數(shù)控機(jī)床故障的維修思路

1、數(shù)控機(jī)床故障的維修思路    2012-03-22     論文導(dǎo)讀:數(shù)控機(jī)床是一種技術(shù)含量很高的機(jī)、電、液一體化的現(xiàn)代自動(dòng)化機(jī)床，它綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)、精密測(cè)量和精密機(jī)械等各個(gè)領(lǐng)域的新的技術(shù)成果，具有高效率、高精度、高自動(dòng)化和高柔性的特點(diǎn)，在機(jī)械加工領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越普遍，因此，數(shù)控機(jī)床.    數(shù)控機(jī)床是一種技術(shù)含量很高的機(jī)、電、液一體化的現(xiàn)代自動(dòng)化機(jī)床，它綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)、精密測(cè)量和精密機(jī)械等各個(gè)領(lǐng)域的新的技術(shù)成果，具有高效率、高

2、精度、高自動(dòng)化和高柔性的特點(diǎn)，在機(jī)械加工領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越普遍，因此，數(shù)控機(jī)床的管理、故障診斷、檢測(cè)、維護(hù)與修理、已經(jīng)形成了一門(mén)專業(yè)的學(xué)科，并且已普遍引起了很多企業(yè)的重視，但由于數(shù)控技術(shù)涉及的知識(shí)領(lǐng)域較多，產(chǎn)生的故障原因也較多，要從各個(gè)方面去考慮、去診斷，因此對(duì)維修工作帶來(lái)了一定的困難，為了更好的開(kāi)展數(shù)控機(jī)床的維修，現(xiàn)結(jié)合工作實(shí)際對(duì)常見(jiàn)故障分析和維修進(jìn)行探討與介紹。故障分類(lèi)數(shù)控機(jī)床的常見(jiàn)故障按性質(zhì)產(chǎn)生原因分為以下幾類(lèi):系統(tǒng)性故障和隨機(jī)性故障所謂故障的系統(tǒng)性故障和隨機(jī)性故障是說(shuō)故障有其必然性和偶然性，也就是說(shuō)有些故障是可以避免的，有些是不可避免的。系統(tǒng)性故障是指機(jī)床或數(shù)控系統(tǒng)部分在一定的條件下必然

3、出現(xiàn)的故障;隨機(jī)性故障指偶然性出現(xiàn)的故障，一般隨機(jī)性故障往往是由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的局部松動(dòng)和錯(cuò)位，控制系統(tǒng)中的元件出現(xiàn)工作特性漂移，機(jī)床電器元件可靠性下降等原因造成的，這類(lèi)故障在同樣的條件下只偶然出現(xiàn)一兩次，需反復(fù)試驗(yàn)和綜合判斷才能排除。有診斷顯示故障和無(wú)故障顯示故障顧名思義，就是當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)有無(wú)診斷顯示。目前，數(shù)控機(jī)床配置的數(shù)控系統(tǒng)都有較豐富的自診斷功能，日本FANUC公司和德國(guó)SIEMENS公司的數(shù)控系統(tǒng)，以及國(guó)產(chǎn)的KND數(shù)控系統(tǒng)都具有幾百條報(bào)警信號(hào)，有診斷顯示故障一般都與控制部分有關(guān)，根據(jù)報(bào)警內(nèi)容，較容易找到故障原因。無(wú)診斷顯示的故障，往往機(jī)床停在某一位置不能動(dòng)，甚至手柄操作也失

4、靈，維修人員只能根據(jù)出現(xiàn)故障前后的現(xiàn)象來(lái)分析判斷，排除故障。破壞性故障和非破環(huán)性故障以故障有無(wú)破環(huán)性將故障分為破環(huán)性故障和非破壞性故障。對(duì)于破環(huán)性故障，如伺服系統(tǒng)失控造成撞車(chē)短路等，維修難度大，有一定的危險(xiǎn)，修后不允許再次出現(xiàn)這類(lèi)現(xiàn)象。非破壞性故障可經(jīng)多次反復(fù)試驗(yàn)直至排除，不會(huì)對(duì)機(jī)床造成損壞。機(jī)床運(yùn)動(dòng)特性故障這類(lèi)故障發(fā)生后，機(jī)床照常運(yùn)行，也沒(méi)有任何報(bào)警顯示，但加工出的工件不合格，這些故障，必須在檢測(cè)儀器配合下，對(duì)電氣控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、機(jī)械連接、液壓系統(tǒng)等進(jìn)行綜合分析，采取綜合措施。硬件故障和軟件故障以發(fā)生故障的部位將故障分為硬件故障和軟件故障。硬件故障只要通過(guò)更換某些元器件即可排除，而軟作者

