數控機床常見故障診斷分析

摘要：本文闡述了如何合理地使用數控機床，提出了如何診斷數控機床常見故障，供大家參考。

關鍵詞：數控機床；故障診斷；排除

1前言

進入21世紀，隨著數控技術的飛速發展，數控設備已遍布全世界，不僅工業發達國家已廣泛采用，就是發展中國家也大量使用。我國自改革開放以來也引進了不少先進的設備，這些設備的特點是以大規模集成電路為主的數控設備，這些設備功能強，生產效率高，但是復雜，它涉及機械、電器、液壓、氣動、光學、與計算機技術等許多領域，尤其在故障診斷、狀態監測方面涉及數字測試技術與計算機網絡技術。

因此，它的維修在理論上、方法上、和手段上與普通的設備相比都有很大的區別，給維修工作帶來很大的困難。目前，由于企業缺乏數控設備維修這方面的專業人才，數控機床的維修工作很大程度只能依賴外部的力量。一旦數控設備出現故障，哪怕是很小的問題都得停機等待維修，給企業正常的生產帶來很大的影響，越來越多的企業用戶希望能夠依靠自身的力量來解決數控設備的故障問題，因此，提高設備維修技術人員的素質和能力，就顯得尤為重要。

2 合理地使用數控機床

2.1 數控機床的工作場地選擇

避免陽光的直接照射和其它熱輻射、避免太潮濕或粉塵過多的場所．盡量在空調環境中使用，保持室溫20℃左右。由于我國處于溫帶氣候、受季風影響、溫度差異大，對于精度高、價格貴的數控機床，應置于有空調的房間中使用；要避免有腐蝕氣體的場所。因腐蝕氣體易使電子元件變質，或造成接觸不良，或造成元件短路，影響機床的正常運行；要遠離振動大的設備(如沖床、鍛壓設備等)。對于高精度的機床還應采用防振措施(如防振溝等)；要遠離強電磁干擾源，使機床工作穩定。

2.2 數控機床的電源

數控系統對電源要求較嚴，一般要求工作電壓為220V 10％。針對我國供電工況，對于有條件的企業，可為數控機床采取專線供電或增設穩壓裝置 以減少供電品質差的影響，為數控系統的正常運行提供有力保證。

2.3 數控機床配置合適的自動編程系統

手工編程對于外形不太復雜或編程量不大的零件程序，簡單易行。當工件比較復雜時f如凸輪或多維空間曲面等)，手工編程周期長(數天或數周)、精度差、易出錯。因此，快速、準確地編制程序就成為提高數控機床使用率的重要環節：為此．有條件的用戶最好配置必要的自動編程系統，提高編程效率。

2.4 數控機床配置必要的附件和刀具

為了充分發揮數控機床的加工能力，必須配備必要的附件和刀具。切忌花了幾十萬元錢買來一臺數控機床，因缺少一個幾十元或幾百元的附件或刀具而影響整機的正常運行。由于單獨簽訂合同購買附件的單價大大高于隨同主機一起供貨的附件單價．因此 有條件的企業盡量在購買主機時一并購置易損部件及其它附件。

2.5 加工前的準備

加工前要審查工件的數控加工工藝性，應重視生產技術準備工作(包括工件數控加工工藝分析、加工程序編制、工裝與刀具配置、原材料準備及試切加工等以縮短生產準備時間，充分提高數控機床的使用效率。

合理安排適合在數控機床加工的各種工件，安排好數控機床加工運轉所需的節拍。

2.6 為維修保養做好準備

建立一支高水平的維修隊伍，保存好設備的完整資料、手冊、線路圖、維修說明書(包括CNC操作說明書)，以及接口、調整與診斷、驅動說明書、PLC說明書(包括PLC用戶程序單)、元器件表格等，必要的維修工具、儀器、儀表、接線、微機。最好有小型編程系統或編程器，用以支持設備調試。

