寧（níng）夏大學（xué）工程（chéng）訓練中心（xīn）數控機床的故障診斷及維護（hù）實踐淺談-螺紋加工機床網-數控機床市（shì）場網

您現在的位置：螺紋加工機（jī）床網> 加工與維修> 寧夏大學工程訓練中心數控機床的故障診斷及維護實踐淺談

寧夏大學工程訓練中心數控機（jī）床的故（gù）障診斷及維護實踐淺談

2020-6-20 來源：寧夏（xià）大學教務處作者：尹承東

摘要：數控機床具有自動化程度（dù）高、精度高、係統複雜及（jí）難（nán）以維護保養等特（tè）點，針對寧夏大學工程訓練中心數控機床種類多、維護及保養規則繁雜、故（gù）障率高（gāo）、利用（yòng）率較低等問題，在分析數控機（jī）床常見故障的基礎上，總（zǒng）結了數（shù）控機床常（cháng）見故障的排除方法。這些方法可（kě）提高數控機床的使（shǐ）用率、節（jiē）約成本，並可為（wéi）其（qí）他高校數控機床（chuáng）的（de）故障（zhàng）診斷及維護提供參考。

關鍵詞：數控機床；故障診斷；維護；工程訓練中心

數控機床自動化程度高、結構複雜、故（gù）障不易排除，且維護（hù）成本較高，國內專業技術人員和學者對數控機床的故障診斷和維護已（yǐ）有不同程度的分析（xī）總結。樊（fán）兆博（bó）[1]在（zài）分析數（shù）控機（jī）床常（cháng）見故障（zhàng）的基礎上提出了數控機（jī）床的維護策略；姚兆[2]分析了我（wǒ）國企業（yè）機床設備故障率的維修現狀及存在的問題，提出減（jiǎn）少數控機床設備故障率的對策；童勳[3]對數控機床常（cháng）見故障進行了（le）分類（lèi），並提出了排除辦（bàn）法；王海（hǎi）月[4]對數控機床故障的診斷和維（wéi）修（xiū）方法進（jìn）行了研（yán）究；胡羽[5]對數控（kòng）機床故障診斷係統進行了設計（jì）與實現。

雖然（rán）國內學者在數控（kòng）機床的故障診斷及維護上進行了大量的研究，但目前還缺少係統化的（de）維護方法。寧夏大學工程訓練中心配（pèi）有 8 台安裝華中數控係統（tǒng）的立式加工中心、7 台安裝華中數控係統的數控車床（chuáng）、3 台安裝 Fanuc 數控係統的數控車床及（jí） 1台安裝 Mazak 數控係統的數控加工中心。

這些數控機床生產廠家各不相同，在日常實（shí）訓中，由於實訓項目多、使用率高、使（shǐ）用學（xué）生（shēng）專業化訓練少、維護人員少等原因，使得寧夏大學工程訓練中心數控機床故障率較（jiào）高，利用率較低，影響（xiǎng）了日常教學和實驗（yàn）。

本文在分析總結寧夏大學工程訓（xùn）練中心數控機床常見故障的基礎上（shàng），對數控機（jī）床的故障診斷和維護保養方法進行了較為深入的探討。

1 、數控機床故障診斷原（yuán）則

在對數控機床進行故障診斷時（shí），應遵循（xún）的原則：

（1）先外部後內部。數控機床故障的發生一般由機械、液壓、電氣這三者綜合反映出來。當發生故障時，維修人員應由外向內（nèi）逐一排查，並且避免隨（suí）意拆卸，否則可能會擴大故（gù）障（zhàng）並（bìng）降低機床精度及性能。

（2）先機械後電氣。機械故障一般容易發（fā）現，而數控係統的故障排查難度較（jiào）大。故先排查機械故障，可提（tí）高故障診斷的效率。

（3）先靜後動。出現故障後，首先給機床斷電，並（bìng）通過觀察分（fèn）析確定非破壞性故障後，才可（kě）以給機床通電（diàn）進行動態測試（shì），排查故障。

（4）先簡單後複雜。當出（chū）現多個故（gù）障後，應先排除容（róng）易的，後解決難（nán）度大的。

2 、數控係統故障診斷技術

數控係統（tǒng）屬於高技術含量的設備，當發生故障時，需要借助（zhù）智能診斷技術才能快速並且（qiě）正確地找出故障的原因及故障發生的位置。目前市場上數控係統（tǒng）比較多，應用最多的有 Fanuc 數控係統、Mazak 數控係統及 HEIDENHAIN 數控係統等。

