數(shù)控機床故障診斷與日常維護研究

屈省源

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床;故障診斷;日常維護

一般而言，數(shù)控機床屬于一種自動化設備，具有高精準度和高適應力的特點，能夠適用于各個種類產(chǎn)品加工，如今，數(shù)控機床已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代化制造生產(chǎn)中必不可少的設備之一，并在機械加工領(lǐng)域有著顯著的應用成效，為機械制造業(yè)創(chuàng)造了更高效益?，F(xiàn)階段，隨著科訊技術(shù)的突飛猛進，涌現(xiàn)出各種新材料、新工藝，與此同時，也對數(shù)控機床提出了更高要求，需要數(shù)控機床朝著工序集約化、機床智能化、生產(chǎn)微型化的方向發(fā)展。但是數(shù)控機床在為機械制造業(yè)帶來收益的同時，也會因為極具技術(shù)性、復雜性的設備產(chǎn)生故障而給整生產(chǎn)工作帶來難度。鑒于此，從事數(shù)控機床維修工作的技術(shù)人員應具備較強的故障診斷能力，同時，還應掌握熟練的維修技能。如何準確完成數(shù)控機床故障診斷并優(yōu)化日常維護已經(jīng)成為當前該領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題之一，本文將圍繞這一問題展開深入探究。

一、數(shù)控機床常見故障分類

數(shù)控機床在日常生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)各種故障，一般可以依據(jù)原有、興致以及故障帶你氛圍機械故障和電氣故障。其中機械故障又包含有機械傳動機構(gòu)故障和附件故障，指的是機械部件會因為脫離設計狀態(tài)而失去部分功能導致的故障現(xiàn)象，一般是因為機械安裝、調(diào)試不到位或是導軌運動摩擦較大引發(fā)的機械傳動機械故障。其故障現(xiàn)象則表現(xiàn)為傳動噪聲較大、產(chǎn)品加工紋路粗糙、機械部件動作卡頓、機械部件損壞等等。

除此之外，電氣故障則包含有弱電故障、強電故障。其中弱電則主要是指的是數(shù)控系統(tǒng)、PLC控制器、CRT顯示器等電子電路，此類裝置又可以分為軟件故障和硬件故障：硬件故障指的是以上裝置印刷電路板上的集成電路芯片、分立元件、接插件等部件發(fā)生故障;而軟件故障一般包含有加工程度錯誤、系統(tǒng)程序錯誤以及參數(shù)改變丟失等等。此外，強電故障則一般指的是繼電器、接觸器、開關(guān)、熔斷器、電源變壓器以及電磁鐵等其他元器件發(fā)生故障。并且結(jié)合故障維修經(jīng)驗可知，強電故障發(fā)生頻率較大，需要特別關(guān)注和重視。

二、數(shù)控機床故障診斷技術(shù)

（一）直觀法

結(jié)合維修技術(shù)人員經(jīng)驗可知，多數(shù)情況是可以通過直觀法來判斷數(shù)控機床存在的故障，其主要是能夠依據(jù)數(shù)控機床所存在的非常規(guī)情況或現(xiàn)象來進行故障診斷，一般可以借助直觀性的檢查和診斷來機床部件是否存在松動、脫落以及磨損情況。比如，在數(shù)控機床發(fā)生故障之后若是出現(xiàn)燒焦味，則維修技術(shù)人員能夠側(cè)重于檢查數(shù)控機床的開關(guān)、電阻以及線路等器件;此外，還應該通過直接觸摸的方式來診斷數(shù)控機床設施的運行溫度是否屬于正常范圍。

（二）調(diào)整參數(shù)法

結(jié)合數(shù)控機床的構(gòu)造特點可知，改變參數(shù)會直接影響機床的整體性能，鑒于此，在檢查數(shù)控機床故障的過程中，可以通過數(shù)控機床所改變的參數(shù)來診斷故障。針對數(shù)控機床系統(tǒng)而言，所設置的固定參數(shù)值直接決定著設備性能，因此，應在設置參數(shù)的基礎上進行調(diào)試。之后，若出現(xiàn)故障，維修人員便可以通過調(diào)整參數(shù)來進行有效排除和故障診斷。

