數控設備常見故障分析及維修方法分析

吳云祥

摘要：數控設備在運行過程中會出現各種各樣的故障，主要有設備軟硬件故障、經常性故障以及偶然性故障、風險性故障與非風險性故障、顯性故障與隱性故障、工作質量降低故障，在進行故障檢修時，通常遵守先簡單后復雜、先機械后電氣、先外側后內側、先靜態(tài)后動態(tài)的原則，通過數控設備機械結構部分檢測方法、數控設備系統故障檢測方法、交換解決方法以及系統故障自動診斷方法迅速解決故障。

關鍵詞：數控設備;故障;維修

0 ?引言

隨著現代社會經濟的快速發(fā)展，機械制造領域逐漸向自動化方向發(fā)展，越來越多的自動化設備取代了傳統的機床加工，機械加工方式與思維也產生了翻天覆地的變化。當下數控加工在機械制造領域發(fā)揮了越來越重要的作用，數控加工具有傳統加工方式不具備的優(yōu)勢，比如說加工精度高、加工速度快、能夠滿足復雜曲面加工需求以及自動化程度高等，但是由于數控設備本身精密程度較高、內部構造較為復雜，不僅有機械運動機構，同時還包含了許多控制部分，導致數控設備在運行過程中容易產生故障，給生產加工帶來較大的影響，為了確保設備能夠穩(wěn)定、安全的運行，必須要重視數控加工中的常見故障，在經過充分分析與總結后給出科學的維修方法，盡可能降低數控設備故障帶來的經濟損失。

1 ?數控設備常見故障分類

1.1 設備軟硬件故障

數控設備的正常運行離不開軟件與硬件的支持，當某一項出現故障后，必然會影響到數控設備的正常工作。通常情況下，當數控設備出現硬件故障后，主要是某個機械結構、傳感器等出現問題，這時需要對損壞的部件進行維修與更換即可;而當數控設備出現軟件故障時，主要是系統執(zhí)行程序出現問題，需要查找出程序代碼問題點，重新更新程序后即可正常運行。

1.2 經常性故障以及偶然性故障

數控設備經常性故障通常是指當設備處于特定的位置時，會大概率出現故障的現象，這些故障往往伴隨著設備運轉長期存在;而偶然性故障具有較多的不確定性，是指數控設備在運行中沒有規(guī)律性的產生異?，F象[1]。在進行故障檢查時，相比較于經常性故障，偶然性故障具有更大的難度，通過肉眼或者普通方法難以快速的查找出來，偶然性故障主要有機械結構中某個零部件位置移動、控制元器件中某個部件參數發(fā)生變化、電氣元器件老化、性能下降等，偶然性故障需要進行多次試驗與檢測才能尋找出問題點，在問題排查過程中較為繁瑣。

1.3 風險性故障與非風險性故障

數控設備出現故障時，有些具有較強的破壞性，即稱之為風險性故障，這類故障出現時往往伴隨著一定的破壞力，比如說伺服系統程序錯誤造成刀具與工件相撞等。在進行這類故障排查時，操作人員切不可再次操作，防止出現二次破壞性事件，檢修人員只能依靠現場狀況描述、自身的專業(yè)知識與實踐經驗進行分析與排查，對排查人員的綜合素養(yǎng)要求非常高，并伴隨著一定的危險性[2]。非風險性故障，就是數控設備發(fā)生故障時不會產生破壞力，該故障排查可以依照常規(guī)的方法進行，對排查人員的要求也較低，本身不存在危險性。

1.4 顯性故障與隱性故障

數控設備和普通設備最大的區(qū)別就是內部包含了許多傳感器與控制元器件，隨著現代科學技術水平的快速發(fā)展，數控設備中包含了越來越多的傳感器，當某個部件出現問題時，系統會自動報警并在顯示屏上顯示故障內容，這種故障稱之為顯性故障[3]。隱性故障與此恰恰相反，當數控設備出現故障后，系統本身并沒有出現警報，也沒有顯示出具體的故障內容。相對來說，顯性故障較容易排除，檢修人員只需要根據故障內容對癥采取措施即可。

1.5 工作質量降低故障

數控設備在長時間工作過程中，運動部件會產生較大的磨損、控制系統也會出現性能降低等，在這種情況下數控設備仍然可以正常運行，但是工作質量會逐漸降低，加工的零部件精度也會下降，這就是工作質量降低故障。當出現這種類型的故障時，數控設備本身不會出現任何的異常與警報，只能通過專業(yè)的檢測儀器進行排查。比如說機床設施定位精度超過范圍、工作中出現震動等，必須要使用專業(yè)的檢測儀器，同時對相關機械部件、伺服系統等進行優(yōu)化與調整，直至故障完全排除。

