淺談數(shù)控機床故障診斷及處理

1、淺談數(shù)控機床故障診斷及處理    摘要：數(shù)控機床具有加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠、生產(chǎn)效率高、適應性強、靈活性好等眾多優(yōu)點，在各個行業(yè)受到廣泛歡迎，由于它是集強、弱電于一體，數(shù)字技術(shù)控制機械制造的一體化設(shè)備，一旦系統(tǒng)的某些部分出現(xiàn)故障，就勢必使機床停機，影響生產(chǎn)，所以如何正確維護設(shè)備和出現(xiàn)故障時能及時診斷就是保障生產(chǎn)正常進行的關(guān)鍵。 關(guān)鍵詞：數(shù)控機床 故障診斷 處理 中圖分類號：TG519.1 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2013）06-0244-01 隨著我國加工制造業(yè)的發(fā)展，以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)，以大規(guī)模集成電路為標志的數(shù)控機床在我國

2、得到了廣泛的應用，并給制造業(yè)帶來了較高的經(jīng)濟效益。數(shù)控機床的多樣性、復雜化以及高智能化使得它對現(xiàn)場工程技術(shù)人員的要求較高，不但要求他們會操作加工，而且懂維護維修。受某些客觀因素的制約，絕大多數(shù)的技術(shù)人員只會前者，而對后者則知之甚少，一旦出現(xiàn)故障，就束手無策，使企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益受到嚴重影響。因此，重視數(shù)控機床的日常維護保養(yǎng)工作，掌握常見故障的分析、診斷和排除方法是非常重要的。 一、數(shù)控機床故障的類型 雖然數(shù)控系統(tǒng)有很多種，但從總體上來說，數(shù)控系統(tǒng)的故障可以分為三大類：硬件故障、軟件故障、混合型及應用型故障。硬件故障主要指數(shù)控機床存在硬件的損壞，這時需要拆機床，找到損壞的部件，加以更換或維

3、修，工作量大且對機床的影響也大。軟件故障主要指數(shù)控機床的軟件出了問題，不需要拆床子。由于數(shù)控機床的軟件包括好幾個部分，我們首先要判斷是哪部分出了問題。第一部分指數(shù)控系統(tǒng)廠家做的，集成在啟動芯片內(nèi)，控制機床的啟動及監(jiān)控機床的運行，這部分程序機床廠家一般也取不出來，一般不出問題，一旦出了問題，就得找系統(tǒng)廠家來解決。如果床子長時間不用，那么每隔一段時間也要開一下，主要是給內(nèi)部的電池充電，防止這部分監(jiān)控程序由于斷電而出問題。第二部分指PMC程序及內(nèi)部參數(shù)的設(shè)置，一般出了問題后，用事先備份的恢復即可。像西門子系統(tǒng)具有在線診斷功能，一般也是通過互聯(lián)網(wǎng)把相關(guān)參數(shù)回傳，使系統(tǒng)恢復到初始狀態(tài)。第三部分是指用戶編

4、的程序，一旦出了問題就不能正常加工出合格的零件。 二、數(shù)控機床的故障診斷方法 （一）動態(tài)梯形圖診斷法 通過動態(tài)梯形圖信號的明暗或顏色的變化來判定故障的具體部位，這種方法對機床廠家編制的報警號的故障診斷特別有效，但要求維修者必須理解并掌握PMC具體控制原理，新型PMC還具有信號跟蹤功能和強制功能，可以幫助分析故障出現(xiàn)前后系統(tǒng)輸入/輸出信號狀態(tài)的變化情況及信號無效是由系統(tǒng)內(nèi)部還是由系統(tǒng)外部信號導致的，從而更加完善了這種診斷方法。 （二）自診斷功能法 數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能，已成為衡量數(shù)控系統(tǒng)性能特性的重要指標，數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能隨時監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)。一旦發(fā)生異常情況，立即在CRT上顯示報警信

