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數控機床的電氣故障診斷與維修

2013-12-29 來源（yuán）：數控機床市（shì）場網作者：-

　　數控（kòng）機床是一種（zhǒng）技（jì）術含量很高的機、電、儀一體化的高（gāo）效複（fù）雜（zá）的自動化機床，機床在運行（háng）過程中，零部件不可避免地會發生不同程度、不同類型的故障，因此，熟悉機械故障（zhàng）的（de）特（tè）征，掌握數控機床（chuáng）機械故障診斷的常用方法和手段，對確定故障的原因和排除（chú）有著重（chóng）大的作用。

　　1、數控機床故障診斷原則與基本要求

　　所謂數（shù）控機床係統發生故障(或稱失效)是指數控機床係統喪失了規定的功能。故障可按表（biǎo）現形（xíng）式、性質、起因等分為多種類型。但不論哪（nǎ）種故障（zhàng）類型，在進行診斷時，都可遵循一些原則和診斷技巧。

　　1.1排障原則

　　主要包括以下幾（jǐ）個方麵：1）充分調查故障現象，首先對操作（zuò）者的調查，詳細詢問出現故（gù）障的全過程，有些什麽現象產生，采（cǎi）取過（guò）什麽措（cuò）施等。然後要對（duì）現場做細致的勘測；2）查找故（gù）障的起因時，思路要開闊，無論是（shì）集成電器，還是和機械、液壓，隻要有可能引起該故障的原（yuán）因，都要盡（jìn）可能全麵地列出（chū）來。然後進行（háng）綜合判斷和優化選擇，確定最有可能產生故障的原（yuán）因；3）先機（jī）械後電氣，先靜態後動態原則（zé）。在（zài）故障檢修（xiū）之前，首先應注意排除機械性的故障（zhàng）。再在運行狀態下，進行動態（tài）的觀察、檢驗和測試，查找故障。而對通電後（hòu）會發生破壞性故障的，必須先排除危險後，方可通電。

　　1.2故障診斷要求。

　　除了豐富的專業知識外，進行數控故障診斷作業的人員需要（yào）具有一定的動手能力和實踐操作經驗，要求工作人員結合（hé）實（shí）際經驗，善於分析思考，通過對故障機床的實際操作分析故障原因，做（zuò）到以不變應萬變，達到舉一反三的效果。完備的維修（xiū）工具及診斷儀表必不可少，常用工具（jù）如螺絲刀、鉗子、扳手、電烙鐵等，常用檢測儀表如萬用表、示波器、信號發生器等。除此以外，工作人員還（hái）需要準備好必要的技術資料，如數控機床電器原（yuán）理圖（tú）紙、結（jié）構布局圖紙、數控（kòng）係統參數說明書、維修說明書、安裝、操作、使用說明書等。

　　2、故障（zhàng）處理的思路

　　不同數控係統設計思想千差萬異，但無論（lùn）那（nà）種係統，它們的基本原（yuán）理（lǐ）和構成都是十分相似的。因此在機床出現故障時（shí），要求維修人員必須有清晰的（de）故障處理的思路：調（diào）查故障現（xiàn）場，確認故障現象、故障性質，應充分掌握（wò）故障（zhàng）信息，做到“多動（dòng）腦，慎動手”避免（miǎn）故障的擴大化。根據所掌握故障（zhàng）信息明（míng）確故障的（de）複雜程（chéng）度，並列出（chū）故障部位（wèi）的全部疑點（diǎn）。準（zhǔn）備（bèi）必要的技術資料，比如機（jī）床說明書，電氣（qì）控製原理圖（tú）等，以此為基礎分析故障原因，製定排除故（gù）障（zhàng）的方（fāng）案，要求思路開闊，不應將（jiāng）故（gù）障局限於機床的某一部（bù）分。在確定故障排除方案後，利用示萬用表、示波器等測量工具，用（yòng）試驗的方法驗證並檢測故障（zhàng），逐級定（dìng）位故障部位（wèi），確認出故障屬於電氣故障還（hái）是機械故障，是係統性的還是隨機性的，是自身故障還是外（wài）部故障等等。故障的排除（chú）。通常找到故障原（yuán）因後問題會馬上迎刃而解（jiě）。

　　3、故（gù）障處理方法

　　數控機床（chuáng）的數控係統是數控機床的核心所在，它的可靠運行（háng），直接關係到整個（gè）設備運行的正常與否。下麵總結提煉出（chū）一些判斷與排除數控機床故障的方法。

　　3.1充分（fèn）利（lì）用數控（kòng）係統硬件、軟件（jiàn）報（bào）警功能。

　　在現（xiàn）代數控係統中（zhōng）均（jun1）設置有眾多的硬件報警（jǐng）指示裝置，設置硬件報警指示裝置有利於提高數控係統的可維護性。數（shù）控機床的CNC係（xì）統都具有自診斷功能。在數控係統工作期（qī）間，能夠適時使用自（zì）診斷（duàn）程序對係統（tǒng）進行快速診（zhěn）斷。一旦檢測到故障，就會（huì）立即將故障以報警的方式顯示在CRT上或點亮麵板上（shàng）報警（jǐng）指示燈（dēng）。而且這種自診斷功能還能夠將故障分類報警。

