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數控機床故障診斷方法

2018-5-29 來源：江蘇省連雲港工貿高等（děng）職業技（jì）術學（xué）校作者：金玉

摘（zhāi）要：常用的幾種數控機床故障診（zhěn）斷方法，如直觀法、參數檢查法、交（jiāo）換部件法、功能測試法、係統自診斷功能法、隔離法。

關鍵詞：數控機床；故障診斷；係統參數

0 、前（qián）言

數控係統是高（gāo）技術密集型產品，它綜（zōng）合了計算機技術、自動化技術、伺服驅動、精密測量和（hé）精密機械等各領域的新技術成果，要迅速而正確（què）查明（míng）原因並確定其故障部位，可借助於診斷（duàn）技術。當數控（kòng）機床產生（shēng）故障時，維（wéi）修人員不要急（jí）於處理，而要通過觀察、分析並（bìng）遵循故（gù）障診斷的（de）基本原則，對於數控機床的大多數故障，下麵幾種方法有助於故障的診斷和排除。

1、直觀（guān）法（fǎ）

直觀檢（jiǎn）查法是維修人員根據對故障發生時的各種光、聲、氣味等異常現象的觀察，確定故障範圍，可將故障範圍縮小到一個模塊或（huò）一塊電路板上，然後再進行排除，一般包括以下方麵（miàn）。

（1）詢問。向故障現場人員仔細詢問故障（zhàng）產（chǎn）生的過程（chéng）、故障表象及故障後果等。

（2）目視。總體查看機床各部分工作狀態是否處於正（zhèng）常狀態，各電控（kòng）裝置有無（wú）報警指（zhǐ）示，局部（bù）查看有無保險燒斷，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫（tuō）落，各操作元件位置正確與否等等。

（3）觸（chù）摸。在整機斷電條件下可以通過觸摸各主（zhǔ）要電路板的安裝狀況、各插頭（tóu）座的插接狀況、各功率及信號導（dǎo）線的（de）聯接狀況以及用手摸並輕搖元器件，尤其是大體積的（de）阻容（róng）、半（bàn）導體器件有無鬆動之感，以（yǐ）此可檢查出一些斷腳、虛焊、接（jiē）觸（chù）不良等故障。

（4）通電。是指為了檢查有無冒煙、打火，有無異常聲音、氣味以及觸摸有無過熱電機和元件存（cún）在而通（tōng）電，一旦發現立即斷電分析。如果存在破壞性故障（zhàng），必須（xū）排除後方可通電。1 台數控加工中心在運行一段時間後，CRT 顯示器突然出現無顯示故（gù）障，而機床還可繼續運轉。停機後（hòu）再開又一切（qiē）正常。觀察發現，設備運轉過程中，每當發生振動時故障就可能（néng）發生。初步（bù）判斷是元件接觸不良（liáng）。當檢（jiǎn）查顯示板時，CRT 顯示突然消失。檢查發現有一晶振的 2 個（gè）引腳均虛焊鬆動。重新焊接後，故障消除。

2 、參數檢查法

眾所周知，數（shù）控參數能直接影響數控機床的功（gōng）能。參數通常是存放在磁泡存儲器或存（cún）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（zhǒng）幹擾（rǎo）等因素，會使個別參數丟失或變（biàn）化，發生混亂，使機（jī）床無法（fǎ）正常工作。此時，通過核對、修正參數，就能將故障排除（chú）。當機床長期閑置工作時無緣無故（gù）地出現不（bú）正常現象或有故障而無報警時，就應根據故障特（tè）征，檢（jiǎn）查和校對有關（guān）參數。另外（wài），經過（guò）長期運行的數控機床（chuáng），由（yóu）於其機械傳（chuán）動部（bù）件磨損（sǔn），電氣元件性能變化（huà）等原（yuán）因，也需對其有關參數進行調整。有些機床的（de）故障往往就是由於未（wèi）及時修改某些（xiē）不適應的（de）參數所致。1 台（tái）數控銑床上采用了測量循（xún）環係統，這一功能要求有一個（gè）背（bèi）景存貯器，調試時發現這一功能無法實現。檢查發現確定背景存貯器存（cún）在的數據位沒有設定，經設定後（hòu）該功能正常。

