數控機床故障設置及排除裝置探討

吳軍

（華東交通大學，江西 南昌 330013）

數控機床故障設置及排除裝置探討

吳軍

（華東交通大學，江西 南昌 330013）

數控機床的技術要求非常高，它是自動化機床的機、電、儀等現代化高科技技術的具體表現，將各個領域的新科技手段運用到一起，組成新的工業控制技術.不同的控制系統的數控機床，在性能與結構中也存在著很大的差異性，但是數控機床的故障確診方法是一致的.本文對數控機床常見故障的分類與處理方法、數控機床的故障診斷技術、常用故障排除方法、數控機床的維護保養四個方面進行了簡單的論述.

數控；運動控制；順序程序；故障診斷系統

數控機床是機電行業中非常典型的數字產品，它的特點是高精準性、高效率性、高適應性.數據機床技術已經被我國的廣大地區大力推廣與廣泛的應用，數控機床給機械制造行業創造了高效的發展前景，和高回報的經濟效益.數控機床的控制系統具有復雜性、先進性、智能性等特點，在數控機床運行的過程中，無論哪一個環節發生故障或是失效的現象，都會造成數據機床的停止生產.因此說，數據機床故障排除和設置裝置是非常重要的工作.

1 數控機床常見故障的分類與處理方法

1.1按故障發生的部位分類

按照數控機床的故障出現的部位進行分類，可以分為硬件故障和軟件故障兩種.硬件故障常會出現在控制電子元件、電路板、接插件、低壓開關等部位，出現的故障現象多為松動或是燒毀，在進行處理的時候，要么是簡單的維修，要么是更換新的元部件.軟件故障多數是出現在PLC的編程中，在進行維修時，可以使用修改編程中的數據或者是重新輸入數據的方法，嚴重的故障可以采用修改PLC數據的方法處理故障；軟件故障包括零件加工的程序出現的故障.在發生數據控制系統出現的軟件故障的時候，要及時的與生產的廠家進行聯系，請求廠家援助，以便解決故障問題.

1.2按故障發生時是否有指示分類

按照在發生故障的時候是否出現了指示進行分類，可以分為有診斷故障與無診斷故障.有診斷故障是在現有的數控機床系統中，存在CNC自控診斷系統，在數控機床工作的過程中，會產生針對軟、硬件的適時監控程序，在發現有故障的時候，會發出警報進行提示，有效系統還會自動在顯示器中出現文字提示，方便使用者排查故障原因.無診斷故障其中有一部分是由有診斷故障的缺陷導致的，在出現這種情況的時候，維修工作人員要熟悉發生故障以前的數控機床工作的狀態，和發生故障時機床的運行情況等進行有效的分析，才能開展處理工作.在進行數控機床的維修時，可以借助生產廠家提供的診斷手冊，找出故障發生的原因、位置，進行有效的排除等.

1.3按機床的運轉穩定性能來分類

可以參照數控機床的穩定性來區分機床的故障問題，當機床在運行一段時間以后，有時會出現機床的運動性能下降的情況，雖然機床處于正常的運轉狀態，但是加工生產的產品卻是不合格的，例如：機床的定位精度不夠準確，反向發生死區，數據坐標在運行的過程中發生不平穩的現象等，都是導致機床不穩定性的因素.這種故障的排除方法是使用機床的檢測儀器進行確診，包括機床的誤差機、電等環節，調節好機床系統中的機械傳動環節、數據開展系統、隨動系統等.

1.4按故障出現頻度和范圍分類

按照數控機床故障出現的頻度與范圍進行分類，可以分為隨機性和系統性兩大類.隨機性的故障是在偶然間發生的，在進行診斷的時候非常的困難，毛病主要是出在數據機床的機械結構的部件中，有時部件的某一個位置出現了錯位，電氣線路中的靜態工作出現異位，機床的不穩定性，過高的電氣溫度等都可以引發故障.系統性的故障主要是指在一定狀態下出現的具有一定規律性的故障，在進行這類故障的排除時，要反復的進行有效的分析、研究，最終得到故障排除的結果.

