【《數(shù)控機(jī)床故障診斷及維修維護(hù)方法研究》4800字】

數(shù)控機(jī)床故障診斷及維修維護(hù)方法研究摘要在當(dāng)前數(shù)字化生產(chǎn)理念飛速發(fā)展的社會背景下，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍得到推廣。數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)和性能朝著多樣化和智能化的方向發(fā)展，為工業(yè)生產(chǎn)帶來了便捷，同時(shí)也為工作人員帶來了故障的解決困難，為了確保機(jī)床的正常使用，必須學(xué)會對常見的故障進(jìn)行檢測和排除，并掌握相應(yīng)的處理方式。關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；故障診斷；排除方法目錄TOC\o"1-2"\h\u11710引言 引言隨著科技與工業(yè)的發(fā)展，金屬制造業(yè)對精度的要求越來越高，而數(shù)控車床作為現(xiàn)代金屬加工的主要工具，在工廠環(huán)境下能夠長期穩(wěn)定的高精度加工就變得尤為重要。工廠加工環(huán)境復(fù)雜多變等一系列的不利因素使得設(shè)備精度很難保持穩(wěn)定，而其中一大部分精度問題可以通過伺服控制來改善。在中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，數(shù)字控制技術(shù)的研究已經(jīng)進(jìn)入了快速發(fā)展階段，以提高中國的綜合競爭力，同時(shí)數(shù)控車床也面臨著技術(shù)創(chuàng)新能力和市場競爭力等一系列挑戰(zhàn).作為一種不受工業(yè)生產(chǎn)控制的生產(chǎn)設(shè)備，數(shù)控車床從單個(gè)成機(jī)、鉆井機(jī)和其他隊(duì)列發(fā)展為多用途復(fù)合服務(wù)器?，F(xiàn)在的多用途數(shù)控機(jī)床，三分之一以上在整個(gè)數(shù)控車床的伺服控制系統(tǒng)中，為了使得在實(shí)際生產(chǎn)過程中的加工精度得到穩(wěn)定保障，需要對工廠中現(xiàn)有的數(shù)控車床設(shè)備進(jìn)行控制方案的制定。本文也將基于數(shù)控車床的典型故障，特別是選擇了在加工過程中出現(xiàn)的問題，制定相應(yīng)的故障解決方案方案。第一章數(shù)控機(jī)床常見故障診斷的處理原則在對數(shù)控機(jī)床的常見問題進(jìn)行判斷的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)注意保持事故的處理原則，端正處理態(tài)度。首先，要采用先靜后動的方式對數(shù)控機(jī)床的問題進(jìn)行科學(xué)地判斷，這就要求工作人員面對數(shù)控機(jī)床所存在的故障使用科學(xué)客觀的眼光對待，不能發(fā)現(xiàn)問題就上手維修，而是應(yīng)當(dāng)先對機(jī)床進(jìn)行仔細(xì)地觀察和判斷，仔細(xì)地辨別機(jī)床當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，敏銳地找出機(jī)床發(fā)生故障的具體位置，如果無法用肉眼及時(shí)辨別，工作人員應(yīng)當(dāng)及時(shí)詢問出現(xiàn)故障時(shí)的操作工人，對事故的原因進(jìn)行綜合地分析和判斷，或者根據(jù)故障的表現(xiàn)狀況進(jìn)行資料查閱和搜索，找出故障的發(fā)生原因。其次，在檢查機(jī)床的故障之前應(yīng)當(dāng)將其斷電處理，在完全斷電的情況下，才能進(jìn)行下一步的維修操作，對機(jī)床的問題和故障進(jìn)行判斷，通過觀察、測試、分析、排除等方式，找出故障發(fā)生的原因。如果在通電的情況下進(jìn)行檢查和維修，則有可能會造成工作人員的人身安全問題，必須要在斷電的狀態(tài)下才能進(jìn)行上述的操作。再次，在機(jī)床故障的檢修工作當(dāng)中，還需要遵守其它的工作步驟和原則，才能保證檢修過程的順利完成。