短路，造成容量不夠，更換新的整流變壓器后，故障排除。

二、故障診斷的基本方法

1.直觀法

直觀法這是一種最基本、最簡(jiǎn)單的方法。維修人員通過對(duì)故障發(fā)生時(shí)產(chǎn)生各種光、聲、味等異常現(xiàn)象的觀察、檢查，可將故障縮小到某一個(gè)模塊，甚至一塊印制電路板。如數(shù)控機(jī)床加工過程中，突然出現(xiàn)停機(jī)。維修人員打開數(shù)控柜，發(fā)現(xiàn)主電路短路跳斷，經(jīng)仔細(xì)觀察，最后發(fā)現(xiàn)Y軸電機(jī)動(dòng)力線外皮被硬物劃傷，損傷處碰到機(jī)床外殼上，造成短路器跳斷，更換Y軸動(dòng)力線后，合上短路器，機(jī)床恢復(fù)正常。

2.部件交換法

所謂部件交換法，就是在故障范圍大致確認(rèn)，并在確認(rèn)外部條件完全正確的情況下，利用同樣的印制電路板、模塊、集成電路芯片或元器件替換有疑點(diǎn)的部分的方法。部件交換法是一種簡(jiǎn)單、易行、可靠的方法，也是維修過程中常用的故障判別方法之一。

在備件交換之前，應(yīng)仔細(xì)檢查、確認(rèn)部件的外部工作條件；在線路中存在短路、過電壓等情況時(shí)，切不可以輕易更換備件。此外，備件（或交換板）應(yīng)完好，且與原電路板的各種設(shè)定狀態(tài)一致。

如某機(jī)床在調(diào)試時(shí)，X軸運(yùn)行時(shí)有抖動(dòng)現(xiàn)象，X軸電機(jī)有發(fā)熱現(xiàn)象，懷疑X軸模塊故障，將Y軸伺服模塊與X軸伺服模塊調(diào)換后，Y軸抖動(dòng)，說明原X軸伺服模塊損壞，換上備用模塊后故障排除。

3.參數(shù)檢查法

參數(shù)檢查法：數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床參數(shù)是保證機(jī)床正常運(yùn)行的前提條件，它們直接影響著數(shù)控機(jī)床的性能。

參數(shù)通常存放在系統(tǒng)存儲(chǔ)器中，一旦電池不足或受到外界的干擾，則可能導(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。

三、維修后的處理

維修后的處理包括兩個(gè)方面，一是根據(jù)本次故障的處理過程，向操作者交代清楚本次故障的起因，今后操作的注意事項(xiàng)，交代可能發(fā)生故障的準(zhǔn)確信息和環(huán)節(jié)，盡量避免同類故障再次發(fā)生。二是認(rèn)真做好維修記錄，建立維修檔案，為以后維修做資料儲(chǔ)備。

參考文獻(xiàn)：

[1]龔仲華.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修500例.機(jī)工出版社.

[2]吳國(guó)經(jīng).數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修.電子工業(yè)出版社.

[3]數(shù)控機(jī)床西門子培訓(xùn)資料利眾（北京技術(shù)培訓(xùn)）.