2 數控機床的故障診斷技術

2.1起動診斷

在使用起動診斷的時候，從通上電源開始，數控機床的內部就會自動生成診斷系統的程序.將數控機床系統中的軟件與硬件系統進行有效的診斷，其中包括：CPU、存儲器等數據機床程序中的單元模塊，軟盤單元中的各項裝備等.在確認好各個環節的項目以后，整體系統進入了運行的準備之中.反之，則會啟動指示報警系統，表示自動診斷程序沒有完成工作，數控機床系統不能進入正常的運行狀態.

2.2在線診斷

在線診斷的方法就是運用CNC系統和CNC的裝置將每一個隨動系統的單元、隨動系統的電機、主軸隨動系統的單元、主軸隨動系統的電機、外部設備等綜合進行自動的診斷和檢查工作.只要在保證供電的情況下，在線診斷系統就可以繼續進行.

2.3離線診斷

在數控機床發生故障以后，停止數控機床的運行，由生產的廠家或者是專業的維修團隊運用特有的數據機床診斷軟件、檢測設備等進行的診斷過程稱為離線診斷.將數控機床的故障范圍設定在最小，例如：設定在機床的功能模塊中、某一處的電路線中、某個環節中的芯片中、機床的某個元件中等，這是一種精準性非常高的故障診斷方法.

3 常用故障排除方法

3.1經驗法

使用經驗法排除故障，首先要求工作人員具有較高的知識面，其次是熟悉機床的結構設計，擁有綜合性的判斷能力.在進行數控機床的故障診斷過程中，工作人員運用多年的工作經驗，評估數據機床的故障原因.例如：通過發生故障時出現的光、聲音、機械味道等評斷出故障發生的原因，這樣就可以將機床故障的范圍縮小，節省了診斷的時間，提升了故障的效率.

3.2CNC系統自診斷功能法

在數控機床系統中設置了智能程序，使得機床系統具有很強的自診斷的能力.可以隨時的檢測到數據機床中的故障，尤其是在硬件系統和軟件系統中，隨時掌握動態情況.發生異常現象時，自檢系統可以發出指示報警系統，方便工作人員及時的進行機床的故障檢修工作.同時，也可以運用CNC系統進行自診斷功能，對產生故障的地方進行導通、定位處理，將故障的范圍縮小在一定的范圍之內，以便更好的判斷出數據機床故障出現在系統的哪一個部位.

3.3功能程序測試法

功能程序測試法是將數字控制系統中的常用功能與一些特殊的功能以手工編制程序或者是自動編制程序的方法組成功能程序測試的系統，數控機床的系統通過組成的功能程序輸入的數據信息，啟動系統自身帶有的控制機制，從而檢查出數控機床系統功能中的準確性、可靠性，通過這些功能的運行，診斷出故障發生的起因.這種方法通常應用于長期不使用的數據機床的第一次重新啟動的檢查中，或是在數控機床加工過程中出現廢品時，系統沒能及時的預警的情況下使用，對于在檢查的過程中，很難檢查出故障發生的原因時，使用這種方法最有效.

3.4代換法

代換法可以看作是一種借鑒了家電維修技術的驗證方法，是維修工作人員使用自己配置的數據控制元件對數控機床的元部件進行替換的過程，這種方法可以得到兩種結果，一種是非常順利的將故障排除，另一種是將故障縮小到可以控制的范圍，例如：印刷線路板、芯片等，減少了檢測故障、排除故障的時間，提升了工作的效率.

3.5交換法

交換法是在維修工作人員缺少配件的情況下，將數控機床系統中具有同等功能的元部件進行交換使用，包括：模塊、集成電路芯片、印刷線路板等元部件.進行交換以后，要觀察故障的變化情況，以此，就可以判定出故障發生的位置.

