數控設備常見故障處理及檢修工作研究

索永圣

摘 要：隨著時代和科技的發展，出現了數控設備。數控設備是一種精良設備，數控設備的使用情況對企業的生產效率以及經濟效益有直接影響，因此數控設備出現故障就會影響企業的經濟效益。文章分析數控設備的常見故障，并提出了幾點檢修措施。

關鍵詞：數控設備；故障；檢修；方法；保養

數控設備應用了計算機、自動控制、自動檢測以及精密機械設計和制造等先進技術，其技術密集度以及自動化程度都很高。和傳統的設備相比，數控設備具有較高的零件加工精度、生產效率、自動化程度和產品穩定性等，也可以完成普通設備難以完成的高精度曲面零件的加工以及復雜型面的加工。雖然數據設備優點眾多，可是也存在著一定的問題，因為數控設備具有很多零件和復雜的油路電路系統等，其出現故障的概率高于傳統設備。因此，引導檢修人員快速掌握新技術，依據故障以及故障前后的現象進行分析和判斷，進而排除故障是一個重要工作。

1 常見的設備

數控設備的結構非常復雜，其機械電氣、液壓等系統應用了大量先進技術，這些促使設備故障診斷和維修工作的難度增加。下面介紹了數控設備的常見故障，并提出了相應的處理辦法。

1.1 硬件以及軟件故障

排除硬件方面的故障可以將已經損壞的器件修復或者替換。軟件方面的故障是由于出現了錯位的程序編制或者參數，只要修改對應的程序內容或者參數就可以排除故障。

1.2 系統性以及隨機性故障

只要滿足一定的條件，數控設備就發生故障，這是系統性故障。在相同條件下，偶然發生的一兩次故障，這是隨機性故障，所以分析和排除隨機性故障比較困難，這種故障一般和數控系統中部分元器件特性漂移、機械結構的局部松動、機床電氣元件可靠性下降等因素相關，排除此種故障就需要不斷試驗和綜合性判斷解決。

1.3 破壞性以及非破壞性故障

例如，伺服系統失去控制，導致的飛車，此類故障為破壞性故障，維修人員在檢修的時候不能將故障重演，只能通過現場人員的介紹和具體描述，然后檢查和分析，最后排除故障，所以此類故障具有較高技術難度，同時也有一定的危險。

1.4 有診斷以及無診斷顯示故障

當前的數控設備具有很多自行診斷的功能，例如我國配置的德國西門子公司以及日本fanuc公司的數控系統都具有上百條警報。而有診斷顯示的故障大多和控制部分相關，可以依據警報內容，及時發現是什么引起故障的。針對沒有診斷顯示的故障，只能依據故障出現前后現象實施分析和判斷，在進行合理處理，具有較高的難度。

1.5 運動品質特性下降的故障

數控設備發生此類故障時還可以繼續運行，只是加工出的產品不合格，所以不會發出任何警報，只有通過檢測儀器的檢測才能找到引起故障的因素。

2 故障處理

2.1 對故障信息進行充分的了解

數控設備發生故障之后，不能急于處理。在對故障記錄進行查看之后，聽取現場工作人員的介紹和描述，全面細致的了解故障。如果確定通電不會發生危險，就通電，然后仔細觀察故障現象。特別是對故障發生時，設備發出的報警以及提示加以注意。如果設備沒有發出警報，查看系統的工作狀態以及系統診斷的結果、故障發生時運動軸的位置；故障發生時執行的命令以及操作；是否在以前發生類似故障；故障的發生頻率等。

2.2 對故障原因進行分析

在對故障原因進行分析時，需要充分對現場進行調查，及時掌握一手資料，正確指出數控設備的故障；然后開拓思維，無論是液壓系統，還是數控系統等，詳細指出可能引發故障的因素，綜合分析、判斷和篩選。

3 常見故障的檢測

3.1 快速檢測和維修故障的原則

當數控設備出現多種故障時，堅持先簡單后復雜的原則，即先對簡單故障進行處理，在對復雜故障進行處理；堅持先機械后電氣的原則，通常機械故障比較容易被發現，可是對數控系統故障進行診斷具有較大的難度，所以在將機械性故障排除和解決之后，就可以更好的處理系統故障；另外，堅持先外部后內部的原則，如果數控機床發生了故障，檢修人員檢修時是由外到內的，這樣可以對數控機床在運行時的故障快速處理；最后，堅持先靜后動的原則，首先觀察、測試和分析機床斷電靜止時的狀態，接著觀察、測試和分析機床運行時的狀態。依據這幾點原則就可以較快的找出故障以及引起故障的原因。

