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數控機床故（gù）障診斷方法

2018-5-29 來源：江蘇省連雲（yún）港工（gōng）貿高等職業技術學校作者：金玉

摘要：常用的幾種數控機床故障診斷方法（fǎ），如直觀法、參數檢查法、交換部件法、功能測（cè）試法、係統自診斷功能法、隔離（lí）法。

關鍵詞：數控機床；故障診斷；係統參數

0 、前言

數控係統（tǒng）是高技術密集型產（chǎn）品，它綜合了計算機技術、自（zì）動化技術、伺服驅動、精密測量和精密機械（xiè）等各領域的（de）新技（jì）術成果，要迅速而正確（què）查明原因並確定其（qí）故障部位，可（kě）借助於診斷技術。當數控機床（chuáng）產生（shēng）故障時，維修人員不要急於處理，而要通過觀察、分析並遵循（xún）故障診斷的基本原則（zé），對（duì）於數控機床（chuáng）的大多數故障，下麵幾種方法有助於故障的診（zhěn）斷和（hé）排除。

1、直觀法

直觀檢查法是維修（xiū）人員根據對故（gù）障（zhàng）發生時的各種光、聲、氣味（wèi）等異常現象的觀察，確定故障範（fàn）圍，可將故障範圍縮小到一個模塊或（huò）一塊電路板上（shàng），然（rán）後（hòu）再進行排除，一般包括以下（xià）方麵。

（1）詢問。向故障現場人員仔細詢問故障產生的過程、故（gù）障表（biǎo）象及（jí）故障後果等。

（2）目視。總體查看機床各部分工作狀態是否處於正常狀（zhuàng）態，各電控（kòng）裝置有無報警指（zhǐ）示，局部查看有無保險燒（shāo）斷，元器件燒焦、開（kāi）裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等（děng）。

（3）觸摸。在整機斷（duàn）電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的（de）插接狀況、各功率及信號導（dǎo）線的聯接狀（zhuàng）況（kuàng）以及用手摸並輕搖元器件，尤其是大（dà）體積的阻容、半導體器件有無鬆動之（zhī）感（gǎn），以（yǐ）此可檢查出一些斷腳、虛焊、接觸不良等故障。

（4）通電。是指為了檢查有無冒煙、打火，有無（wú）異常聲音、氣味（wèi）以及觸摸有無過熱電機和元件存在而通電，一（yī）旦發現立即斷電分（fèn）析。如果存在破壞性故障，必須排除後方可通電。1 台數控加工（gōng）中心在運行一段時間後，CRT 顯示器突然出現（xiàn）無顯示故障，而機床還可繼續運轉。停機（jī）後再開又一切正常（cháng）。觀察發現，設備運轉過程中，每當發生振動時故障就可能發生。初步判斷是（shì）元件接觸不良。當檢查顯示板時，CRT 顯示突然（rán）消失。檢查發現有一晶振的 2 個引腳均虛（xū）焊鬆動。重新焊接後，故障消除。

2 、參數檢查法

眾所周知，數控參數能直接影響（xiǎng）數控機床的功能。參數通常是存放在（zài）磁泡存儲器或存放在需由電池保持的 CMOS RAM中，一旦電池不（bú）足或（huò）由於外界的某種幹擾等因素（sù），會（huì）使個別（bié）參（cān）數丟失（shī）或變（biàn）化，發生混亂，使機床無法正常工作。此時，通過核對、修（xiū）正參數，就能（néng）將故障排除。當（dāng）機床長期閑置工作時無緣無故地出現不正常現象或有故障而無報（bào）警時，就應根據故障特征，檢查和（hé）校對有關（guān）參數。另外，經過長期（qī）運（yùn）行的數控（kòng）機床，由於其機械傳動部件磨損，電氣元件性能變化（huà）等原因，也需對其有關參數進行調整。有些機床的故障往往就是由於未及時修（xiū）改某些不適應的參數所致。1 台數控銑床上采用了測量循環係統，這一功能要求有一個背景存貯器，調試時發現（xiàn）這一功能無法實（shí）現。檢查發現確定背景存貯器存在的（de）數據位（wèi）沒有設（shè）定，經設定後該功能正常。

