韓基偉

【摘 要】 數(shù)據(jù)車床已經(jīng)成為機(jī)械生產(chǎn)制造企業(yè)的重要設(shè)備，在生產(chǎn)中承擔(dān)著重要的作用。由于數(shù)控車床屬于計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化設(shè)備，涉及到多種工藝，一旦出現(xiàn)故障就會(huì)影響企業(yè)的生產(chǎn)。為了確保生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行，就要及時(shí)進(jìn)行數(shù)控車床的故障診斷，以完善設(shè)備的使用性能，提高設(shè)備的使用效率，確保設(shè)備的加工精度。

【關(guān)鍵詞】 數(shù)控車床；故障診斷；排除；研究與應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）15-00-01

數(shù)控車床是數(shù)字控制機(jī)床的簡(jiǎn)稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作數(shù)控折彎?rùn)C(jī)并加工零件。

一、數(shù)控車床的發(fā)展趨勢(shì)

1、數(shù)控車床的功能復(fù)合化的發(fā)展，其核心是在一臺(tái)機(jī)床上要完成車、銑、鉆、攻絲、絞孔和擴(kuò)孔等多種操作工序，從而提高了機(jī)床的效率和加工精度，提高生產(chǎn)的柔性。

2、高速化：提高進(jìn)給速度與提高主軸轉(zhuǎn)速。高精度化：其精度從微米級(jí)到亞微米級(jí)，乃至納米級(jí)高可靠性：一般數(shù)控系統(tǒng)的可靠性要高于數(shù)控設(shè)備的可靠性在一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，但也不是可靠性越高越好，因?yàn)樯唐肥苄阅軆r(jià)格比的約束。

3、智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便等方面的智能化；簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化；還有如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等，以及智能診斷、智能監(jiān)控等方面的內(nèi)容，方便系統(tǒng)的診斷及維修。

4、當(dāng)今世界上的數(shù)控機(jī)床向柔性自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)是：從點(diǎn)數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床、線FMC、FMS、FTL、FML向面工段車間獨(dú)立制造島FA、體CIMS、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng)的方向發(fā)展，另一方面向注重應(yīng)用性和經(jīng)濟(jì)性方向發(fā)展。柔性自動(dòng)化技術(shù)是制造業(yè)適應(yīng)動(dòng)態(tài)市場(chǎng)需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段，是各國(guó)制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)，是先進(jìn)制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)。

二、數(shù)控車床的故障診斷技術(shù)

1.數(shù)控系統(tǒng)自診斷。數(shù)控車床都帶有自診斷的系統(tǒng)，這也是數(shù)控車床相比于普通機(jī)械設(shè)備先進(jìn)之處。這個(gè)自診斷系統(tǒng)通常都是在數(shù)控車床啟動(dòng)之后，按照設(shè)備自帶的程序?qū)υO(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、使用性能、控制系統(tǒng)進(jìn)行診斷，看是否存在故障。如果沒有故障，系統(tǒng)會(huì)正常啟動(dòng)，數(shù)控車床正常使用；如果存在故障，就會(huì)通過系統(tǒng)內(nèi)部與外部的數(shù)控連接，顯示出狀態(tài)信息和故障信息。

2.在線診斷和離線診斷。數(shù)控車床的在線診斷是利用設(shè)備自帶的系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備正常的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，對(duì)設(shè)備的各種控制器以及控制裝置的輸出情況進(jìn)行自檢的過程，通過自檢可以顯示出狀態(tài)信息、故障信息。離線診斷一般都是在設(shè)備出現(xiàn)故障之后進(jìn)行的診斷，這種診斷主要的目的就是確定設(shè)備存在哪些故障、引起故障的原因，并利用科學(xué)合理的方式排除故障。

3.遠(yuǎn)程診斷。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，數(shù)控車床的設(shè)計(jì)與使用性能越來越先進(jìn)，很多數(shù)控車床的控制系統(tǒng)都帶有網(wǎng)絡(luò)功能。正是這種功能的存在，給設(shè)備提供了故障遠(yuǎn)程診斷的新方式。也就是說，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障而企業(yè)的維修人員無法處理，這時(shí)，就可以通過設(shè)備自帶的網(wǎng)絡(luò)性能連接到設(shè)備廠家，設(shè)備廠家的技術(shù)人員通過遠(yuǎn)程進(jìn)行故障診斷，提出排除措施。

三、數(shù)控機(jī)床常見故障編輯按故障發(fā)生的部位分類

（1）主機(jī)故障。數(shù)控機(jī)床的主機(jī)通常指組成數(shù)控機(jī)床的機(jī)械、潤(rùn)滑、冷卻、排屑、液壓、氣動(dòng)與防護(hù)等部分。主機(jī)常見的故障主要有：1）因機(jī)械部件安裝、調(diào)試、操作使用不當(dāng)?shù)仍蛞鸬臋C(jī)械傳動(dòng)故障。2）因?qū)к?、主軸等運(yùn)動(dòng)部件的干涉、摩擦過大等原因引起的故障。3）因機(jī)械零件的損壞、聯(lián)結(jié)不良等原因引起的故障等.主機(jī)故障主要表現(xiàn)為傳動(dòng)噪聲大、加工精度差、運(yùn)行阻力大、機(jī)械部件動(dòng)作不進(jìn)行、機(jī)械部件損壞等等。潤(rùn)滑不良、液壓、氣動(dòng)系統(tǒng)的管路堵塞和密封不良，是主機(jī)發(fā)生故障的常見原因。數(shù)控機(jī)床的定期維護(hù)、保養(yǎng).控制和根除“三漏”現(xiàn)象發(fā)生是減少主機(jī)部分故障的重要措施.

