數(shù)控機床故障與維修探析

數(shù)控機床故障與維修探析

　　數(shù)控機床維修時往往會發(fā)現(xiàn)有電源故障，有些系統(tǒng)電源控制線路比直接電源加入型系統(tǒng)要復(fù)雜。下面是yjbys小編為您搜集整理的數(shù)控機床故障與維修探析論文，希望能對您有所幫助。

　　摘要：本文首先概述了現(xiàn)代數(shù)控機床的常見故障，接著推出了診斷故障的基本方法，繼而針對診斷的故障提出了維修原則及具體方法，希望對診斷、維修故障數(shù)控機床提供有效的建議。

　　關(guān)鍵詞：數(shù)控機床 報警故障 CNC PLC 復(fù)位

　　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，因此，高效的同時也很昂貴。發(fā)生故障時，診斷難度也大，甚至?xí)�造成停產(chǎn)停機。而這些設(shè)備往往處于關(guān)鍵崗位的關(guān)鍵工序上，若出現(xiàn)故障將會給企業(yè)造成很大的損失。雖然現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來越高，而由于受到操作、外部環(huán)境變化等原因，出現(xiàn)故障在所難免。為了加強數(shù)控設(shè)備使用管理與維修，降低故障率，總結(jié)常見的故障，采取正確的故障診斷方法，及時維修并排除故障，縮短故障維修時間，使機床盡快恢復(fù)工作，是擺在機械工作人員面前的一個重要問題。

　　一、現(xiàn)代數(shù)控機床常見故障

　　(一)電源故障

　　數(shù)控機床維修時往往會發(fā)現(xiàn)有電源故障，有些系統(tǒng)電源控制線路比直接電源加入型系統(tǒng)要復(fù)雜。對照原理圖進行維修是最有效，最可靠的方法。在某些機床上，由于機床互鎖的需要，使用了外部電源切斷信號，這時應(yīng)根據(jù)機床電氣原理圖，綜合分析故障原因，排除外部電源切斷的因素，才能起動。

　　(二)系統(tǒng)有報警顯示故障

　　a、軟件報警顯示的故障：數(shù)控系統(tǒng)顯示器上顯示出的報警號和報警信息即是軟件報警顯示。由于數(shù)控系統(tǒng)具有自診斷功能，一旦檢查出故障，便會按故障的級別進行處理，同時在顯示器上顯示報警信息和報警號。軟件報警又可分為PLC報警和NC報警，前者PLC報警的報警信息來自機床制造廠家編制的報警文本，大多屬于機床側(cè)的故障報警，遇到這類故障，可根據(jù)報警信息，或者PLC用戶程序確診故障：后者為數(shù)控部分的故障報警，可通過報警號，在《數(shù)控系統(tǒng)維修手冊》上找到這個報警的原因和處理方面，從而確定可能產(chǎn)生故障的原因。

　　b、硬件報警顯示的故障：硬件報警顯示通常指各單元裝置上的指示燈的報警指示。在數(shù)控系統(tǒng)中有許多用以指示故障部位的指示燈，如控制系統(tǒng)操作面板、伺服控制單元、CPU主板等部位，一旦數(shù)控系統(tǒng)的這些指示燈指示故障狀態(tài)后，根據(jù)相應(yīng)部位上的指示燈的報警含義，均可以大致判斷故障發(fā)生的部位和性質(zhì)，這樣會給故障分析與診斷帶來極大好處。因此在日常維護和故障維修時維修人員應(yīng)注意檢查這些指示燈的狀態(tài)是否正常。

　　(三)系統(tǒng)無報警顯示的故障

　　這類故障沒有任何硬件及軟件報警顯示而發(fā)生的，便使得分析診斷比較困難。一般來說沒有報警顯示的故障，大多是由硬件故障引起的，除公共電源外一般是由連接不良造成，所以要重點檢查系統(tǒng)與顯示器的連接電纜及顯示器本身，顯示混亂或顯示不正常通常是因系統(tǒng)的軟件出錯造成;但是具體問題還是要具體分析，情況一定要根據(jù)具體的故障現(xiàn)象、機床工作原理、數(shù)控系統(tǒng)工作原理、PLC梯形圖以及維修經(jīng)驗來分析診斷故障。

