關于數控機床的故障診斷

【摘 要】隨著我國經濟的快速發展，以現代化的電子技術和自動化技術為基礎的數控技術，在社會生產的各個領域有著越來越廣泛的應用。對于當前的社會生產活動而言，如果數控機床出現故障，將直接影響著生產活動的效率，因此有必要對數控機床設備進行必要的故障診斷和維修，使數控機床更好的發揮自身的作用。本文首先從數控機床系統的構成和特點出發，闡述了數控機床設備故障診斷的一般步驟和常用的方法。

【關鍵詞】數控機床；故障診斷；維修

隨著當今控制理論與自動化技術的高速發展， 尤其是微電子技術和計算機技術的日新月異， 使得數控技術也在同步飛速發展， 數控系統結構形式上的多樣化、復雜化、高智能化， 使數控機床的故障診斷與排除更需專業的技術和知識。

1.數控機床系統的組成和特點

當前世界上的數控機床系統種類多樣，并且各自具備自己的特點，不同數控機床生產廠家的產品，設計理念和設計思想也存在很大的不同。但是不管是哪一種系統，它的基本構造都是大致相同的。一般來說，數控機床系統主要由控制系統.伺服系統以及位置檢測系統組成。一般的運轉過程是由控制系統來對工件的相應程序進行運算，并向伺服系統發出相應的控制指令，然后伺服系統會對控制指令進行分析，并由相應的電機來控制機械的運轉，最后由位置監測系統對機械的運動位置和速度進行監測，并將相關信息傳遞給控制系統，并由控制系統進行進一步的指令修正。這就完成了整個數控機床系統的正常運轉。

由于數控機床的特殊性以及使用重要性，相應的系統應該具備以下的特點：整個系統的運轉應該可靠性較強；對環境的適應能力一定要強，因為數控機床常常處在高溫.潮濕.振動等環境下工作；系統適應頻繁啟動關閉的運行狀態。

2.數控機床故障診斷的基本步驟

當使用的數控機床出現故障時，相關人員應該保持冷靜，然后對故障的產生原因進行細致的分析，進而找到相應的.適當的故障診斷方法，最后再進行仔細認真的故障診斷。一般可以采用下面的步驟來進行故障的診斷。

2.1了解

在數控機床出現故障時，首先要做的就是對故障發生的情況進行全面的了解，然后對數控機床進行初步的故障診斷，仔細觀察指示屏上顯示的內容.各種故障指示燈等，然后利用觀察.觸摸.氣味等方法對數控機床的常見故障進行判斷，如熱繼電器.空氣斷路器有沒有脫扣現象，熔絲有沒有出現損壞.斷裂現象，有關插接件有沒有出現松動現象。雖然這些故障類型比較簡單易見，但是對數控機床故障診斷有著重要的作用。

2.2分析

當數控機床出現故障時，首先對機床進行斷電，然后進行故障分析，在確認通電后不會產生更大故障時，進行運轉狀態下的故障診斷和觀察，從而獲得可能導致故障產生的各種因素，為接下來的故障排除確定大的方向和手段。

2.3查找

在進行故障原因查找時，應該遵循由表及里.由易到難的原則，也就是說，首先對容易拆卸和觸及的位置進行檢查，然后再進行那些拆除量較大和不易觸及的部位檢查。

3.數控機床故障診斷的常用方法

3.1直接觀察法

通過直接的感官來進行數控機床的故障查找，是一種最為簡便的故障診斷方法，而且在實際操作中也有著非常實用的效果。

（1）利用視覺來對數控機床的故障原因進行查找，最為常見的觀察就是：檢查數控機床中是否出現機械性的損傷；線路是否出現燒焦變形現象；各類電阻有沒有發現變色或燒毀現象；機床內部運轉部件是否出現掉落物或流出物；一些保護性的部件是否出現跳閘；熔斷器是否出現熔斷現象；機床內部部件有沒有出現松動或脫落的現象；操作者編寫的控制程序是否正確等等。

（2）對數控機床的內外部進行氣味檢查，當數控機床運轉時發生摩擦現象時，會出現相應的燒焦氣味；線路灼燒或漏電時也會出現一定的焦糊氣味，同時還可能伴隨著放電的聲音。

（3）利用手來進行數控機床相關部位的振動檢查，可以判斷出設備是否出現故障。此外，還可以通過接觸來感知設備的運轉溫度是否處于正常的狀態下。

3.2報警信息診斷法

隨著自動化技術的不斷發展，現代數控機床設備的自診斷功能不斷強大，很多的簡單故障，數控機床都可以自動診斷出來，并能根據故障原因進行簡單的處理。當故障發生時，相應的故障警報會自動進行報警，并指出故障原因。

3.3機床參數檢測法

對于數控機床而言，系統內部的參數丟失或設置不恰當都可能引起相應的故障發生。因此當數控機床出現故障時，應該對系統的參數設置進行核對。比方說在測量機床的往返精度時發現，X軸在從正向向反向轉換時，讓其走0.01mm，而從千分表上沒有變化，X軸在從反向到正向轉換時，也是如此。因此懷疑滾珠絲桿的反向間隙有問題，從系統說明書上可以得知，數控系統本身對滾珠絲桿的反向間隙具有補償功能.根據說明書調整機床數據反向間隙的補償數值，使機床恢復了正常工作。

3.4測量法

測量法在診斷數控機床故障時是一種較為常見的方法，它主要是利用相序表.示波器等儀器對機床的各種線路進行檢測。比方說，在對數控機床的三相電進行檢查時，可以利用相序表，如果三相電的相序正確的話，那么相序表會按照順時針的方向進行旋轉。另外，還可以使用雙通道示波器進行檢查，當三相電相序正確時，不同兩廂電之間的波形相位的差值為120°。

3.5備件置換法

對于一些涉及控制系統的故障.有時不容易確認是哪一部分有問題，在確保沒有進一步損壞的情況下。對懷疑有故障的部件或元.器件用相同的備件或同型號機床j：或本機床上其他部分的相同部件或元.器件來替換，以確定是否發生故障。一臺采用FANUC OTC系統的數控車床啟動后，數控系統屏幕沒有顯示，檢查數控裝置，發現所有的指示燈都不亮，檢查其卜所有的熔斷器，都沒有損壞。檢查其輸入電源也正常沒問題，可以肯定是電源模塊出現了問題，更換系統電源后機床恢復了正常使用。

3.6原理分析法

原理分析法是根據數控機床的組成原理，從邏輯上分析各點的邏輯電平和特征參數，從各部件的工作原理著手進行分析和判斷，以確定故障部位的診斷方法。這種方法的運用，要求檢修人員對整個數控系統和每個部件的工作原理都有清楚的.較深的了解，才能對故障部位進行定位。

總之，現實的數控機床設備越來越復雜，功能越來越多樣，同時出現的故障類型也是越來越多樣。但是只要相關的人員不斷進行學習，從實際中吸收相關的經驗，結合多樣化的診斷方法，相信數控機床的故障維修問題也會得到一個合理的解決。 [科]

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