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數控機床（chuáng）的電氣故障診斷與維修

2013-12-29 來源：數控機床市場網作者：-

　　數控機（jī）床是一種技術含量很（hěn）高的機、電、儀一體化的高（gāo）效複雜的自動化機床，機（jī）床在運行過程中，零部件不可避免地會發生（shēng）不同（tóng）程度、不同類型的故障，因此（cǐ），熟悉機械故障的特征，掌握數控機（jī）床機械故障診斷的常（cháng）用方法和（hé）手段，對確定故障的原因和排除有著重大的作用。

　　1、數控（kòng）機床故障診斷原則與基本要求

　　所謂數控機床係（xì）統發生（shēng）故障(或稱失效)是指數控機床係統喪失了規定的（de）功能。故障可按（àn）表現形式、性質（zhì）、起（qǐ）因等分為多種類型（xíng）。但不論哪種故障類型，在進行（háng）診斷時，都可遵循一（yī）些原則和診斷技巧。

　　1.1排障原則

　　主（zhǔ）要包括（kuò）以（yǐ）下（xià）幾個方麵：1）充分調查故障現象，首先對操作者的調查，詳細詢問出現故障的全過程，有些什麽現象產生，采取過什麽措施等（děng）。然後要對現場做細致的（de）勘測；2）查找故障的起因時，思路要開闊，無論是（shì）集成電器，還是和機械、液壓，隻要（yào）有可能引起該故障的原因，都要（yào）盡可（kě）能全麵地列（liè）出來。然後進行綜合判斷和優化選擇，確定最有可能（néng）產生故（gù）障的原因（yīn）；3）先機械後電氣，先靜態後動態原則。在故障檢修（xiū）之（zhī）前，首先應注意排除機械性的故障。再在運（yùn）行狀（zhuàng）態下，進行動（dòng）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（bì）須先排除危險後，方（fāng）可通電。

　　1.2故障診斷要（yào）求。

　　除了豐富的專業知識外，進行數控故障診斷作業的人員需要具有一定的動手能力和實踐操作經驗，要求工作人員結合實際經驗，善於分（fèn）析（xī）思考，通過對故（gù）障機床的實際操作分析故障原因，做到以（yǐ）不變應萬變，達到舉（jǔ）一反三的效果。完備的維修工具及診斷儀表必不可少，常用工具如螺絲刀、鉗子、扳手、電（diàn）烙鐵等，常用檢測儀表如萬用表、示波器、信號發（fā）生器等。除此以外，工作人（rén）員還需要準備（bèi）好必要的技術資（zī）料，如數控機床電器原理圖（tú）紙（zhǐ）、結構布（bù）局圖（tú）紙、數控係統參（cān）數說明書、維修說明書、安裝、操作、使用說明書等。

　　2、故障處理（lǐ）的思路

　　不同數控係統設計思想（xiǎng）千差萬異（yì），但無論那（nà）種係統，它們的基本原理和構成都是十（shí）分相似的（de）。因此在（zài）機床出現（xiàn）故障時（shí），要求維修人員必須有清晰的故障（zhàng）處（chù）理的思路：調查故障現場，確認故障現象、故障性質，應（yīng）充分掌握故障信息（xī），做到“多動腦，慎動手”避免（miǎn）故障的擴大化（huà）。根據所掌握故（gù）障信（xìn）息明確故障（zhàng）的（de）複雜（zá）程度，並列出（chū）故障部位的全部疑點。準備必要的技術資料，比如機床說明書，電氣控製原（yuán）理圖等，以此為基礎分析故障原因，製定排除故障的方案（àn），要求思路開闊，不（bú）應將故（gù）障局限於機床的某一部分。在確定故障排除方案後，利用（yòng）示萬用表、示波器等測量工具，用試驗的方法驗證並檢測（cè）故障，逐級定位故障部位，確認出故障屬於（yú）電氣（qì）故（gù）障還是（shì）機械（xiè）故障，是係統性的還是（shì）隨機（jī）性的，是自身故障（zhàng）還是外部故障等等。故障的排除。通常找到故障原因後問（wèn）題會馬上迎刃而解。

　　3、故障處理方法

　　數控機床的（de）數控係統是數控（kòng）機床的核心所在，它的可靠（kào）運行，直接關係（xì）到整個設備運行的正常與否。下麵總結提煉出一些判斷與（yǔ）排除數控機床故障的方法。

　　3.1充分利（lì）用數控係統硬件、軟件報（bào）警功能。

　　在現代數控係統中均（jun1）設（shè）置（zhì）有眾多的硬（yìng）件報警指示裝置，設置（zhì）硬件報警指示裝（zhuāng）置有利（lì）於提高數控係統的可維護性。數控機床的CNC係統都（dōu）具有自診斷功能。在數控係統工作（zuò）期間（jiān），能夠適時使用自診斷程序對係統進行快速診斷。一旦檢測到故（gù）障，就會立即將故障以（yǐ）報警的方式（shì）顯示在（zài）CRT上或點亮麵板上報警（jǐng）指（zhǐ）示燈。而且這（zhè）種（zhǒng）自診斷（duàn）功能還能（néng）夠將故障分類報警。

