王勇

【摘 要】本文總結(jié)了數(shù)控機床維修的基本原則及數(shù)控機床故障診斷的基本方法，維修人員通過實踐應(yīng)用可以提高維修效率。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控設(shè)備；維修基本原則；維修方法；故障分析

0.引言

數(shù)控機床是集機械、電子電器、液壓、氣動、光學(xué)、計算機技術(shù)于一體的高技術(shù)密集型機電設(shè)備，一旦發(fā)生故障，診斷難度大，甚至?xí)斐赏．a(chǎn)停機。由于現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來越高，數(shù)控系統(tǒng)本身的故障率越來越低，而大部分故障主要是由系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置、驅(qū)動單元和伺服電機的質(zhì)量、PMC程序、強電元件、機械裝置、光電檢測元件等出現(xiàn)問題而引起的。為了加強數(shù)控設(shè)備使用管理與維修，降低故障率，學(xué)會幾種常見的數(shù)控機床故障診斷與排除方法，已是一個必須要解決的重要問題。

1.數(shù)控機床維修的基本原則

維修數(shù)控機床一般情況下首先要遵循一些基本原則，這樣往往會思路清晰，有事半功倍的效果。

1.1先動腦后動手

對于有故障的數(shù)控機床，不應(yīng)急于動手，應(yīng)先查清產(chǎn)生故障的前后經(jīng)過及故障現(xiàn)象。對于生疏的設(shè)備還應(yīng)先熟悉電路原理和結(jié)構(gòu)特點，遵守相應(yīng)規(guī)則。拆卸前要充分熟悉每個部件的功能、位置、連接方式以及與周圍其他器件的關(guān)系，在沒有組裝圖的情況下，應(yīng)一邊拆卸，一邊畫草圖，并做好標記。

1.2先外部后內(nèi)部

應(yīng)先檢查設(shè)備有無明顯裂痕、缺損，了解其維修史、使用年限等，然后再對機內(nèi)進行檢查。拆前應(yīng)排除周邊的故障因素，確定為機內(nèi)故障后才能拆卸，否則會擴大故障，使機床喪失精度，降低性能。

1.3先機械后電氣

在確定機械零件無故障后，再進行電氣方面的檢查。檢查電路故障時，應(yīng)利用檢測儀器尋找故障部位，確認無接觸不良故障后，再有針對性地查看線路與機械的運作關(guān)系，以免誤判。

1.4先靜態(tài)后動態(tài)

先在機床斷電的靜止狀態(tài)下對處于調(diào)試階段或剛維修后的數(shù)控機床檢查是否按照接口說明書的設(shè)計來安裝電纜插件及電纜與模塊接插件是否牢固；線路板連接是否正確；是否所有集成電路上器件正常而無變形等。長期閑置或缺少維護的老設(shè)備會因為電纜的疲勞破損、接線點的氧化與腐蝕而造成信號傳遞中斷等不明顯故障。

1.5先清潔后維修

對污染較重的數(shù)控設(shè)備，先對其按鈕、接線點、接觸點進行清潔，檢查外部控制鍵是否失靈。許多故障都是由臟污及導(dǎo)電塵塊引起的，一經(jīng)清潔故障往往會排除。

1.6先電源后設(shè)備

電源部分的故障率在整個故障設(shè)備中占的比例很高，所以先檢修電源往往可以事半功倍。

1.7先排患后更換

先不要急于更換損壞的電氣部件，在確認外圍設(shè)備電路正常時，再考慮更換損壞的電氣部件。

1.8先簡單后復(fù)雜

當出現(xiàn)多種故障相互交織掩蓋，一時無從下手時，應(yīng)先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。往往簡單的問題解決后，難度大的問題也可能變得容易了。

2.數(shù)控機床故障診斷的基本方法

故障診斷是進行數(shù)控機床維修的第一步，它不僅可以迅速查明故障原因，排除故障，也可以起到預(yù)防故障的發(fā)生與擴大的作用。一般來說，數(shù)控機床的故障診斷方法主要有以下幾種：