智能診斷技術也是判斷一個數控係統性能（néng）的（de）重要（yào）指標。基於以上常用的數控係（xì）統，常用的智（zhì）能診斷包括以下（xià） 4 個方麵：

（1）啟動診斷。當數控機床接通電源，數控係統啟動後，係統自帶的智能診斷程序便開始對機（jī）床進（jìn）行診斷，並判別機床能否正常使用。智能診（zhěn）斷的內容包括數控機床的硬件和軟件部分

，如（rú）中央處理器、存儲模塊（kuài）、輸入輸出模塊等（děng）裝置（zhì），隻有當檢測的（de）所有項目都（dōu）正常工作，數控機床才進入準備工作狀態；否則，係統（tǒng）將顯示報警信息，數控機床將無法進入工作狀態。

（2）在線（xiàn）診斷（duàn）。數控（kòng）係統中（zhōng）都安裝（zhuāng）在線診斷程序，在數控機床正常工作時，隨時對機床（chuáng）各個係統進行診斷。診斷的內容主（zhǔ）要包括機床主軸單（dān）元、伺服電動機、伺服模塊及機床連接的（de）外部（bù）設備等

。隻要（yào）數控機床處於工作狀態，則（zé）在線診（zhěn）斷就持續工作，確保機床處於正常工作狀態。

（3）離線診斷。在線診斷並不能處理（lǐ）所有的故障、在數控係統出現某種無法解決的故障時，需要數控係統（tǒng）生成廠家或專業的代理維修機構，利用專（zhuān）用的測試軟件或裝備對機床（chuáng）進（jìn）行檢測通過這種檢測方式，盡可能將發生故障的位（wèi）置縮小到一範（fàn）圍，如某個模塊、某個芯片、部分電路或（huò）元件等，再對發生故障的這些模塊或（huò）元（yuán）件進（jìn）行更換（huàn），可減小維（wéi）修（xiū）成本。

（4）現代診斷技術。隨著現代通信技術的發（fā）展，目前國內外已將一（yī）些新的方法和手段引入到了數（shù）控機床（chuáng）的診斷中（zhōng）來，如通信診斷（duàn）和機（jī）床（chuáng）自修複係統等。通信診斷是把有故障（zhàng）的數控係（xì）統和專業維修檢測機構的專用（yòng）檢（jiǎn）測設（shè）備連接起來進行故障診斷測（cè）試（shì）。

當（dāng）測試完成後，維修檢測機構再將數控（kòng）機床（chuáng）的（de）故障信息發送給機床使（shǐ）用用戶，進行維修（xiū）。通過這（zhè）種方（fāng）式，維修人員不必親自去用戶所在地進（jìn）行故障診斷，不僅節約成本（běn），還可提高效率。采用通信診斷的數控機床需要連接網絡。數控係統的（de）自修複係統是數控係統中安裝的一段自修複（fù）程序。當數控機床發生故障時，該程序會將故（gù）障（zhàng）信息顯（xiǎn）示在（zài）機床顯示屏上，同時檢查機床是否有故障模（mó）塊（kuài）的備用（yòng）模塊，如（rú）果有（yǒu），則該軟件會接通備用模（mó）塊，並使機床快速地進（jìn）入工作狀態。

這種自修（xiū）複係統適（shì）合自動化程度（dù）較高的場合。

3 、數控機床的故障診斷方法

數控機床故障類別比較多且複雜，而數控係統自帶（dài）的自（zì）診斷係統往往不能應對所有的故障形式。而有時一個（gè）報警顯示由很多故障原因造成，很難精確（què）地定（dìng）位故障發生部件。這就需要（yào）維修（xiū）人員在實（shí）際中掌握一些（xiē）常用的（de）故障解除方法。

（1）直觀檢查法。當機床發生故障時，首先需要對機床進行直觀的檢查。一（yī）般由外向內，查驗電氣櫃中開關是否跳閘，各個驅動器、機是否接觸不良，接（jiē）頭是否鬆動，數據線是否斷路，保險（xiǎn）是否熔斷，線路是否燒傷等。

如果機（jī）床以前進行過維修或更換過零部件，則查（chá）驗更換過的零部件是否正常工作等。最後再（zài）查看電路板上的各種元件，是否有燒痕、接觸不良等現象，同時查看主板電池（chí）是否（fǒu）有電（diàn）。

（2）程序測試法。當數控機床長時間不開機、加工造成廢品或數控係統出現隨機性的故障而短時間內無法確定故障原（yuán）因時，可用數控係統的編（biān）程功能編寫一個測試程序，在機床出現故障時，

