數控設備運行中故障分析及修理措施

(河南理工大學　河南　焦作　454000)

引言

數控設備目前它是采用計算機實現數字程序控制的技術。這種技術用計算機按事先存貯的控制程序來執行對設備的運動軌跡和外設的操作時序邏輯控制功能[1]。由于采用計算機替代原先用硬件邏輯電路組成的數控裝置，使輸入操作指令的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現，均可通過計算機軟件來完成，處理生成的微觀指令傳送給伺服驅動裝置驅動電機或液壓執行元件帶動設備運行[2]。

一、數控設備運行中故障分析

對于數控系統的常見故障，可以從故障發生的位置及故障現象進行描述。

(1)伺服驅動系統：由于伺服驅動系統連接電源及機械系統，在工作中有頻繁的啟動和運行切換，所以容易發生故障。常見故障:1.由于國內電網質量及一些特殊的原因，受網絡電壓波動大或者電壓沖擊系統就容易發生損壞。2.電機出現低速爬行或者振動，工件加工表面達不到理想，走圓弧插補軸換向時出現凸臺，導致這類故障的原因是伺服系統因各軸增益系統不等或者電機不匹配引起的，需要進行最佳化調節。3.由于機械承載過大的負荷或者卡死，就會發生保險絲燒斷或者電機過熱，以至于燒壞。4.當速度環發生了開環或者是正反饋時，在無控制指令情況下發生了高速運轉[3]。

(2)電源部分：電源是確保整個系統正常運作的關鍵環節，一旦故障將會導致系統停止或者損壞。這種故障主要是由于國內電源波動范圍大，質量較差，再加上隱藏的高頻脈沖及人為干擾等。短期的停電可以通過蓄電池來維持供電，但是一旦停機時間較長，將會導致系統數據丟失或者運行異常。

(3)數控邏輯接口：數控邏輯需要與外界之間有著比較繁多的信號源及執行元件進行連接，其變化相當頻繁，因此也就很容易發生故障，且故障的類型也是千變萬化。比如，數控的刀庫管理，液壓氣動等，都要通過PLC來實現[4]。必須通過對這些控制點的狀態信息進行及時的監控才能夠確保連接的穩定性。

(4)位置環：位置環是數控系統發出指令且與位置檢測系統的結果進行校驗來共同完成控制工作的重要環節，其工作頻率高，與外設相連，所以較容易發生故障[5]。常見故障:1.當測量回路開路、測量系統損壞或者位控單元內部損壞的時候發生的位控報警。2.因可能發生了過高漂移、正反饋及位控單元及測量元件的故障而導致無指令模式下的運動。3.測量元件出現無反饋值、機床無法回到基準點等故障，因光柵壞掉或者臟了，讀頭臟了等在高速時漏脈沖產生了報警。

(5)其它：由于數控設備所處的環境條件，也會導致系統的停機等故障。在數控系統設計及維修和使用中，要合理考慮故障發生部位的報警處理，一方面可以進行報警信息的屏幕和操作面板顯示，另一方面可以通過發出預警指令的形式，停止系統運作，來進行故障排查和清除。

二、數控設備日常維護和修理措施

(一)日常維護保養

①機械部件的維護。主傳動鏈的維護，定期調整主軸驅動帶的松緊程度；檢查主軸潤滑的恒溫箱、調節溫度范圍，及時補充油量，并清洗過濾器；檢查主軸中刀具夾緊裝置的間隙，及時調整液壓缸活塞的位移量[6]。②液壓、氣壓系統維護。定期對各潤滑、液壓、氣壓系統的過濾器或分濾器分濾網進行清洗或更換；定期檢查箱體內液壓油高度、油壓力是否正常，定期更換潤滑油、液壓油和冷卻液等；定期檢查分油器中濾出的水分，及時清理。③機床精度的維護。定期進行設備水平度和機械精度的檢查并校正。數控系統的維護。嚴格遵守操作規程和日常維護制度；盡量少開數控柜和強電柜的門；定時清掃數控柜的散熱通風系統，檢查數控柜的各個冷卻風扇工作是否正常；定期檢查和更換直流電動機電刷；定期更換存儲用電池，以保證系統不通電期間能保持其存儲器的內容。④備用的印制電路板長期不用時，應定期裝到數控系統中通電運行一段時間，以防損壞。

(二)數控設備預防和維修

經常檢查和保養易出現故障的部件，主要包括：各種指示燈、元素燈、電源、聲響、氣味有無異常；坐標軸傳動系統的潤滑、磨損情況；主軸潤滑、油、水、氣路，各項溫度控制，平衡系統，冷卻系統，傳動帶的松緊，繼電器、接觸器觸頭清潔，各插頭、接線端是否松動、電氣柜通風狀況等[7]。

在設備發生故障進行修理時，首先應注意了解和掌握被修理前的使用情況和修理史，仔細詢問故障發生前后的異常現象，是否冒煙打火、有無拆斷的元件、連接頭是否松動、用手摸元器件是否發熱等。經初步檢查，如果是機械故障，通常需進行拆卸，找到故障部位，排除解決；如果是電氣故障，先用示波器、數字電壓表、信號發生器、常用萬用表進行檢查，確定故障出現在哪一級，然后根據圖紙資料迅速找到故障的元器件。如果是外圍故障，按傳統機械、電氣故障處理方法就能解決；如果是系統內部參數的問題，則需根據原始參數記錄，逐一對照檢查并修改；如果是印刷電路板上元器件的問題，可以用備用電路板進行調換，如果故障消除了，則問題出在該電路板上；如果故障沒有消除，則應繼續檢查其它相關部分，直至找準問題的根源。每次修理后都要認真做記錄，如故障現象部件更換過的電路及排除方法、調整過哪些可調部分等。

三、結論

由于設備長期的高速運轉，難免會發生各類故障問題，這就要求我們在日常的數控設備使用中，必須加強養護和維修，并通過不斷的總結數控設備常見故障來形成數控設備的精確故障檢測，檢修人員應對每次故障處理做好記錄，以便于其經驗的豐富，對相同種類的故障做出最及時和最正確的判斷。以提高管理和維護效率。保證了機械制造業發展。