2.1常規(guī)診斷法

對數(shù)控機床的機、電、液等部分進行的常規(guī)檢查，通常包括：（1）檢查電源的規(guī)格（包括電壓、頻率、相序、容量等）是否符合要求；（2）CNC、伺服驅(qū)動、主軸驅(qū)動、電機、輸入/輸出信號的連接是否正確、可靠；（3）CNC、伺服驅(qū)動等裝置內(nèi)的印制電路板是否安裝牢固，接插部位是否有松動；（4）CNC、伺服驅(qū)動、主軸驅(qū)動等部分的設(shè)定端、電位器的設(shè)定、調(diào)整是否正確；（5）液壓、氣動、潤滑部件的油壓、氣壓等是否符合機床要求；（6）電器元件、機械部件是否有明顯的損壞。

2.2狀態(tài)診斷法

通過監(jiān)測執(zhí)行元件的工作狀態(tài)判定故障原因。在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中，伺服進給系統(tǒng)、主軸驅(qū)動系統(tǒng)、電源模塊等部件主要參數(shù)的動、靜態(tài)檢測，及數(shù)控系統(tǒng)全部輸入輸出信號包括內(nèi)部繼電器、定時器等的狀態(tài)，也可以通過數(shù)控系統(tǒng)的診斷參數(shù)予以檢查。

2.3動作診斷法

通過觀察、監(jiān)視機床的實際動作，判斷動作不良部位，并由此來追溯故障源。

2.4系統(tǒng)自診斷法

這是利用系統(tǒng)內(nèi)部自診斷程序或?qū)Ｓ玫脑\斷軟件，對系統(tǒng)內(nèi)部的關(guān)鍵硬件以及系統(tǒng)的控制軟件進行自我診斷、測試的診斷方法。主要包括開機自診斷、在線監(jiān)控和脫機測試三個方面的內(nèi)容。

3.常見的故障及解決方法

3.1換刀轉(zhuǎn)位故障

數(shù)控車床換刀的一般過程是：系統(tǒng)發(fā)出換刀指令，換刀電機接到信號后通電旋轉(zhuǎn)，通過蝸輪蝸桿減速帶動刀架旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)中與到位對應(yīng)的霍爾元件發(fā)出到位信號，數(shù)控系統(tǒng)利用這個信號與目標值進行比較以判斷刀具是否到位。刀換到位后，電機反轉(zhuǎn)鎖緊刀架。一臺四刀位數(shù)控車床，找不到1號刀位，其他刀位能正常換刀。

分析處理：由于只有1號刀找不到刀位，可以排除機械傳動方面的問題，電氣方面可能是該刀位的霍爾元件及其周圍線路出現(xiàn)問題，導(dǎo)致該刀位信號不能輸送給PLC。利用萬用表檢查發(fā)現(xiàn)，1號刀位霍爾元件的+24V供電正常，GND線路為正常，T1信號線正常。因此可以斷定是霍爾元件損壞導(dǎo)致該刀位信號不能發(fā)出。更換新的霍爾元件后故障排除。

3.2急停按鈕故障

一臺配有GSK-98OT系統(tǒng)的車床，在發(fā)生一次撞刀事故后，始終報急停警，急停按鈕復(fù)位及超程釋放不起作用，同時兩個伺服驅(qū)動也報警。

分析處理：該報警號的內(nèi)容為準備未緒，根據(jù)數(shù)控原理可知，這是因為驅(qū)動缺少使能信號導(dǎo)致。因此排除伺服驅(qū)動故障的可能性，應(yīng)該是使能控制回路出現(xiàn)開路。懷疑是在按下急停按鈕時用力過猛導(dǎo)致急停按鈕損壞，而不能自動復(fù)位造成的，于是拆開操作面板檢查急停按鈕，發(fā)現(xiàn)急停按鈕的接線柱中有一個信號為200的信號線因經(jīng)常震動而脫落。把線頭接好，重新上電，報警消失，機床正常運行。

4.結(jié)束語

以上的維修方法是我通過實踐經(jīng)驗也借鑒了部分相關(guān)書籍總結(jié)出來的，數(shù)控設(shè)備的維修是一個復(fù)雜的過程，有些復(fù)雜的故障還需要更高深的維修方法才能解決，各種維修方法并不是孤立存在的，維修人員應(yīng)該根據(jù)設(shè)備出現(xiàn)的故障綜合應(yīng)用上述方法，靈活運用，提高數(shù)控設(shè)備的維修效率。 [科]

【參考文獻】

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[3]龔仲華.數(shù)控機床故障診斷與維修500例[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.