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數控（kòng）機床的電氣故障診斷與維修

2013-12-29 來源：數控機（jī）床市場網（wǎng）作者：-

　　數控（kòng）機床是一種技術含量（liàng）很高的機、電、儀（yí）一體化的高效複雜的自動（dòng）化機（jī）床（chuáng），機床在運行過程中，零（líng）部件不可避免地會發生不同程度、不同（tóng）類（lèi）型的故障，因此，熟悉（xī）機械故障的特征，掌握數控機床機械故障診斷的（de）常用方法和手段，對確定故障的原因和排除有著重大的作用。

　　1、數控機床故障診斷原則與基本要求

　　所謂數控機床（chuáng）係統發（fā）生故障(或稱失效)是指數控機床係統喪失了規定（dìng）的功能（néng）。故障可按表現形式、性質、起因（yīn）等分為多種類型。但不（bú）論哪種故障類型，在進行診斷（duàn）時（shí），都（dōu）可遵循一些原則和診斷技巧。

　　1.1排障原則

　　主要包括以下幾個（gè）方（fāng）麵：1）充分調查故障現象，首先對操作（zuò）者（zhě）的調查，詳細詢問出現（xiàn）故障的全過（guò）程，有些什麽現象產生，采取過什麽措施等。然後要對現（xiàn）場做細致的（de）勘測；2）查找故障的起因時，思路（lù）要開闊，無論（lùn）是集成電器，還是和機械、液（yè）壓，隻要有可能（néng）引起該故障的原因，都要盡可能全麵地（dì）列出來。然後進行綜合（hé）判斷和優化選擇，確定最有可能產生故障的原因；3）先機械後電氣，先靜態（tài）後動態原（yuán）則。在故障檢修之前，首先（xiān）應注意排除機械性的故障。再在運行狀態下，進行動態的觀察、檢驗和測試，查找故障。而對通電後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（yè）知識外，進行數控（kòng）故障診斷（duàn）作業的人員需要具有一定的動手能力和實（shí）踐操作經驗，要求工作人員結（jié）合（hé）實（shí）際經驗，善於分析思考（kǎo），通過對故障機床的（de）實際操作分析故障原因，做到以（yǐ）不變應萬變，達到舉一（yī）反三（sān）的效果。完（wán）備的維修工（gōng）具及診（zhěn）斷儀（yí）表必不可少，常用工具如螺絲刀、鉗（qián）子（zǐ）、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（děng）。除此以外（wài），工作人（rén）員還需要準備好必要的技術資料，如數控機床電器（qì）原（yuán）理圖紙、結構布局圖紙、數控係統參數說明書、維修說明書（shū）、安裝、操作、使用說明書等（děng）。

　　2、故障處理的思路

　　不同數控係統設計思想千差萬異，但無（wú）論（lùn）那種係統，它們的（de）基本原（yuán）理和構成都是十分相似（sì）的。因此在機（jī）床出現故障時，要求維修人（rén）員必（bì）須有清晰的故障處理（lǐ）的思（sī）路：調查故障現（xiàn）場，確認故障現象、故障性質，應充（chōng）分掌握（wò）故障（zhàng）信息，做到“多動腦（nǎo），慎動手”避免故障的擴大化（huà）。根據所掌握故障信息明確故障的複雜程度，並列出故障部位的全部疑點。準備必（bì）要（yào）的技術資料，比如機床說明書，電氣控製原（yuán）理圖等，以此（cǐ）為基礎分析故障原因，製（zhì）定排除故障的方（fāng）案，要求思路開（kāi）闊，不應將（jiāng）故障局限於（yú）機床的某一部分。在確定故障排除（chú）方案後，利用示萬（wàn）用（yòng）表、示波器等測量（liàng）工具，用試驗的方法驗證並檢測故障，逐級定位故障部位，確（què）認出故障屬於電氣故障還是（shì）機械故障，是（shì）係統性的還是隨機性的（de），是自身故障還是外部故障等等。故障的排（pái）除。通常找到故障原因後問題會馬上迎刃而解（jiě）。

　　3、故障處理方法

　　數控機床的數控係統是（shì）數控機床（chuáng）的核心所在，它的可靠運行，直接關係到整個設備運行的（de）正常與（yǔ）否。下麵總（zǒng）結提煉出一些（xiē）判斷與排除數控機床故障的（de）方法。

　　3.1充分利（lì）用數控係統硬（yìng）件、軟件報警功能。

　　在現（xiàn）代數控係統中均設置有眾多（duō）的硬件報警指示裝置，設置硬（yìng）件報警指示（shì）裝置有利於提高數（shù）控係統的可維護性。數控機床的CNC係統都具有自（zì）診斷功能。在數控係統工作期間，能夠適時使用自診（zhěn）斷程序對係統進（jìn）行快速（sù）診斷。一（yī）旦檢測（cè）到故障，就會立即將故障以報警的（de）方式顯示在（zài）CRT上或（huò）點亮麵板上報警指示燈。而且這種自診斷功能還能夠將故障分類報（bào）警。