常見的數(shù)控機(jī)床問題主要是由于機(jī)械、液壓等故障引起的，工作人員應(yīng)當(dāng)按照由外向內(nèi)的順序進(jìn)行排查，不能夠?qū)C(jī)床進(jìn)行隨意地拆封，否則將會使故障得到二次擴(kuò)大。由于數(shù)控機(jī)床屬于新型的機(jī)械設(shè)備，其在使用技術(shù)上自動化的程度較高，這就會導(dǎo)致在維修過程中需要耗費(fèi)較多的技術(shù)資源。在對機(jī)床進(jìn)行檢修時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先檢查機(jī)械的本體是否存在問題，比如機(jī)械的開關(guān)和液壓部位是否靈活，是否存在堵塞，之后再檢查機(jī)床是否存在電氣部分的故障，按照這種步驟進(jìn)行觀察會顯著提高機(jī)床的檢修效率第二章數(shù)控機(jī)床常見故障的診斷方法2.1直觀檢查法數(shù)控機(jī)床最常見的檢測方式是直觀檢查法。這也是在機(jī)床故障分析當(dāng)中最為常用的方法之一。工作人員利用肉眼對機(jī)床的可能故障區(qū)域進(jìn)行篩查，并且通過詢問機(jī)床使用現(xiàn)場相關(guān)情況判斷數(shù)控機(jī)床可能發(fā)生故障的部位。同時(shí)，還可以通過聽覺來判斷敲擊聲是否正常，檢查數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行過程當(dāng)中是否有異常的響聲或者產(chǎn)生電火花等現(xiàn)象，在進(jìn)行生產(chǎn)操作當(dāng)中有無燒焦的氣味。在對外觀進(jìn)行基本檢測之后，應(yīng)當(dāng)對數(shù)控機(jī)床的零件進(jìn)行拆分檢查，查看熔斷器是否有燒焦的印記，對其電路板的線路進(jìn)行勘察，檢測電纜是否出現(xiàn)脫落以求縮小可能的故障范圍。在所有的檢測方式當(dāng)中，直觀檢查法最為常用簡潔，但是必須要求檢測人員有相當(dāng)豐富的機(jī)床使用經(jīng)驗(yàn)。2.2利用機(jī)床進(jìn)行自我診斷診斷機(jī)床故障的另一種方式是利用數(shù)控機(jī)床的自我診斷功能對機(jī)床的運(yùn)行故障進(jìn)行自我檢測。這也是目前常用的方法之一，也體現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床制造技術(shù)的改善。通常情況下，數(shù)控機(jī)床的自我診斷功能可以及時(shí)地監(jiān)控機(jī)床運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，可以通過CRP顯示器向工作人員進(jìn)行提示。有些數(shù)控機(jī)床會利用發(fā)光管來表示可能存在故障的區(qū)域，通過硬件和軟件的報(bào)警功能向工作人員提示可能存在的問題。數(shù)控機(jī)床的硬件報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置了提示燈，并且每一盞提示燈對應(yīng)著不同的監(jiān)控范圍，工作人員對照提示燈的指示會很容易判斷數(shù)控機(jī)床發(fā)生問題的區(qū)域，而軟件報(bào)警功能是系統(tǒng)內(nèi)部自動運(yùn)行的監(jiān)控自我運(yùn)行狀態(tài)的指揮機(jī)構(gòu)，一旦數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)運(yùn)行問題，軟件報(bào)警功能就會顯示在CRT屏幕上，從而點(diǎn)亮指示燈、切斷電源，使數(shù)控機(jī)床暫停工作。2.3儀器、程序檢測法數(shù)控機(jī)床的相關(guān)故障還可以用儀器來進(jìn)行檢測。常規(guī)的電工儀器通過對數(shù)控機(jī)床交直流電壓的檢查便可以測量其電路運(yùn)行的電流量，尋找可能會發(fā)生故障的區(qū)域。而程序檢測法是通過對數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的檢測來完成故障區(qū)域的設(shè)定。工作人員事先編寫好故障檢測程序，輸送至數(shù)控機(jī)床的檢測系統(tǒng)，使得數(shù)控機(jī)床按照工作人員編寫的程序進(jìn)行自我檢測。