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數控（kòng）機床故障診斷方法

2018-5-29 來源：江蘇省連雲港工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（gù）障診斷方法，如直觀法、參數檢查法、交換部件法、功能測試法、係統（tǒng）自診斷功能法（fǎ）、隔離法。

關鍵詞：數控機床；故障診（zhěn）斷；係統參數

0 、前言

數控係統是高技術密集型產品，它綜合了計算機技術、自動化技術、伺服驅動（dòng）、精（jīng）密測量和精密機械等各領域的（de）新技（jì）術成果，要迅速而正確查明原因並確定其故障部位，可借助於（yú）診斷技術。當數控機床產生故障時，維修人員不要急於處（chù）理，而要（yào）通過觀察（chá）、分析並遵循故障診斷的（de）基本原（yuán）則，對於數控機床的（de）大多數故障，下麵（miàn）幾種方法有助於故（gù）障的診（zhěn）斷和排除。

1、直觀法

直觀檢查法是（shì）維修人員根據對故障發生時（shí）的各種光、聲、氣味等異常現象的觀察，確定故障範圍，可將故障範圍縮小到一個模塊或一塊電路板上，然後再（zài）進（jìn）行排除（chú），一般包括以下方麵。

（1）詢問。向故障現場人員仔細詢問故障產生的（de）過程（chéng）、故障表象及（jí）故障後果等。

（2）目視。總體查看機床各部分工作狀態是否（fǒu）處於正常狀態，各電控裝置（zhì）有無（wú）報警（jǐng）指示，局部（bù）查看有無保（bǎo）險燒斷（duàn），元器件燒焦（jiāo）、開裂、電（diàn）線電纜脫落，各操作元件位置（zhì）正確（què）與否等（děng）等。

（3）觸摸。在整機斷電條件下可（kě）以通過觸（chù）摸（mō）各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、各功率及信號導（dǎo）線的聯接狀況以及（jí）用手摸並輕搖元器件，尤其是大體積的阻容、半導體器件有無鬆動之感，以（yǐ）此可檢查出一些斷腳、虛焊、接觸不良等（děng）故障。

（4）通電。是指（zhǐ）為了檢（jiǎn）查有無冒煙、打火，有無異常聲音、氣味以及觸摸有無過熱電機和元件存在而（ér）通（tōng）電，一旦發現立即斷電分析。如果存在破壞性故障，必須排除後方可通電。1 台數控加（jiā）工中心在運行一段時間後，CRT 顯示器突（tū）然出現無顯（xiǎn）示故障，而機床還可繼續運轉（zhuǎn）。停機後再開又一切正常。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（shēng）。初步判斷是元件接觸不良。當檢查（chá）顯示板時（shí），CRT 顯示突然消（xiāo）失。檢查發現有一晶振的 2 個引腳均虛焊鬆動。重新焊接後，故障消除。

2 、參數檢查法

眾所周知，數控參數能（néng）直接影響數控機床的（de）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（bǎo）持（chí）的 CMOS RAM中，一旦電池不足或由於外界的某種幹擾等因素（sù），會使個別參數丟失或變化，發生混亂，使機床無法正常工作。此時（shí），通過核（hé）對、修正參數，就能（néng）將故障排除。當機床長（zhǎng）期閑置工作時無（wú）緣無故地出現不正常現象或有故障（zhàng）而無報警時（shí），就應（yīng）根據故障特征，檢查和校對有（yǒu）關參數。另外，經過（guò）長期運行的（de）數控機床，由於其機械傳動部件磨損，電（diàn）氣元（yuán）件性能變化等原因，也需對（duì）其有關參數進行調（diào）整。有（yǒu）些機床的故障往往就是由於未及時（shí）修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（tǒng），這一功能要求有一個（gè）背景存（cún）貯器，調試時發現這一功能無法實現。檢查發現確定（dìng）背景存貯器存在的數據位沒有設定，經設定後該功能正常。

3 、交換（huàn）部件法

當大致確認了故（gù）障範圍，利用同樣的電路板或元器件來（lái）替（tì）換有疑（yí）點部分。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位。這種交叉換位法（fǎ）應（yīng）特別注意，不僅要硬件接線的正確交換，還要將一係列（liè）相應的參數交換，否則不僅達不（bú）到目的，反而（ér）會產生新的故障造成思維混亂（luàn），一定要事先考慮周全，設計好軟、硬件交換方案（àn），準確無誤再行（háng）交（jiāo）換檢查。1 台數控車床出現 X 向進給正常，Z 向（xiàng）進給出現振動（dòng）、噪音大、精度差（chà），采用手動和（hé）手搖脈衝進給時也如此。觀察各驅動（dòng）板（bǎn）指示燈亮度及其變化基（jī）本正常，疑（yí）是 Z 軸步進電機及其引線開路或Z 軸機械故障。遂將 Z 軸電（diàn）機引（yǐn）線換到 X 軸電機（jī）上，X 軸（zhóu）電機（jī）運行正常，說明 Z 軸電機（jī）引線正常；又將 X 軸電機引線換到 Z 軸電機（jī）上，故障依舊；可以斷定（dìng）是 Z 軸電機故（gù）障或 Z 軸機械故（gù）障（zhàng）。測量（liàng）電機引線，發現一相（xiàng）開路。修複步進電機，故障排除。

