數(shù)控機床常見故障診斷方法探究

摘 要：數(shù)控機床是個復(fù)雜的系統(tǒng)，由于種種原因，不可避免地會發(fā)生不同程度、不同類型的故障，導(dǎo)致數(shù)控機床不能正常工作，掌握其故障診斷的方法是機電設(shè)備維修的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；常見故障 ；診斷方法；探究

1.數(shù)控機床故障診斷的方法

1.1 直觀檢查法

利用自身的眼、耳、鼻、手等感覺器官查找故障的方法。通過目測故障電路板，仔細(xì)檢查有無熔絲熔斷、元器件燒壞、煙熏、開裂現(xiàn)象，從而可判斷板內(nèi)有無過流、過壓、短路發(fā)生。用手摸并輕搖元器件（如電阻、電容、晶體管等）看有無松動之感，以此檢查一些斷腳、虛焊等問題。針對故障的有關(guān)部分，用一些簡單工具，如萬用表、蜂鳴器等，檢查各電源之間的連接線有無斷路現(xiàn)象。若無，即可接入相應(yīng)的電源，并注意有無煙、塵、噪聲、焦糊味、異常發(fā)熱的現(xiàn)象，以此發(fā)現(xiàn)一些較為明顯的故障，進一步縮小檢查范圍[1]。

1.2自診斷功能法

自診斷是指依靠數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部計算機的快速處理數(shù)據(jù)的能力，對出錯系統(tǒng)進行多路、快速的信號采集和處理，然后由診斷程序進行邏輯分析判斷，以確定系統(tǒng)是否存在故障，并對故障進行定位。自診斷功能能隨時監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)硬件和軟件的工作狀態(tài)。利用自診斷功能，顯示設(shè)備也能顯示出系統(tǒng)與主機之間接口信號的狀態(tài)，從而判斷出故障發(fā)生在機械部分還是數(shù)控系統(tǒng)部分，并指示出故障的大致部位。

1.3功能程序測試法

功能程序測試法就是將數(shù)控系統(tǒng)的常用功能和特殊功能如直線定位、圓弧插補、螺紋切削、固定循環(huán)、用戶宏程序等用編程法，編制成一個功能測試程序，并存儲于相應(yīng)的介質(zhì)上，如紙帶和磁帶等，需要時通過紙帶閱讀機等送入數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)，然后啟動數(shù)控系統(tǒng)使之運行，藉以檢查數(shù)控機床執(zhí)行這些功能的準(zhǔn)確性和可靠性，進而判斷出故障發(fā)生的可能起因。對于數(shù)控機床加工中造成廢品，但又無報警的情況下，一時難以確定是編程錯誤或是操作錯誤，還是數(shù)控機床本身故障時，是一有效的故障分析判斷法。

1.4報警顯示分析法

數(shù)控機床上多配有面板顯示器和指示燈。面板顯示器可把大部分被監(jiān)控的故障識別結(jié)果以報警的方式給出。對于各個具體的故障，系統(tǒng)有固定的報警號和文字顯示給予提示。出現(xiàn)故障后，系統(tǒng)會根據(jù)故障情況、類型給以故障提示或者同時中斷運行而停機等待處理，指示燈可粗略地提示故障部位及類型等。程序運行中出現(xiàn)故障時程序顯示能指出故障出現(xiàn)時程序的中斷部位；坐標(biāo)值顯示能提示故障出現(xiàn)時運動部件的坐標(biāo)位置；狀態(tài)顯示能提示功能執(zhí)行結(jié)果[2]。

1.5換件診斷法

當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，維修人員把懷疑部分從大縮至小，逐步縮小故障范圍，直至把故障定位于電路板級或部分電路、甚至元器件級。此時，可利用備用的印制電路板、集成電路芯片或元器件替換有疑點的部分，或?qū)⑾到y(tǒng)中具有相同功能的兩塊印制電路板、集成電路芯片或元器件進行交換，即可迅速找出故障所在。但換件時應(yīng)該注意備件的型號、規(guī)格、各種標(biāo)記、電位器調(diào)整位置、開關(guān)狀態(tài)、電路更改是否與懷疑部分的相同，此外，還要考慮到可能要重調(diào)新替換件的某些電位器，以保證新、舊兩部分性能相近。任何細(xì)微的差異都可能導(dǎo)致失敗或造成損失。