3 、交換部（bù）件法

當大致確認了故障範圍，利用同樣的電路板或（huò）元器（qì）件來替換（huàn）有疑點（diǎn）部分。如兩個坐標的指令板或伺服板的交換，從中判斷故障板或故障部（bù）位。這種交叉換位法應特別注意，不僅要硬件接（jiē）線的正確交換，還要將一係列相應的（de）參數交換，否則不僅達不到目的，反而會產生新的（de）故障造成（chéng）思維混亂，一定要事先考慮周全，設計好軟、硬（yìng）件交換方案，準確無誤再行交（jiāo）換檢查。1 台數控車床出現 X 向進給（gěi）正（zhèng）常，Z 向進給出現振動、噪音（yīn）大、精度差，采（cǎi）用手動和手搖（yáo）脈（mò）衝進給時也如此。觀察各驅動板（bǎn）指（zhǐ）示燈亮度及其變化基本正常，疑是 Z 軸步進電機及其引線開路或Z 軸機械故障。遂將 Z 軸（zhóu）電（diàn）機引線換到 X 軸電機上，X 軸電機運行正常，說明 Z 軸（zhóu）電機引線（xiàn）正常；又將 X 軸電機引線換到 Z 軸電機上，故障依舊；可以斷定是 Z 軸電機故障或 Z 軸機械故障。測量電機引線，發現一相開路。修（xiū）複步進電（diàn）機，故障排（pái）除。

4 、功能測試法

所謂功能程序測試法（fǎ）就是將數控係統的常用功能和特殊功能，如直線定位、圓弧插補（bǔ）、螺紋切削（xuē）、固定循環、用戶宏程序等用手工編程或（huò）自動編程方法，編製成一個功能程序測試紙帶，通過紙帶閱讀機送入數控係統中，然後啟動數控係統使之進（jìn）行運行，藉以檢查機床執行這些功能的準確性和可（kě）靠性，進而判斷出故障發生的可能起因。本方法對於長期（qī）閑置的數控機床第（dì）一次開機（jī）時的檢查以及機床加工造成廢品但又無報警的情況下，一時難以確定是編程錯誤或是操作（zuò）錯誤，還是機床故障時的判（pàn）斷是一較好（hǎo）的方法。1 台 FANUC 係統的立（lì）式數控銑床在自動加工某一曲線零件時出現爬行現象，表麵粗糙度極差。在運行測（cè）試程序時，直線、圓（yuán）弧插補（bǔ）時皆無爬行，由此確定原因在編程方麵。對加工程序仔（zǎi）細檢查後發（fā）現該曲線由很多小（xiǎo）段圓弧組成，而編（biān）程時（shí）又使用了正確定位外檢查（chá） G61 指令之故（gù）。將（jiāng）程序中的 G61 取消，改用G64 後，爬行現（xiàn）象消除。

5 、係（xì）統自診斷功能法

充分利用數控係統的自診斷功能，一般（bān）情況下發（fā）生故障時都有報警信息（xī）出現，根據數（shù）控機（jī）床使用的控製係統的不同，提供的（de）報警信息的內容多少也不一樣，可（kě）以根據 CRT 上顯示的報警信息機各模塊上的發光管（guǎn）等器件的指示，進一（yī）步利用係統自診（zhěn）斷功能，顯示數控係統與各部件之間的接口信號狀態，找出故障的大致部位。按照維修說明書的故障處（chù）理辦法（fǎ）檢查，大多數的故障都能找（zhǎo）到（dào）解決方法。如數（shù）控車床 CRT 上顯示的報警信息出現EX1006：INVERTER ALARM，該故障是主軸變頻器報警，打開（kāi）電器櫃（guì），觀察主軸（zhóu）變頻器上的（de）顯（xiǎn）示不正常，重新（xīn）關機啟動後該報警消失，主（zhǔ）軸變頻器上的顯示正常。

6 、隔離法

當某些故障（如軸抖動、爬行等）因（yīn）一時難以區分是數控部分，還是伺服係統或機械部分造成的，常采用隔離法來處（chù）理。隔離法將機電分離，數控係統和伺服係統分開，或將位置閉環分開做開環處理（lǐ）等。這樣，複雜的（de）問題簡單化，較快地找出故障原因。數控機床（chuáng）故障的原因往（wǎng）往比較複雜，同一故障現象可能有多種原因，涉及電、機、液壓等方（fāng）麵，需要有正確的維修方法。遵循基本（běn）維修原則和流程，並合理應用各種維修方法，能快速而正確地解除故障。

7 、結語

隨著我（wǒ）國國民（mín）經濟的快速發展，數控機床在國內的應用越來越（yuè）普遍（biàn），數量越來越多，已（yǐ）經成為企業保證產品質量和提高經濟效益的關鍵設備。雖然數控（kòng）機床的技術複（fù）雜，種類和型號眾多，在使用過程中（zhōng）出現的故障多種多樣，千（qiān）差萬別，但隻要加強數控機床的操作人員、管理人員和維（wéi）修人員的技術培訓，提高技術水平，特別（bié）是（shì）通過（guò）專業的技術培訓，擴大數控機床的維修隊（duì）伍，以滿足數控機床日益普及的現（xiàn）代化生產的需要，數控機床故障維修難的（de）問題可以迎刃而解。

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