吳云祥

摘要：數(shù)控設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障，主要有設(shè)備軟硬件故障、經(jīng)常性故障以及偶然性故障、風(fēng)險(xiǎn)性故障與非風(fēng)險(xiǎn)性故障、顯性故障與隱性故障、工作質(zhì)量降低故障，在進(jìn)行故障檢修時(shí)，通常遵守先簡(jiǎn)單后復(fù)雜、先機(jī)械后電氣、先外側(cè)后內(nèi)側(cè)、先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)的原則，通過(guò)數(shù)控設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)部分檢測(cè)方法、數(shù)控設(shè)備系統(tǒng)故障檢測(cè)方法、交換解決方法以及系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷方法迅速解決故障。

關(guān)鍵詞：數(shù)控設(shè)備;故障;維修

0 ?引言

隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)械制造領(lǐng)域逐漸向自動(dòng)化方向發(fā)展，越來(lái)越多的自動(dòng)化設(shè)備取代了傳統(tǒng)的機(jī)床加工，機(jī)械加工方式與思維也產(chǎn)生了翻天覆地的變化。當(dāng)下數(shù)控加工在機(jī)械制造領(lǐng)域發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用，數(shù)控加工具有傳統(tǒng)加工方式不具備的優(yōu)勢(shì)，比如說(shuō)加工精度高、加工速度快、能夠滿(mǎn)足復(fù)雜曲面加工需求以及自動(dòng)化程度高等，但是由于數(shù)控設(shè)備本身精密程度較高、內(nèi)部構(gòu)造較為復(fù)雜，不僅有機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，同時(shí)還包含了許多控制部分，導(dǎo)致數(shù)控設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中容易產(chǎn)生故障，給生產(chǎn)加工帶來(lái)較大的影響，為了確保設(shè)備能夠穩(wěn)定、安全的運(yùn)行，必須要重視數(shù)控加工中的常見(jiàn)故障，在經(jīng)過(guò)充分分析與總結(jié)后給出科學(xué)的維修方法，盡可能降低數(shù)控設(shè)備故障帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。

1 ?數(shù)控設(shè)備常見(jiàn)故障分類(lèi)

1.1 設(shè)備軟硬件故障

數(shù)控設(shè)備的正常運(yùn)行離不開(kāi)軟件與硬件的支持，當(dāng)某一項(xiàng)出現(xiàn)故障后，必然會(huì)影響到數(shù)控設(shè)備的正常工作。通常情況下，當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)硬件故障后，主要是某個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳感器等出現(xiàn)問(wèn)題，這時(shí)需要對(duì)損壞的部件進(jìn)行維修與更換即可;而當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)軟件故障時(shí)，主要是系統(tǒng)執(zhí)行程序出現(xiàn)問(wèn)題，需要查找出程序代碼問(wèn)題點(diǎn)，重新更新程序后即可正常運(yùn)行。

1.2 經(jīng)常性故障以及偶然性故障

數(shù)控設(shè)備經(jīng)常性故障通常是指當(dāng)設(shè)備處于特定的位置時(shí)，會(huì)大概率出現(xiàn)故障的現(xiàn)象，這些故障往往伴隨著設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)長(zhǎng)期存在;而偶然性故障具有較多的不確定性，是指數(shù)控設(shè)備在運(yùn)行中沒(méi)有規(guī)律性的產(chǎn)生異?，F(xiàn)象[1]。在進(jìn)行故障檢查時(shí)，相比較于經(jīng)常性故障，偶然性故障具有更大的難度，通過(guò)肉眼或者普通方法難以快速的查找出來(lái)，偶然性故障主要有機(jī)械結(jié)構(gòu)中某個(gè)零部件位置移動(dòng)、控制元器件中某個(gè)部件參數(shù)發(fā)生變化、電氣元器件老化、性能下降等，偶然性故障需要進(jìn)行多次試驗(yàn)與檢測(cè)才能尋找出問(wèn)題點(diǎn)，在問(wèn)題排查過(guò)程中較為繁瑣。

1.3 風(fēng)險(xiǎn)性故障與非風(fēng)險(xiǎn)性故障

數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，有些具有較強(qiáng)的破壞性，即稱(chēng)之為風(fēng)險(xiǎn)性故障，這類(lèi)故障出現(xiàn)時(shí)往往伴隨著一定的破壞力，比如說(shuō)伺服系統(tǒng)程序錯(cuò)誤造成刀具與工件相撞等。在進(jìn)行這類(lèi)故障排查時(shí)，操作人員切不可再次操作，防止出現(xiàn)二次破壞性事件，檢修人員只能依靠現(xiàn)場(chǎng)狀況描述、自身的專(zhuān)業(yè)知識(shí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析與排查，對(duì)排查人員的綜合素養(yǎng)要求非常高，并伴隨著一定的危險(xiǎn)性[2]。非風(fēng)險(xiǎn)性故障，就是數(shù)控設(shè)備發(fā)生故障時(shí)不會(huì)產(chǎn)生破壞力，該故障排查可以依照常規(guī)的方法進(jìn)行，對(duì)排查人員的要求也較低，本身不存在危險(xiǎn)性。