這種方法相比于數(shù)控機(jī)床的自我檢測功能更具有自定義的效果，提高了檢測的準(zhǔn)確性和全面性，能夠幫助工作人員更準(zhǔn)確地判斷出數(shù)控機(jī)床的故障區(qū)域和原因。第三章具體故障診斷維修維護(hù)實(shí)例3.1某數(shù)控立式車床“標(biāo)頭SKP”閃爍不停止故障故障現(xiàn)象：數(shù)控立式車床采用FANUC0T數(shù)控系統(tǒng)，當(dāng)選擇編輯EDIT/自動AUTO方式時(shí)，機(jī)床顯示器出現(xiàn)“標(biāo)頭SKP”閃爍不停，無法正常運(yùn)行，只有按下RESET鍵后才能切換到其他方式（如MDI方式），且其它方式無此故障現(xiàn)象。故障分析及解決方案：機(jī)床出現(xiàn)“標(biāo)頭SKP”閃爍，一般情況下，是由于正在通過RS232通訊接口進(jìn)行加工程序的傳輸，當(dāng)程序傳輸結(jié)束后，機(jī)床即可恢復(fù)正常。但此機(jī)床的加工程序已經(jīng)傳輸完成，根本不處于程序傳輸狀態(tài)，又檢查數(shù)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)和通訊有關(guān)的參數(shù)（如波特率、數(shù)據(jù)位、停止位等）均正常。排除常見故障原因外，再將機(jī)床調(diào)為MDI方式，檢查是否能正常手動輸入程序，發(fā)現(xiàn)當(dāng)輸入G代碼（如G01）還未按下“input”按鍵時(shí)，G代碼已經(jīng)被輸入到系統(tǒng)中，故障原因可能和“input”按鍵有關(guān)，隨之拆下該按鍵發(fā)現(xiàn)里面有水珠，同時(shí)，并測量其電阻值約95Ω（按鍵處于常開狀態(tài)），接近于“短路”狀態(tài)，正常電阻值應(yīng)趨向于無窮大，接近于“斷路”狀態(tài)，將按鍵清理干燥后重新安裝測試，未出現(xiàn)“標(biāo)頭SKP”閃爍，故障排除。為了理清引發(fā)故障的根本原因，選擇EDIT/AUTO方式，按一下“input”按鍵故障復(fù)現(xiàn)（這一現(xiàn)象操作和維護(hù)人員均很少注意），進(jìn)一步驗(yàn)證了該故障是由于按鍵異常造成的。小結(jié)：該故障的特殊之處在于看似屬于通訊故障，實(shí)則是硬件故障（按鍵內(nèi)部進(jìn)水短路），此類故障比較少見，且迷惑性很大，面對此類故障，先要清楚造成故障的過程和原理，再設(shè)法從和故障相關(guān)的其他方面著手，進(jìn)而找到故障診斷突破口，如此例中，在MDI狀態(tài)驗(yàn)證能否正常輸入G代碼，從而查出“input”按鍵故障。3.2某數(shù)控車床“方式選擇”故障故障現(xiàn)象：該數(shù)控車床采用FANUC0iD數(shù)控系統(tǒng)，開機(jī)后方式選擇旋鈕開關(guān)失效，無論選擇何種運(yùn)行方式，數(shù)控系統(tǒng)顯示的都是MDI方式，無法正常進(jìn)行方式選擇，且無任何報(bào)警。故障分析及解決方案：對于方式選擇故障，一般情況下可考慮以下因素：（1）方式選擇開關(guān)直接連接的電纜脫落，故障率占50%以上；（2）方式選擇開關(guān)硬件本身損壞，依據(jù)故障記錄可知，故障率約占40%；（3）其他方面間接引起的此類故障，故障率約占10%。按照以上分析，首先，拆下機(jī)床操作面板，檢查方式選擇開關(guān)連接電纜，均無脫落，也沒有虛接。然后又更換新的方式選擇開關(guān)，故障仍然復(fù)現(xiàn)。另外，機(jī)床沒有任何報(bào)警提示，給維修人員帶來較大的困難。為了徹底查明故障原因，結(jié)合FANUC系統(tǒng)PMC和方式選擇地址信號控制原理，系統(tǒng)處于何種運(yùn)行方式主要由地址信號G43來控制，具體控制和對應(yīng)關(guān)系見表1。表1對應(yīng)關(guān)系表根據(jù)“無論選擇何種運(yùn)行方式，系統(tǒng)始終顯示MDI方式”這一故障現(xiàn)象，從表1可以看出，地址信號MD1（G43.0）、MD2（G43.1）、MD4（G43.2）、DNCI（G43.5）、ZRN（G43.7）一直都為0，那么有一種可能，以上地址信號沒有24V電源供給，這種可能也同樣可以造成此故障?，F(xiàn)將方式選擇開關(guān)分別打到不同方式，使用萬用表依次測量開關(guān)的接線端子，電壓均為0V。