5、簡(jiǎn)介:范占緒(1954-)男，工程師，主要從事機(jī)械新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與機(jī)床的維修改造。件故障一般是因程序編制錯(cuò)誤或參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤造成的，只要通過(guò)修改程序內(nèi)容或修訂機(jī)械參數(shù)就可排除。數(shù)控機(jī)床的故障診斷如何對(duì)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的故障做出正確的判斷與分析，如何縮短排查時(shí)間，提高維修速度，除維修人員豐富的維修經(jīng)驗(yàn)和高超的維修水平外，合理的檢查、排除故障程序也是非常重要的。先檢查外部故障后檢查內(nèi)部故障隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來(lái)越高，數(shù)控系統(tǒng)本身的故障越來(lái)越低，而大部分故障的發(fā)生是非系統(tǒng)本身的原因引起的，由于數(shù)控機(jī)床是機(jī)械、電器、液壓三部分組成，故障的發(fā)生也只會(huì)在這三個(gè)部分反映出來(lái)，維修人員應(yīng)

6、先由外向內(nèi)逐一進(jìn)行排查，盡量避免隨意啟封、拆卸，否則會(huì)擴(kuò)大故障，使機(jī)床喪失功能，降低精度，外部的故障主要是由于檢測(cè)開(kāi)關(guān)，液壓元件機(jī)械連接件，氣動(dòng)元件，電器執(zhí)行元件等出現(xiàn)問(wèn)題引起的。先檢查機(jī)械故障后檢查電氣故障一般的機(jī)電機(jī)械設(shè)備，發(fā)生最多的是機(jī)械故障，最易發(fā)覺(jué)的也是機(jī)械故障。數(shù)控系統(tǒng)及電器故障的診斷難度較大，同時(shí)，電器故障發(fā)生的頻率也較低，所以，在故障診斷檢測(cè)之前，首先注意排除機(jī)械性的故障，然后再檢查電氣部分。先靜態(tài)檢查后動(dòng)態(tài)檢查先在機(jī)床斷電的靜態(tài)狀態(tài)，通過(guò)了解、觀察、測(cè)試、分析、確認(rèn)通電后不會(huì)造成故障擴(kuò)大，發(fā)生事故后，方可給機(jī)床通電;而對(duì)通電后會(huì)發(fā)生破壞性故障的，必須先排除危險(xiǎn)后，確信不會(huì)發(fā)生

7、危險(xiǎn)時(shí)，方可開(kāi)動(dòng)機(jī)床，在運(yùn)行狀態(tài)下，進(jìn)行動(dòng)態(tài)的觀察、檢查和分析，查找故障及故障原因。先簡(jiǎn)單后復(fù)雜數(shù)控機(jī)床的故障往往是各種故障交織在一起的，往往使維修人員無(wú)從下手，所以，無(wú)論多么錯(cuò)綜復(fù)雜，一定要先易后難，先解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題，從最基本的部分逐步排查直到復(fù)雜的故障。積這幾年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，大多數(shù)的情況是簡(jiǎn)單的問(wèn)題解決了，復(fù)雜的問(wèn)題也就顯露出來(lái)或變得簡(jiǎn)單的多，容易解決的多。故障排除數(shù)控機(jī)床的故障大多以綜合形式出現(xiàn)，要排除故障，首先在確定其產(chǎn)生的確切原因，然后才可以通過(guò)修理、調(diào)整有關(guān)元器件恢復(fù)機(jī)床的性能。以下是數(shù)控機(jī)床常用的故障排除方法。調(diào)查故障現(xiàn)場(chǎng)機(jī)床故障發(fā)生后，維修人員首先向操作者了解機(jī)床使用情況，故障可

