簡述數(shù)控機床的故障及完善方法
論文導讀：近幾年，數(shù)控技術的應用越來越廣泛，以大規(guī)模集成電路為標志的數(shù)控設備已在我國大量引進和大批生產(chǎn)。數(shù)控機床的推廣應用，促進了我國機械制造業(yè)的發(fā)展，并帶來了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。實際的生產(chǎn)過程中，任何一臺數(shù)控車床通常都是由多種控制設備共同完成的，它們相對獨立又彼此關聯(lián)。運行中，任何一種控制都必須準確無誤地工作，才能保證整個數(shù)控設備的安全生產(chǎn)。因此，對數(shù)控系統(tǒng)這樣原理復雜、結構精密的裝置進行快速維修就顯得異常重要了。
關鍵詞：數(shù)控機床故障維修
由于數(shù)控機床具有先進性、復雜性和高智能化的特點，特別是近幾年數(shù)控系統(tǒng)不斷更新?lián)Q代，數(shù)控機床被廣泛應用于機械制造業(yè)，給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來巨大的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的領頭軍。數(shù)控機床是一種典型而復雜的機電一體化產(chǎn)品，種類繁多，形式多樣，通常是集機械、電氣、液壓、氣動等于一體的加工設備，其中任何一部分出現(xiàn)故障，都可能使機床停機，從而造成生產(chǎn)停頓，給企業(yè)的正常生產(chǎn)帶來較大的影響。因此，提高數(shù)控機床維修人員的素質和能力，就顯得十分重要。本文介紹了數(shù)控機床故障診斷與維修的一些原則和常用方法。
一、故障診斷的一般原則
數(shù)控機床主要由主機CNC裝置、PMC可編程控制器、主軸驅動單元、進給伺服驅動單元、顯示裝置、操作面板、輔助控制裝置、通信裝置等組成。故障原因不外乎是操作錯誤、參數(shù)錯誤、外界環(huán)境及電源造成的故障、線路故障、器件損壞等。通常的故障診斷原則有：（1）先靜后動。先在機床斷電的靜止狀態(tài)下，通過觀察測量，分析確定為非破壞性故障后，方可給機床送電。論文參考網(wǎng)。在工作狀態(tài)下，進行動態(tài)的的觀察、檢驗和測試，查找故障點。而對破壞性故障，必須先排除危險后，方可送電。（2）先機后電。一般來說，機械故障較易察覺，而數(shù)控系統(tǒng)故障的診斷難度較大，先排除機械性故障，往往可以達到事半功倍的效果。（3）先外后內。根據(jù)機床故障原因調查統(tǒng)計，80％以上來自于外部原因，只有不到20％是內部原因引起的。因此維修人員應由外向內進行排查，盡量避免隨意啟封、拆卸，否則可能會擴大故障，使機床精度減弱，降低性能。（4）先簡后繁。當出現(xiàn)多種故障互相交織掩蓋，一時無從下手時，應先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。如果是功能性的故障，就應先從執(zhí)行元件入手，看看氣缸、電磁閥、電機、接觸器等，是否存在卡滯等性能下降現(xiàn)象；然后是傳感器、行程開關等輸入信號元件；再次是電氣接頭、插件、活動的電線電纜等部位。這些外部元件受環(huán)境因素影響較大，比如磕碰、腐蝕、積塵等。還有元件本身的潤滑不良和機械磨損等原因，都決定了它們常是故障的根源。通常，簡單問題解決后，難度大的問題也就變得容易了。
二、故障診斷與完善方法
2.1常規(guī)檢測法是通過觀察或借助簡單的工具確定機床故障的方法。這種方法應先弄清楚故障的癥狀，有何特征及伴隨情況，將故障范圍縮小到一個模塊或一塊印刷電路板。它可以簡單地歸納為4個字：“問，看，嗅，摸”。問，就是調查情況，在診斷故障前，修理人員詢問操作手故障發(fā)生前的機床運轉情況，產(chǎn)生在哪道程序及時間，操作方式是否得當?shù)�；看，就是觀察，仔細檢查有無保險絲燒斷，元器件有無燒焦或開裂等情況；嗅，就是從機床散發(fā)出的某些特殊氣味來判斷，如某些元件燒焦的氣味；摸，就是用手觸試可能產(chǎn)生故障的溫度、振動情況，以及元器件有無松動等。