1.4 顯性故障與隱性故障

數(shù)控設(shè)備和普通設(shè)備最大的區(qū)別就是內(nèi)部包含了許多傳感器與控制元器件，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的快速發(fā)展，數(shù)控設(shè)備中包含了越來(lái)越多的傳感器，當(dāng)某個(gè)部件出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警并在顯示屏上顯示故障內(nèi)容，這種故障稱(chēng)之為顯性故障[3]。隱性故障與此恰恰相反，當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障后，系統(tǒng)本身并沒(méi)有出現(xiàn)警報(bào)，也沒(méi)有顯示出具體的故障內(nèi)容。相對(duì)來(lái)說(shuō)，顯性故障較容易排除，檢修人員只需要根據(jù)故障內(nèi)容對(duì)癥采取措施即可。

1.5 工作質(zhì)量降低故障

數(shù)控設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間工作過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)部件會(huì)產(chǎn)生較大的磨損、控制系統(tǒng)也會(huì)出現(xiàn)性能降低等，在這種情況下數(shù)控設(shè)備仍然可以正常運(yùn)行，但是工作質(zhì)量會(huì)逐漸降低，加工的零部件精度也會(huì)下降，這就是工作質(zhì)量降低故障。當(dāng)出現(xiàn)這種類(lèi)型的故障時(shí)，數(shù)控設(shè)備本身不會(huì)出現(xiàn)任何的異常與警報(bào)，只能通過(guò)專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)儀器進(jìn)行排查。比如說(shuō)機(jī)床設(shè)施定位精度超過(guò)范圍、工作中出現(xiàn)震動(dòng)等，必須要使用專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)儀器，同時(shí)對(duì)相關(guān)機(jī)械部件、伺服系統(tǒng)等進(jìn)行優(yōu)化與調(diào)整，直至故障完全排除。

2 ?數(shù)控設(shè)備常見(jiàn)故障檢測(cè)與維修原則

2.1 先簡(jiǎn)單后復(fù)雜

當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)多個(gè)故障時(shí)，通常先處理簡(jiǎn)單故障再進(jìn)行復(fù)雜故障分析，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)處理簡(jiǎn)單故障，維修人員能夠進(jìn)一步了解數(shù)控設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造，有助于啟發(fā)靈感，更好的解決復(fù)雜故障，此外在解決簡(jiǎn)單故障中，維修人員有了充分的時(shí)間思考復(fù)雜故障，也能夠在處理簡(jiǎn)單故障中尋找有效辦法，提高維修工作的效率。

2.2 先機(jī)械后電氣

一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障后，若不能夠直觀(guān)的辨別出是機(jī)械問(wèn)題還是控制問(wèn)題，通常是采用先機(jī)械后電氣的維修順序。這是因?yàn)闄C(jī)械部分故障比較容易察覺(jué)，而控制部分故障則相對(duì)隱匿，問(wèn)題查找的難度也要大上許多。此外，對(duì)數(shù)控設(shè)備常見(jiàn)故障進(jìn)行分析可以得知，許多設(shè)備故障均是由于機(jī)械問(wèn)題導(dǎo)致的，當(dāng)處理好機(jī)械故障后，一些問(wèn)題也就隨之解決了，能夠有效提高故障排查效率。

2.3 先外側(cè)后內(nèi)側(cè)

在數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障后，檢修人員可以利用觀(guān)、聞、聽(tīng)、問(wèn)的基本方式進(jìn)行故障的大體檢測(cè)，之后再遵照由外往內(nèi)的原則逐個(gè)排查故障[4]。第一步查看數(shù)控設(shè)備外圍的插頭、接線(xiàn)端口等是否連接正常，許多設(shè)備故障均是由于外部線(xiàn)路接觸不良引起的。所以，對(duì)這些位置進(jìn)行查看與檢測(cè)有助于迅速尋找到問(wèn)題的根源，更快、更好的解決問(wèn)題。

2.4 先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)

在數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障后，檢修人員需要先在設(shè)備靜止的狀態(tài)下進(jìn)行故障的檢查與維修，在靜態(tài)部分維修完成以后，需要觀(guān)察和判斷數(shù)控設(shè)備運(yùn)行是否存在危險(xiǎn)性因素，在確保安全以后再啟動(dòng)設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)故障檢測(cè)。當(dāng)數(shù)控設(shè)備危險(xiǎn)因素沒(méi)有排除前，靜止通電運(yùn)行設(shè)備，防止出現(xiàn)更大的損壞。

