淺談機床故障診斷的一般性方法

劉曉可

數(shù)控機床是一種高效率的自動化自創(chuàng)，數(shù)控機床設(shè)備的應(yīng)用極大的提高工業(yè)生產(chǎn)效率。在這個競爭日益激烈的市場環(huán)境下，經(jīng)濟效益是企業(yè)生存的保障，而企業(yè)為了更好地生存，就會加大生產(chǎn)，加重數(shù)控機床設(shè)備的負(fù)荷。數(shù)控機床電氣維修技術(shù)作為數(shù)控機床穩(wěn)定運行的保障，只有做好數(shù)控機床維修工作，才能降低數(shù)控機床設(shè)備故障，保障數(shù)控機床設(shè)備在生命周期內(nèi)正常運行，發(fā)揮其功效，繼而不斷提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟效益。數(shù)控機床的常見故障按性質(zhì)產(chǎn)生原因分為以下幾類：

（1）系統(tǒng)性故障和隨機性故障

所謂故障的系統(tǒng)性故障和隨機性故障是說故障有其必然性和偶然性，也就是說有些故障是可以避免的，有些是不可避免的。系統(tǒng)性故障是指機床或數(shù)控系統(tǒng)部分在一定的條件下必然出現(xiàn)的故障；隨機性故障指偶然性出現(xiàn)的故障，一般隨機性故障往往是由于機械結(jié)構(gòu)的局部松動和錯位，控制系統(tǒng)中的元件出現(xiàn)工作特性漂移，機床電器元件可靠性下降等原因造成的，這類故障在同樣的條件下只偶然出現(xiàn)一兩次，需反復(fù)試驗和綜合判斷才能排除。

（2）有診斷顯示故障和無故障顯示故障

顧名思義，就是當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，系統(tǒng)有無診斷顯示。目前，數(shù)控機床配置的數(shù)控系統(tǒng)都有較豐富的自診斷功能，日本FANUC公司和德國SIEMENS公司的數(shù)控系統(tǒng)，以及KND數(shù)控系統(tǒng)都具有幾百條報警信號，有診斷顯示故障一般都與控制部分有關(guān)，根據(jù)報警內(nèi)容，較容易找到故障原因。無診斷顯示的故障，往往機床停在某一位置不能動，甚至手柄操作也失靈，維修人員只能根據(jù)出現(xiàn)故障前后的現(xiàn)象來分析判斷，排除故障。

（3）破壞性故障和非破環(huán)性故障

以故障有無破環(huán)性將故障分為破環(huán)性故障和非破壞性故障。對于破環(huán)性故障，如伺服系統(tǒng)失控造成撞車短路等，維修難度大，有一定的危險，修后不允許再次出現(xiàn)這類現(xiàn)象。非破壞性故障可經(jīng)多次反復(fù)試驗直至排除，不會對機床造成損壞。

（4）機床運動特性故障

這類故障發(fā)生后，機床照常運行，也沒有任何報警顯示，但加工出的工件不合格，這些故障，必須在檢測儀器配合下，對電氣控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、機械連接、液壓系統(tǒng)等進行綜合分析，采取綜合措施。

（5）硬件故障和軟件故障

以發(fā)生故障的部位將故障分為硬件故障和軟件故障。硬件故障只要通過更換某些元器件即可排除，而軟件故障一般是因程序編制錯誤或參數(shù)設(shè)置錯誤造成的，只要通過修改程序內(nèi)容或修訂機械參數(shù)就可排除。

然而在故障診斷的過程中，誤診斷的情況時有發(fā)生，對機械狀態(tài)的誤診斷是對機械狀態(tài)的一種歪曲反映，誤診斷原因是多方面的，包括診斷數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確性、診斷依據(jù)的不可靠性、診斷推理的不合理性等。機械狀態(tài)的信息特性對機械故障診斷起重要作用，研究信息特性對提高故障確診率和故障診斷的可靠性具有實際意義。下面就如何有效減少誤診斷的措施做簡要說明：

（1）加強診斷信息描述的客觀性

診斷信息在機械故障診斷中的重要性是不言而喻的，其表達(dá)與描述是否合理、準(zhǔn)確關(guān)系到診斷推理結(jié)果的正確與否。然而，在診斷實踐中，診斷信息既有定性信息，也有定量信息；既包含簡單信息，又包含復(fù)雜信息；既存在確定信息，又存在不確定信息。在診斷推理過程中，定量信息經(jīng)常會轉(zhuǎn)換為定性信息，例如“70}，m的振動”描述成“振動大”等。

概率論和模糊數(shù)學(xué)是描述這種信息的強有力的工具。因而，可以考慮用適當(dāng)?shù)姆绞桨迅怕收摵湍：龜?shù)學(xué)理論融入到故障診斷的信息表達(dá)和描述中來，加強其描述的客觀性。

（2）提高診斷測試的準(zhǔn)確性

提高診斷測試的準(zhǔn)確性是保證診斷數(shù)據(jù)可靠性的重要前提?？梢詮囊韵?方面著手：1）正確設(shè)置采樣參數(shù)；2）采用可靠的傳輸線；3）對傳感器進行定期檢驗；4）可考慮用多個傳感器測量。

（3）提高診斷系統(tǒng)的可靠性

隨著設(shè)備運行與維護的需要，各種在線、離線、遠(yuǎn)程等診斷分析系統(tǒng)以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等智能診斷系統(tǒng)逐漸用于機械故障診斷，為確診故障帶來了許多便利之余，也增加了機械故障誤診的可能性。開發(fā)合理完善有效的診斷系統(tǒng)，提高它們在特征提取或診斷推理方面的可靠性，有利于減小誤診率。

對于維修人員來說，要膽大心細(xì)，敢于動手。只會講，不動手，修不好數(shù)控機床。但是要熟悉情況后再動手，不要盲目，否則會擴大故障，造成事故，后果不堪設(shè)想。同時還要善于動手，首先要上機熟悉機床的操作面板和各菜單的內(nèi)容，做到操作自如。同時也要充分利用數(shù)控機床的自診斷技術(shù)來迅速地處理解決故障?，F(xiàn)在數(shù)控技術(shù)越發(fā)展，其自診能力越來越強。盡管數(shù)控機床故障復(fù)雜，千變?nèi)f化，但只要認(rèn)真對待，就一定能依靠自己的力量，把數(shù)控機床用好修好管好。

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