　3.2數控機床（chuáng）簡（jiǎn）單故障報警處理的方（fāng）法。

　　通常，數控機床具有較強的自警功（gōng）能，能夠隨時監控係（xì）統硬件和軟件的工作狀（zhuàng）態，數控機（jī）床的大部分故障能夠出現報警提示，可以根據故障（zhàng）提示，確定（dìng）機（jī）床的故障，及時處（chù）理、排除故障，提高機床完好率（lǜ）和使用（yòng）效率。

　　3.3直接觀察法。

　　直接（jiē）觀（guān）察法就是利用（yòng）人的感（gǎn）覺器官注意發生故障時(或故障發生後)的各種外部現象並判斷故障的可能部位的方法。這是處理數（shù）控係統故障首要的切入點，往往也是最（zuì）直接、最行（háng）之有效的方法，對於一般情況下“簡單”故障通過（guò）這種（zhǒng）直接觀察，就能解決問題。

　　3.4利（lì）用狀態顯示診斷功能判斷故障的（de）方（fāng）法。

　　現代數控係統不但能夠將（jiāng）故障診斷信息顯示（shì）出來（lái），而且還能夠以診斷地址和診斷（duàn）數據的形式，提供診斷（duàn）的各種狀態。

　　3.5發生故障及時核對數控係統參數判斷（duàn）故障的方法。

　　數控機床的數控係統的參數（shù）變化，會直接（jiē）影（yǐng）響到數控機床的性（xìng）能，使數控機床發生故障，甚至整機不能（néng）正常（cháng）工作（zuò）。因（yīn）此（cǐ），在對故障的分析診斷過程中，盡管采取了一些措（cuò）施，仍然不（bú）能解（jiě）決問題、排除故障，或者對故障出處不（bú）夠明朗的話，應該改變思路，從人們所說的“軟”故障著手。檢查核對數控係統的參數，是否是（shì）因為數控係統參（cān）數（shù）變化所導致的故障，往往是一絲異常，便是症結所在。

　　4、故障舉例

　　4.1數控機床排屑器故障分析及其改進。

　　經現（xiàn）場工作人拆下電機並對其進行試（shì）運行，結果顯示運轉正常，因（yīn）此可排除電機故障原（yuán）因，同時可觀察到電動機傳（chuán）動軸上的鍵並未在鍵槽上，因此可（kě）初步診斷故障（zhàng）的直接原因為電機軸與排屑螺旋杆脫離，進一步（bù）分析，由於傳（chuán）動鍵受到負載（zǎi）瞬時（shí）不斷變化的力，若此時把傳（chuán）動鍵進行分（fèn）割，這時就可以把（bǎ）分割的每一部分看成一個（gè）橫梁，因此可對其（qí）進（jìn）行振動分析。

　　經過受力情況的分析，傳動鍵具備了微動磨損（sǔn）產生的條件因此傳動（dòng）鍵磨損屬於（yú）微動（dòng）磨損，而且搜尋（xún）發現鍵（jiàn）已脫落到螺旋（xuán）杆管孔內，可以（yǐ）得出鍵完好隻有些微小磨損（sǔn），因此可排除鍵壓潰以及（jí）鍵磨損原因，最後可（kě）斷定此次（cì）故障的直接原因為鍵脫（tuō）落（luò），造成螺旋排屑杆與電機軸脫（tuō）離失去傳動（dòng）力。將鍵裝上並將電機重新裝配後，故障排除工作正常。

　　4.2數控機床的振動（dòng）爬行（háng）處理。

　　數控係統的振蕩現象已成為數控全閉環係統（tǒng）的共同性問題。係統振蕩（dàng）時（shí）會造成機床產生爬行與振動故障，機床的振蕩故障通常發生在機械部分和進給伺服係統。產（chǎn）生振蕩的原因有很多，陳（chén）了機械方麵存在不（bú）可消除的（de）傳動間隙、彈性變形（xíng）、摩擦阻力等諸多因素外，伺服係統的有關（guān）參數（shù）的影響也是重要的一方麵。有時數控係（xì）統會因擴械上某（mǒu）些振蕩原因（yīn）產生反饋信（xìn）號中含有高（gāo）頻諧波，這使輸出轉矩裏不桓定，從而產（chǎn）生振動。對於這種高頻振蕩情況，可在速度環上加入一階低通濾波環節，即為轉矩濾（lǜ）波器。

　　速度指令與速度反（fǎn）饋信（xìn）號經速度控製（zhì）器轉化為轉矩信號，轉矩（jǔ）信（xìn）號通過一階濾波環節將高頻成分截止，從而得到有效的轉矩控製（zhì）信號。通過調節參數（shù）可將機械產生的（de）100Hz以上的（de）頻率截止，從而達到消除高頻振（zhèn）蕩的效果。

　　5、故障排除的確認及善後工作

　　故障排除（chú）以後，維修工作還不能算完成，尚（shàng）需從技術與管理兩方麵分（fèn）析故障產生（shēng）的深層次原因，采取適當措施避免故障（zhàng）再次發生。必（bì）要時可根據現場（chǎng）條件使用成熟技術對設備進行改造與改進。故障排除的確認，故障處理完畢。整理好線路，把機床的所有動作均試運轉一遍，正常可交付使用，同時讓操作工繼續做好運行觀察。一段時間後，詢問一下（xià）操作工機床的運行狀況，並再次對故障點進行全麵檢查。最後做維修記錄，詳細記錄維修的整個過程，包括維（wéi）修時間、更換件型號規格及故障原因分析等。從排除故障過程中（zhōng）發現自己欠缺的知識，製定學習計劃，最終充實自己。

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