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數控機床故障診（zhěn）斷方法

2018-5-29 來源：江蘇省連雲港工貿高（gāo）等職業技術（shù）學校作者：金玉

摘（zhāi）要：常用的幾（jǐ）種數控機床故障診斷方法，如直觀法、參數檢查法、交換部件法、功能測試法（fǎ）、係統自診斷（duàn）功能（néng）法（fǎ）、隔（gé）離法。

關（guān）鍵詞：數控機床（chuáng）；故障診斷；係統參數

0 、前言（yán）

數控係統是高技術密集型產（chǎn）品，它綜合了計算機技術、自（zì）動化技術、伺服驅動、精密測量和精密機械等（děng）各領域的新（xīn）技（jì）術成果，要迅速而正確查明原因並（bìng）確定（dìng）其故障部位，可借助於診斷技術（shù）。當（dāng）數控機床產生故障時，維修人員不要急於處理，而要通過觀察、分析並遵循故障診斷的基本（běn）原（yuán）則，對於數控機床的大多數故障，下麵幾種方法有（yǒu）助於故障的診斷和排除。

1、直（zhí）觀法

直觀檢查法是維修人員根據對故障發生時的各種光、聲、氣（qì）味等異常（cháng）現象的觀察（chá），確定（dìng）故障範圍，可將故障範（fàn）圍（wéi）縮小到一個模塊或一塊電路板上，然後再進行排除，一般包括以下方麵。

（1）詢問。向故（gù）障現場人員仔細詢問故障產生的過程、故障表象及故障後果等。

（2）目視。總體查看機床各部（bù）分工作狀態是否處於正常狀態，各電（diàn）控裝置有無（wú）報警指示，局部查看有無保險燒斷，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，各操作（zuò）元件位置正確與否等等。

（3）觸摸（mō）。在整機（jī）斷電條件下可以通過觸摸各（gè）主要電路板的安裝狀況、各插頭座（zuò）的插接狀況、各功率及信號導線的聯接狀況以及用手摸（mō）並輕搖（yáo）元器件，尤（yóu）其是大體積的（de）阻容、半導體器件有（yǒu）無鬆動之感，以此可（kě）檢查出一些（xiē）斷腳、虛焊、接觸不良等故障。

（4）通電。是指為了檢查有無冒煙、打火，有無異常（cháng）聲音、氣味以及觸摸有無過熱電機和元件存在（zài）而通電（diàn），一旦發現立即斷（duàn）電分析。如果存在破（pò）壞（huài）性故（gù）障，必須排除（chú）後（hòu）方可通電（diàn）。1 台數控（kòng）加工中心在運行一段時間後，CRT 顯示器突然出現無顯示（shì）故障，而機床（chuáng）還可繼續運轉。停機後再開（kāi）又一切正常。觀察發（fā）現，設備運轉過程中，每當發生（shēng）振動時故障就可能發生。初步判斷是元件接觸不良。當檢查顯示板時，CRT 顯示突（tū）然消失。檢查發現有一晶振的 2 個引腳均（jun1）虛焊鬆（sōng）動。重新焊接後，故障消除。

2 、參數檢查（chá）法

眾所周知，數（shù）控參數能（néng）直接影響數控機床的功能。參數通常是存放在磁泡存儲器或存放在（zài）需由電池保持的 CMOS RAM中，一旦電池不（bú）足或由於外界的某種幹擾等因素（sù），會使個別參（cān）數丟失或變（biàn）化，發（fā）生混亂，使機床無法正常工作。此時，通過核（hé）對、修正參數，就能將故（gù）障排（pái）除。當機床長期閑置工作時無緣無故地出現不正常現象或有故障而無（wú）報警時，就應（yīng）根據（jù）故障特征，檢查和校對（duì）有關參數。另外，經過長期運行的數控（kòng）機床（chuáng），由於其機械傳動部件磨損，電氣元件性能變化等原因，也需對其有關參數進行（háng）調整。有些機床的故障往往就是由於（yú）未及時修改某些不適應的參數所致。1 台數控銑床上采用了測（cè）量（liàng）循環係統，這一功能要求（qiú）有（yǒu）一個背景存貯器，調試（shì）時發（fā）現這一功（gōng）能（néng）無法實現（xiàn）。檢查發現確定背景存貯器存在的數據位沒有設定，經（jīng）設定後該功能正常。

