淺析數(shù)控機(jī)床故障診斷與維護(hù)

數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化緊密結(jié)合的典范，是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，涉及機(jī)、電、液、氣、電子、光等各項(xiàng)技術(shù)，在運(yùn)行使用中不可避免地會產(chǎn)生各種故障。關(guān)鍵問題是如何迅速診斷，確定故障部位，并及時(shí)排除解決，保證正常使用，提高生產(chǎn)效率。

一、數(shù)控機(jī)床的故障診斷技術(shù)

1.數(shù)控系統(tǒng)自診斷

開機(jī)自診斷數(shù)控系統(tǒng)在通電開機(jī)后，要運(yùn)行開機(jī)自診斷程序，對系統(tǒng)中關(guān)鍵的硬件和控制軟件進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果在CRT上顯示出來。運(yùn)行自診斷是數(shù)控系統(tǒng)正常工作時(shí)，運(yùn)行內(nèi)部診斷程序，對系統(tǒng)本身、PLC、位置伺服單元以及與數(shù)控裝置相連的其他外部裝置進(jìn)行自動(dòng)測試、檢查，并顯示有關(guān)狀態(tài)信息和故障信息。

2.在線診斷和離線診斷

在線診斷是指通過數(shù)控系統(tǒng)的控制程序，在系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，實(shí)時(shí)自動(dòng)對數(shù)控裝置、PLC控制器、伺服系統(tǒng)、PLC的輸入輸出和其他外部裝置進(jìn)行自檢，并顯示狀態(tài)信息、故障信息。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，需要停機(jī)進(jìn)行檢查，這就是脫機(jī)診斷，目的是修復(fù)系統(tǒng)的錯(cuò)誤和定位故障，將故障定位在最小范圍內(nèi)。

實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷的數(shù)控系統(tǒng)必須具備計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能。因此，遠(yuǎn)程診斷是近幾年發(fā)展起來的一種新型診斷技術(shù)。數(shù)控機(jī)床利用數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能通過互聯(lián)網(wǎng)連接到機(jī)床制造廠家，數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障后，通過機(jī)床廠家的專業(yè)人員遠(yuǎn)程診斷，快速確診故障。

3.數(shù)控機(jī)床故障診斷實(shí)例

由于數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動(dòng)部分是強(qiáng)弱電一體的，最容易發(fā)生問題。因此將驅(qū)動(dòng)部分作簡單介紹:驅(qū)動(dòng)部分包括主軸驅(qū)動(dòng)器和伺服驅(qū)動(dòng)器，由電源模塊和驅(qū)動(dòng)模塊兩部分組成，電源模塊是將三相交流電有變壓器升壓為高壓直流，而驅(qū)動(dòng)部分實(shí)際上是個(gè)逆變換，將高壓支流轉(zhuǎn)換為三相交流，并驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，完成個(gè)伺服軸的運(yùn)動(dòng)和主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)，因此這部分最容易出故障。以CJK6136數(shù)控機(jī)床和802S數(shù)控系統(tǒng)的故障現(xiàn)象為例，主要分析一下控制電路與機(jī)械傳動(dòng)接口的故障維修。

如在數(shù)控機(jī)床在加工過程中，主軸有時(shí)能回參考點(diǎn)，有時(shí)不能。在數(shù)控操作面板上，主軸轉(zhuǎn)速顯示時(shí)有時(shí)無，主軸運(yùn)轉(zhuǎn)正常。分析出現(xiàn)的故障原因發(fā)現(xiàn)該機(jī)床采用變頻調(diào)速，其轉(zhuǎn)速信號是由編碼器提供得，所以可排除編碼器損壞的可能，否則根本就無法傳遞轉(zhuǎn)速信號了。只能是編碼器與其連接單元出現(xiàn)問題。兩方面考慮，一是和數(shù)控系統(tǒng)連接的ECU可能連接松動(dòng)，二是和主軸的機(jī)械連接可能出現(xiàn)問題。由此可以著手解決問題了，首先檢查編碼器與ECU的連接，若不存在問題，就卸下編碼器檢查主傳動(dòng)與編碼器的連接鍵是否脫離鍵槽，結(jié)果發(fā)現(xiàn)就是這個(gè)問題，修復(fù)并重新安裝就解決了問題。

二、數(shù)控機(jī)床的維護(hù)

對于數(shù)控機(jī)床來說，合理的日常維護(hù)措施可以有效地預(yù)防和降低數(shù)控故障的發(fā)生幾率。首先，針對每一臺機(jī)床的具體性能和加工對象制定操作規(guī)程，建立工作、故障、維修檔案是很重要的。其次，在一般的工作車間的空氣中都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末之類的污染物，一旦落在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的印制線路或電子器件上，就會引起元器件之間絕緣電阻下降，甚至導(dǎo)致元器件及印制線路受到損壞。所以除非是需要進(jìn)行必要的調(diào)整及維修，一般情況下不允許隨便開啟柜門，更不允許在使用過程中敞開柜門。另外，對數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓要實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)超出正常的工作電壓，就會使系統(tǒng)不能正常工作，甚至?xí)饠?shù)控系統(tǒng)內(nèi)部電子部件的損壞。所以，配電系統(tǒng)在設(shè)備不具備自動(dòng)檢測保護(hù)的情況下要有專人負(fù)責(zé)監(jiān)視，盡量改善配電系統(tǒng)的穩(wěn)定作業(yè)。

當(dāng)然很重要的一點(diǎn)是，數(shù)控機(jī)床采用直流進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)和直流主軸伺服驅(qū)動(dòng)。要注意將電刷從直流電動(dòng)機(jī)中取出來，以免由于化學(xué)腐蝕作用，是換向器表面腐蝕，造成換向性能受損，致使整臺電動(dòng)機(jī)損壞。這是非常嚴(yán)重也容易引起的故障。

數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代化企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是完成生產(chǎn)過程的重要技術(shù)手段。強(qiáng)化管理是關(guān)鍵，“防”“治”的結(jié)合是解決數(shù)控機(jī)床“使用難、維修難”的唯一途徑。 總之，在面對數(shù)控機(jī)床故障和維修問題時(shí)，首先要防患于未然，不能在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)問題后才去解決問題，要做好日常的維護(hù)工作，了解機(jī)床本身的結(jié)構(gòu)和工作原理，這樣才能做到有的放矢。

(作者單位:山東省萊蕪市高級技工學(xué)校)