（2）電氣控制系統(tǒng)故障。從所使用的元器件類型上.根據(jù)通常習(xí)慣，電氣控制系統(tǒng)故障通常分為“弱電”故障和“強(qiáng)電”故障兩大類，“弱電”部分是指控制系統(tǒng)中以電子元器件、集成電路為主的控制部分。數(shù)控機(jī)床的弱電部分包括CNC、PLC、MDI/CRT以及伺服驅(qū)動(dòng)單元、輸為輸出單元等。

“弱電”故障又有硬件故障與軟件故障之分.硬件故障是指上述各部分的集成電路芯片、分立電子元件、接插件以及外部連接組件等發(fā)生的故障。軟件故障是指在硬件正常情況下所出現(xiàn)的動(dòng)作出鍺、數(shù)據(jù)丟失等故障，常見的有.加工程序出錯(cuò)，系統(tǒng)程序和參數(shù)的改變或丟失，計(jì)算機(jī)運(yùn)算出錯(cuò)等。“強(qiáng)電”部分是指控制系統(tǒng)中的主回路或高壓、大功率回路中的繼電器、接觸器、開關(guān)、熔斷器、電源變壓器、電動(dòng)機(jī)、電磁鐵、行程開關(guān)等電氣元器件及其所組成的控制電路。這部分的故障雖然維修、診斷較為方便，但由于它處于高壓、大電流工作狀態(tài)，發(fā)生故障的幾率要高于“弱電”部分.必須引起維修人員的足夠的重視。

四、數(shù)控機(jī)床常見故障的排除方法

1.直觀檢查法。直觀檢查法是維修人員根據(jù)對(duì)故障發(fā)生時(shí)的各種光、聲、味等異常現(xiàn)象的觀察，確定故障范圍，可將故障范圍縮小到一個(gè)模塊或一塊電路板上，然后再進(jìn)行排除。一般包括：詢問、目視、觸摸通電。

2.參數(shù)更改、程序更正法。有的設(shè)備故障可能是由參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤引起的，所以在進(jìn)行故障診斷的時(shí)候，也可以重新對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，以便糾正錯(cuò)誤的參數(shù)設(shè)計(jì)。還有的故障可能是由系統(tǒng)程序錯(cuò)誤引起的，對(duì)于這樣的故障，就可以對(duì)現(xiàn)有程序進(jìn)行更正，以確保設(shè)備的正常運(yùn)行。

3.初始化復(fù)位法。這種方式就是在故障出現(xiàn)后，把數(shù)控車床的控制系統(tǒng)進(jìn)行重啟動(dòng)，重啟動(dòng)可以是利用硬件復(fù)位或者是電源開關(guān)進(jìn)行。當(dāng)重啟動(dòng)無效的情況下，就需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化恢復(fù)，在初始化之前，必須要把系統(tǒng)中需要保存的數(shù)據(jù)進(jìn)行拷貝。在初始化仍不能排除故障的情況下，就要對(duì)硬件進(jìn)行修復(fù)。

4.交叉換位法當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障板或者不能確定是否是故障板而又沒有備件的情況下，可以將系統(tǒng)中相同或相兼容的兩個(gè)板互換檢查，例如兩個(gè)坐標(biāo)的指令板或伺服板的交換，從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應(yīng)特別注意，不僅要硬件接線的正確交換，還要將一系列相應(yīng)的參數(shù)交換，否則不僅達(dá)不到目的，反而會(huì)產(chǎn)生新的故障造成思維混亂，一定要事先考慮周全，設(shè)計(jì)好軟、硬件交換方案，準(zhǔn)確無誤再行交換檢查。

5.最佳化調(diào)節(jié)法。這是一種最簡(jiǎn)單易行的辦法。就是在調(diào)節(jié)好速度調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上，保證積分時(shí)間準(zhǔn)確性，這樣就可以讓數(shù)控車床的動(dòng)態(tài)響應(yīng)實(shí)現(xiàn)較高的性能，最終實(shí)現(xiàn)最佳工作狀態(tài)。這種方式之所以簡(jiǎn)單，就是涉及到的環(huán)節(jié)少，只需要掌握示波器的速度或者電流的反饋相應(yīng)就可以。

五、結(jié)束語

數(shù)控機(jī)床的故障現(xiàn)象是各種各樣的，故障的原因也是多種因素的綜合。對(duì)于機(jī)床操作及維修人員，可以根據(jù)不同的故障現(xiàn)象，同時(shí)選用幾個(gè)方法靈活應(yīng)用、綜合分析，逐步縮小故障范圍，較快地排除故障，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效益。