運（yùn）行這個程序，有助於快速確定故障原因。

（3）交換試探法。在初步確定故障（zhàng）大致（zhì）位置或起因的情況下，可以用備用（yòng）零部件替換可疑零部件，如沒有備用零部件，可以將同型號（hào）機床的零部件與故障機（jī）床的零部件進行互換，以確定故障零部件。

（4）參（cān）數檢查法。在無法確定故障（zhàng）原因時，需要校核一下數控係統參（cān）數，如果（guǒ）由於外部原因（yīn）導（dǎo）致數控係統個別（bié）參數丟失時（shí），數（shù）控機床也無法進行工作（zuò）。通過檢測係統電路板測量端子的（de）電源，

檢查電（diàn）路是否正常工作。

（5）測量比較法。除（chú）以上診斷方法外，還（hái）可以通過檢測電路板焊接是否正常、是否存在（zài）接觸不良等問題查找故障原因。總（zǒng）之，數控機床故障（zhàng）十分複雜，產生故障的原因也是多種（zhǒng）多樣。在實（shí）際排除故障時，應多（duō）種（zhǒng）方法同時使用，縮小故（gù）障範圍，才能快速地排除故障。

4 、數控機床常見故（gù）障的處（chù）理

數控機床的故障種類繁多，但常見的故障及處理方法分以下 4 種。

4.1 機械故（gù）障

數控機床機械故障具有多樣性，本文僅介紹一些關鍵部件的故（gù）障（zhàng）及其處理（lǐ）方法，見表（biǎo） 1。

表 1 機械故障類型、原因（yīn）及處理方法

4.2 數控係統故障

不同數控係統的故障各不相同，本文（wén）以國產華中數控係統為例，簡述常見（jiàn）的故障及其排除方法，見表 2。

表2 數控係統故障類型、原因及排除方（fāng）法

4.3 進給伺服係統故（gù）障

進給伺服係統的故障（zhàng）一般包括軟件報警、硬件報警及無報警形式等 3 種。軟件（jiàn）報警一般是控製單元故障（zhàng）、檢測元件故障或由電機及伺服單元溫度升高（gāo）引起的，此時可通過報警信息並參（cān）考機床（chuáng）報警信息說明進行故障排除。硬件報警一般是驅動（dòng）器或伺服單元上的電流過大、壓過高或過低引（yǐn）起（qǐ）的。壓時可能是晶體管損壞（huài）、絕緣失效及線路故障造成的（de）。無報警顯示的故障一（yī）般包括機床（chuáng）失（shī）控、過衝、振（zhèn）動及噪音（yīn）過大（dà）等。一般是由於檢測元（yuán）件故障、位置檢測器連接故障、伺服驅動器連接不（bú）良（圖（tú） 3）、開關跳閘（圖 4）、線（xiàn）路板故障、係統參數設置不合理、絲杠剛度（dù）較低、潤滑不良，軌道進入灰塵等原因造成的。需要多方位查找故障的具體（tǐ）原因，並排除故障。

圖1 顯示屏白屏

圖2 顯示屏不顯示

圖3 伺服驅動器接觸不良

圖4 開關跳閘

4.4 主軸伺服係統故（gù）障（zhàng）

該類故障（zhàng）一般表現為（wéi）主軸（zhóu）不轉動、主軸轉動（dòng）時振動噪（zào）音（yīn）過大、主軸轉速與設（shè）定轉速（sù）不符合及主軸電動機過（guò）熱等。造成這類故障的（de）原因很多，包括加（jiā）工時負載過大、程序未指定主軸轉動、電路故障導致不產生脈衝、線路板進入灰塵、輸（shū）入電壓不穩定、主軸軸承損壞、主軸電機軸承損壞、缺少潤滑油、主軸轉速指令有誤等（děng）等（děng）。

5 、總結

數控設備種（zhǒng）類（lèi）繁多、每種設備的故障形式均不同，在數（shù）控（kòng）設備的使（shǐ）用中，除了需要掌握常見的故障診斷方法及故障排除方法（fǎ）外，還需嚴格遵守數控設備的操作規程和（hé）日常維（wéi）護製度。本文在（zài）分析（xī）數控（kòng）設備常見故障診斷原則、診斷技術及診斷方法的基礎（chǔ）上，總（zǒng）結了高（gāo）校數控設備常見的故障類型，並給出了排除方法。這些方法可提高高（gāo）校數（shù）控設備的利用率，降低維護（hù）成本。

投（tóu）稿箱：
如果您有機床行業、企業相關新聞（wén）稿件發表，或進行資訊合作，歡迎聯係本網編輯（jí）部，郵箱：skjcsc@vip.sina.com

更多（duō）相關信息

名企推薦

業界視點

| 更多

行業數據

| 更多

博文選萃

| 更多