朱志宇

摘 要：科技的進(jìn)步帶來(lái)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在工業(yè)制造領(lǐng)域，數(shù)控機(jī)床是應(yīng)用較多的一種機(jī)械設(shè)備，數(shù)控機(jī)床的價(jià)格較為昂貴，其價(jià)格從幾十到成百、上千萬(wàn)不等，且數(shù)控機(jī)床加工效率高，一旦發(fā)生故障導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床停機(jī)將會(huì)造成巨大的損失，因此，做好故障數(shù)控機(jī)床的檢修、維護(hù)對(duì)于提高數(shù)控機(jī)床的使用壽命與使用效率的重要舉措。文章將在分析數(shù)控機(jī)床維修重要性的基礎(chǔ)上對(duì)如何做好數(shù)控機(jī)床的維修進(jìn)行分析闡述。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；維修；故障

前言

數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代加工制造業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，在設(shè)備的使用過(guò)程中，難免會(huì)發(fā)生故障，做好對(duì)于故障數(shù)控機(jī)床的維修與保養(yǎng)，提高數(shù)控機(jī)床的使用效率，保障生產(chǎn)的正常進(jìn)行有著十分重要的意義。

1 數(shù)控機(jī)床故障維修診斷的必要性

數(shù)控機(jī)床的維修最主要的就是需要做好對(duì)于故障點(diǎn)的排查與診斷，摸清脈門(mén)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)癥下藥。做好對(duì)于數(shù)控機(jī)床的維修就是需要根據(jù)數(shù)控機(jī)床所報(bào)警的種類(lèi)、特點(diǎn)等表象出發(fā)找出造成故障的根本原因。隨著電子技術(shù)與控制技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在故障診斷方面發(fā)展迅速，通過(guò)對(duì)機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，可以對(duì)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)等有著深入的了解，并對(duì)異常信號(hào)進(jìn)行對(duì)比分析，以報(bào)警的形式在屏幕中顯示出來(lái)。

做好對(duì)于數(shù)控機(jī)床的維修關(guān)鍵是要做好對(duì)于數(shù)控機(jī)床故障的診斷，現(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床的故障診斷主要包含：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)、故障分析診斷技術(shù)和故障修復(fù)等幾個(gè)方面的內(nèi)容。其中在數(shù)控機(jī)床的故障診斷中較常采用的方法有：直觀法、CNC系統(tǒng)自診斷方法、功能程序設(shè)計(jì)、模塊交換法、原理分析以及PLC程序判斷等多種方法。其中直觀法主要是指通過(guò)維修人員對(duì)于數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中所發(fā)出的聲、光、味等多種現(xiàn)象進(jìn)行分析，找出可能的故障發(fā)生方向，從而找出可能的故障發(fā)生點(diǎn)。直觀法是一種應(yīng)用較為廣泛的方法。CNC系統(tǒng)自診斷法依靠的數(shù)控機(jī)床所具有的數(shù)控系統(tǒng)對(duì)數(shù)控機(jī)床的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并在異常情況發(fā)生時(shí)將其顯示在控制屏幕中為維修人員指明維修方向。功能程序測(cè)試法則是依靠編制一些功能性的測(cè)試程序，運(yùn)行這些程序從而檢測(cè)數(shù)控機(jī)床的功能是否準(zhǔn)確，并對(duì)異常點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。模塊交換法則是在對(duì)數(shù)控機(jī)床故障檢測(cè)的過(guò)程中，利用好的電路板、模塊等對(duì)數(shù)控機(jī)床故障懷疑點(diǎn)進(jìn)行替換從而確定故障發(fā)生點(diǎn)的方法。原理分析法則是從數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的運(yùn)行工作原理出發(fā)，從各部分的邏輯關(guān)系入手對(duì)數(shù)控機(jī)床的故障點(diǎn)進(jìn)行逐一排查，從而確定故障發(fā)生的實(shí)際位置。PLC程序法則是通過(guò)使用數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)對(duì)數(shù)控機(jī)床中的I/O信號(hào)進(jìn)行查看，檢查PLC程序從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)控機(jī)床故障的判斷。除了以上方法外，數(shù)控機(jī)床維修過(guò)程中還有參數(shù)檢查法、測(cè)量比較法等多種方法，在數(shù)控機(jī)床維修過(guò)程中通常采用的是幾種方法結(jié)合使用的方式來(lái)加快對(duì)于故障點(diǎn)的判斷，在分析的基礎(chǔ)上不斷縮小故障懷疑范圍，直至找到故障點(diǎn)。

隨著電子、自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的集成化、數(shù)字化的程度也越來(lái)越高，且數(shù)控機(jī)床中所采用的各類(lèi)傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于數(shù)控機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)的不斷監(jiān)控，可以將故障點(diǎn)及時(shí)地顯示在控制屏幕上，極大地方便了數(shù)控機(jī)床對(duì)于故障點(diǎn)的定位，數(shù)控機(jī)床維修的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)于數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的了解，以及在線監(jiān)控、診斷技術(shù)的學(xué)習(xí)以滿足數(shù)控機(jī)床對(duì)于維修的需要。

2 常見(jiàn)數(shù)控機(jī)床電氣故障的診斷與維修

2.1 數(shù)控機(jī)床電源故障分析

電源是數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)中的重要組成部分，供給整個(gè)數(shù)控機(jī)床的能源需求，其供給電壓是否正常、穩(wěn)定將會(huì)對(duì)數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行產(chǎn)生非常重要的影響。由于我國(guó)的電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中具有較大的波動(dòng)和高次諧波影響，因此在數(shù)控機(jī)床維修的過(guò)程中需要考慮到電源對(duì)于數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)行的影響。

