數(shù)控車床故障的診斷
2016-12-16 來源：北京交通大學(xué)海濱學(xué)院 作者：蘇 迪
摘 要 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日益發(fā)達(dá)，日新月異，在這樣一種現(xiàn)狀下，對于機(jī)械產(chǎn)品自然也提出了高精度、高復(fù)雜性的要求。同時(shí)，產(chǎn)品的更新?lián)Q代迅速，因而對于機(jī)械產(chǎn)品也進(jìn)一步提出了通用性以及靈活性方面的要求。數(shù)控車床是一門新興數(shù)字程序控制機(jī)床，這是一種高效的自動(dòng)化機(jī)床，它涵蓋的技術(shù)成果比較多，有計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等等。文章通過對數(shù)控車床在平時(shí)的使用過程中容易出現(xiàn)的一些故障進(jìn)行診斷，進(jìn)而提出相應(yīng)的解決措施。
關(guān)鍵詞 數(shù)控車床；故障；診斷；延長
數(shù)控車床是機(jī)電一體化的重要組成部分，同時(shí)更是現(xiàn)代機(jī)床技術(shù)發(fā)展的一個(gè)非常重要的標(biāo)志。毋庸置疑，這種車窗的出現(xiàn)，是現(xiàn)代世界機(jī)床技術(shù)進(jìn)步的具體體現(xiàn)，也是衡量機(jī)械制造工藝水平的一個(gè)重要指標(biāo)。從這個(gè)角度來進(jìn)行分析，數(shù)控車床已經(jīng)是現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)不可或缺的一部分，所以，如何來更好的使用這種機(jī)床成為了一個(gè)重要為難題。數(shù)控機(jī)床由于科技含量較高，因而制作精密，價(jià)格自然也比較高，因此對于其的維護(hù)自然是備受重視的。尤其是對于數(shù)控車床故障的正確診斷，可以延長機(jī)器的使用壽命。
一、數(shù)控車床故障的特征以及類型
（一）數(shù)控車床故障的特征
數(shù)控車床一般情況下都是通過數(shù)控系統(tǒng)來進(jìn)行操作的，是由伺服系統(tǒng)、強(qiáng)電控制柜，機(jī)床本體以及各種其他的輔助裝置來組成的。通過其組成可以發(fā)現(xiàn)，它自身所具有的一個(gè)特點(diǎn)就是復(fù)雜性，正是這個(gè)特點(diǎn)決定了這種機(jī)床的故障也具有復(fù)雜性以及特殊性。從數(shù)控起床故障的產(chǎn)生情況來看，引發(fā)因素是很多的，所以在進(jìn)行故障診斷的時(shí)候不能只看表現(xiàn)，必須要透過表象去看本質(zhì)，找到根源所在，只有如此才能夠采取最為恰當(dāng)?shù)霓k法來進(jìn)行排除。
（二）數(shù)控車床故障的類型
1、NC 系統(tǒng)故障
這種故障可以引發(fā)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)硬件以及軟件方面的一些問題。
2、伺服系統(tǒng)故障
數(shù)控系統(tǒng)與人工操作系統(tǒng)不同，其控制核心是對機(jī)床的進(jìn)給部分來進(jìn)行數(shù)字控制，所以其是由伺服單元來對伺服電機(jī)進(jìn)行控制，進(jìn)而帶動(dòng)滾珠絲杠來實(shí)現(xiàn)機(jī)器的工作。該系統(tǒng)的故障一般都是由伺服控制單元、伺服點(diǎn)擊等一些為問題所引發(fā)的。
3、外部故障
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)在可靠性方面也較之以前有了很大的提高，因而故障率自然是日益降低。從其發(fā)生故障的情況來看，大部分都是由于外部原因所引發(fā)的，這一點(diǎn)需要特別注意。
二、數(shù)控車床故障診斷技術(shù)
（一）自診斷技術(shù)
自診斷技術(shù)大致有如下三種：開機(jī)之后的自診斷。毋庸置疑，數(shù)控系統(tǒng)在進(jìn)行通電之后，機(jī)器內(nèi)部的診斷軟件便會(huì)自動(dòng)地對系統(tǒng)中的各類軟件來進(jìn)行一個(gè)個(gè)地檢查并且顯示結(jié)果。如若發(fā)現(xiàn)問題，那么系統(tǒng)就會(huì)報(bào)警。一般情況下，開機(jī)自診斷會(huì)在開機(jī)一分鐘之內(nèi)完成。開機(jī)自診斷會(huì)把故障的原因定位到電路板或者是模塊上，但是也會(huì)把這些故障進(jìn)行定位，維修人員只要在手冊中查找便能找到原因并且最終解決。運(yùn)行之后自診。數(shù)控系統(tǒng)在正常工作之時(shí)，運(yùn)行內(nèi)部的診斷程序，對系統(tǒng)本身、位置伺服單元等其他的那些外部裝置來進(jìn)行自動(dòng)測試，并且會(huì)顯示相關(guān)的信息。脫機(jī)診斷。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，首先會(huì)停機(jī)，然后再運(yùn)用隨機(jī)的專用診斷紙帶來對系統(tǒng)進(jìn)行脫機(jī)診斷。一般來說，這是早起數(shù)控系統(tǒng)中使用較多的。