例如，在對意大利角鋼數控生產線以及我國角鋼加工數控設備實施維修時，故障現象為：準據手動或自動無法進行，驅動伺服報警，就可以判斷數控設備為“準據調整故障”，就可以考慮引起故障的原因為沖頭已斷卡在角鋼以及凹模中；傳輸信號的電纜已經斷了；伺服系統出現問題；模架滑板被污物卡死。

3.2 快速檢測和維修故障

3.2.1 檢查數控設備機械部分故障的方法

首先，是主軸部件，由于數控設備是電氣調速，此外主軸箱內部具備較為簡單的結構，故障可能出現于自動拉緊刀柄或則變檔的裝置，也可能由于主軸運動精度不夠穩定。

其次，行程開關的故障。為了保障數控機床工作穩定，數控設備使用了大量形成開關，以限制運動。機床在工作很長時候之后，可能引起故障的是運動部件變化了運動特性、行程開關本身性質、將行程開關壓合的裝置。

最后，進給傳動鏈的故障。由于大部分數控設備使用了滾動摩擦副，進給傳動鏈出現故障的主要表現就是運行品質的下降。具體表現為下降的定位精度、過大的反向間隙、過大的軸承噪聲等。在檢修這種故障時需要調整運動以及補償環節等。

3.2.2 檢查數控系統的方法

首先，直觀法。維修人員仔細聽故障發出的各種聲音、聞故障發生時的味道、看故障發生時的光等特殊現象，可以縮小故障的范圍。這需要維修人員具備較強的綜合判斷能力。

其次，參數診斷法。數控系統的參數是通過大量試驗，不斷調整得到的，這些參數對數控機床的性能有直接影響，并存儲于存儲器中，如果收到外界環境的打擾或者數控設備自身電量不足，就會引發改變或者丟失參數的現象，進而引起系統混亂，最終機床無法正常工作。

想要排除故障就要對參數進行核對和修正。所以機床如果長時間不工作，在啟動系統的時候就會出現故障，根據故障的具體特征，對相關參數實施檢查和核對。

接著，是交換法。這種方法簡單易行，可以有效判斷現場故障。維修人員在對故障進行大概分析和判斷后，檢修人員要準備好良好的器件，例如模板、集成電路芯片等，接著將可能發生故障的部位替換掉，如果故障被排除，就可以縮小故障范圍于某一個器件上。此種方法需要大量完善的器件。所以在維修數控設備的過程中，管理好備用器件是非常重要的工作。

然后，自診斷功能法。如果數控系統發生故障，可以應用其自身的自診斷功能，準確發現故障部位，這是一種最常用的有效維修措施。自診斷方法有：開機自診斷、在線診斷、離線診斷。每當數控系統開始通電，系統內部的自診斷軟件會逐個檢測系統中的重要硬件、軟件，然后就會在CRT上顯示出檢測結果，如果檢測不合格，CRT上就會顯示出報警信息或者發生故障的部分，這是開機自診斷。當系統正常運作時，其內部診斷程序就開始運行，測試和檢查系統自身、和數控裝置相連的其他設備等，及時顯示出相關的故障信息，系統一直通電，在線診斷就不會終止。離線診斷指如果CNC系統發生故障或者對其進行判斷是否發生故障時，在檢查數控系統時可以將其和機床分離，便于進一步定位故障，最大程度的縮小可能的故障范圍。

再次，局部升溫法。數控系統在長時間運行之后，就會出現元器件老化的現象，降低系統的性能。如果元器件沒有完全損壞，故障就會經常出現。此時，為了完全暴露損壞的部件，可以用熱吹風機或者電烙鐵局部升溫可能老化的元器件，加快元部件的老化速度，進而有針對性的解決問題。

最后，更新建立法。如果CNC或者PLC因為電網干擾或者其他偶然因素出現特殊情況或者死機，就要將相關內存區清除，再次冷啟動或者熱啟動。并且重新設置CNC的參數，就能排除故障。

在維修數控設備時，經常用到的方法就為以上幾種，這幾種方法適用的具體情況不同，所以要準確選擇維修方法，并且綜合應用多種方法排除故障。

此外，設備保養和設備檢修同樣重要。可以對數控設備進行日檢、周檢、月檢、季檢。日檢是檢驗主軸潤滑系統、設備零件，尤其是清除設備零件中的鐵屑，對安全電壓進行檢查等。周檢指檢查數控設備的整體，有沒有液體的滲漏、各個連接是否結實等，也要校對部分設備的精度。月檢就是檢查電源以及空氣干燥器。如果電壓正常，頻率等不正常，就要測量和調整數控設備的相關部位。季檢就是檢查整體設備、液壓以及主軸潤滑系統。如果發現問題，就要清洗有關元件等。

4 結束語

在維修數控設備時，不僅要掌握相關技術，還要具備豐富的實踐經驗，進而準確判斷各種故障，發現引起故障的原因，還要定期檢查數控設備，更好地促使數控設備服務生產。

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