2.2 數(shù)控機(jī)床的位置檢測(cè)報(bào)警

對(duì)于數(shù)控機(jī)床報(bào)位置檢測(cè)故障具有以下幾種原因：（1）可能是位置測(cè)量系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題造成的報(bào)警。（2）機(jī)床沒(méi)有給定信號(hào)使其坐標(biāo)軸發(fā)生移動(dòng)或是漂移，從而顯示報(bào)警。在維修此類(lèi)報(bào)警的過(guò)程中首先打表檢測(cè)機(jī)床是否有位置移動(dòng)，如未移動(dòng)則需要檢測(cè)其測(cè)量回路的線路是否正常，最后檢查電機(jī)編碼器、光柵尺以及機(jī)床位置測(cè)量模塊等硬件。

2.3 數(shù)控機(jī)床無(wú)法找到機(jī)床零點(diǎn)

機(jī)床在回零的過(guò)程中無(wú)法找到機(jī)床零點(diǎn)，造成這一故障的原因有：機(jī)床的回零檢測(cè)開(kāi)關(guān)故障、編碼器損壞或是接線開(kāi)路，光柵尺受污染或是線路損壞都有可能造成數(shù)控機(jī)床的回零失敗。

2.4 數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的故障診斷

在自動(dòng)控制系統(tǒng)中將輸出能夠以一定準(zhǔn)確度跟隨輸入量的變化而變化的系統(tǒng)稱(chēng)為伺服系統(tǒng)，在數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中伺服系統(tǒng)主要被用于數(shù)控機(jī)床進(jìn)給軸的移動(dòng)和主軸轉(zhuǎn)速的控制，在其工作的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)指令脈沖輸入給定值，并與數(shù)控機(jī)床的輸出量進(jìn)行對(duì)比，將兩者之間的差值應(yīng)用于對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)控制。在伺服系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的故障主要有以下幾種：（1）超程，在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中主要有軟、硬兩種限位實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的保護(hù)，當(dāng)發(fā)生超程報(bào)警時(shí)只需要將軸反向搖出限位區(qū)并消除報(bào)警即可，如報(bào)警無(wú)法消除應(yīng)當(dāng)檢查限位開(kāi)關(guān)是否正常。（2）過(guò)載，在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的過(guò)程中，負(fù)載過(guò)大等都會(huì)造成伺服電機(jī)的電流增大，從而產(chǎn)生報(bào)警，有時(shí)數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中驅(qū)動(dòng)控制單元、驅(qū)動(dòng)元件或是電機(jī)本身故障等也會(huì)引起數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)報(bào)警，當(dāng)過(guò)載報(bào)警發(fā)生時(shí)需要對(duì)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，看是否是由機(jī)械故障所引起的，如不是則檢查系統(tǒng)的模塊是否正常。（3）數(shù)控機(jī)床的伺服電機(jī)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)傳送至進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元的數(shù)據(jù)除了速度控制信號(hào)外，還有使能信號(hào)，其通常為DC+24V，當(dāng)伺服電機(jī)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通常采用的是檢查控制系統(tǒng)是否有輸出信號(hào)，檢查使能信號(hào)是否接通，對(duì)于與進(jìn)給系統(tǒng)相關(guān)的機(jī)場(chǎng)外部I/O信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，看是否有條件不滿足點(diǎn)，分析數(shù)控機(jī)床的PLC梯形圖以確定數(shù)控機(jī)床進(jìn)給軸的啟動(dòng)條件逐步排除干擾。（4）機(jī)械傳動(dòng)間隙，在數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)鏈中，常常會(huì)由于傳動(dòng)元件的鍵槽與鍵之間的間隙造成數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)存在一定的偏差，因此在數(shù)控機(jī)床維修過(guò)程中應(yīng)當(dāng)對(duì)進(jìn)給軸的軸承進(jìn)行鎖死，防止進(jìn)給軸出現(xiàn)攢動(dòng)，同時(shí)對(duì)于數(shù)控機(jī)床的反向間隙進(jìn)行補(bǔ)償以提高數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的準(zhǔn)確性。

3 做好對(duì)于數(shù)控機(jī)床的維護(hù)與保養(yǎng)

良好的數(shù)控機(jī)床維護(hù)與保養(yǎng)對(duì)于提高數(shù)控機(jī)床的可靠運(yùn)行時(shí)間、延長(zhǎng)機(jī)床的使用壽命有著十分重要的意義。在數(shù)控機(jī)床的日常維保過(guò)中應(yīng)當(dāng)做好對(duì)于數(shù)控機(jī)床定期維保，對(duì)于發(fā)現(xiàn)磨損較為嚴(yán)重的零部件需要及時(shí)予以更換，做好對(duì)于電氣柜的日常清理，避免因灰塵過(guò)多而造成短路，同時(shí)還需要做好對(duì)于機(jī)床電池的定期更換，做好對(duì)于檢測(cè)反饋元件的定期維護(hù)。數(shù)控機(jī)床的保養(yǎng)主要集中在：電壓是否正常、各線路的連接是否牢固、觸點(diǎn)是否良好、各繼電器接觸器工作是否正常以及機(jī)床的風(fēng)扇、過(guò)濾網(wǎng)的定期清理等。

4 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)控機(jī)床是在工業(yè)加工制造領(lǐng)域應(yīng)用較多的設(shè)備，其一旦發(fā)生故障將會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)任務(wù)的完成，做好對(duì)于數(shù)控機(jī)床的及時(shí)維修對(duì)于確保數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行效率保障生產(chǎn)的高速有效的進(jìn)行有著十分重要的意義。文章在總結(jié)分析數(shù)控機(jī)床維修要點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)控機(jī)床維修的主要方法與常見(jiàn)的一些數(shù)控機(jī)床故障進(jìn)行了分析闡述。

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