数控机床故障的检测与维修
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数控机床故障的检测与维修
作者：孟政于吉鲲
来源：《数字技术与应用》2011年第09期
摘要：数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。
该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作加工零件。
数控机床含盖了自动化技术、计算机技术、伺服驱动、精密测量和精密机械等各个领域的技术成果，是一门新兴的工业控制技术。
随着国内数控机床的迅速发展, 数控机床的应用普及，数控机床出现故障高发时段。
然而,目前的数控维修工作混乱无序,根本不能适应数控行业快速发展的步伐。
为了使数控维修工作适应现代化制造业的发展,提高数控设备维修质量,那么规范数控维修行业,已经迫在眉睫。
不同的数控系统尽管在性能和构成上有所不同，但在故障诊断上还是有它的共同点的，现联系实际工作谈一下数控系统故障分析和维修的一般方法。
关键词：数控机床故障分析
中图分类号:TG659 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2011)09-0016-01
1、数控机床故障的诊断及其研究意义
随着我国机械加工的快速发展,国内的数控机床也越来越多。
由于数控机床的先进性和故障的不稳定性,大部分故障都是以综位(元部件),进而推断出故障发生可能时间、严重程度、故障原因等,甚至还可以提供评价、决策以及进行维修的建议。
维修人员故障维修前,应根据故障现象与故障记录,认真对照系统、机床使用说明书进行各顶检查以便确认故障的原因。
当数控设备出现故障时,首先要搞清故障现象,向操作人员了解第一次出现故障时的情况,在可能的情况下观察故障发生的过程,观察故障是在什么情况下发生的,怎么发生的,引起怎样的后果。
搞清了故障现象,然后根据机床和数控系统的工作原理,就可以很快地确诊并将故障排除,使设备恢复正常使用。
故障检查包括:(1)机床的工作状况检查。
(2)机床运转情况检查。
(3)机床和系统之间连接情况检查。
(4)CNC装置的外观检查。
现代故障诊断的主要内容应包括实时监测技术,故障分析(诊断)技术和故障修复方法三个部分。
从信息获取到故障定位,再到故障的排除,作为单独的技术领域发展的同时,又作为故障诊断的技术共同协调发展。
故障诊断是否到位,直接影响着排除故障的快慢,同时也起到预防故障的发生与扩大的作用。
首先维修人员应遵循以下两条原则:(1)充分调查故障现场。
这是维修人员取得维修第一手材料的一个重要手段。
(2)认真分析故障的原因。
分析故障时,维修人员不应局限于CNC部分,而是要对机床强电、机械、液压、气动等方面都作详细的检查,并进行综合判断,达到确珍和最终排除故障的目的。
2、数控机床故障诊断常用的方法
(1)直观法。
就是维修工作人员通过感官看、听、嗅、触等方法，观察故障发生时是否发出电火花、异声响和烧焦味等异常现象。
如有异常现象应根据其位置仔细查看机床系统的电气部分元件,看元件表面有没有烧损痕迹,对于一般“简单”的故障通过这种直接观察，马上就能找到问题所在。
立刻将故障确定到某个具体模块或一块印刷线路板甚至某个电气元件。
直观法一种最基本和常用的方法。
(2)CNC系统自诊断法。
数控机床的自诊断功能就是能够对数控系统的工作状态进行实时的监视。
一旦出错，马上在数控系统显示器上显示出报警信息。
通常是数字代码可通过查找设备使用说明书内信息代码确定其报警详情。
又或者出错后通过指示灯指示故障的原因、故障位置,CNC机床故障诊断为维修人员提供了最便捷和最有效的一种方法。
(3)参数检查法。
系统参数是确定系统功能的依据,参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。
若系统工作存贮区由于掉电、拔插线路板或电池欠压造成混乱,则必须对系统进行初始化清除。
(4)功能程序测试法。
就是用手工编程或自动编程的方式编制出一个功能测试程序。
测试程序中包括数控系统常用功能。
通过让机床数控系统运行该测试程序，观察机床完成这些功能动作的可靠性和准确性。
从而判断问题可能出在的位置和问题的原因。
(5)部件交换法。
所谓部件交换法就是通过故障分析判断可能某部件已损坏，利用备用的功能型号一样的部件替换原有的有疑点的部件。
再次观察机床故障的情况从而找出故障的方法。
(6)测量比较法。
在熟悉电路图基础上对印刷线路板上的端子进行测量，维修人员通过对检测端子上的电压或波形的检测，从而判断有关电路的工作状态是否正常。
（这些端子是系统生产厂家在设计线路板时，为了维修方便，在印刷线路板上设计的）。
(7)原理分析法。
在熟悉掌握电路原理图的基础上，从逻辑上分析各点的正常时电平和特性参数，例如电压值和波形，然后使用仪器仪表进行测量、比较、分析，来确定故障部位。
(8)敲击法。
有时系统故障表现为时而正常时而不正常，判断可能是因为电气元器件接触不良或焊点开焊，可以采用敲击发，即分别敲击可能出现故障的部分，如果敲击到虚焊或接触不良的故障部位时，故障就会出现。
(9)局部升温法。
有些陈旧的数控设备其数控系统经过长期运行使部分电气元件老化的厉害，性能变差。
有时就会出现故障，而当老化的部件没有完全损坏时，故障就表现为时有时无。
这时可以用电吹风对怀疑老化元件进行局部加温，就会使故障加速出现。
采用此方法时要注意元器件的温度参数等，注意不要加温过高损坏原本好的元器件。
(10)转移法。
实际上这种方法就是交换法的一种，所谓的转移法就是将系统的相同的功能的两块模块、集成电路或元件互换位置，查看故障现象是否发生变化，从而来快速判定故障部位的方法。
除了介绍的上述的故障检测方法以外,还有插拔法、电压拉偏法等等,这些检查方法都各有各的特点,修理人员要根据不同的现象对故障进行综合分析,采用对应的方法，逐步缩小故障范围,从而排除故障。
当然，任何一种方法都取决于对机器性能的了解，维修人员应熟知系统的构造、电路及各项控制功能，只有在平时的不断积累才能及时有效的解决问题！
参考文献
[1]罗振壁.现代制造系统.机械工业出版社,1995.
[2]杨有君.数字控制技术与数控机床.机械工业出版社,1999.10.
[3]周文玉.数控加工技术基础.中国轻工业出版社,1999.8.
[4]孙志永.数控与电控技术.机械工业出版社,2002.8.
作者简介
孟政（1982,8-）、男、本科、讲师。