5、息或用二極管指示故障的導致起因，這是維修中最有效的一種方法。通常有硬件報警指示和軟件報警指示兩種。硬件報警指示：這是指包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電子電器裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應的功能說明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法。軟件報警指示：如前所述的系統(tǒng)軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設(shè)有報警顯示，依據(jù)顯示的報警號對照相應的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。 （三）儀器檢查法 儀器檢查法使用常規(guī)電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關(guān)直流及脈沖信號等進行測量，從中找尋可能的故障。例如用萬用表檢查各電源情況，及對某些電路板上設(shè)置的相關(guān)信號狀態(tài)測

6、量點的測量，用示波器觀察相關(guān)的脈動信號的幅值、相位甚至有無，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。 （四）功能參數(shù)封鎖法 所謂參數(shù)封鎖法就是通過修改系統(tǒng)參數(shù)來判定故障是系統(tǒng)內(nèi)部故障還是外部故障。數(shù)控機床某些控制功能由系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定，通過參數(shù)維修數(shù)控機床是一種高效快捷的方法。如某一數(shù)控機床進給采用全閉環(huán)（位置檢測采用光柵尺）控制，加工中出現(xiàn)了位置反饋信號斷線報警，故障原因可能是光柵尺本身斷線或系統(tǒng)內(nèi)部檢測電路故障。通過重新設(shè)定系統(tǒng)控制功能參數(shù)（FANUC-0i系統(tǒng)為1815#1設(shè)為“0”）及伺服設(shè)定參數(shù)，使系統(tǒng)由原來的全閉環(huán)控制改為半閉環(huán)控制（通過參數(shù)封鎖了光柵尺），數(shù)控機床可以正常運

7、行，則故障為光柵尺本身故障。最后仔細檢測發(fā)現(xiàn)光柵尺內(nèi)部有油污導致反饋信號不良。 三、數(shù)控機床的維護和處理 對于數(shù)控機床來說，合理的日常維護措施可以有效地預防和降低數(shù)控故障的發(fā)生幾率。首先，針對每一臺機床的具體性能和加工對象制定操作規(guī)程，建立工作、故障、維修檔案是很重要的。其次，在一般的工作車間的空氣中都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末之類的污染物，一旦落在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的印制線路或電子器件上，就會引起元器件之間絕緣電阻下降，甚至導致元器件及印制線路受到損壞。所以除非是需要進行必要的調(diào)整及維修，一般情況下不允許隨便開啟柜門，更不允許在使用過程中敞開柜門。另外，對數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓要實行實時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)超

8、出正常的工作電壓，就會使系統(tǒng)不能正常工作，甚至會引起數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部電子部件的損壞。所以，配電系統(tǒng)在設(shè)備不具備自動檢測保護的情況下要有專人負責監(jiān)視，盡量改善配電系統(tǒng)的穩(wěn)定作業(yè)。當然很重要的一點是，數(shù)控機床采用直流進給伺服驅(qū)動和直流主軸伺服驅(qū)動。要注意將電刷從直流電動機中取出來，以免由于化學腐蝕作用，是換向器表面腐蝕，造成換向性能受損，致使整臺電動機損壞。這是非常嚴重也容易引起的故障。 四、結(jié)束語 數(shù)控機床是現(xiàn)代化企業(yè)進行生產(chǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是完成生產(chǎn)過程的重要技術(shù)手段。強化管理是關(guān)鍵，“防”“治”的結(jié)合是解決數(shù)控機床“使用難、維修難”的唯一途徑。 總之，對于數(shù)控機床的調(diào)試和維修，重要的是吃透控制系統(tǒng)的PLC梯形圖和系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置。出現(xiàn)問題后，應首先判斷是強電問題還是系統(tǒng)問題，是系統(tǒng)參數(shù)問題還是PLC梯形圖問題。要善于利用系統(tǒng)自身的報警信息和診斷畫面。只要遵從以上原則，一般的數(shù)控故障都可以及時排除。 參考文獻： 1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（S1） 2