胡　彬（建東職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 常州 213022）

數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修常用教學(xué)方法初探

胡彬
（建東職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 常州 213022）

數(shù)控機(jī)床是將機(jī)械、電、液、光等設(shè)備通過計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制設(shè)計(jì)等高度集中為一體的機(jī)電一體化設(shè)備。本文主要介紹了不同型號(hào)的數(shù)控機(jī)床在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的故障并對(duì)故障進(jìn)行診斷，探討了維修機(jī)床的常用方法，為數(shù)控機(jī)床在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的故障問題及維修方法提供參考依據(jù)。

數(shù)控機(jī)床；機(jī)電一體化；故障；維修

0　引言

數(shù)控機(jī)床是近代發(fā)展而成的機(jī)械加工設(shè)備，是微電子和自動(dòng)化技術(shù)集成的產(chǎn)物。能夠在低功耗的前提下，完成高精度、高質(zhì)量、批量生產(chǎn)機(jī)械零件的生產(chǎn)任務(wù)。由于數(shù)控機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)加工的自動(dòng)化，能夠加工出結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件，生產(chǎn)效率高，操作系統(tǒng)復(fù)雜，機(jī)床本身難免會(huì)出現(xiàn)故障，機(jī)械零件本身發(fā)生磨損，刀頭鈍化，電子元件老化，自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)生程序紊亂，電流、電壓波動(dòng)等方面都會(huì)使機(jī)床產(chǎn)生故障問題，影響加工精度。因此，在研究數(shù)控機(jī)床的加工問題時(shí)，明確機(jī)床的故障診斷與維修方法是至關(guān)重要的[1]。

1　機(jī)床故障

1.1數(shù)控機(jī)床的故障

數(shù)控機(jī)床的故障主要發(fā)生在主機(jī)部分和電氣部分。主機(jī)部分主要是機(jī)床的機(jī)械部分，出現(xiàn)故障較為直觀，可以明確的觀察出來(lái)，一般是機(jī)床本身零件發(fā)生疲勞失效等問題，可以采用替換零件的方法進(jìn)行清除，相比主機(jī)故障，電氣系統(tǒng)故障較為復(fù)雜.電氣系統(tǒng)主要包括各類電子元器件，控制電路，電壓、電流等，要保證數(shù)控機(jī)床能夠長(zhǎng)久穩(wěn)定的運(yùn)行，電氣系統(tǒng)要具有穩(wěn)定可靠、高抗干擾能力，方便維護(hù)和維修等特點(diǎn)。電氣系統(tǒng)的故障特點(diǎn)主要有:（1）電氣系統(tǒng)易受外界環(huán)境的影響而產(chǎn)生故障問題;（2）操作人員操作不當(dāng)引起的電氣故障；（3）機(jī)床內(nèi)部電子元器件老化;（4）控制系統(tǒng)程序代碼發(fā)生紊亂造成電氣系統(tǒng)故障[2]。

1.2機(jī)床故障診斷的內(nèi)容

（1）動(dòng)作診斷：操作人員通過觀察機(jī)床各部分的動(dòng)作，判斷出運(yùn)動(dòng)錯(cuò)誤的機(jī)床部件。診斷部分通常是：機(jī)床主軸、ATC、APC;（2）操作診斷：觀察操作人員的操作過程，判斷操作程序和操作代碼是否正確;（3）數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)自診斷：雖然不同型號(hào)的數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)和操作過程不盡相同，控制系統(tǒng)也有差別，但機(jī)床內(nèi)部都有相應(yīng)的自我診斷系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)床故障的自我診斷，一定程度上提高了機(jī)床的工作效率，減小了人工診斷的麻煩，相對(duì)實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化的目標(biāo);（4）點(diǎn)檢診斷：對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行定期檢查，測(cè)試相關(guān)液壓系統(tǒng)、電子元器件的相應(yīng)性能以及疲勞強(qiáng)度;（5）狀態(tài)診斷：當(dāng)數(shù)控機(jī)床正常工作時(shí)，觀察并檢測(cè)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否達(dá)到運(yùn)動(dòng)指標(biāo)。

2　機(jī)床的故障診斷與維修方法

2.1直觀法

直觀法是維修技術(shù)人員使用的最傳統(tǒng)和直接的診斷方法。所謂直觀法是指維修人員通過詢問操作人員并結(jié)合自我感覺和觀察到的相關(guān)現(xiàn)象以便對(duì)機(jī)床進(jìn)行相關(guān)故障問題進(jìn)行判斷并維修的方法。首先，維修人員需向操作人員詢問操作過程、機(jī)床出現(xiàn)故障表象以及故障出現(xiàn)后機(jī)床的狀態(tài)；從內(nèi)到外觀察并分析故障出現(xiàn)后機(jī)床主體和系統(tǒng)的相應(yīng)變化，分析出故障器件以便進(jìn)行器件的維修和更換。觀察保險(xiǎn)絲是否燒斷、空氣開關(guān)是否跳閘、元件是否燒毀，聽機(jī)器是否產(chǎn)生異常聲音，判斷是否由于器件松動(dòng)產(chǎn)生的故障問題。針對(duì)系統(tǒng)中控制電路等出現(xiàn)的復(fù)雜故障要對(duì)電路進(jìn)行逐一排查，從新對(duì)相關(guān)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和焊接。應(yīng)該重點(diǎn)對(duì)已更換的零件或者維修過的電路進(jìn)行排查；最后是觸摸，對(duì)各接口進(jìn)行斷電觸摸，排除接口接觸不良而引起的機(jī)床故障問題。