3 、交換部件法

當（dāng）大致確認了（le）故障（zhàng）範圍，利用同樣的電路板或元器件（jiàn）來（lái）替換（huàn）有疑點部分。如（rú）兩個坐標的（de）指令板或伺服板的（de）交換，從中判斷故障板或（huò）故障部位。這（zhè）種（zhǒng）交叉換（huàn）位法應特別注意，不僅要硬件接線的正確交（jiāo）換，還要將一係列（liè）相應的參數交換，否則不僅達不到目的，反（fǎn）而會產生（shēng）新的（de）故障造成思維混亂，一定要事先考慮周全，設計好軟、硬件交換方案，準確無誤再行交換檢查。1 台數（shù）控車床出現 X 向進給正常，Z 向進給出現振動、噪音大、精度（dù）差，采用手動和（hé）手搖脈衝進給時也如此。觀察各驅動板指示燈亮度（dù）及其變化基本正常，疑是 Z 軸步進電機及其引線開（kāi）路或Z 軸機械故障。遂將 Z 軸電機引線換到（dào） X 軸電機上，X 軸電機運行正常，說明 Z 軸（zhóu）電機引線正常；又將（jiāng） X 軸電機引線換到 Z 軸電機上，故障依舊；可以（yǐ）斷定是 Z 軸電機故障或（huò） Z 軸機械故障。測量電機引線，發（fā）現一相開路。修複步進電機，故障排（pái）除。

4 、功能測試法

所謂功能程序測試法就是將數控係統的常用功能和特殊功能，如直線定位、圓弧插補、螺紋切削、固定循環、用戶宏程序等用手工編程或自動（dòng）編程方法，編（biān）製成一個功能（néng）程序測試紙帶，通過紙帶閱讀機送入數（shù）控係統中，然後啟動數控係統使之進行運行（háng），藉（jiè）以檢查機床執行這些功能的準確性和可靠性，進而判斷出故障發（fā）生的可（kě）能（néng）起因。本方法對於長期（qī）閑（xián）置的數控機床第一次開機時的檢（jiǎn）查以及機床加工造成（chéng）廢品但又無報警的情況下，一時難以確定是（shì）編程錯誤或是操作錯誤，還是機床故障時（shí）的判斷是一較好的方法。1 台 FANUC 係統的立式數控（kòng）銑床（chuáng）在自動加（jiā）工某一曲線零件時出現爬行（háng）現象，表麵粗糙度極差。在（zài）運行測試程序時，直（zhí）線、圓弧插補時皆無爬行，由此確定原因在編程方麵。對加工程（chéng）序仔細（xì）檢查後發（fā）現該曲（qǔ）線由很多（duō）小段圓弧（hú）組成，而編程時又使用了正（zhèng）確（què）定（dìng）位外檢查 G61 指令之故。將程序中的 G61 取消，改用G64 後，爬行現象消除。

5 、係（xì）統自診斷功能法

充分利用數控係統的自（zì）診（zhěn）斷功能（néng），一般情況下發生故障時都有報警信息出現，根據數控機床使用的（de）控製係統的不同，提供的報警信息的內容多少也不一樣，可以根據 CRT 上顯示的報警信（xìn）息（xī）機各模塊上的發光（guāng）管（guǎn）等（děng）器件的指（zhǐ）示，進（jìn）一步利用係統自診斷功能，顯示（shì）數控（kòng）係統與各部件之間的接口信號狀態，找出故障的大致部位。按照維修說明書（shū）的故障處理辦法檢查，大多數的故（gù）障都能找到解決方法。如數控車床 CRT 上顯示的報警（jǐng）信息出（chū）現EX1006：INVERTER ALARM，該故障是主軸變頻器報警，打開電器櫃，觀察（chá）主軸變頻器上的顯示不正（zhèng）常，重新關機啟（qǐ）動後該報警消失（shī），主軸變頻器上的顯示正常（cháng）。

6 、隔離法

當某些故障（如軸抖動、爬行等）因一時難（nán）以區分（fèn）是數控部分，還是伺服（fú）係統或機械部分（fèn）造成的，常采（cǎi）用隔離法來處理。隔離法將機電（diàn）分離（lí），數控係統和伺服係統分開，或將位置閉環分開做開環處理等。這樣，複（fù）雜的問題簡單化，較快地找出故障原因（yīn）。數控機床（chuáng）故障的原因往往比較複雜，同（tóng）一故障（zhàng）現象可能有多種原因，涉（shè）及電、機、液壓等方麵，需要有正確的維修（xiū）方法。遵循基本維修原則和流程，並合理（lǐ）應用各種維修（xiū）方法，能快速而正確地解除故障。

7 、結語

隨著我國國民經濟的快速（sù）發展，數（shù）控機床在國內的應用越來越普（pǔ）遍，數量越來越（yuè）多，已經成為企業保證產品質量和提高經濟效益的關鍵設備。雖然數控機床的技術複雜，種類和型號眾多，在使用過程中出（chū）現（xiàn）的故障多種多樣（yàng），千差萬別，但隻要加強數控機床的操作人員、管理人員和維修人員的技術培訓（xùn），提高技術水平，特別是通過專（zhuān）業的技術培訓，擴（kuò）大數控機床的維修隊伍，以滿足數控機床日益（yì）普及（jí）的現代化生產的需（xū）要，數控（kòng）機床故障維修難的問題可以迎刃而解。

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