　3.2數控機床簡（jiǎn）單故障報警處理的方法。

　　通常，數（shù）控機床具有較強的自（zì）警功能，能夠隨時監控係（xì）統硬件和軟件的工作狀態，數控機床（chuáng）的大部（bù）分故障能夠出現報警提示，可以根據故障提示，確定（dìng）機（jī）床的故（gù）障，及時處理、排（pái）除故障，提高機床完好率和（hé）使用效率。

　　3.3直接觀察法。

　　直接觀察法就是利用人的感覺器官注意發生故障時(或故障發生後)的各種外部（bù）現象並判斷（duàn）故障的可能部位的方法。這是處理數控係統故障（zhàng）首（shǒu）要的切（qiē）入點，往往也（yě）是最直接、最行之有效的方法（fǎ），對於一般情況下（xià）“簡單”故障通過這種直接（jiē）觀察，就能解（jiě）決問題。

　　3.4利用狀態顯示診斷功能判斷故障的方法。

　　現代數控係統不但能夠將故障診（zhěn）斷信息顯示（shì）出來，而且還能夠以診斷地址（zhǐ）和（hé）診斷（duàn）數據的形式，提供診斷的各種狀態。

　　3.5發生故障及時（shí）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的參數變化，會直接（jiē）影響到數控機床的性能，使數控機（jī）床發生故障，甚至整（zhěng）機不能正常工作。因此，在（zài）對故障的分析（xī）診斷過程中，盡管（guǎn）采取了一些措施，仍然不能解決問題、排除故障，或者（zhě）對故障出處不夠明朗的話，應該改變（biàn）思路，從人（rén）們所說的“軟”故障著手。檢查核對數（shù）控係統的參數，是否是因為（wéi）數控（kòng）係統參數變化所導（dǎo）致的故障，往往是一絲異常，便是症結所在。

　　4、故障舉例

　　4.1數控機床排屑器故（gù）障分析及其改進。

　　經現場工作人拆下電機並對其進行試運行，結果顯示運轉正常，因此可排除電機故障原因，同時（shí）可觀察到電動機傳動（dòng）軸上的鍵並未在鍵槽（cáo）上（shàng），因此可初步診（zhěn）斷故障的直接原（yuán）因為電機軸與排屑螺旋杆脫離，進一步分析，由於傳動鍵受到負載瞬時不斷變化的力，若此時把（bǎ）傳（chuán）動鍵（jiàn）進（jìn）行分割，這時（shí）就可以把（bǎ）分（fèn）割的每一部分看成一個橫梁，因此可（kě）對其進行（háng）振動分析。

　　經過受力情況的分析，傳動鍵具備了微動磨損產（chǎn）生的條件因此傳動鍵磨損屬於微動磨損，而且搜尋發現鍵已脫落到螺旋杆管孔內，可以得出鍵完好隻（zhī）有些微小磨損，因此可排除鍵壓潰以及鍵磨損原因，最後可斷定此次故障的直接原因為鍵脫落，造成螺旋排屑杆（gǎn）與電機軸脫離失去傳動力。將鍵裝上並將電機重新裝（zhuāng）配後，故障排除工作正常。

　　4.2數控機床的振動爬行處理。

　　數控係統的振蕩現象已成為數控全閉環係統的共同性問題。係統振蕩時會造成機床產生（shēng）爬行與（yǔ）振動故（gù）障，機床的振蕩故障（zhàng）通常發生在機（jī）械部分和（hé）進給伺服係統。產生振（zhèn）蕩的原因有很（hěn）多，陳了機械方麵存在不可消除的傳動間隙（xì）、彈性變形、摩擦阻力等諸多因（yīn）素外，伺服係統的有關參數的影響也（yě）是重要的一方麵。有時數控係統會因擴械上某些振蕩原因（yīn）產生反饋信號中含有高頻諧波，這使輸出轉矩裏不桓定，從而產生振動。對於這種高頻振蕩情況（kuàng），可在速度環上加入一（yī）階（jiē）低通濾波（bō）環節，即為轉（zhuǎn）矩濾波器。

　　速度指令與速度反饋（kuì）信號經（jīng）速度控製器轉化為轉矩信號，轉矩信號通過一階濾波環節將高頻（pín）成分截止，從而得到有效的轉矩（jǔ）控製信號。通過調節參數（shù）可將機械產生（shēng）的（de）100Hz以上的頻率截止，從而達到消除（chú）高頻振蕩的效果。

　　5、故障排除的確認及善後工作

　　故障排除以後，維修工作還不能算完成，尚需從技術與管理兩（liǎng）方麵分析（xī）故障產生的深（shēn）層次原因，采取適當措施避（bì）免（miǎn）故障再次發生。必要時可根據現場條件使用（yòng）成熟技術對設備進行（háng）改（gǎi）造與改進。故障排除的確認，故障處理完畢。整理好線路（lù），把機床的（de）所有動作均試運（yùn）轉一遍，正常可交付使用，同時讓操作工繼（jì）續做好運行觀察。一段（duàn）時間後（hòu），詢問一下操作工機床的運行狀（zhuàng）況，並再次對故障點（diǎn）進行全麵檢查。最後做維修記錄，詳細記錄維修的整個過程，包括維（wéi）修（xiū）時間、更換件型（xíng）號規格及故障（zhàng）原因分析等。從排除故（gù）障過程（chéng）中發現自己欠缺的知識，製定學習計劃，最終充實自己。

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