淺談數(shù)控機(jī)床故障診斷與檢修

盧蘭翔

【摘 要】數(shù)控機(jī)床是一種技術(shù)復(fù)雜的機(jī)電一體化設(shè)備，由于其經(jīng)濟(jì)性能好，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，使其在生產(chǎn)上處于的地位越來越重要。但是數(shù)控機(jī)床一般價(jià)格比較昂貴，一旦數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障，其影響和損失往往較大。因此，數(shù)控機(jī)床故障診斷與排除技術(shù)不僅是保障數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)行的前提，對(duì)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和完善也起到了巨大的推動(dòng)作用。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床；故障；思路與原則；診斷與排除

隨著我國(guó)工業(yè)化程度的不斷提高，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造領(lǐng)域的應(yīng)用愈來愈普遍，數(shù)量也逐漸增多。但是由于數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)種類的多樣性、結(jié)構(gòu)的差異性，機(jī)械加工工藝的復(fù)雜性，以及當(dāng)前從事數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的技術(shù)人員非常緊缺等原因，一旦數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障，維修難的問題就變得尤為突出，這樣導(dǎo)致了大量的數(shù)控機(jī)床因?yàn)榈貌坏郊皶r(shí)維修而影響正常的使用。要改變這一狀況，我們?cè)跀?shù)控機(jī)床的使用和維修實(shí)踐中，要善于總結(jié)維修經(jīng)驗(yàn)，掌握數(shù)控機(jī)床常見故障的診斷與排除方法。

1、數(shù)控機(jī)床常見故障的分類

數(shù)控機(jī)床的電氣故障可按故障的性質(zhì)、故障的表象、產(chǎn)生故障的原因或后果分類。

1.1以故障發(fā)生的部位分為主機(jī)故障和電氣控制系統(tǒng)故障。前者通常指組成數(shù)控機(jī)床的機(jī)械、潤(rùn)滑、冷卻、液壓、氣動(dòng)等部分，表現(xiàn)為傳動(dòng)噪聲大、加工精度差、運(yùn)行阻力大、機(jī)械部件損壞等。后者通常又分為弱電故障和強(qiáng)電故障，弱電部分是指控制系統(tǒng)中以電子元器件、集成電路為主的控制部分，弱電故障又分為硬件故障與軟件故障，硬件故障是指集成電路芯片、分立電子元件、接插件以及外部連接組件等發(fā)生的故障；軟件故障是指數(shù)據(jù)丟失，程序錯(cuò)誤等方面的故障。強(qiáng)電部分是指控制系統(tǒng)中的主回路或高壓、大功率回路中的繼電器、接觸器、熔斷器、電動(dòng)機(jī)等電氣元器件及其所組成的控制電路。

1.2以故障出現(xiàn)的或然性分為系統(tǒng)性故障和隨機(jī)性故障。前者是只要滿足一定的條件就一定會(huì)產(chǎn)生的故障；而后者是不確定什么條件下偶爾發(fā)生的故障，這類故障的分析較為困難，通常是由電氣工件特性漂移，機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的局部松動(dòng)錯(cuò)位，電氣裝置內(nèi)部溫度過高有關(guān)。

1.3以故障出現(xiàn)時(shí)有無指示和報(bào)警分為有診斷指示故障和無診斷指示故障。數(shù)控系統(tǒng)通過自診斷程序可以實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的軟、硬件性能，并能顯示故障信息，根據(jù)故障信息便于找到故障發(fā)生的原因、部位和排除的方法。無診斷指示的故障需要技術(shù)人員根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)好水平對(duì)產(chǎn)生故障前的工作過程、故障現(xiàn)象和后果進(jìn)行分析，并加以排除。

1.4以故障出現(xiàn)時(shí)對(duì)工件或?qū)C(jī)床有無破壞分為破壞性故障和非破壞性故障。前者損壞工件或者機(jī)床，檢查時(shí)不允許重現(xiàn)故障現(xiàn)象，只能根據(jù)產(chǎn)生故障時(shí)的現(xiàn)象進(jìn)行分析判斷。后者則可以試著重現(xiàn)故障過程，依據(jù)過程分析找尋故障原因。

2、故障的排除思路與原則

故障分析是進(jìn)行數(shù)控機(jī)床維修的第一步，通過故障分析，一方面可以迅速查明數(shù)控機(jī)床故障原因，及時(shí)的排除故障；同時(shí)亦可起到預(yù)防故障發(fā)生與擴(kuò)大的作用。故障處理的思路步驟可分為：確認(rèn)故障現(xiàn)象，調(diào)查故障現(xiàn)場(chǎng)，充分掌握故障信息；根據(jù)所掌握的故障信息，明確故障的復(fù)雜程度并列出故障部件的全部疑點(diǎn)；分析故障原因，制定排除故障方案；檢測(cè)故障，逐級(jí)定位故障部位；故障的排除；解決故障后的資料整理。

數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警，發(fā)生故障時(shí)，不要急于動(dòng)手處理，而應(yīng)多進(jìn)行觀察，應(yīng)遵循兩條原則：一是充分調(diào)查故障現(xiàn)場(chǎng)，充分掌握故障信息。二是認(rèn)真分析故障原因，確定檢查的方法與步驟。另外，從監(jiān)測(cè)排除故障中還應(yīng)掌握以下若干原則：先方案后操作；先外部后內(nèi)部；先機(jī)械后電氣；先公用后專用；先軟件后硬件；先簡(jiǎn)單后復(fù)雜；先一般后特殊。

3、故障診斷與排除的方法

對(duì)于數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的大多數(shù)故障，一般可采用下述幾種方法來進(jìn)行故障診斷和排除。

