1、 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修 院系： 工學(xué)院 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班級： 10機(jī)電三班 姓名： * 學(xué)號： 10*9 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修摘要:數(shù)控機(jī)床是個復(fù)雜的系統(tǒng)，一臺數(shù)控機(jī)床既有機(jī)械裝置、液壓系統(tǒng)，又有電氣控制部分和軟件程序等。組成數(shù)控機(jī)床的這些部分，由于種種原因，不可避免地會發(fā)生不同程度、不同類型的故障，導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床不能正常工作。故障診斷是進(jìn)行數(shù)控機(jī)床維修的第一步,它不僅可以迅速查明故障原因,排除故障,也可以起到預(yù)防故障發(fā)生與擴(kuò)大的作用。本文結(jié)合數(shù)控機(jī)床中幾個常見的故障的維修實例,說明加強(qiáng)理論學(xué)習(xí),適當(dāng)了解數(shù)控系統(tǒng)硬件的相關(guān)連接及工作原理,注重系統(tǒng)保養(yǎng),對于準(zhǔn)確維修數(shù)控機(jī)床故

2、障,降低機(jī)床故障率具有重要意義。 關(guān)鍵詞:數(shù)控機(jī)床，PLC，故障診斷，故障維修 Numerical control machine tool fault diagnosis and maintenanceAbstract:NC machine tool is a complex system, a numerical control machine tool has both machinery, hydraulic systems, and electric control parts and software programs, etc. These parts of NC machine

3、 tools, a variety of reasons, will inevitably occur to varying degrees, different types of fault, lead to CNC machine can't work normally. Fault diagnosis is the first step in NC machine tool maintenance, it not only can quickly find out the cause of the problem, troubleshooting, and also can ri

4、se to prevent failure and expansion.Based on several common faults in the numerical control machine tool maintenance examples, strengthen theoretical study, appropriate to understand related links and the working principle of numerical control system hardware, for maintenance of CNC machine tool fau

5、lt accurately, reduce the machine failure rate is of great significance.Key words:Numerical control machine, PLC, fault diagnosis, fault maintenance一、數(shù)控機(jī)床故障診斷的一般步驟 無論是處于哪一個故障期，數(shù)控機(jī)床故障診斷的一般步驟都是相同的。當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時，除非出現(xiàn)危險及數(shù)控機(jī)床或人身安全的緊急情況，一般不要關(guān)斷電源，要盡可能地保持機(jī)床原來的狀態(tài)不變，并對出現(xiàn)的一些信號和現(xiàn)象做好記錄，這主要包括：故障現(xiàn)象的詳細(xì)記錄；故障發(fā)生的操作方式及內(nèi)容；

6、故障號及故障指示燈的顯示內(nèi)容。故障診斷一般按下列步驟進(jìn)行： (1)詳細(xì)了解故障情況。例如，當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生顫振、振動或超調(diào)現(xiàn)象時，要弄清楚是發(fā)生在全部軸還是某一軸；如果是某一軸，是全程還是某一位置；是一運動就發(fā)生還是僅在快速、進(jìn)給狀態(tài)某速度、加速或減速的某個狀態(tài)下發(fā)生。為了進(jìn)一步了解故障情況，要對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行初步檢查，并著重檢查熒光屏上的顯示內(nèi)容，控制柜中的故障指示燈、狀態(tài)指示燈等。當(dāng)故障情況允許時，最好開機(jī)試驗，詳細(xì)觀察故障情況。 (2)根據(jù)故障情況進(jìn)行分析，縮小范圍，確定故障源查找的方向和手段。對故障現(xiàn)象進(jìn)行全面了解后，下一步可根據(jù)故障現(xiàn)象分析故障可能存在的位置。有些故障與其他部分聯(lián)系較少，

7、容易確定查找的方向，而有些故障原因很多，難以用簡單的方法確定出故障源的查找方向，這就要仔細(xì)查閱數(shù)控機(jī)床的相關(guān)資料，弄清與故障有關(guān)的各種因素，確定若干個查找方向，并逐一進(jìn)行查找。 (3)由表及里進(jìn)行故障源查找。故障查找一般是從易到難、從外圍到內(nèi)部逐步進(jìn)行。所謂難易，包括技術(shù)上的復(fù)雜程度和拆卸裝配方面的難易程度。技術(shù)上的復(fù)雜程度是指判斷其是否有故障存在的難易程度。在故障診斷的過程中，首先應(yīng)該檢查可直接接近或經(jīng)過簡單的拆卸即可進(jìn)行檢查的那些部位，然后檢查需要進(jìn)行大量的拆卸工作之后才能接近和進(jìn)行檢查的那些部位。二、數(shù)控機(jī)床故障診斷的基本方法 數(shù)控設(shè)備是一種自動化程度較高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的先進(jìn)加工設(shè)備，是企