　3.2數（shù）控（kòng）機床簡單故障報警處（chù）理的方（fāng）法。

　　通常，數控機床具有較強的自警功能，能（néng）夠隨時監控係統硬件和（hé）軟件的工作狀（zhuàng）態，數控機床的大部分故障（zhàng）能夠出現報警提示，可（kě）以（yǐ）根據故障提示，確（què）定（dìng）機床的故障，及時處理、排（pái）除（chú）故障，提高機床完好率和使用效（xiào）率。

　　3.3直接觀察法。

　　直接觀察法就（jiù）是（shì）利用人的感覺器官注意發（fā）生故障時(或故障發生後)的各種外部現（xiàn）象並判斷故障的可能部（bù）位的方法。這是處（chù）理（lǐ）數控係統故（gù）障首（shǒu）要的切入點，往往也是最直接、最行之有效（xiào）的方法，對於一般情況下“簡單”故障通過這種直接（jiē）觀察，就能解決（jué）問題。

　　3.4利用狀態顯示診斷功能判斷故障的方法（fǎ）。

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

　　3.5發（fā）生故障（zhàng）及（jí）時核對數控係統參數判斷故障的（de）方法。

　　數控機床的數控係統（tǒng）的（de）參數變化，會直接影響到數控（kòng）機床的性能，使數控機床發生（shēng）故障，甚至整機不能正常工作。因（yīn）此，在對（duì）故障的分析診斷過程（chéng）中，盡管采取了一些措施，仍然不能（néng）解決問題、排除故障（zhàng），或者對故障出處不夠明朗的話，應該改變思（sī）路，從（cóng）人們所說的“軟”故障著手。檢查核對數控係統的參數，是否是因為數控係（xì）統參數變化所導致的故障，往往是一絲（sī）異常，便是（shì）症結（jié）所在。

　　4、故障（zhàng）舉例

　　4.1數控機床排屑（xiè）器故障分析及其改（gǎi）進。

　　經現場（chǎng）工作人拆下電機並對（duì）其進（jìn）行試運（yùn）行，結果顯示運轉正常，因此可排除電機故障原（yuán）因，同時可觀察到電動機傳動軸上的鍵並未在鍵槽（cáo）上，因此可初步診斷故障（zhàng）的直接原因為電機（jī）軸與排屑螺旋杆脫離，進一步分析，由（yóu）於傳動鍵受到負載瞬時不（bú）斷變（biàn）化的力，若此（cǐ）時把傳動鍵進行（háng）分割，這時（shí）就可以把分割的每一部分看成（chéng）一個橫梁，因此可對其進行振動分析。

　　經過受力情況的分析，傳動鍵具備了微動磨損產生（shēng）的（de）條件因此傳動鍵磨損屬於微（wēi）動磨損，而（ér）且搜尋發現鍵已脫落到螺旋杆管孔內，可以得出鍵完好隻有些（xiē）微小磨損，因此可排除鍵壓潰（kuì）以及鍵磨損原因，最後（hòu）可斷定（dìng）此次故障的直接原因為鍵脫落，造成螺旋排屑杆與電機軸脫離失（shī）去傳（chuán）動力。將鍵裝上並將電機重（chóng）新裝配後，故障排除工作（zuò）正常。

　　4.2數控機床的（de）振動爬（pá）行處（chù）理（lǐ）。

　　數控係（xì）統的振蕩現象已成為數控全閉（bì）環（huán）係統的共同性問題。係統振蕩時會造成機床產生爬行與振動故（gù）障，機床的振蕩故障通常發生在機械部（bù）分和進給伺服係統。產生振蕩的原（yuán）因有很多，陳了機械方麵存在不可（kě）消（xiāo）除的傳動間隙、彈性變形、摩擦阻力等諸多因素外，伺服（fú）係統的有關參數的影響也是重要的一方麵。有時數控係統會因擴械上某些振蕩原因產生反饋信號中含有高頻諧波，這使（shǐ）輸出轉矩裏不桓定，從而產生振動。對於這種高頻振蕩情（qíng）況，可在速度環上加入一階低通濾（lǜ）波環節，即為轉矩（jǔ）濾波器。

　　速度指令與速度反饋（kuì）信號經速度控製器轉化為轉矩信號，轉矩信號通過一階濾波環（huán）節將（jiāng）高頻成分截止，從而得到有效的（de）轉矩控製信號。通過調節參數可將機械產生的（de）100Hz以上的頻（pín）率截止，從而達（dá）到（dào）消除（chú）高頻振蕩（dàng）的效果（guǒ）。

　　5、故障排除的確認及善後工作

　　故障排（pái）除以後，維修工作還不能算完成，尚需從技術與管（guǎn）理兩方麵分析故障產生的深層次原因，采取適（shì）當措施避（bì）免故障再次發生。必要時可根據現場條件使用成熟技術對設備進行改造與改進。故（gù）障排除（chú）的確認，故（gù）障處（chù）理完畢。整理好線路，把機床的所有（yǒu）動作均試運轉一遍（biàn），正常可交付使用，同時讓操（cāo）作工繼續做（zuò）好（hǎo）運（yùn）行觀察。一段時間後，詢問一下操作工機床的運（yùn）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（jì）錄維修的整個過程，包（bāo）括維修時間、更換件型號規格及故障（zhàng）原因分析等。從排（pái）除故障過程（chéng）中發（fā）現自己欠缺（quē）的知識，製定學習計劃，最終（zhōng）充實自（zì）己。

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