3.1常規(guī)檢查法

常規(guī)檢查法是指依靠人的感官并借助于一些簡(jiǎn)單的儀器來尋找機(jī)床故障原因的一種檢查方法。這種方法在維修中是常用的，也是首先采用的。維修人員通過對(duì)故障發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的各種光、聲、味等異常現(xiàn)象的觀察、檢查，可以將故障縮小到某個(gè)模塊，甚至到一塊電路板。

3.1.1問。就是詢問機(jī)床故障發(fā)生的經(jīng)過，弄清故障是突發(fā)的，還是漸發(fā)的。一般操作人員熟知機(jī)床性能，故障發(fā)生時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)，所提供的情況對(duì)故障的分析是很有幫助的。

3.1.2看。就是仔細(xì)檢查設(shè)備各工作狀態(tài)指示燈是否正常，各電控裝置有無報(bào)警指示，局部查看有無保險(xiǎn)燒斷、元器件燒焦、煙熏、開裂等現(xiàn)象，有無異物斷路現(xiàn)象，以此判斷板內(nèi)有無過流、過壓、短路問題。

3.1.3聽。就是利用人體的聽覺功能查詢數(shù)控機(jī)床因故障而產(chǎn)生的各種異常響聲的生源，如電氣部分常見的異常響聲有：電源變壓器、阻抗變換器與電抗器等因?yàn)殍F芯松動(dòng)、銹蝕等原因引起的鐵片振動(dòng)的吱吱聲；繼電器、接觸器等磁回路間隙過大線圈欠壓運(yùn)行等原因引起的電磁嗡嗡聲。機(jī)械運(yùn)動(dòng)常見的異常響聲有摩擦聲、泄漏聲、沖擊聲、對(duì)比聲等。

3.1.4觸。也稱敲捏法。可用絕緣物輕輕敲擊電路板可疑部位，來檢測(cè)電路虛焊或接觸不良而引起的故障。用手捏壓組件、元器件，如故障消失或出現(xiàn)，可以認(rèn)為捏壓處或捏壓作用力波及范圍是故障原件。

3.1.5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。如一些燒毀的煙氣、焦糊味等異味。因劇烈摩擦，電器元件絕緣處磨損短路，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。

3.2系統(tǒng)自診斷法

數(shù)控系統(tǒng)的自診斷是利用系統(tǒng)內(nèi)部自診斷程序或?qū)Ｓ玫脑\斷軟件，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的關(guān)鍵硬件以及系統(tǒng)的控制軟件進(jìn)行自我診、測(cè)試的診斷方法。它主要包括開機(jī)自診斷、在線監(jiān)控與脫機(jī)測(cè)試這些方面內(nèi)容。

3.3功能測(cè)試法

所謂功能測(cè)試法是通過功能測(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)的功能用手工編程方法，編制一個(gè)功能測(cè)試程序，并通過運(yùn)行測(cè)試程序，來檢查機(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。

3.4交換法

所謂交換法，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，利用裝置上同樣的印制電路板、模塊、集成電路芯片或元器替換有疑點(diǎn)部分的方法。交換法簡(jiǎn)單、易行、可靠，能把故障范圍縮小到相應(yīng)的部件上。例如數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給模塊，檢測(cè)裝置有多套，當(dāng)出現(xiàn)進(jìn)給故障，可以考慮模塊互換。

3.5拔出插入法

拔出插入法是通過監(jiān)視相關(guān)的接頭、插卡或接插件拔出再插入這個(gè)過程中，確定拔出插入的連接件是否為故障部位。還有的本身就只是接插件不良引起的故障，經(jīng)過重新插入后，問題就解決了。

除了上面介紹的幾種常用的檢查方法外，還有參數(shù)檢查法、隔離法、升降溫法、電源拉偏法、測(cè)量比較法及原理分析法等，這些檢查方法各有特點(diǎn)，在機(jī)床故障診斷與排除過程中并無嚴(yán)格界限，可能用一種方法就能排除故障，也可能需要多種方法相互配合同時(shí)進(jìn)行，在實(shí)際工作中，可以根據(jù)不同的故障現(xiàn)象，加以靈活運(yùn)用，對(duì)故障進(jìn)行綜合分析，逐步縮小故障范圍，排除故障。

4、結(jié)語

總之，對(duì)于數(shù)控機(jī)床的修理，重要的是發(fā)現(xiàn)問題，特別是數(shù)控機(jī)床的外部故障。有時(shí)診斷過程比較復(fù)雜，但一旦發(fā)現(xiàn)問題所在，解決起來就比較簡(jiǎn)單。現(xiàn)實(shí)的數(shù)控機(jī)床設(shè)備越來越復(fù)雜，功能越來越多樣，出現(xiàn)的故障類型也是越來越多樣。但是只要相關(guān)的人員不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)，從實(shí)際中吸收相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合多樣化的診斷方法，相信數(shù)控機(jī)床的故障維修問題也會(huì)得到一個(gè)合理的解決。同時(shí)，在日常生產(chǎn)活動(dòng)中，對(duì)于數(shù)控機(jī)床，一定要做到正確的操作和日常維護(hù)保養(yǎng)，這也是降低故障發(fā)生概率的有效方法。

參考文獻(xiàn)：

[1] 熊軍.數(shù)控機(jī)床維修與調(diào)試[M].人民郵電出版社，2010

[2] 吳國(guó)經(jīng).數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修[M].電子工業(yè)出版社，2004

[3] 陳全明，淺談數(shù)控機(jī)床故障排除的一般方法[J].機(jī)床電器，2001.4

（作者單位：山東圣翰財(cái)貿(mào)職業(yè)學(xué)院）