3 ?數(shù)控設(shè)備故障檢測(cè)與維修方法

3.1 數(shù)控設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)部分檢測(cè)方法

第一，主軸位置故障。在數(shù)控設(shè)備中，主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度主要是通過(guò)氣動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的，總體構(gòu)造較為單一，在出現(xiàn)設(shè)備問(wèn)題時(shí)，通常是由于自動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)、刀具自動(dòng)夾緊裝置等原因造成的。

第二，進(jìn)給傳動(dòng)鏈問(wèn)題。數(shù)控設(shè)備運(yùn)動(dòng)傳遞主要是通過(guò)傳動(dòng)鏈來(lái)實(shí)現(xiàn)的，傳動(dòng)鏈出現(xiàn)問(wèn)題通常會(huì)影響到數(shù)控設(shè)備加工質(zhì)量，比如說(shuō)外形尺寸超差、表面粗糙度不達(dá)標(biāo)等，也可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行中震動(dòng)與噪聲變大，在處理這類(lèi)問(wèn)題時(shí)，主要是對(duì)漲緊輪、運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)等進(jìn)行完善。

第三，行程開(kāi)關(guān)問(wèn)題。為了確保數(shù)控設(shè)備中各個(gè)動(dòng)作能夠按照預(yù)定的行程進(jìn)行，在許多運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中都增加了行程開(kāi)關(guān)，當(dāng)數(shù)控設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間工作后，設(shè)備中行程開(kāi)關(guān)的運(yùn)動(dòng)特性就會(huì)逐漸降低，影響動(dòng)作的運(yùn)行精度，為此必須要及時(shí)更換行程開(kāi)關(guān)。

3.2 數(shù)控設(shè)備系統(tǒng)故障檢測(cè)方法

第一，直觀(guān)診斷方法。這種方法是系統(tǒng)故障檢測(cè)中最基本、最實(shí)用的方法。檢修人員在處理故障問(wèn)題時(shí)，先通過(guò)故障產(chǎn)生時(shí)出現(xiàn)的聲音、光亮以及氣味等進(jìn)行判斷，將系統(tǒng)故障縮小到較小的范圍內(nèi)，方便快速的尋找出問(wèn)題點(diǎn)。這種方法要求檢修人員具有大量的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)以及良好的判定水平[5]。

第二，參數(shù)診斷方法。數(shù)控設(shè)備系統(tǒng)中包含了各種各樣的參數(shù)，這些參數(shù)都是通過(guò)專(zhuān)用的驗(yàn)證和調(diào)整得到的，關(guān)系到數(shù)控設(shè)備的工作性能和加工品質(zhì)。通常情況下這些參數(shù)保存在存儲(chǔ)器中，當(dāng)系統(tǒng)供給存儲(chǔ)器的電量較低或者受到外界因素的影響，極易造成一些參數(shù)發(fā)生改變，數(shù)控設(shè)備運(yùn)行程序出現(xiàn)紊亂，導(dǎo)致設(shè)備不能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)出現(xiàn)這種故障時(shí)，按照標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)將改變的數(shù)值修改回來(lái)就可以解決問(wèn)題。

3.3 交換解決方法

這種方法能夠用簡(jiǎn)單的工具查找出問(wèn)題點(diǎn)，是數(shù)控設(shè)備故障排除中常用的檢測(cè)方法。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)檢測(cè)人員根據(jù)故障現(xiàn)象判斷出主要故障原因后，可以采用相同的、完好的元件替換可能出現(xiàn)問(wèn)題的器件，比如說(shuō)可以使用準(zhǔn)備好的集成電路芯片以及模板等取代設(shè)備上可能存在問(wèn)題的芯片與模板，在交換以后，如果故障解決，將可以判定是某一個(gè)特定的元器件出現(xiàn)了問(wèn)題，幫助檢測(cè)人員迅速尋找故障點(diǎn)。

3.4 系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷方法

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷能力也越來(lái)越高，在數(shù)控設(shè)備故障診斷中發(fā)揮了重要的作用，現(xiàn)階段系統(tǒng)故障自動(dòng)診斷水平已經(jīng)成為了衡量系統(tǒng)性能的關(guān)鍵依據(jù)[6]。在數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障以后，數(shù)控設(shè)備能夠啟動(dòng)自動(dòng)故障診斷程序，通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)診斷能夠在較短的時(shí)間內(nèi)尋找出問(wèn)題點(diǎn)，并將故障位置與類(lèi)型提供給檢修人員，這種方法具有非常高的應(yīng)用價(jià)值，也是檢修工作中常用的方法。

4 ?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，數(shù)控設(shè)備在現(xiàn)代機(jī)械制造領(lǐng)域中發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用，數(shù)控設(shè)備在日常運(yùn)行中，一方面要進(jìn)行定期維護(hù)與保養(yǎng)，另一方面也要深入了解常見(jiàn)故障點(diǎn)，及時(shí)解決數(shù)控設(shè)備故障，保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

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