3 數控機床故障診斷

3.1 原則

所謂數控機床系統發生故障(或稱失效)是指數控機床系統喪失了規定的功能。故障可按表現形式、性質、起因等分為多種類型。但不論哪種故障類型，在進行診斷時，都可遵循以下原則：

3.1.1 充分調查故障現象

它包括兩個方面的內容：一是對操作者的調查，詳細詢問出現故障的全過程，有些什么現象產生，采取過什么措施等。調查過程中，操作者坦誠的配合是極為重要的。另一方面，要對現場做細致的勘測。無論是系統外觀，CRT顯示內容、各個印刷線路板上報警顯示、有無燒傷等痕跡，不管多細微都應查清，不能放過。在確認系統通電無危險的情況下，可以通電并按下系統復位鍵(RESET鍵)，觀測系統有無異常，報警是否消失；如能消失，則故障多為隨機發生的，甚至是操作錯誤造成。

3.1.2 認真分析產生故障的原因

系統發生故障，往往是同一現象、同一報警號卻可以有多種起因，甚至有的故障根源在床上，但現象卻反映在系統上。所以在查找故障的起因時，思路要開闊，無論是集成電器，還是和機械、液壓，只要有可能引起該故障的原因，都要盡可能全面地列出來。然后進行綜合判斷和優化選擇，確定最有可能產生故障的原因，通過必要的試驗，達到確診和排除故障的目的。

3.1.3 先機械后電氣，先靜態后動態原則

一般來說，機械故障較易發覺，而數控系統及電氣故障的診斷難度較大。在故障檢修之前，首先應注意排除機械性的故障。此外，故障診斷應采取先靜態后動態原則。首先在機床斷電的靜止狀態，通過了解、觀察、測試、分析，確認通電后不會造成故障擴大、發生事故后，方可給機床通電。再在運行狀態下，進行動態的觀察、檢驗和測試，查找故障。而對通電后會發生破壞性故障的，必須先排除危險后，方可通電。

3.2 方法

3.2.1 直觀診斷法

直觀診斷法就是通過感觀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，有何特征及伴隨隋況，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四個字：問、看、嗅、摸。

問就是調查情況，在診斷故障前，修理人員詢問操作人員故障發生前的機床運轉情況，產生在哪道程序及時間，操作方式是否得當等；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生故障的溫度、振動情況以及元器件有無松動等。

3.2.2 自診斷功能查找法

數控機床通常有較強的自診斷功能，在系統內己設置有眾多的報警指示裝置。其故障診斷系統通常包括兩個部分：硬件報警指示：這是指包括數控系統、伺服系統在內的各電子、電器裝置上的各種狀態和故障指示燈，通過指示燈的明滅及數碼管的顯示狀態，為維修人員指示故障所在位置及類型。

軟件報警指示：指的是系統軟件、PLC程序與加工程序中的故障，通常都設有報警顯示，依據顯示的報警號對照相應的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。上述這兩部分有診斷指示的故障加上各電氣裝置上的各類指示燈使得絕大多數電氣故障的排除較為容易。只要維修人員熟悉并保管好詳細的報警說明，借助機床的自診斷功能，可以較方便地查找故障。

3.2.3 功能程序測試診斷法

功能程序測試診斷法是將數控機床的常用功能和特殊功能用手工或自動編程的方法編成一個功能測試程序，并存儲在相應的介質上，如紙帶和磁帶等。在故障診斷時運行這個程序，可迅速地判明故障發生的可能起因。

4 結束語

當數控機床出現故障時，如果有報警信號出現，我們就可以根據報警信號的內容，查找相應部件，故障可以快速、順利地排除；如果沒有報警信號出現，那么我們利用我們的知識和經驗，根據具體現象，仔細地一路查下去，故障也會得到解決。要做好數控機床的維修工作，除了加強日常維護，采取一定的保障措施外，還要求我們維修人員具有豐富的理論知識和實踐經驗。

參考文獻

[1]劉躍南．機床計算機數控及其應用[M]．北京：機械工業出版社，1999．

[2]王侃夫．數控機床故障診斷及維護[M]．北京：機械工業出版社，1999．