數(shù)控設(shè)備電氣故障診斷維修方法

摘 要：我國向著高新技術(shù)發(fā)展的過程中，數(shù)控設(shè)備發(fā)揮了重大作用，尤其是在工業(yè)工程領(lǐng)域當(dāng)中，數(shù)控設(shè)備實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)制造自動(dòng)化，但是數(shù)控設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)各類故障，其中電氣故障的辨別與診斷成為了新的難題。本文就數(shù)控設(shè)備電氣故障診斷維修提出了一些見解，期望能夠使數(shù)控設(shè)備維護(hù)和使用更加多樣化。

關(guān)鍵詞：數(shù)控設(shè)備；電氣故障；診斷維修

中圖分類號(hào)：TE35 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 概述

數(shù)控設(shè)備種類多樣，以數(shù)控機(jī)床為例，數(shù)控機(jī)床是典型的機(jī)電一體化設(shè)備，對(duì)于加工高精度、高質(zhì)量的產(chǎn)品具有不可替代的地位，數(shù)控機(jī)床能夠通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程，準(zhǔn)確定位加工，運(yùn)行可靠，各個(gè)單元模塊配合協(xié)調(diào)有序。因此，為了保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，需要快速判斷故障類型，迅速進(jìn)行故障排除。

2數(shù)控設(shè)備常見電氣故障

按照數(shù)控設(shè)備的單元結(jié)構(gòu)劃分，數(shù)控設(shè)備常見電氣故障有控制系統(tǒng)故障，伺服系統(tǒng)故障，顯示系統(tǒng)故障三大類。本文以數(shù)控機(jī)床為例。

2.1控制系統(tǒng)故障

數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)分為軟件控制系統(tǒng)和硬件控制系統(tǒng)。在軟件控制系統(tǒng)上，數(shù)據(jù)輸入的格式，準(zhǔn)確性直接影響到編程的結(jié)果，由于軟件不存在損耗，因此，PLC編程調(diào)試不成功是軟件控制系統(tǒng)的常見故障；在硬件電氣故障上，一方面是與軟件相接洽的端口靈敏度和傳輸速率不夠，另外一方面，是液壓元件、氣動(dòng)元件、電氣執(zhí)行元件、機(jī)械裝置存在著部件疲勞而無法達(dá)到控制目的，另外一類比較重要的是檢測(cè)開關(guān)，開關(guān)是可視化和高效化的控制元件，檢測(cè)開關(guān)失去控制作用是常見電氣故障。

2. 2伺服系統(tǒng)故障

數(shù)控機(jī)床伺服控制無論在哪種加工工作當(dāng)中，都要進(jìn)行協(xié)調(diào)活動(dòng)，因而也是最容易產(chǎn)生故障的地方。常見故障有，伺服系統(tǒng)控制單元失效。伺服系統(tǒng)控制單元失效，導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床伺服控制系統(tǒng)對(duì)于信息化指令轉(zhuǎn)化為機(jī)械化動(dòng)作的過程中，出現(xiàn)不加工，或者加工紊亂的現(xiàn)象。伺服電動(dòng)機(jī)失效是伺服系統(tǒng)常見故障中多發(fā)的，并且電動(dòng)機(jī)失效產(chǎn)生的后果也比較嚴(yán)重，輕則燒毀電動(dòng)機(jī)，重則由于電壓紊亂等復(fù)雜情況，而產(chǎn)生短路甚至火災(zāi)等后果；伺服系統(tǒng)的測(cè)速裝置和編碼器由于耦合了軟件功能，因此在確定故障的過程中，檢驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)，其中一些核心模塊維修困難。

2. 3顯示系統(tǒng)故障

數(shù)控機(jī)床不能正常顯示包括多個(gè)方面的原因，LED屏幕、編程系統(tǒng)的軟件故障、外置電腦出問題等原因。由于顯示系統(tǒng)連接多個(gè)模塊，在發(fā)生數(shù)控機(jī)床不能正常顯示的情況時(shí)候，要分清楚故障的來源和現(xiàn)象，一般而言有數(shù)據(jù)而顯示存在圖像扭曲和雪花點(diǎn)等，一般為L(zhǎng)ED屏幕出現(xiàn)問題，或者屏幕供電電壓不穩(wěn)，或者數(shù)控機(jī)床旁邊有電磁輻射的干擾；由于LED顯示屏連接其他部件出問題，也容易導(dǎo)致顯示系統(tǒng)的故障。