結(jié)合機(jī)床相關(guān)電氣原理圖，檢查電氣柜發(fā)現(xiàn)，有一給方式選擇開關(guān)供電的24V電源線虛接，重新緊固后并進(jìn)行方式選擇測試，機(jī)床恢復(fù)正常，故障徹底排除。小結(jié)：該故障的特殊之處在于表面看似是方式選擇開關(guān)或者地址信號控制方面的故障，其實(shí)是電源故障。解決該問題的關(guān)鍵是選擇的PMC地址信號控制關(guān)系，數(shù)控機(jī)床有時(shí)會出現(xiàn)故障現(xiàn)象相同，但故障原因不同，這就需要維修人員加強(qiáng)日常學(xué)習(xí)，明白控制原理，不斷提高自身的理論素養(yǎng)，從“原理”上著手解決故障，以不變應(yīng)萬變，往往會起到事半功倍的效果。3.3某立式加工中心自動執(zhí)行程序故障故障現(xiàn)象：某加工中心采用三菱數(shù)控系統(tǒng)，在執(zhí)行程序“T**M06；G91G01X100F200；M30”過程中，當(dāng)執(zhí)行完換刀指令后出現(xiàn)循環(huán)停止（循環(huán)停止按鍵紅燈亮），未繼續(xù)執(zhí)行語句G91G01X100F200，當(dāng)再次按下循環(huán)啟動按鍵后又能往下繼續(xù)運(yùn)行程序。故障分析及解決方案：該機(jī)床采用無機(jī)械手自動換刀系統(tǒng)，斗笠式刀庫，刀庫的前進(jìn)/后退以及機(jī)床主軸松/緊刀均采用氣壓驅(qū)動。每次只在執(zhí)行帶有換刀指令的程序時(shí)才出現(xiàn)上述故障，于是，需要先捋清整體換刀流程（見圖1）及相關(guān)信號檢測值是否正確，檢查后未發(fā)現(xiàn)異常。又根據(jù)故障現(xiàn)象“再次按下循環(huán)啟動按鍵后又能往下繼續(xù)運(yùn)行程序”，說明有一種可能是換刀過程中某個(gè)步驟異常，在換刀完成后又恢復(fù)了正常，但間接影響了下面G代碼的執(zhí)行（可能是影響了順利執(zhí)行G代碼的某一前提條件）。依據(jù)這一思路，仔細(xì)觀察后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)換刀進(jìn)行到“主軸吹氣”這一步驟時(shí)（持續(xù)2秒），相應(yīng)的氣管有漏氣現(xiàn)象，當(dāng)主軸夾緊刀具后此氣路控制閥已自動關(guān)閉恢復(fù)正常，且換刀流程正確，故障迷惑性較大。但是，氣管漏氣（整個(gè)機(jī)床氣動系統(tǒng)的一支路）過程中可能造成了氣動系統(tǒng)壓力瞬間低于壓力傳感器的設(shè)定值（很快又得到了恢復(fù)），在壓力傳感器檢測異常的瞬間導(dǎo)致了循環(huán)停止，當(dāng)再次按下循環(huán)啟動時(shí)，因?yàn)閴毫χ狄呀?jīng)恢復(fù)正常，所以又能往下執(zhí)行程序。更換新的氣管并測試，故障徹底排除，驗(yàn)證了上述分析過程的正確性。圖1換刀流程該故障的特殊之處在于故障現(xiàn)象是程序執(zhí)行問題，實(shí)質(zhì)上是換刀過程中“遺留”的故障間接影響了G代碼的執(zhí)行，只有熟悉整個(gè)換刀步驟以及每一步信號檢測過程，才能準(zhǔn)確進(jìn)行故障定位?？偨Y(jié)綜上所述工作人員應(yīng)當(dāng)采用多種方式對數(shù)控機(jī)床常見的故障進(jìn)行診斷和排除按照一定的工作原則進(jìn)行機(jī)床故障的觀察和檢修以便及時(shí)找出問題提高機(jī)器的使用效率。排除數(shù)控機(jī)床特殊故障的一般思路如下，首先，認(rèn)真觀察故障現(xiàn)象，不放過任何細(xì)節(jié)（包括詢問機(jī)床操作人員），可能某個(gè)細(xì)節(jié)就是解決問題的關(guān)鍵。其次，使用常規(guī)故障診斷方法依次排除常見的故障原因，逐步把診斷范圍縮小。最后，既要深刻理解電氣控制“原理”，又要發(fā)散思維方式，參考“經(jīng)驗(yàn)”但不能只靠“經(jīng)驗(yàn)”，分析可能引發(fā)故障的間接可能和不常見的某些原因，逐步揭開故障的“神秘面紗”，消除各種故障的隱蔽性，從而順利排除故障

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