數控機床故障與維修探析

　　數控機床維修時(shí)往往會(huì )發(fā)現有電源故障，有些系統電源控制線(xiàn)路比直接電源加入型系統要復雜。下面是yjbys小編為您搜集整理的數控機床故障與維修探析論文，希望能對您有所幫助。

　　摘要：本文首先概述了現代數控機床的常見(jiàn)故障，接著(zhù)推出了診斷故障的基本方法，繼而針對診斷的故障提出了維修原則及具體方法，希望對診斷、維修故障數控機床提供有效的建議。

　　關(guān)鍵詞：數控機床 報警故障 CNC PLC 復位

　　數控機床是集機械、電子電器、液壓、氣動(dòng)、光學(xué)、計算機技術(shù)于一體的高技術(shù)密集型機電設備，因此，高效的同時(shí)也很昂貴。發(fā)生故障時(shí)，診斷難度也大，甚至會(huì )造成停產(chǎn)停機。而這些設備往往處于關(guān)鍵崗位的關(guān)鍵工序上，若出現故障將會(huì )給企業(yè)造成很大的損失。雖然現在數控系統的可靠性越來(lái)越高，而由于受到操作、外部環(huán)境變化等原因，出現故障在所難免。為了加強數控設備使用管理與維修，降低故障率，總結常見(jiàn)的故障，采取正確的故障診斷方法，及時(shí)維修并排除故障，縮短故障維修時(shí)間，使機床盡快恢復工作，是擺在機械工作人員面前的一個(gè)重要問(wèn)題。

　　一、現代數控機床常見(jiàn)故障

　　(一)電源故障

　　數控機床維修時(shí)往往會(huì )發(fā)現有電源故障，有些系統電源控制線(xiàn)路比直接電源加入型系統要復雜。對照原理圖進(jìn)行維修是最有效，最可靠的方法。在某些機床上，由于機床互鎖的需要，使用了外部電源切斷信號，這時(shí)應根據機床電氣原理圖，綜合分析故障原因，排除外部電源切斷的因素，才能起動(dòng)。

　　(二)系統有報警顯示故障

　　a、軟件報警顯示的故障：數控系統顯示器上顯示出的報警號和報警信息即是軟件報警顯示。由于數控系統具有自診斷功能，一旦檢查出故障，便會(huì )按故障的級別進(jìn)行處理，同時(shí)在顯示器上顯示報警信息和報警號。軟件報警又可分為PLC報警和NC報警，前者PLC報警的報警信息來(lái)自機床制造廠(chǎng)家編制的報警文本，大多屬于機床側的故障報警，遇到這類(lèi)故障，可根據報警信息，或者PLC用戶(hù)程序確診故障：后者為數控部分的故障報警，可通過(guò)報警號，在《數控系統維修手冊》上找到這個(gè)報警的原因和處理方面，從而確定可能產(chǎn)生故障的原因。

　　b、硬件報警顯示的故障：硬件報警顯示通常指各單元裝置上的指示燈的報警指示。在數控系統中有許多用以指示故障部位的指示燈，如控制系統操作面板、伺服控制單元、CPU主板等部位，一旦數控系統的這些指示燈指示故障狀態(tài)后，根據相應部位上的指示燈的報警含義，均可以大致判斷故障發(fā)生的部位和性質(zhì)，這樣會(huì )給故障分析與診斷帶來(lái)極大好處。因此在日常維護和故障維修時(shí)維修人員應注意檢查這些指示燈的狀態(tài)是否正常。

　　(三)系統無(wú)報警顯示的故障

　　這類(lèi)故障沒(méi)有任何硬件及軟件報警顯示而發(fā)生的，便使得分析診斷比較困難。一般來(lái)說(shuō)沒(méi)有報警顯示的故障，大多是由硬件故障引起的，除公共電源外一般是由連接不良造成，所以要重點(diǎn)檢查系統與顯示器的連接電纜及顯示器本身，顯示混亂或顯示不正常通常是因系統的軟件出錯造成;但是具體問(wèn)題還是要具體分析，情況一定要根據具體的故障現象、機床工作原理、數控系統工作原理、PLC梯形圖以及維修經(jīng)驗來(lái)分析診斷故障。