3 數(shù)控設(shè)備電氣故障的診斷

3.1界定數(shù)控設(shè)備故障類型

數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化裝備，因此，在發(fā)生故障時(shí)，電氣故障和機(jī)械故障有著相似性和復(fù)雜性，明確區(qū)分電氣故障與機(jī)械故障具有重要意義。例如， MCP800數(shù)控銑床主要用于加工某型號(hào)飛機(jī)的弧框和接頭，加工的零件質(zhì)量一直合格。但在一段時(shí)間內(nèi)，加工一批弧框時(shí)，操作人員反映機(jī)床偶爾會(huì)出現(xiàn)工件坐標(biāo)原點(diǎn)G54在X坐標(biāo)方向有時(shí)偏差2～6mm不等的故障，但機(jī)床并未報(bào)警。對(duì)伺服系統(tǒng)的Z軸VCMD進(jìn)行測(cè)量，才弄清楚是由于主軸頭的竄動(dòng)誤差引起，即使Z軸進(jìn)給為0，故障偶爾還是會(huì)出現(xiàn)。拆開主軸箱部件后，發(fā)現(xiàn)主軸電動(dòng)機(jī)與齒輪聯(lián)接用的聯(lián)軸器大部分破損脫落，聯(lián)接軸之間的軸承間隙過大。因此，要從本質(zhì)上看待一個(gè)故障，進(jìn)而采取有效的防治措施。

3.2常用電氣故障診斷方法

數(shù)控機(jī)裝出現(xiàn)電氣故障時(shí)的一般診斷方式是，第一，故障詢問分析，對(duì)出現(xiàn)故障的數(shù)控機(jī)床操作人員進(jìn)行問詢，詳細(xì)問詢出現(xiàn)故障的情況和操作者的操作流程，看系統(tǒng)是否有自我報(bào)警或故障診斷，搜集排除故障時(shí)需要的參數(shù)等；第二，對(duì)于操作者提供的信息真實(shí)性要進(jìn)行鑒別，防止人為因素而歪曲故障事實(shí)而影響到故障的排查和診斷，一般通過對(duì)發(fā)生故障機(jī)床進(jìn)行外觀察，觀察其完整性；第三，故障的初步診斷，通過機(jī)床常見故障說明書進(jìn)行初步界定和診斷；第四，通過對(duì)比其他數(shù)控機(jī)床工作狀況來確定最后的故障類型。

4 數(shù)控設(shè)備電氣故障維修

4.1做好故障維修的準(zhǔn)備

要能熟練使用維修時(shí)經(jīng)常使用的儀器儀表，尤其是萬用表和示波器。能夠熟練分析數(shù)控設(shè)備的信號(hào)傳遞過程，能夠看懂電路原理框圖，了解數(shù)控設(shè)備各接口的作用。熟練掌握各關(guān)鍵點(diǎn)的測(cè)試方法，并做好測(cè)試記錄，提高維修效率。平時(shí)做好設(shè)備記錄，對(duì)信號(hào)的傳遞過程做好靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)試，一旦設(shè)備出了故障，原有的靜、動(dòng)態(tài)的測(cè)試記錄就是依據(jù)，這樣可提高維修效率。充分利用廠家提供的技術(shù)資料和熱線電話。請(qǐng)教廠家技術(shù)人員指導(dǎo)，一般廠家向用戶提供的資料有：設(shè)備電氣使用說明、編程手冊(cè)、操作手冊(cè)、設(shè)備結(jié)構(gòu)圖、電氣原理圖、電氣連接圖、設(shè)備參數(shù)、PLC程序，數(shù)控系統(tǒng)安裝調(diào)試維修手冊(cè)，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用說明書，注意資料保存。

4.2故障維修實(shí)例

機(jī)床名稱：XK2130數(shù)控銑床，SIEMENS-840D系統(tǒng)故障現(xiàn)象與診斷：Z軸不能回參考點(diǎn)。通過CNC系統(tǒng)進(jìn)入I/O診斷頁面，扳動(dòng)Z軸參考點(diǎn)檢測(cè)形成開關(guān)，發(fā)現(xiàn)輸入端無反應(yīng)，初步判斷是Z軸的參考點(diǎn)檢測(cè)開關(guān)損壞，拆開行程開關(guān)后發(fā)現(xiàn)，行程開關(guān)內(nèi)部全是切削液，導(dǎo)致行程開關(guān)損壞。經(jīng)檢查，是工作臺(tái)下方的接水塑料管破裂，導(dǎo)致切削液從裂口滲出，沿工作臺(tái)滲入Z軸行程開關(guān)。更換Z軸參考點(diǎn)檢測(cè)行程開關(guān)后，開機(jī)機(jī)床回參考點(diǎn)工作正常。

結(jié)語

數(shù)控設(shè)備的維修與普通設(shè)備的維修不太相同，它是由NC，PLC及伺服系統(tǒng)、輸入輸出設(shè)備組成。數(shù)控技術(shù)博大精深，故障情況千差萬別。為了尋找故障點(diǎn)，確定故障原因，不僅需要豐富的理論知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，而且必須采用一定的方法，在經(jīng)過充分的調(diào)查分析后，才能做出準(zhǔn)確的判斷和正確的處理。

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