2.2程序測(cè)試法

程序測(cè)試法是將機(jī)床的各個(gè)程序代碼編織成一個(gè)功能測(cè)試程序并將程序存儲(chǔ)在相應(yīng)的介質(zhì)上。在診斷故障時(shí)，運(yùn)行此程序，能夠快速準(zhǔn)確的查找出機(jī)床的故障所在。程序測(cè)試法通常用在以下幾種場(chǎng)合：較長(zhǎng)時(shí)間未使用的機(jī)床，需要對(duì)機(jī)床性能進(jìn)行定期檢查；直接觀察法未查找出故障原因的情況下，采用程序法能夠查找出問題所在；機(jī)床出現(xiàn)隨機(jī)故障，不能區(qū)別出是機(jī)床本身的系統(tǒng)故障還是外界干擾造成的故障問題。

2.3報(bào)警信號(hào)分析法

報(bào)警信號(hào)分析法是利用數(shù)控機(jī)床內(nèi)部的自我診斷功能，診斷出機(jī)床的故障后將故障問題以報(bào)警信號(hào)或者特定代碼的形式反應(yīng)在CRT上的診斷方法。報(bào)警信息一般包括軟件報(bào)警和硬件報(bào)警。

軟件報(bào)警一般包括程序報(bào)錯(cuò)或者操作錯(cuò)誤報(bào)警，可編程控制PLC報(bào)警，系統(tǒng)程序報(bào)警，加工程序報(bào)警等，維修人員可以根據(jù)相應(yīng)的報(bào)警信息對(duì)照診斷手冊(cè)獲取故障發(fā)生的可能原因和位置，進(jìn)一步確定維修方法。

硬件報(bào)警系統(tǒng)一般包括機(jī)床內(nèi)部的各電子控制器、伺服系統(tǒng)上的各種狀態(tài)和故障指示燈，根據(jù)指示燈的各種不同狀態(tài)，對(duì)照診斷手冊(cè)和診斷規(guī)則確定出出現(xiàn)故障的硬件，最后確定出相應(yīng)的維修方法。

2.4狀態(tài)檢測(cè)法

可編程控制器PLC大多集成在數(shù)控機(jī)床的控制部分，在PLC和CNC之間以一系列接口信號(hào)的形式相互連接、相互通信。接口信號(hào)可以分為控制面板信號(hào)、外部開關(guān)控制器、報(bào)警處理信號(hào)、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、NCK與PLC數(shù)據(jù)接口信號(hào)、控制使用器等信號(hào)。由于接口信號(hào)丟失或錯(cuò)誤而造成的故障是常見的故障之一，這些接口信號(hào)可以在信號(hào)輸出板上顯示指示燈，也可以在CRT屏幕上顯示出來(lái)。可以利用這些功能直接觀察PLC控制器的輸入和輸出的瞬時(shí)狀態(tài)。所有的接口信號(hào)都可以用PLC控制器顯示出來(lái)。

這種檢測(cè)方法相對(duì)較為復(fù)雜，對(duì)維修人員的要求較高，既要熟練掌握各種型號(hào)的數(shù)控機(jī)床的接口信號(hào)，又要熟悉PLC可編程控制器的相關(guān)程序問題。

2.5儀器檢測(cè)法

儀器檢測(cè)法是運(yùn)用各種電工、電子儀器儀表，對(duì)系統(tǒng)的電壓、電流、脈沖信號(hào)等進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而尋找故障所在的檢測(cè)方法。常用萬(wàn)用表對(duì)各個(gè)電路進(jìn)行電路導(dǎo)通以及元件是否燒壞進(jìn)行檢測(cè)。

3　總結(jié)

數(shù)控機(jī)床是機(jī)械加工的主要工具，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的自動(dòng)化，相比傳統(tǒng)的機(jī)床加工，數(shù)控機(jī)床極大的提高了加工精度和加工速度。機(jī)床的整個(gè)加工系統(tǒng)也較為復(fù)雜，對(duì)于機(jī)床故障的診斷和維修也至關(guān)重要。本文闡述了機(jī)床故障的分類和診斷與維修方法，為數(shù)控機(jī)床在使用過程中出現(xiàn)故障和維修提供相應(yīng)的理論依據(jù)。

[1]韓鴻鸞.數(shù)控機(jī)床維修實(shí)例[M].中國(guó)電力出版社，2006.

[2]夏風(fēng)芳.數(shù)控機(jī)床[M].高等教育出版社，2005.

[3]吳國(guó)經(jīng).數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修[M].電子工業(yè)出版社，2005.