1.6測量比較法

數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠在設(shè)計印制電路板時，為了調(diào)整、維修的便利，在印制電路板上設(shè)計了多個檢測用端子。用戶也可利用這些端子比較、測量正常的印制電路板和有故障的印制電路板之間的差異[3]。可以檢測這些測量端子的電壓或波形，分析故障的起因及故障的所在位置。有時對正常的印制電路板人為地制造“故障”，如斷開連接或短路，拔去組件等，以判斷真實故障的起因。

1.7參數(shù)檢查法

數(shù)控參數(shù)能直接影響數(shù)控機床的性能。參數(shù)通常存放在磁泡存儲器或存放在需由電池保持的CMOS RAM 中，一旦電池不足或由于外界的某種干擾等因素，會使個別參數(shù)丟失或變化，發(fā)生混亂，使數(shù)控機床無法正常工作。此時，通過核對、修正參數(shù)，就能將故障排除。當(dāng)數(shù)控機床長期閑置后，工作時會無緣無故地出現(xiàn)不正常現(xiàn)象，此時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)象特征，檢查和校對有關(guān)參數(shù)[4]。另外，經(jīng)過長期運行的數(shù)控機床，由于其機械傳動部件磨損、電氣元件性能變化等原因，也需對其有關(guān)參數(shù)進行調(diào)整。有些數(shù)控機床的故障往往就是由于未及時修改某些不適應(yīng)的參數(shù)所致。

1.8敲擊法

當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)的故障表現(xiàn)為時有時無時，往往可用敲擊法檢查出故障的部位所在。這是由于數(shù)控系統(tǒng)是由多塊印制電路板組成，每塊板上又有許多焊點，板間或模塊間又通過接插件及電纜相連。因此，任何虛焊或接觸不良，都可能引起故障。當(dāng)用絕緣物輕輕敲打有虛焊或接觸不良的疑點時，故障會重復(fù)再現(xiàn)。

1.9局部升溫法

數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過長期運行后元器件均會逐步老化，性能變壞。當(dāng)它們尚未完全損壞時，相應(yīng)的故障時有時無。這時可用熱吹風(fēng)機或電烙鐵等來局部升溫被懷疑的元器件，加速其老化，以便徹底暴露故障部件。當(dāng)然，采用此法時，一定要注意元器件的溫度參數(shù)等，不要將原來好的元器件烤壞。

1.10原理分析法

根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的工作原理，維修人員可從邏輯上分析可疑元器件各點的電平和波形，然后用萬用表、邏輯筆、示波器或邏輯分析儀進行測量、分析和對比，從而找出故障。這種方法對維修人員的要求最高，維修人員必須對整個系統(tǒng)乃至每個電路的原理有清楚的了解。

1.11.接口信號法

數(shù)控機床的各個控制部分大都采用I/O 接口來互為控制，利用數(shù)控機床各接口部分的I/O 接口信號來分析，則可以找出故障出現(xiàn)的部位。利用接口信號法進行故障診斷的全過程可歸納為：故障報警—故障現(xiàn)象分析—確定故障范圍（大范圍）—采用接口信號法—邏輯分析—確定故障點—排除故障。此方法符合系統(tǒng)的設(shè)計與調(diào)試原則，使用簡單，容易掌握，能起到迅速準(zhǔn)確排除故障的作用。

結(jié)語

數(shù)控機床是一種典型的機電一體化產(chǎn)品，涉及范圍比較廣，在故障診斷方面與傳統(tǒng)機床有很大的區(qū)別。因此，掌握數(shù)控機床故障診斷技術(shù)方法，已越來越受到相關(guān)企業(yè)和人員的重視，數(shù)控機床故障診斷已成為正確使用數(shù)控機床的關(guān)鍵因素之一。

參考文獻：

[1]屈梁生.機械故障的全息診斷原理[M].北京：科學(xué)出版社，2007.

[2]范娜，宋方剛.數(shù)控機床常見故障診斷與維修[J].中國設(shè)備工程，2006.1.

[3]沈麗。數(shù)控機床故障預(yù)測與健康管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究探討[J].機電信息，2011（21）.

[4]石金艷，羅友蘭.數(shù)控機床中氣動系統(tǒng)的故障診斷與維修[J].液壓氣動與密封，2010（11）.

作者簡介：花卉 ；性別：女；（1984.10---）；專業(yè)：機械工程及自動化；職稱：二級實習(xí)指導(dǎo)教師；單位：信陽高級技工學(xué)校