　　(四)數控裝置故障

　　a、數控裝置軟件故障：有些機床故障是因為加工程序出現問(wèn)題，有些故障是因為機床數據設置不當造成的，這類(lèi)故障屬于軟件故障。只要找到將故障原因有針對性的進(jìn)行修改，就會(huì )排除故障。

　　b、數控裝置硬件故障：有些機床故障是因為控制系統硬件出現問(wèn)題，這類(lèi)故障必須更換損壞的器件或者維修后才能排除故障。比如一臺數控中床的顯現屏幕沒(méi)有顯示這機關(guān)的故障，而檢查機床控制系統的電源模塊輸入電源正常，可在電源模塊上沒(méi)有5V電壓，說(shuō)明電源模塊損壞，只要進(jìn)行維修，機床便可正常工作。

　　(五)PLC部分故障

　　因為PLC用戶(hù)程序編制出現問(wèn)題，在數控機床運行時(shí)就發(fā)生故障。另外，PLC用戶(hù)如果程序的編制不科學(xué)，也會(huì )引起一些無(wú)報警的機床側故障，所以PLC用戶(hù)的程序編制相當重要。

　　因為PLC輸入輸出模塊出現問(wèn)題，導致不能正常工作屬于硬件故障。個(gè)別輸入輸出口有故障，可以修改PLC程序來(lái)進(jìn)行維修，或者用備用接口替代問(wèn)題接口，達到排除故障的目的。

　　二、數控機床故障診斷的基本方法

　　故障診斷是維修數控機床的第一步，它不僅可以迅速查明故障原因，排除故障，也可以起到預防故障的發(fā)生與擴大的作用。一般來(lái)說(shuō)，數控機床的故障診斷方法主要有以下幾種：

　　(一)常規診斷法

　　對數控機床的機、電、液等部分進(jìn)行的常規檢查，通常包括：

　　首先，檢查電源的規格(包括電壓、頻率、相序、容量等)是否符合要求;其次，檢查CNC、伺服驅動(dòng)、主軸驅動(dòng)、電機、輸入/輸出信號的連接是否正確、可靠;再次，檢查CNC、伺服驅動(dòng)等裝置內的印制電路板是否安裝牢固，接插部位是否有松動(dòng);第四，檢查CNC、伺服驅動(dòng)、主軸驅動(dòng)等部分的設定端、電位器的設定、調整是否正確;第五，液壓、氣動(dòng)、潤滑部件的油壓、氣壓等是否符合機床要求;第六，電器元件、機械部件是否有明顯的損壞。

　　(二)狀態(tài)診斷法

　　通過(guò)監測執行元件的工作狀態(tài)判定故障原因。在現代數控系統中，伺服進(jìn)給系統、主軸驅動(dòng)系統、電源模塊等部件主要參數的動(dòng)、靜態(tài)檢測，及數控系統全部輸入輸出信號包括內部繼電器、定時(shí)器等的狀態(tài)，也可以通過(guò)數控系統的診斷參數予以檢查。

　　(三)動(dòng)作診斷法

　　通過(guò)觀(guān)察、監視機床的實(shí)際動(dòng)作，判斷動(dòng)作不良部位，并由此來(lái)追溯故障源。

　　(四)系統自診斷法

　　這是利用系統內部自診斷程序或專(zhuān)用的診斷軟件，對系統內部的關(guān)鍵硬件以及系統的控制軟件進(jìn)行自我診斷、測試的診斷方法。主要包括開(kāi)機自診斷、在線(xiàn)監控和脫機測試三個(gè)方面的內容。