8、業(yè)的重點、關(guān)鍵設(shè)備。要發(fā)揮數(shù)控設(shè)備的高效益，就必須正確的操作和精心的維護(hù)，才能保證設(shè)備的利用率。正確的操作使用能夠防止機(jī)床非正常磨損，避免突發(fā)故障；做好日常維護(hù)保養(yǎng)，可使設(shè)備保持良好的技術(shù)狀態(tài)，延緩劣化進(jìn)程，及時發(fā)現(xiàn)和消滅故障隱患，從而保證安全運行，故障診斷是進(jìn)行數(shù)控機(jī)床維修的第一步,它不僅可以迅速查明故障原因,排除故障,也可以起到預(yù)防故障的發(fā)生與擴(kuò)大的作用。一般來說,數(shù)控機(jī)床的故障診斷方法主要有以下幾種: （一）狀態(tài)診斷法 通過監(jiān)測執(zhí)行元件的工作狀態(tài)判定故障原因。在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中,伺服進(jìn)給 系統(tǒng)、主軸驅(qū)動系統(tǒng)、電源模塊等部件主要參數(shù)的動、靜態(tài)檢測,及數(shù)控系統(tǒng)全部輸入輸出信號包括內(nèi)部繼電器、定

9、時器等的狀態(tài),也可以通過數(shù)控系統(tǒng)的診斷 參數(shù)予以檢查。 （二）常規(guī)診斷法 對數(shù)控機(jī)床的機(jī)、電、液等部分進(jìn)行的常規(guī)檢查,通常包括:(1)檢查電源的 規(guī)格(包括電壓、頻率、相序、容量等)是否符合要求;(2)CNC、伺服驅(qū)動、主軸 驅(qū)動、電機(jī)、輸入/輸出信號的連接是否正確、可靠;(3)CNC、伺服驅(qū)動等裝置內(nèi)的印制電路板是否安裝牢固,接插部位是否有松動;(4)CNC、伺服驅(qū)動、主軸驅(qū)動等部分的設(shè)定端、電位器的設(shè)定、調(diào)整是否正確;(5)液壓、氣動、潤滑部件的油壓、氣壓等是否符合機(jī)床要求;(6)電器元件、機(jī)械部件是否有明顯的損壞。 （三）系統(tǒng)自診斷法 這是利用系統(tǒng)內(nèi)部自診斷程序或?qū)Ｓ玫脑\斷軟件,對系統(tǒng)內(nèi)

10、部的關(guān)鍵硬件以及系統(tǒng)的控制軟件進(jìn)行自我診斷、測試的診斷方法。主要包括開機(jī)自診斷、在線 監(jiān)控和脫機(jī)測試三個方面的內(nèi)容。 (四)動作診斷法 通過觀察、監(jiān)視機(jī)床的實際動作,判斷動作不良部位,并由此來追溯故障源。 三、故障的調(diào)查與分析 這是排故的第一階段，是非常關(guān)鍵的階段，主要應(yīng)作好下列工作：詢問調(diào)查，現(xiàn)場檢查，故障分析，確定原因，排故準(zhǔn)備。 數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)故障的調(diào)查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程，一旦查明了原因，故障也就幾乎等于排除了。因此故障分析診斷的方法也就變得十分重要了。電氣故障的常用診斷方法如下： (1) 直觀檢查法 這是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的檢查。 詢問向故障現(xiàn)場人員

11、仔細(xì)詢問故障產(chǎn)生的過程、故障表象及故障后果，并且在整個分析判斷過程中可能要多次詢問。 目視 總體查看機(jī)床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)(例如各坐標(biāo)軸位置、 主 軸狀態(tài)、刀庫、機(jī)械手位置等)，各電控裝置(如數(shù)控系統(tǒng)、溫控裝置、潤滑裝置 等)有無報警指示，局部查看有無保險燒煅，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等。 觸摸 在整機(jī)斷電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、各功率及信號導(dǎo)線(如伺服與電機(jī)接觸器接線)的聯(lián)接狀況等來發(fā)現(xiàn)可 能出現(xiàn)故障的原因。 (2)儀器檢查法是使用常規(guī)電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關(guān)直流及脈沖信號等進(jìn)行測量，從中找尋可