3.6參數檢查法

數據控制機床的性能是由數據控制參數決定的，為了防止在斷電的情況下，發生RAM參數丟失的問題，通常會在控制板中安裝鋰電池，但是，當鋰電池沒有電量或是受到外界影響的時候，就會出現數據遺失的問題，導致了數據機床無法正常運轉.當發生這些情況的時候，要依據出現故障的原因、報警的信息情況，進行參數數值的檢查與校對情況.還有一種情況就是在機械的運轉過程中，出現的元部件磨損現象，或是發生電子電器的元部件轉變性能的情況發生，都會導致機床的性能減退，需要將參數進行有效的調整處理，保證機床的正常運轉和加工產品的精準度.

3.7輕敲法

在數控機床出現不穩定的情況時，可以使用輕敲的方法輕敲電路板的插件和電纜信號連接線，然后再輕敲印刷線路板中的重要元部件.這種方法彌補了由于系統的多塊印刷線路板之間的焊接在接觸不良的情況下，出現的故障問題.在使用輕敲的方法時，敲擊的部位如果有故障問題，會通過敲擊排查出來.

4 數控機床的維護保養工作

4.1電氣系統保養工作

電氣系統保養工作包括：控制溫度、防止潮濕、防止灰塵、防止松動，前兩個因素是指數控機床運作的環境要具有穩定性，在經濟條件允許的情況下，可以使用空調進行控溫與防濕處理工作.還有特別的注意數控機床在運轉的過程中會出現的振動現象，為了保證正常的運轉工作，可以經常的進行各個元部件之間的連接，元部件安裝使用的螺釘等的檢查工作.

4.2液壓系統和冷卻潤滑維護保養工作

在數控機床的運行過程中，液壓油由于使用的時間過長倒轉了液壓油的變質問題，管道會受到工作的壓力和環境的影響會出現密封圈破壞的問題，或是液壓油的油污污染了管道的問題，因此，要定期的清理管道和過濾器，防止數控機床發生故障.

4.3數控系數維護保養工作

定期的檢查冷卻風機的運轉情況，定期的清理風道，保證風道過濾網沒有灰塵或者是其他的物體堵塞的情況.每年都要更換RAM中的電池，保證RAM的正常通電.在有電式紙帶閱讀機的數控機床的，還有經常的清理機器，保證機器在讀取數據信息的時候，不會出現錯誤.

4.4機械部件的維護工作

首先，要進行位置的檢查工作，包括：主軸潤滑油的油箱油位，刀庫的回零位置，機床主軸回換刀點的位置等重要的位置，保證它們的正常運轉.其次，要進行可靠性的檢查，主要包括：絲桿、床體的松動情況，刀具在機械運行中的可靠性，行程開關與電磁閥的工作情況.再次，要定期的清理過濾網等設備，并保證油量的充足.最后，定期的調整主軸皮帶與主軸刀具夾的松緊程度，液壓缸的活塞位置，確保精準度.

結束語

綜上所述，數控機床在工業生產中越來越受到重視，因此，有必要對于數控機床系統故障與診斷技術進行有效的探索、研究、發展等工作.在掌握了機床故障的真實原因和基本的排除方法，通過實踐生產的經驗積累，總結故障診斷的新方法、新手段、新理念等，能夠保證數控機床系統的穩定性、可靠性等，大大的提升了機床的效率，確保了數控機床的正常工作.

〔1〕王鋒.數控機床故障設置及排除裝置的研發[J].溫州職業技術學院學報，2012（2）：48-50.

〔2〕馮文妍.數控機床的常見故障診斷、排除與維護保養方法的探討 [J].裝備制造技術，2015（6）：257-259.

〔3〕王益輝.對數控機床常見故障及排除方法的探討[J].黑龍江科技信息，2009（8）：47.

〔4〕孫建仁.機床數控系統常見故障與排除的探討[J].機床電器，2004（5）：19-21.

〔5〕沈勝利，張芬.經濟型數控車床自動換刀裝置的故障分析及排除 [J].制造業自動化，2012（6）：63-66.

〔6〕趙東泉，鄧榮琦.數控機床內置參數在數控機床常見故障排除中應用研究 [J].科技信息，2011（4）：210-211.

〔7〕李文，高健.數控機床原點的設置方法與故障診斷[J].青島職業技術學院學報，2013（5）：45-47.

TG659

A

1673-260X（2015）12-0030-03