　　(四)數(shù)控裝置故障

　　a、數(shù)控裝置軟件故障：有些機床故障是因為加工程序出現(xiàn)問題，有些故障是因為機床數(shù)據(jù)設(shè)置不當(dāng)造成的，這類故障屬于軟件故障。只要找到將故障原因有針對性的進行修改，就會排除故障。

　　b、數(shù)控裝置硬件故障：有些機床故障是因為控制系統(tǒng)硬件出現(xiàn)問題，這類故障必須更換損壞的器件或者維修后才能排除故障。比如一臺數(shù)控中床的顯現(xiàn)屏幕沒有顯示這機關(guān)的故障，而檢查機床控制系統(tǒng)的電源模塊輸入電源正常，可在電源模塊上沒有5V電壓，說明電源模塊損壞，只要進行維修，機床便可正常工作。

　　(五)PLC部分故障

　　因為PLC用戶程序編制出現(xiàn)問題，在數(shù)控機床運行時就發(fā)生故障。另外，PLC用戶如果程序的編制不科學(xué)，也會引起一些無報警的機床側(cè)故障，所以PLC用戶的程序編制相當(dāng)重要。

　　因為PLC輸入輸出模塊出現(xiàn)問題，導(dǎo)致不能正常工作屬于硬件故障。個別輸入輸出口有故障，可以修改PLC程序來進行維修，或者用備用接口替代問題接口，達到排除故障的目的。

　　二、數(shù)控機床故障診斷的基本方法

　　故障診斷是維修數(shù)控機床的第一步，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：

　　(一)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：

　　首先，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;其次，檢查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;再次，檢查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;第四，檢查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;第五，液壓、氣動、潤滑部件的油壓、氣壓等是否符合機床要求;第六，電器元件、機械部件是否有明顯的損壞。

　　(二)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。

　　(三)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。

　　(四)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。

　　三、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。(一)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(biāo)記。

　　(二)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。

　　(三)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(rèn)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。

　　(四)先靜態(tài)后動態(tài)

　　先在機床斷電的靜止?fàn)顟B(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同;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。

　　(五)先清清后維修

　　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。

　　(六)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。

　　(七)先排患后更換

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

　　(八)先簡單后復(fù)雜

　　當(dāng)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。

　　四、維修方法

　　在數(shù)控機床維修中，維修方法的選擇到位不到位直接影響著機床維修的質(zhì)量，在維修過程中經(jīng)常使用的維修方法有以下幾種：

　　(一)初始化復(fù)位法

　　由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警，可用硬件復(fù)位或開關(guān)系統(tǒng)電源依次來清除故障，若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電、拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統(tǒng)進行初始化清除，清除前應(yīng)注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進行硬件診斷。

　　(二)參數(shù)更改，程序更正法

　　系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設(shè)定錯誤就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系統(tǒng)搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。

　　(三)調(diào)節(jié)、最佳化調(diào)整法

　　調(diào)節(jié)是一種最簡單易行的辦法通過對電位計的調(diào)節(jié)，修正系統(tǒng)故障。

　　(四)備件替換法

　　用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應(yīng)的初始化啟動，使機床迅速投入正常運轉(zhuǎn)，然后將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦法。

　　(五)改善電源質(zhì)量法

　　目前一般采用穩(wěn)壓電源，來改善電源波動。對于高頻干擾可以采用電容濾波法，通過這些預(yù)防性措施來減少電源板的故障。

　　參考文獻

　　[1] 任建平.現(xiàn)代數(shù)控機床故障診斷及維修[M].北京：國防工業(yè)出版社，2001.

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