（二）人工診斷技術(shù)
數(shù)控系統(tǒng)的故障種類是非常多的，自診斷這種方法并不能夠?qū)ο到y(tǒng)的所有部分測試，同時(shí)也無法把故障原因進(jìn)行定位，這個(gè)時(shí)候要想盡快地查明原因則需要采取人工診斷技術(shù)。人工診斷的方法有下面幾種：功能程序測試法。這種方法可以使用指令編成程序，運(yùn)用此程序來檢查哪個(gè)功能出現(xiàn)問題，進(jìn)而進(jìn)行解決。參數(shù)檢查法。一般情況下，系統(tǒng)的參數(shù)是存放在RAM 中的，一旦被干擾之后就會(huì)造成數(shù)據(jù)的丟失，從而不能正常工作。這時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)出現(xiàn)故障的特征來進(jìn)行檢查。備件置換法。將系統(tǒng)之中的那些型號(hào)相同的電路以及其他部件等進(jìn)行交換，進(jìn)而迅速地來確定產(chǎn)生故障的部位。直觀法。認(rèn)真觀察機(jī)器在工作時(shí)的情況，然后逐一進(jìn)行檢查，比如視覺可以觀察內(nèi)外部零件的變化，聽覺可以查找機(jī)器出的與平常不一樣的聲音，嗅覺能查出高溫等一些情況。
（三）高級(jí)診斷技術(shù)
在高級(jí)診斷之中，最為常用的方法包括下述幾種：自修復(fù)診斷。自動(dòng)修復(fù)程序在控制系統(tǒng)每次開機(jī)之時(shí)運(yùn)行，如果發(fā)現(xiàn)某一模塊出現(xiàn)問題，那么就會(huì)將所產(chǎn)生的故障在屏幕上進(jìn)行顯示，并且可以自動(dòng)對備用模塊進(jìn)行查詢，并且取代故障模塊。維修人員只要根據(jù)屏幕上的提示進(jìn)行故障模塊的更換即可。當(dāng)然，這種方法的成本相對較高。診斷指導(dǎo)專家系統(tǒng)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，圖像識(shí)別、智能機(jī)器人等不斷地被應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床上。
三、數(shù)控車床故障的維修步驟與方法
（一）故障排除步驟
當(dāng)故障發(fā)生之后，首先應(yīng)該對操作者進(jìn)行詢問，弄清楚故障發(fā)生的原因。作為維修人員，在機(jī)器出現(xiàn)故障之后，一般情況下不要急于動(dòng)手，而是要對問清楚該故障發(fā)生時(shí)機(jī)器的工作狀態(tài)以及所產(chǎn)生的后果等，然后再根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行判斷。其次，要進(jìn)行表面與基本供電檢查。在這個(gè)步驟中，作為維修者主要是來觀察設(shè)備有沒有出現(xiàn)異常，比如電路燒壞、機(jī)械被卡等情況，盡可能地將故障范圍縮到最小。再次，要對圖紙進(jìn)行分析，確定產(chǎn)生故障的部位。最后，可以根據(jù)維修者自身的經(jīng)驗(yàn)分析來擴(kuò)大思路。一般來說，故障的發(fā)生是千變?nèi)f化的，并非僅僅是維修說明書上所提及的，其只不過是提供了一個(gè)基本的思路，優(yōu)勢會(huì)有所局限。
（二）故障維修方法
如果出現(xiàn)伺服驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)母線欠電壓發(fā)出警報(bào)之時(shí)，一般是因?yàn)橹骰芈窋嗦菲靼l(fā)生了跳閘的情況，這個(gè)時(shí)候?qū)㈦婇l推好即可；如果主軸驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)的速度跟不上指令速度的情況，則需要確認(rèn)切削條件后減少負(fù)載并且進(jìn)行參數(shù)修改；如果主軸切換輸出切換時(shí)的順序發(fā)生異常的話，需要對梯形圖順序進(jìn)行確認(rèn)以及修改；如果電源系統(tǒng)出現(xiàn)了主回路直流母線電容不能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行充電的時(shí)候，很大的可能是因?yàn)殡娫茨K容量出現(xiàn)不足，或者是由于直流目前發(fā)生了短路的情況。
四、結(jié)論
數(shù)控機(jī)床的技術(shù)含量非常高，在使用的過程中一定要根據(jù)相關(guān)的規(guī)定來使用，操作必須規(guī)范。因?yàn)閺娜粘５墓收锨闆r來分析，大部分都是由人為造成的，因?yàn)樽鳛椴僮魅藛T為了減少各種故障的發(fā)生，延長機(jī)器的使用壽命，一方面平時(shí)一定要做好機(jī)器的日常維護(hù)工作，另一方面必須要加大對相關(guān)操作人員的素質(zhì)培訓(xùn)，提高他們使用數(shù)控機(jī)床的能力，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)進(jìn)行解決。
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