8、以再現(xiàn)時(shí)，注意觀察故障現(xiàn)象，在什么情況下出現(xiàn)，操作者采取了什么措施，采取措施后，故障有無(wú)新的變化，查看機(jī)床各部位工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)，數(shù)控裝置有無(wú)報(bào)警指示，切斷電源后，檢查線路板，電器元件有無(wú)松動(dòng)等。通過(guò)初步檢查可以發(fā)現(xiàn)一些不易察覺(jué)的一些很小但卻是致命的毛病，如:斷腳、虛焊、接觸不良等故障。例:一臺(tái)X62W數(shù)控銑床，運(yùn)行一段時(shí)間后，CRT顯示器突然出現(xiàn)無(wú)顯示故障，而銑床按照其程序仍然正常運(yùn)行，停機(jī)后重新開(kāi)機(jī)又一切正常，過(guò)一段時(shí)間，故障又莫名其妙的出現(xiàn)，這樣反復(fù)觀察后發(fā)現(xiàn)，每當(dāng)設(shè)備發(fā)生振動(dòng)時(shí)，故障依然重現(xiàn)，初步判斷顯示元件可能接觸不良，當(dāng)檢查顯示板時(shí)，CRT顯示突然消失，根據(jù)故障的現(xiàn)象和位置

9、檢查，發(fā)現(xiàn)有一晶振的兩個(gè)引腳虛焊松動(dòng)，重新焊接后，故障消失。初始化復(fù)位法一般情況下，由于瞬時(shí)故障引起的系統(tǒng)報(bào)警可用硬件復(fù)位或開(kāi)關(guān)系統(tǒng)電源，依次來(lái)清除故障。若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電，拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化清除，清除前注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄，若初始化后故障仍無(wú)排除，則進(jìn)行硬件診斷。例:一臺(tái)CK6140數(shù)控車(chē)床，通電并按下自動(dòng)運(yùn)行鍵，但系統(tǒng)拒不執(zhí)行指令，也不顯示故障自檢提示，顯示屏只顯示菜單及顯示X向和Z向尺寸超量，即超過(guò)加工最大量，經(jīng)檢查，程序、參數(shù)等都正確無(wú)誤。采用初始化復(fù)位法，使系統(tǒng)清零復(fù)位，車(chē)床恢復(fù)正常。自診斷法近年來(lái)，數(shù)控系統(tǒng)已具備非常強(qiáng)的自診斷功能，并能隨時(shí)監(jiān)

10、視數(shù)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)，利用自診斷功能，能顯示出系統(tǒng)與主機(jī)之間的接口信息狀態(tài)，從而判斷出故障發(fā)生在機(jī)械部分還是數(shù)控部分，并顯示出故障的大體部分(故障代碼)，維修人員可以按照代碼指示故障檢查維修即可。功能程序檢測(cè)法功能程序檢測(cè)法是將數(shù)控系統(tǒng)的G,M,S,T,F功能用編程法編成一個(gè)功能試驗(yàn)程序，儲(chǔ)存在相應(yīng)的介質(zhì)上，在故障診斷時(shí)運(yùn)行這個(gè)程序，可快速判定故障發(fā)生的可能起因。功能程序檢測(cè)法常應(yīng)用于加工造成廢品而一時(shí)無(wú)法確定是編程操作不當(dāng)，還是數(shù)控系統(tǒng)故障引起;數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)隨機(jī)性故障，一時(shí)難以區(qū)別是外來(lái)干擾，還是系統(tǒng)穩(wěn)性不好;機(jī)床閑置時(shí)間長(zhǎng)而啟用時(shí)也可以應(yīng)用該程序進(jìn)行檢修。例:一數(shù)控立式銑床在加工某一曲線零

11、件時(shí)，出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，表面粗糙度極差，用測(cè)試程序測(cè)試，直線圓弧插補(bǔ)時(shí)皆無(wú)爬行，由此確定原因不在機(jī)床方面。對(duì)加工程序仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)該曲線由很多小段圓弧組成，而編程時(shí)除使用了正確定位外，又使用了G61指令之故，將程序中的G61取消，改用G64后，爬行現(xiàn)象消除。備件替換法當(dāng)機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，經(jīng)反復(fù)排查，將故障范圍排除某一范圍時(shí)，比如各軸的連接線、發(fā)訊管及印刷線路板、集成電路芯片、模塊的時(shí)候，最常用的方法是備件替換法;即將合格的部件與之調(diào)換，以盡快對(duì)故障做出正確判斷。作法是:將相同型號(hào)的數(shù)控系統(tǒng)中確認(rèn)沒(méi)有問(wèn)題的部件更換掉懷疑有問(wèn)題的部件，啟動(dòng)車(chē)床，觀察其運(yùn)行情況。如果機(jī)床運(yùn)行正常，故障的范圍就被確認(rèn)，反之