12、能的故障。例如用萬用表檢查各電源情況，及對某些電路板上設(shè)置的相關(guān)信號狀態(tài)測量點的測量，用示波器觀察相關(guān)的脈動信號的幅值、相位甚至有無，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。 (3)信號與報警指示分析法 硬件報警指示 這是指包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電子、電器裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應(yīng)的功能說明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法。軟件報警指示 如前所述的系統(tǒng)軟件、PLC 程序與加工程序中的故障通常都設(shè)有報警顯示，依據(jù)顯示的報警號對照相應(yīng)的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。 四、電氣維修與故障的排除 這是排故的第二階段，是實施階段。如前所述

13、，電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程，因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節(jié)的分析方法中已綜合介紹過了，本節(jié)則列舉幾個常見電氣故障做一簡要介紹，供維修者參考。 (1) 電源 電源是維修系統(tǒng)乃至整個機(jī)床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會丟失數(shù)據(jù)、造成停機(jī)。重者會毀壞系統(tǒng)局部甚至全部。西方國家由于電力充足，電網(wǎng)質(zhì)量高，因此其電氣系統(tǒng)的電源設(shè)計考慮較少，這對于我國有較大波動和高次諧波的電力供電網(wǎng)來說就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現(xiàn)由電源而引起的故障。 (2) 數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)故障 位置環(huán)報警；測量元件損壞；位置控制建立的接口信號不存在等。坐標(biāo)軸在沒有指令的情況下產(chǎn)生運動。可能是漂

14、移過大；位置環(huán)或速度環(huán)接成正反饋；反饋接線開路；測量元件損壞。 (3)機(jī)床坐標(biāo)找不到零點。可能是零方向在遠(yuǎn)離零點；編碼器損壞或接線開路；光柵零點標(biāo)記移位；回零減速開關(guān)失靈。 (4)機(jī)床動態(tài)特性變差，工件加工質(zhì)量下降，甚至在一定速度下機(jī)床發(fā)生振動。這其中有很大一種可能是機(jī)械傳動系統(tǒng)間隙過大甚至磨損嚴(yán)重或者導(dǎo)軌潤滑不充分甚至磨損造成的；對于電氣控制系統(tǒng)來說則可能是速度環(huán)、位置環(huán)和相關(guān)參數(shù)已不在最佳匹配狀態(tài)，應(yīng)在機(jī)械故障基本排除后重新進(jìn)行最佳化調(diào)整。 環(huán)境因素往往被人們所忽視，例如南方地區(qū)將機(jī)床置于普通廠房甚至靠近敞開的大門附近，電柜長時間開門運行，附近有大量產(chǎn)生粉塵、金屬屑或水霧的設(shè)備等等。這些因

15、素不僅會造成故障，嚴(yán)重的還會損壞系統(tǒng)與機(jī)床，務(wù)必注意改善。本文由于篇幅所限不做更多的介紹。五、維修排故后的總結(jié)對數(shù)控機(jī)床電氣故障進(jìn)行維修和分析排除后的總結(jié)與提高工作是排故的第三階段，也是十分重要的階段，應(yīng)引起足夠重視。詳細(xì)記錄從故障的發(fā)生、分析判斷到排除全過程中出現(xiàn)的各種問題，采取的各種措施，涉及到的相關(guān)電路圖、相關(guān)參數(shù)和相關(guān)軟件，其間錯誤分析和排故方法也應(yīng)記錄并記錄其無效的原因。從排故過程中發(fā)現(xiàn)自己欠缺的知識，制定學(xué)習(xí)計劃，力爭盡快補課。總結(jié)故障排除過程中所需要的各類圖樣、文字資料，若有不足應(yīng)事后想辦法補濟(jì)，而且在隨后的日子里研讀，以備將來之需。 總結(jié)的好處是迅速提高維修者的理論水平和維修能力；提高重復(fù)性故障的維修速度；利于分析設(shè)備的故障率及可維修性，改進(jìn)操作規(guī)程，提高機(jī)床壽命和利用率；可改進(jìn)機(jī)床電氣原設(shè)計之不足；資源共享，它可作為其他維修人員的參數(shù)資料、學(xué)習(xí)培訓(xùn)教材。 六、結(jié)束語 本文從數(shù)控機(jī)床故障的產(chǎn)生論述到數(shù)控機(jī)床故障的解決。可以清楚地知道數(shù)控機(jī)床是技術(shù)含金量很高的設(shè)備，在使用過程中要嚴(yán)格遵照使用要求。設(shè)備出現(xiàn)問題后，要及時冷靜地進(jìn)行故障診斷，尋找合適的方法解決問題。機(jī)床修理人員要注重實踐，在實踐中