2.2測量比較診斷法數(shù)控機床的生產(chǎn)廠家為了調整、維修機床的便利，在印刷電路板上往往設計了多個檢測用的端子。用戶也可利用這些端子，將懷疑有故障的印刷電路板同正常電路板進行比較。通過測量這些端子的電壓與波形，可以分析故障的具體部位與原因。維修人員如果能在機床正常狀態(tài)時，留心記錄這些印刷電路板的測量端子，或一些關鍵部位的電壓值和波形，在機床出現(xiàn)故障時，查找故障部位及原因將會更加方便。
2.3自診斷法現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)具有很強的自診斷能力，當數(shù)控系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，借助系統(tǒng)的診斷功能，可以迅速、準確地查明原因，并確定故障部位。
三、舉例說明常見非機械故障和排除方法
3.1北京第一機床廠生產(chǎn)的XK5040數(shù)控立銑，數(shù)控系統(tǒng)為FANUC-3MA1.故障現(xiàn)象驅動Z軸時就產(chǎn)生31號報警。2.檢查分析查維修手冊，31號報警為誤差寄存器的內容大于規(guī)定值。論文參考網(wǎng)。根據(jù)31號報警指示，將31號機床參數(shù)的內容由2000改為5000，與X、Y軸的機床參數(shù)相同，然后用手輪驅動Z軸，31號報警消除，但又產(chǎn)生了32號報警為：Z軸誤差寄存器的內容超過±32767式數(shù)模交換器的命令值超出了-8192～+8191的范圍。將參數(shù)改為3333后，32號報警消除，31號報警又出現(xiàn)。反復修改機床參數(shù)，故障均不能排除。為診斷Z軸位置控制單元是否出現(xiàn)了故障，將800，801，802診斷號調出，實現(xiàn)800在-1與-2之間變化，801在+1與-1之間變化，802卻為0，沒有任何變化，這說明Z軸、Y軸的位置信號控制進行交換，即用Y軸控制信號去控制Z軸，用Z軸去控制Y軸，Y軸就產(chǎn)生31號報警（實際是Z軸報警）。論文參考網(wǎng)。同時，診斷號8012為“0”，802有了變化。通過這樣交換，再次說明Z軸位置控制單元有問題，這樣就將故障定位在Z軸伺服電動機上。打開Z軸伺服電動機，發(fā)現(xiàn)位置編碼器與電動機之間的十字聯(lián)絡塊脫落，致使電動機在工作中無反饋信號而產(chǎn)生上述故障報警。3.故障處理將十字聯(lián)絡塊與伺服電動機位置編碼器重新連接好，故障排除。
3.2一臺加工中心配量FANUC-6M1.故障現(xiàn)象機床在自動方式中出現(xiàn)416號報警。2.故障分析按下列順序檢查：脈沖編碼器未出現(xiàn)不良；各連接器均牢固連接；X軸卯制線路板未出現(xiàn)異常；用萬用表測量電動機連接線，也未發(fā)現(xiàn)問題。在重新啟動機床，回零之后，用自動方式運轉，機床正常但1H后又出現(xiàn)416號報警，再次按上述順序復查一遍，發(fā)現(xiàn)反饋信號有一根已斷，換按備用線后，機床正常，報警不再出現(xiàn)。
四、結論
因此，對維修人員來說，熟悉系統(tǒng)的自診斷功能是十分重要。包括開機自診斷和運行自診斷。開機自診斷，就是數(shù)控系統(tǒng)通電后，系統(tǒng)自診斷軟件會對系統(tǒng)最關鍵的硬件和控制軟件檢查，如CPU、RAM、ROM等芯片，I／O口及監(jiān)控軟件。如果正常，將進人正常操作界面，如檢測不通過，即在液晶上顯示報警信息或報警號，指出哪個部分發(fā)生了故障，將故障原因定位在一定的范圍內，然后通過維修手冊找出造成故障的真正原因，根據(jù)書上的說明進行排除；運行自診斷，
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