2 ?數控設備常見故障檢測與維修原則

2.1 先簡單后復雜

當數控設備出現多個故障時，通常先處理簡單故障再進行復雜故障分析，這是因為通過處理簡單故障，維修人員能夠進一步了解數控設備的內部構造，有助于啟發(fā)靈感，更好的解決復雜故障，此外在解決簡單故障中，維修人員有了充分的時間思考復雜故障，也能夠在處理簡單故障中尋找有效辦法，提高維修工作的效率。

2.2 先機械后電氣

一般來說，當數控設備出現故障后，若不能夠直觀的辨別出是機械問題還是控制問題，通常是采用先機械后電氣的維修順序。這是因為機械部分故障比較容易察覺，而控制部分故障則相對隱匿，問題查找的難度也要大上許多。此外，對數控設備常見故障進行分析可以得知，許多設備故障均是由于機械問題導致的，當處理好機械故障后，一些問題也就隨之解決了，能夠有效提高故障排查效率。

2.3 先外側后內側

在數控設備出現故障后，檢修人員可以利用觀、聞、聽、問的基本方式進行故障的大體檢測，之后再遵照由外往內的原則逐個排查故障[4]。第一步查看數控設備外圍的插頭、接線端口等是否連接正常，許多設備故障均是由于外部線路接觸不良引起的。所以，對這些位置進行查看與檢測有助于迅速尋找到問題的根源，更快、更好的解決問題。

2.4 先靜態(tài)后動態(tài)

在數控設備出現故障后，檢修人員需要先在設備靜止的狀態(tài)下進行故障的檢查與維修，在靜態(tài)部分維修完成以后，需要觀察和判斷數控設備運行是否存在危險性因素，在確保安全以后再啟動設備進行動態(tài)故障檢測。當數控設備危險因素沒有排除前，靜止通電運行設備，防止出現更大的損壞。

3 ?數控設備故障檢測與維修方法

3.1 數控設備機械結構部分檢測方法

第一，主軸位置故障。在數控設備中，主軸轉動速度主要是通過氣動進行調節(jié)的，總體構造較為單一，在出現設備問題時，通常是由于自動換擋機構、刀具自動夾緊裝置等原因造成的。

第二，進給傳動鏈問題。數控設備運動傳遞主要是通過傳動鏈來實現的，傳動鏈出現問題通常會影響到數控設備加工質量，比如說外形尺寸超差、表面粗糙度不達標等，也可能會導致設備運行中震動與噪聲變大，在處理這類問題時，主要是對漲緊輪、運動環(huán)節(jié)等進行完善。

第三，行程開關問題。為了確保數控設備中各個動作能夠按照預定的行程進行，在許多運動機構中都增加了行程開關，當數控設備長時間工作后，設備中行程開關的運動特性就會逐漸降低，影響動作的運行精度，為此必須要及時更換行程開關。

3.2 數控設備系統故障檢測方法

第一，直觀診斷方法。這種方法是系統故障檢測中最基本、最實用的方法。檢修人員在處理故障問題時，先通過故障產生時出現的聲音、光亮以及氣味等進行判斷，將系統故障縮小到較小的范圍內，方便快速的尋找出問題點。這種方法要求檢修人員具有大量的實際經驗以及良好的判定水平[5]。

第二，參數診斷方法。數控設備系統中包含了各種各樣的參數，這些參數都是通過專用的驗證和調整得到的，關系到數控設備的工作性能和加工品質。通常情況下這些參數保存在存儲器中，當系統供給存儲器的電量較低或者受到外界因素的影響，極易造成一些參數發(fā)生改變，數控設備運行程序出現紊亂，導致設備不能夠正常運轉。當出現這種故障時，按照標準的參數將改變的數值修改回來就可以解決問題。

3.3 交換解決方法

這種方法能夠用簡單的工具查找出問題點，是數控設備故障排除中常用的檢測方法。具體來說，當檢測人員根據故障現象判斷出主要故障原因后，可以采用相同的、完好的元件替換可能出現問題的器件，比如說可以使用準備好的集成電路芯片以及模板等取代設備上可能存在問題的芯片與模板，在交換以后，如果故障解決，將可以判定是某一個特定的元器件出現了問題，幫助檢測人員迅速尋找故障點。

3.4 系統故障自動診斷方法

隨著現代科學技術水平的不斷提升，系統故障自動診斷能力也越來越高，在數控設備故障診斷中發(fā)揮了重要的作用，現階段系統故障自動診斷水平已經成為了衡量系統性能的關鍵依據[6]。在數控系統出現故障以后，數控設備能夠啟動自動故障診斷程序，通過系統自動診斷能夠在較短的時間內尋找出問題點，并將故障位置與類型提供給檢修人員，這種方法具有非常高的應用價值，也是檢修工作中常用的方法。

4 ?結語

綜上所述，數控設備在現代機械制造領域中發(fā)揮了越來越重要的作用，數控設備在日常運行中，一方面要進行定期維護與保養(yǎng)，另一方面也要深入了解常見故障點，及時解決數控設備故障，保障設備穩(wěn)定運行。

參考文獻：

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