金玉

（江蘇省連云港工貿(mào)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇連云港222061）

數(shù)控機(jī)床故障診斷方法

金玉

（江蘇省連云港工貿(mào)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇連云港222061）

常用的幾種數(shù)控機(jī)床故障診斷方法，如直觀法、參數(shù)檢查法、交換部件法、功能測(cè)試法、系統(tǒng)自診斷功能法、隔離法。

數(shù)控機(jī)床；故障診斷；系統(tǒng)參數(shù)

0 前言

數(shù)控系統(tǒng)是高技術(shù)密集型產(chǎn)品，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)械等各領(lǐng)域的新技術(shù)成果，要迅速而正確查明原因并確定其故障部位，可借助于診斷技術(shù)。當(dāng)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生故障時(shí)，維修人員不要急于處理，而要通過(guò)觀察、分析并遵循故障診斷的基本原則，對(duì)于數(shù)控機(jī)床的大多數(shù)故障，下面幾種方法有助于故障的診斷和排除。

1 直觀法

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、氣味等異?，F(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，一般包括以下方面。

（1）詢(xún)問(wèn)。向故障現(xiàn)場(chǎng)人員仔細(xì)詢(xún)問(wèn)故障產(chǎn)生的過(guò)程、故障表象及故障后果等。

（2）目視?？傮w查看機(jī)床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)，各電控裝置有無(wú)報(bào)警指示，局部查看有無(wú)保險(xiǎn)燒斷，元器件燒焦、開(kāi)裂、電線(xiàn)電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等。

（3）觸摸。在整機(jī)斷電條件下可以通過(guò)觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、各功率及信號(hào)導(dǎo)線(xiàn)的聯(lián)接狀況以及用手摸并輕搖元器件，尤其是大體積的阻容、半導(dǎo)體器件有無(wú)松動(dòng)之感，以此可檢查出一些斷腳、虛焊、接觸不良等故障。

（4）通電。是指為了檢查有無(wú)冒煙、打火，有無(wú)異常聲音、氣味以及觸摸有無(wú)過(guò)熱電機(jī)和元件存在而通電，一旦發(fā)現(xiàn)立即斷電分析。如果存在破壞性故障，必須排除后方可通電。

1臺(tái)數(shù)控加工中心在運(yùn)行一段時(shí)間后，CRT顯示器突然出現(xiàn)無(wú)顯示故障，而機(jī)床還可繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。停機(jī)后再開(kāi)又一切正常。觀察發(fā)現(xiàn)，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，每當(dāng)發(fā)生振動(dòng)時(shí)故障就可能發(fā)生。初步判斷是元件接觸不良。當(dāng)檢查顯示板時(shí)，CRT顯示突然消失。檢查發(fā)現(xiàn)有一晶振的2個(gè)引腳均虛焊松動(dòng)。重新焊接后，故障消除。

2 參數(shù)檢查法

眾所周知，數(shù)控參數(shù)能直接影響數(shù)控機(jī)床的功能。參數(shù)通常是存放在磁泡存儲(chǔ)器或存放在需由電池保持的CMOS RAM中，一旦電池不足或由于外界的某種干擾等因素，會(huì)使個(gè)別參數(shù)丟失或變化，發(fā)生混亂，使機(jī)床無(wú)法正常工作。此時(shí)，通過(guò)核對(duì)、修正參數(shù)，就能將故障排除。當(dāng)機(jī)床長(zhǎng)期閑置工作時(shí)無(wú)緣無(wú)故地出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象或有故障而無(wú)報(bào)警時(shí)，就應(yīng)根據(jù)故障特征，檢查和校對(duì)有關(guān)參數(shù)。另外，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行的數(shù)控機(jī)床，由于其機(jī)械傳動(dòng)部件磨損，電氣元件性能變化等原因，也需對(duì)其有關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。有些機(jī)床的故障往往就是由于未及時(shí)修改某些不適應(yīng)的參數(shù)所致。1臺(tái)數(shù)控銑床上采用了測(cè)量循環(huán)系統(tǒng)，這一功能要求有一個(gè)背景存貯器，調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)這一功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)。檢查發(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)定后該功能正常。

3 交換部件法

當(dāng)大致確認(rèn)了故障范圍，利用同樣的電路板或元器件來(lái)替換有疑點(diǎn)部分。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(xiàn)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(wú)誤再行交換檢查。

1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、精度差，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(xiàn)開(kāi)路或Z軸機(jī)械故障。遂將Z軸電機(jī)引線(xiàn)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(xiàn)正常；又將X軸電機(jī)引線(xiàn)換到Z軸電機(jī)上，故障依舊；可以斷定是Z軸電機(jī)故障或Z軸機(jī)械故障。測(cè)量電機(jī)引線(xiàn)，發(fā)現(xiàn)一相開(kāi)路。修復(fù)步進(jìn)電機(jī)，故障排除。