4 、功能測試法

所謂功能（néng）程序測試（shì）法就是將數控係統的常用功能和特殊功能，如直線定位、圓（yuán）弧插補、螺紋切削（xuē）、固定循環、用戶宏（hóng）程序等用手工（gōng）編程或自動編程方法，編製成一個功能程（chéng）序測試（shì）紙帶，通過紙（zhǐ）帶閱讀機送入數控（kòng）係統中，然後啟動數控係統使之（zhī）進行運行，藉以檢查機床執行（háng）這（zhè）些功（gōng）能的準（zhǔn）確性和（hé）可靠（kào）性，進而判斷出故障發生（shēng）的可能起因。本方（fāng）法對於長期閑（xián）置的數控機（jī）床第一次開機時的檢查以及機床加（jiā）工造成廢品但又無報警（jǐng）的情況下（xià），一時難以確定是編程錯誤或是操作錯誤，還是機（jī）床故（gù）障時（shí）的判斷是一較好（hǎo）的（de）方法。1 台 FANUC 係（xì）統的立（lì）式（shì）數控銑床在自動（dòng）加工某一曲線零件時出現爬行現象，表（biǎo）麵（miàn）粗糙度（dù）極差。在運行測試程序（xù）時，直線、圓弧插補時皆無爬行，由此確定原因在編程方麵。對加工程序仔細檢（jiǎn）查後發現（xiàn）該曲線由很多小段圓弧（hú）組成，而編程時又使用了正確定位外檢查 G61 指令之故。將程序中的 G61 取消，改用G64 後，爬行（háng）現象消除。

5 、係統（tǒng）自診斷功能法（fǎ）

充分利用數控係統的自診斷功（gōng）能，一般情況下發生故障（zhàng）時都有報警信息出現，根據數控機床使用的控製（zhì）係統（tǒng）的不同，提供的報警信（xìn）息的內容多少也（yě）不一樣，可以根據 CRT 上顯示的報（bào）警信息機（jī）各模塊上的發光管等器（qì）件的指示，進一步（bù）利用係統自診斷功能，顯示數控係統（tǒng）與各部件之間的接口（kǒu）信號狀態，找出故障的大（dà）致部位。按照維修說明書的故障處理辦（bàn）法檢查，大（dà）多數的故（gù）障都能找到解決方法。如數控車床 CRT 上顯示的報警（jǐng）信息出現EX1006：INVERTER ALARM，該故障是主軸變頻器報警，打開電（diàn）器櫃，觀（guān）察（chá）主軸變頻器上（shàng）的顯示不正常，重新關機（jī）啟動後該報（bào）警消失（shī），主軸變頻器（qì）上的顯示正常。

6 、隔離法

當某些故障（如軸抖動、爬行（háng）等）因一時難以區分是數（shù）控部分，還（hái）是伺服係統（tǒng）或機械部分造成的，常采用隔離法來處理。隔離法將機電分離，數控係（xì）統和伺服係統分開，或將位置閉環分開做開環處理等（děng）。這樣，複雜（zá）的問題簡單化，較快地找出故障原因。數（shù）控機床故（gù）障的原因往往比較複雜，同一故障現（xiàn）象可（kě）能有（yǒu）多種原因，涉及電、機、液壓等方麵，需要（yào）有正（zhèng）確的維修方法。遵循基本維修原（yuán）則和（hé）流程（chéng），並合理應（yīng）用各（gè）種（zhǒng）維修方法，能快速而正確（què）地解除故障。

7 、結語

隨著我國（guó）國民（mín）經濟的快速發展，數控機床在國內的應用（yòng）越來越普遍，數量越來越多（duō），已經成為企業保證產（chǎn）品質量和提（tí）高（gāo）經濟效益的關鍵設備（bèi）。雖然數控機床的技（jì）術複雜，種類和型號眾多，在使用過程中出現的故障多種多樣，千差萬（wàn）別，但（dàn）隻要加強數控機床的操作人員（yuán）、管理人員和維修人員的（de）技術培訓，提高技術水平，特別是通過專業的（de）技術培訓，擴大數控（kòng）機床的維修隊伍（wǔ），以滿足數控機床日益普及的（de）現（xiàn）代化生產的需要，數（shù）控機床故障維修難的問題可以（yǐ）迎刃而解。

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