　　三、數控機床維修的基本原則

　　維修數控機床一般情況下首先要遵循一些基本原則，這樣往往會(huì )思路清晰，有事半功倍的效果。(一)先動(dòng)腦后動(dòng)手

　　對于有故障的數控機床，不應急于動(dòng)手，應先查清產(chǎn)生故障的前后經(jīng)過(guò)及故障現象。對于生疏的設備還應先熟悉電路原理和結構特點(diǎn)，遵守相應規則。拆卸前要充分熟悉每個(gè)部件的功能、位置、連接方式以及與周?chē)�其他器件的關(guān)系，在沒(méi)有組裝圖的情況下，應一邊拆卸，一邊畫(huà)草圖，并做好標記。

　　(二)先外部后內部

　　應先檢查設備有無(wú)明顯裂痕、缺損，了解其維修史、使用年限等.然后再對機內進(jìn)行檢查。拆前應排除周邊的故障因素，確定為機內故障后才能拆卸，否則會(huì )擴大故障，使機床喪失精度，降低性能。

　　(三)先機械后電氣

　　在確定機械零件無(wú)故障后，再進(jìn)行電氣方面的檢查。檢查電路故障時(shí)，應利用檢測儀器尋找故障部位，確認無(wú)接觸不良故障后，再有針對性地查看線(xiàn)路與機械的運作關(guān)系，以免誤判。

　　(四)先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)

　　先在機床斷電的靜止狀態(tài)下對處于調試階段或剛維修后的數控機床檢查是否按照接口說(shuō)明書(shū)的設計來(lái)安裝電纜插件及電纜與模塊接插件是否牢同;線(xiàn)路板連接是否正確;是否所有集成電路上器件正常而無(wú)變形等。長(cháng)期閑置或缺少維護的老設備會(huì )因為電纜的疲勞破損、接線(xiàn)點(diǎn)的氧化與腐蝕而造成信號傳遞中斷等不明顯故障。

　　(五)先清清后維修

　　對污染較重的數控設備.先對其按鈕、接線(xiàn)點(diǎn)、接觸點(diǎn)進(jìn)行清潔。檢查外部控制鍵是否失靈。許多故障都是由臟污及導電塵塊引起的。一經(jīng)清潔故障往往會(huì )排除。

　　(六)先電源后設備

　　電源部分的故障率在整個(gè)故障設備中占的比例很高，所以先檢修電源往往可以事半功倍。

　　(七)先排患后更換

　　先不要急于更換損壞的電氣部件.在確認外圍設備電路正常時(shí)，再考慮更換損壞的電氣部件。

　　(八)先簡(jiǎn)單后復雜

　　當出現多種故障相互交織掩蓋，一時(shí)無(wú)從下手時(shí)，應先解決容易的問(wèn)題，后解決難度較大的問(wèn)題。往往簡(jiǎn)單的問(wèn)題解決后，難度大的問(wèn)題也可能變得容易了。

　　四、維修方法

　　在數控機床維修中，維修方法的選擇到位不到位直接影響著(zhù)機床維修的質(zhì)量，在維修過(guò)程中經(jīng)常使用的維修方法有以下幾種：

　　(一)初始化復位法

　　由于瞬時(shí)故障引起的系統報警，可用硬件復位或開(kāi)關(guān)系統電源依次來(lái)清除故障，若系統工作存貯區由于掉電、拔插線(xiàn)路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統進(jìn)行初始化清除，清除前應注意作好數據拷貝記錄，若初始化后故障仍無(wú)法排除，則進(jìn)行硬件診斷。

　　(二)參數更改，程序更正法

　　系統參數是確定系統功能的依據，參數設定錯誤就可能造成系統的故障或某功能無(wú)效。有時(shí)由于用戶(hù)程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系統搜索功能進(jìn)行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。

　　(三)調節、最佳化調整法

　　調節是一種最簡(jiǎn)單易行的辦法通過(guò)對電位計的調節，修正系統故障。

　　(四)備件替換法

　　用好的備件替換診斷出壞的線(xiàn)路板，并做相應的初始化啟動(dòng)，使機床迅速投入正常運轉，然后將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦法。

　　(五)改善電源質(zhì)量法

　　目前一般采用穩壓電源，來(lái)改善電源波動(dòng)。對于高頻干擾可以采用電容濾波法，通過(guò)這些預防性措施來(lái)減少電源板的故障。

　　參考文獻

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