（三）系統(tǒng)自診斷法

一般情況下，數(shù)控機床是具備一定的自我診斷功能的，數(shù)控機床可以借助自身所具備的自我診斷程序來進行故障診斷。其中技術(shù)人員只需要將對應的功能測試程序輸入到數(shù)控控制系統(tǒng)中即可，從而能夠使得數(shù)控機床依據(jù)自身工作程序來分析故障形成原因。除此之外，數(shù)控機床的自我診斷功能通常會涵蓋機械工作狀態(tài)信息系的現(xiàn)實功能，因此，在出現(xiàn)故障時，機床顯示屏會顯示故障報警信息，此時，維修人員便可以依據(jù)這一信息來進行故障診斷。

（四）部件交換法

結(jié)合是將工作的中數(shù)控機床可知，機床中無論按個部件發(fā)生問題后都可能會導致機床故障，因此，在維修技術(shù)人員在不明確故障部位和零件的前提下，可以通過更換部分零件來進行有效檢查，從而能夠進一步明確損壞的部件。

（五）分析原理法

基于數(shù)控機床運行原理可以落實分析原理法來輔助維修技術(shù)人員完成故障診斷，一般可以通過分析特征直屬和邏輯電平來斷定故障。與此同時，這一診斷方法也對維修人員提出了更高要求，即他們不僅要全面掌握數(shù)控機床工作原理，還能夠明確某一件或某一系列部件的運行原理，這樣才能夠準確定位和分析。

結(jié)合維修技術(shù)人員經(jīng)驗可知，可以將故障氛圍數(shù)控系統(tǒng)故障和機械故障，在進行故障診斷之后，需要維修數(shù)控機床，此時便需要把握這兩種故障的維修特點。在進行機械故障維修的過程中會秉承著“先簡后精”的原則，即先借助直觀性觀察來推斷故障部件所處位置和范圍，在進行簡單為主之后需要再次確認故障，最終能夠依據(jù)科學維修方案來精密維修，保障數(shù)控機床能夠順利工作生產(chǎn)。而數(shù)控系統(tǒng)故障具有一定的復雜性，往往會涉及電氣、液壓以及氣動等等，需要秉承著“先易后難、先外后內(nèi)”的原則。

三、數(shù)控機床故障維修技術(shù)

（一）復位系統(tǒng)和初始化法

為有效應對數(shù)控機床系統(tǒng)造成的各種故障，可以采取初始化法，數(shù)控機床往往會因為一瞬間故障和系統(tǒng)編程而無法正常運行，之后，會在顯示屏顯示故障報警信息。為此，可以通過強行斷開電源，并開啟電源復位鍵來觀察數(shù)控機床是否得以順利運行。復位故障報警系統(tǒng)一般會因為系統(tǒng)儲存空間不足、線路接觸力量而進行故障報警，在進行初始化之前，應將機床設備中的數(shù)據(jù)信息進行備份，便于初始化后進行故障排除和深入診斷。

（二）微調(diào)參數(shù)法

在系統(tǒng)參數(shù)重新設置之后，開若是可以排除數(shù)控機床故障，則可以通過調(diào)整參數(shù)數(shù)值的方式來優(yōu)化數(shù)控機床。因為數(shù)控機床與其他電氣系統(tǒng)之間的控制程度會直接影響數(shù)控機床整體工作效率，因此，通過適當調(diào)整參數(shù)能夠達到最為理想的系統(tǒng)控制狀態(tài)。

（三）設置參數(shù)法

因為數(shù)控機床的參數(shù)數(shù)值的設置會直接影響機床工作效能和狀態(tài)，因此，可能會因為設置的參數(shù)存在失誤而導致機床無法正常發(fā)揮某項功能，最終不利于數(shù)控機床的整體性能，甚至還會導致機床處于停止狀態(tài)。為此，可以借助機床系統(tǒng)自帶的檢索功能來分析與之相關(guān)的參數(shù)，并進一步探究故障原因，通過校隊和設置數(shù)控機床參數(shù)值來使其恢復到最初的運行狀態(tài)。

（四）替換更新模塊法

結(jié)合替換更新模塊法這一方法可知，該方法能夠迅速且高效地進行基礎的數(shù)控機床故障診斷和維修，鑒于此，在維修人員實際工作中，會廣泛應用這一方法來進行機床故障診斷。這一維修方法僅僅只需要維修人員進行替換器件或更新系統(tǒng)模塊，并且能夠?qū)ο嚓P(guān)的參數(shù)進行有效設置，最終能夠順利排除故障，保障數(shù)控機床能順利開展工作。