3 、交換部件法

當大致確認了故障範圍，利用同樣的電路（lù）板（bǎn）或（huò）元器件來替（tì）換有疑點部分。如兩（liǎng）個坐標的（de）指令板或（huò）伺服板的交換，從中判斷故障板或（huò）故障部位（wèi）。這種交叉換位法應特別注意，不僅要硬件接線（xiàn）的正確交換，還要將一係列相（xiàng）應的（de）參數交換，否則不僅達不到目的，反而會產生新（xīn）的故障造成思維（wéi）混亂，一定（dìng）要事先考慮周全，設計好軟、硬件交（jiāo）換方案，準確無誤再行交換檢查。1 台數控車床出現 X 向進給正常，Z 向進給出現振（zhèn）動（dòng）、噪音大、精度差，采用手動和（hé）手搖脈衝進給（gěi）時也如此。觀察各驅動板指示燈（dēng）亮度及其變化基本正常，疑是 Z 軸步進電（diàn）機及其（qí）引線開路或Z 軸機械故（gù）障（zhàng）。遂將 Z 軸電機引線換到 X 軸電機上，X 軸電機運行正常，說明 Z 軸電機引線正常；又將 X 軸電機引線換到 Z 軸電機上，故障（zhàng）依舊；可以斷定是 Z 軸電機故障或 Z 軸機械故障。測量電機引線，發現一相開路。修複步進電機，故障排除。

4 、功（gōng）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（rú）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編程方法，編製成（chéng）一個功能程序測試紙帶（dài），通過紙帶閱（yuè）讀（dú）機送入數控係統中，然後（hòu）啟動數控係統使之進行運行，藉以檢查機床執行這些功（gōng）能的準確性和可靠（kào）性，進而判斷出故障發（fā）生的可能起因。本方法對於長期閑置的數控機床第一次開機時的檢查以及機（jī）床加工造成廢品但又無報警的情況下，一時難以確定是編程（chéng）錯誤或是操作（zuò）錯（cuò）誤，還是（shì）機床故障（zhàng）時的判斷是一較好的方法。1 台 FANUC 係（xì）統的立式數控銑床在自動加工某一曲線零件時出現爬行現象，表麵粗糙度極（jí）差。在運行測試（shì）程序時，直線、圓弧插補時皆無爬行，由此確定原（yuán）因在（zài）編程方麵。對加工程序仔細檢查（chá）後發現該曲線由很（hěn）多小段（duàn）圓弧組成，而編程時（shí）又使用了正確定位外檢（jiǎn）查 G61 指令（lìng）之故（gù）。將程序中的 G61 取消，改用G64 後，爬行現（xiàn）象消除。

5 、係統自診斷（duàn）功能法

充分利用數（shù）控係統的自診（zhěn）斷功能，一般情況下發生故障時都有報警信息（xī）出現，根據（jù）數控機床使用的控製係統的不同，提供的報警信息的內容多少（shǎo）也不一樣，可（kě）以根（gēn）據 CRT 上顯示的報警信息機各（gè）模塊上的發光管等器件的指示，進一步利用係統自診（zhěn）斷功能，顯示數控係統與各部（bù）件之間的接口信號狀態，找出故障的（de）大致部位。按照維修說明書的故障處理辦法檢查，大多（duō）數的故障都能找到解決方法。如數控車床（chuáng） CRT 上顯示的報警信息出現EX1006：INVERTER ALARM，該故障（zhàng）是主軸變頻器報警，打開電器櫃（guì），觀察主軸變頻器上（shàng）的顯示不（bú）正常，重（chóng）新關機啟動後該報警消失，主軸（zhóu）變頻器上的顯示正常。

6 、隔離法

當某些（xiē）故障（如軸抖動、爬行等）因（yīn）一時難以（yǐ）區分是數控部分，還是（shì）伺服係統或機械部分造成的，常采用隔離法來處理。隔離法將機電分離，數（shù）控係統和伺服係統分開，或將位置閉環分開（kāi）做開環處理等。這樣，複雜的問題簡單（dān）化，較快地找（zhǎo）出故障原因。數控機床故（gù）障的原因往往（wǎng）比較複（fù）雜，同一故障現象可能有（yǒu）多種（zhǒng）原因，涉及電、機、液壓等方麵，需要有正確的維修方法。遵循基本維修原則和流（liú）程，並合（hé）理應用各種維修方法，能快（kuài）速而正確地解除故障。

7 、結語

隨（suí）著（zhe）我國國民經濟的快速發展，數控機床在國內的應用越來越普遍，數量越來越多，已經成為企業保證產（chǎn）品質量和提高經濟效益的關鍵設備。雖然數控（kòng）機床的技術（shù）複（fù）雜，種類（lèi）和型號眾多，在使用過程中（zhōng）出現的故（gù）障多種多樣，千差萬別，但隻要加強數控機床的操作人（rén）員（yuán）、管理人員和維修（xiū）人員的技術培訓，提高技術水平，特別是通過專業的技（jì）術培訓，擴大數控機床的維修隊伍，以滿足數控機床（chuáng）日益普及的現代化生（shēng）產的需要，數控機床故障維修難（nán）的問題可以迎刃而解。

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