12、，就當(dāng)另找它途。當(dāng)然更換時(shí)，一定要注意，硬件接線、印刷線路板的版本、發(fā)訊管型號(hào)，拷貝原機(jī)床系統(tǒng)的參數(shù)等。例:一臺(tái)數(shù)控車(chē)床出現(xiàn)X向進(jìn)給正常，Z向進(jìn)給出現(xiàn)振動(dòng)，噪音大，糙糙度差，采用手動(dòng)和手搖脈沖進(jìn)給時(shí)也如此，觀察各驅(qū)動(dòng)板指示燈亮度及其變化基本正常，疑是Z軸步進(jìn)電機(jī)及其引線開(kāi)路或Z軸機(jī)械故障，遂將Z軸電機(jī)線引換到X軸電機(jī)上;X軸電機(jī)運(yùn)行正常，說(shuō)明Z軸電機(jī)引線完好;又將X軸電機(jī)引線換到Z軸電機(jī)上，故障依舊。可以斷定是Z軸電動(dòng)機(jī)故障或Z軸機(jī)械故障。后經(jīng)檢測(cè):主要是絲杠與連接鍵松動(dòng)及消隙齒輪箱消隙螺絲松動(dòng)，重新調(diào)整后，故障排除，Z向恢復(fù)正常。參數(shù)檢查法系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤就可能造成

13、系統(tǒng)的故障或某些功能無(wú)效，發(fā)生故障時(shí)應(yīng)及時(shí)核對(duì)系統(tǒng)參數(shù)，且保存在相應(yīng)的介質(zhì)中，一旦機(jī)床無(wú)法正常工作，參數(shù)丟失等故障，可以通過(guò)核對(duì)修正參數(shù)，排除故障。例:一臺(tái)數(shù)控銑床上采用了測(cè)量循環(huán)系統(tǒng)，這一功能要求一個(gè)背景存貯器，調(diào)試發(fā)現(xiàn)這一功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)，檢查后發(fā)現(xiàn)確定背景存貯器存在的數(shù)據(jù)位沒(méi)有設(shè)定，經(jīng)設(shè)定后功能正常。分析原理法根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的組成原理，可以從邏輯上分析各點(diǎn)的邏輯電平和特性參數(shù)，如對(duì)電壓值和波形使用儀器儀表進(jìn)行測(cè)量、分析、比較，從而確定故障部位。4.8機(jī)械方面故障數(shù)控機(jī)床是三個(gè)AI沌技術(shù)高度統(tǒng)一的設(shè)備，除了電器方面的原因外，機(jī)械方面的故障也頻頻出現(xiàn)，特別是舊機(jī)床改造的數(shù)控機(jī)床。除了機(jī)床原機(jī)械件的損壞外，改造過(guò)程中的機(jī)械件的連接，如齒輪箱與電機(jī)連接，齒輪箱與絲杠連接，絲杠本身的精度及損壞均可能造成故障或加工精度的誤差，由于機(jī)械方面的故障比較直觀，檢查起來(lái)也容易的多，修理起來(lái)也容易的多，這里不多贅述?？傊?dāng)?shù)控機(jī)床的故障原因是多種多樣的，檢修人員一定要對(duì)其結(jié)構(gòu)原理非常清楚，在故障出現(xiàn)時(shí)才能不拘泥于一種思維模式，可以同時(shí)選用幾個(gè)方案，多種方法靈活應(yīng)用，綜合分析，才能逐一縮小故障范圍，較快的排除故障。近幾年來(lái)，數(shù)控系統(tǒng)種類(lèi)繁多，故障千差萬(wàn)別，維修方法也不盡相同。前文關(guān)于