（五）增強數(shù)控機床的抗干擾性能

除此之外，數(shù)控機床在受到強干擾之后也會影響機床的正常工作，鑒于此，為診斷和排除因為電源開端導致的故障，可以通過接地的方式來減少數(shù)控機床受到的高頻干擾，最終能夠順利排除故障。此外，可以通過增強電源負載能力、保障電源電壓穩(wěn)定，能夠切實增強數(shù)控機床的抗干擾性。

四、數(shù)控機床日常維護流程

數(shù)控機床是開展機械生產(chǎn)的重要設備之一，因此，需要通過保障其正常壽命和運行效率，才能夠獲取更多收益。結(jié)合實踐經(jīng)驗可知，通過增強日常維護能夠減少數(shù)控機床故障發(fā)生頻率，其中可以減少設備磨損、延遲壽命、消滅故障，最終能夠保障數(shù)控機床安全運行。一般而言，數(shù)控機床日常維護包含有數(shù)控系統(tǒng)維護、機械裝置維護以及電氣系統(tǒng)維護這三種。

（一）數(shù)控系統(tǒng)維護

數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床運行的核心部門，一般由多個軟件、硬件構(gòu)成，結(jié)合對多加數(shù)控機床生產(chǎn)車間進行實地考察可知，絕大多數(shù)的故障來自數(shù)控系統(tǒng)，若技術(shù)人員能夠?qū)?shù)控系統(tǒng)做好日常維護和保養(yǎng)，則能夠減少一般以上的故障，甚至還能夠提高無故障時間，因此，有必要提高對數(shù)控系統(tǒng)日常維護的重視度。針對剛剛購入的數(shù)控機床，應在使用之前對CNP 裝置和PLC數(shù)據(jù)參數(shù)進行備份。在使用過程中，還應對操作面板和電路板進行定期清潔;并對數(shù)控系統(tǒng)的輸入、輸出裝置進行有效維護;定期檢查和更換存儲器中電池。若數(shù)控機床存在短期或長期的閑置，則應間隔一個月對數(shù)控機床進行半個小時以上的痛點，并使其在正常運行中驅(qū)散潮氣。在數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障之后，應立即按下開關(guān)，保護現(xiàn)場，等待維修人員的故障診斷和維修。

（二）機械裝置維護

數(shù)控機床的機械裝置設備日常維護一般包含有以下幾點：第一，定期檢查主軸箱內(nèi)的潤滑系統(tǒng)，在油量不足時應及時補充，并觀察油箱溫度是否屬于正常范圍內(nèi)。第二，定期調(diào)整滾珠絲杠螺母副的軸向間隙、導軌副潤滑情況，保障在每次開展工作前加油一次。第三，數(shù)控機床開機之前應進行細致觀察機械回零位置是否精準、機械手換刀動作是否依舊靈活以及刀具鎖緊是否緊固，并在檢查出故障之后進行及時處理。第四，需要定期侵襲傳動鏈，并及時更換濾芯和密封件，從而能夠有效避免被液壓系統(tǒng)發(fā)生泄露現(xiàn)象。

（三）電氣系統(tǒng)維護

電氣系統(tǒng)維護的過程中應先保障維修人員的人身安全，電氣設備接地或接零應是準確、可靠的。此外，電控柜門應是完好無損的，從而能夠?qū)崿F(xiàn)防塵、防潮、控溫的功能，避免因為周圍環(huán)境而影響系統(tǒng)。還應定期清理電子元件上油污、塵土，定期更換導線。

五、結(jié)語

總而言之，為保障現(xiàn)代機械加工得以順利開展，有必要提高對數(shù)控機床故障診斷和維修的重視程度，從而能夠在有效保障機床正常運行，在完成故障診斷和排查之后，還可以通過數(shù)控系統(tǒng)維護、機械裝置維護、電氣系統(tǒng)維護來演唱機床壽命、提高生產(chǎn)收益。

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基金：校級科研項目“基于模型和數(shù)據(jù)融合技術(shù)的數(shù)控機床預測性維護關(guān)鍵技術(shù)研究”（項目編號：KYB2101）。