4 功能測(cè)試法

所謂功能程序測(cè)試法就是將數(shù)控系統(tǒng)的常用功能和特殊功能，如直線(xiàn)定位、圓弧插補(bǔ)、螺紋切削、固定循環(huán)、用戶(hù)宏程序等用手工編程或自動(dòng)編程方法，編制成一個(gè)功能程序測(cè)試紙帶，通過(guò)紙帶閱讀機(jī)送入數(shù)控系統(tǒng)中，然后啟動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)使之進(jìn)行運(yùn)行，藉以檢查機(jī)床執(zhí)行這些功能的準(zhǔn)確性和可靠性，進(jìn)而判斷出故障發(fā)生的可能起因。本方法對(duì)于長(zhǎng)期閑置的數(shù)控機(jī)床第一次開(kāi)機(jī)時(shí)的檢查以及機(jī)床加工造成廢品但又無(wú)報(bào)警的情況下，一時(shí)難以確定是編程錯(cuò)誤或是操作錯(cuò)誤，還是機(jī)床故障時(shí)的判斷是一較好的方法。

1臺(tái)FANUC系統(tǒng)的立式數(shù)控銑床在自動(dòng)加工某一曲線(xiàn)零件時(shí)出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，表面粗糙度極差。在運(yùn)行測(cè)試程序時(shí)，直線(xiàn)、圓弧插補(bǔ)時(shí)皆無(wú)爬行，由此確定原因在編程方面。對(duì)加工程序仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)該曲線(xiàn)由很多小段圓弧組成，而編程時(shí)又使用了正確定位外檢查G61指令之故。將程序中的G61取消，改用G64后，爬行現(xiàn)象消除。

5 系統(tǒng)自診斷功能法

充分利用數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能，一般情況下發(fā)生故障時(shí)都有報(bào)警信息出現(xiàn)，根據(jù)數(shù)控機(jī)床使用的控制系統(tǒng)的不同，提供的報(bào)警信息的內(nèi)容多少也不一樣，可以根據(jù)CRT上顯示的報(bào)警信息機(jī)各模塊上的發(fā)光管等器件的指示，進(jìn)一步利用系統(tǒng)自診斷功能，顯示數(shù)控系統(tǒng)與各部件之間的接口信號(hào)狀態(tài)，找出故障的大致部位。按照維修說(shuō)明書(shū)的故障處理辦法檢查，大多數(shù)的故障都能找到解決方法。如數(shù)控車(chē)床CRT上顯示的報(bào)警信息出現(xiàn)EX1006：INVERTER ALARM，該故障是主軸變頻器報(bào)警，打開(kāi)電器柜，觀察主軸變頻器上的顯示不正常，重新關(guān)機(jī)啟動(dòng)后該報(bào)警消失，主軸變頻器上的顯示正常。

6 隔離法

當(dāng)某些故障（如軸抖動(dòng)、爬行等）因一時(shí)難以區(qū)分是數(shù)控部分，還是伺服系統(tǒng)或機(jī)械部分造成的，常采用隔離法來(lái)處理。隔離法將機(jī)電分離，數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)分開(kāi)，或?qū)⑽恢瞄]環(huán)分開(kāi)做開(kāi)環(huán)處理等。這樣，復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，較快地找出故障原因。

數(shù)控機(jī)床故障的原因往往比較復(fù)雜，同一故障現(xiàn)象可能有多種原因，涉及電、機(jī)、液壓等方面，需要有正確的維修方法。遵循基本維修原則和流程，并合理應(yīng)用各種維修方法，能快速而正確地解除故障。

7 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用越來(lái)越普遍，數(shù)量越來(lái)越多，已經(jīng)成為企業(yè)保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵設(shè)備。雖然數(shù)控機(jī)床的技術(shù)復(fù)雜，種類(lèi)和型號(hào)眾多，在使用過(guò)程中出現(xiàn)的故障多種多樣，千差萬(wàn)別，但只要加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床的操作人員、管理人員和維修人員的技術(shù)培訓(xùn)，提高技術(shù)水平，特別是通過(guò)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)，擴(kuò)大數(shù)控機(jī)床的維修隊(duì)伍，以滿(mǎn)足數(shù)控機(jī)床日益普及的現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，數(shù)控機(jī)床故障維修難的問(wèn)題可以迎刃而解。

［1］宋松，李兵.FANUC Oi數(shù)控系統(tǒng)連接調(diào)試與維修診斷[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

［2］孫慧平.數(shù)控機(jī)床裝配、調(diào)試與故障診斷[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.

［3］郭士義，徐衡，關(guān)穎.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

［4］王鳳蘊(yùn).數(shù)控原理與典型數(shù)控系統(tǒng)[M].北京：高等教育出版社，2003.

〔編輯凌瑞〕

TG659

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2016.12.15