數控機床故障診斷方法

金玉

（江蘇省連云港工貿高等職業技術學校，江蘇連云港222061）

數控機床故障診斷方法

金玉

（江蘇省連云港工貿高等職業技術學校，江蘇連云港222061）

常用的幾種數控機床故障診斷方法，如直觀法、參數檢查法、交換部件法、功能測試法、系統自診斷功能法、隔離法。

數控機床；故障診斷；系統參數

0 前言

數控系統是高技術密集型產品，它綜合了計算機技術、自動化技術、伺服驅動、精密測量和精密機械等各領域的新技術成果，要迅速而正確查明原因并確定其故障部位，可借助于診斷技術。當數控機床產生故障時，維修人員不要急于處理，而要通過觀察、分析并遵循故障診斷的基本原則，對于數控機床的大多數故障，下面幾種方法有助于故障的診斷和排除。

1 直觀法

直觀檢查法是維修人員根據對故障發生時的各種光、聲、氣味等異常現象的觀察，確定故障范圍，可將故障范圍縮小到一個模塊或一塊電路板上，然后再進行排除，一般包括以下方面。

（1）詢問。向故障現場人員仔細詢問故障產生的過程、故障表象及故障后果等。

（2）目視。總體查看機床各部分工作狀態是否處于正常狀態，各電控裝置有無報警指示，局部查看有無保險燒斷，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等。

（3）觸摸。在整機斷電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、各功率及信號導線的聯接狀況以及用手摸并輕搖元器件，尤其是大體積的阻容、半導體器件有無松動之感，以此可檢查出一些斷腳、虛焊、接觸不良等故障。

（4）通電。是指為了檢查有無冒煙、打火，有無異常聲音、氣味以及觸摸有無過熱電機和元件存在而通電，一旦發現立即斷電分析。如果存在破壞性故障，必須排除后方可通電。

1臺數控加工中心在運行一段時間后，CRT顯示器突然出現無顯示故障，而機床還可繼續運轉。停機后再開又一切正常。觀察發現，設備運轉過程中，每當發生振動時故障就可能發生。初步判斷是元件接觸不良。當檢查顯示板時，CRT顯示突然消失。檢查發現有一晶振的2個引腳均虛焊松動。重新焊接后，故障消除。

2 參數檢查法

眾所周知，數控參數能直接影響數控機床的功能。參數通常是存放在磁泡存儲器或存放在需由電池保持的CMOS RAM中，一旦電池不足或由于外界的某種干擾等因素，會使個別參數丟失或變化，發生混亂，使機床無法正常工作。此時，通過核對、修正參數，就能將故障排除。當機床長期閑置工作時無緣無故地出現不正常現象或有故障而無報警時，就應根據故障特征，檢查和校對有關參數。另外，經過長期運行的數控機床，由于其機械傳動部件磨損，電氣元件性能變化等原因，也需對其有關參數進行調整。有些機床的故障往往就是由于未及時修改某些不適應的參數所致。1臺數控銑床上采用了測量循環系統，這一功能要求有一個背景存貯器，調試時發現這一功能無法實現。檢查發現確定背景存貯器存在的數據位沒有設定，經設定后該功能正常。

3 交換部件法

當大致確認了故障范圍，利用同樣的電路板或元器件來替換有疑點部分。如兩個坐標的指令板或伺服板的交換，從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應特別注意，不僅要硬件接線的正確交換，還要將一系列相應的參數交換，否則不僅達不到目的，反而會產生新的故障造成思維混亂，一定要事先考慮周全，設計好軟、硬件交換方案，準確無誤再行交換檢查。

1臺數控車床出現X向進給正常，Z向進給出現振動、噪音大、精度差，采用手動和手搖脈沖進給時也如此。觀察各驅動板指示燈亮度及其變化基本正常，疑是Z軸步進電機及其引線開路或Z軸機械故障。遂將Z軸電機引線換到X軸電機上，X軸電機運行正常，說明Z軸電機引線正常；又將X軸電機引線換到Z軸電機上，故障依舊；可以斷定是Z軸電機故障或Z軸機械故障。測量電機引線，發現一相開路。修復步進電機，故障排除。

4 功能測試法

所謂功能程序測試法就是將數控系統的常用功能和特殊功能，如直線定位、圓弧插補、螺紋切削、固定循環、用戶宏程序等用手工編程或自動編程方法，編制成一個功能程序測試紙帶，通過紙帶閱讀機送入數控系統中，然后啟動數控系統使之進行運行，藉以檢查機床執行這些功能的準確性和可靠性，進而判斷出故障發生的可能起因。本方法對于長期閑置的數控機床第一次開機時的檢查以及機床加工造成廢品但又無報警的情況下，一時難以確定是編程錯誤或是操作錯誤，還是機床故障時的判斷是一較好的方法。

1臺FANUC系統的立式數控銑床在自動加工某一曲線零件時出現爬行現象，表面粗糙度極差。在運行測試程序時，直線、圓弧插補時皆無爬行，由此確定原因在編程方面。對加工程序仔細檢查后發現該曲線由很多小段圓弧組成，而編程時又使用了正確定位外檢查G61指令之故。將程序中的G61取消，改用G64后，爬行現象消除。

5 系統自診斷功能法

充分利用數控系統的自診斷功能，一般情況下發生故障時都有報警信息出現，根據數控機床使用的控制系統的不同，提供的報警信息的內容多少也不一樣，可以根據CRT上顯示的報警信息機各模塊上的發光管等器件的指示，進一步利用系統自診斷功能，顯示數控系統與各部件之間的接口信號狀態，找出故障的大致部位。按照維修說明書的故障處理辦法檢查，大多數的故障都能找到解決方法。如數控車床CRT上顯示的報警信息出現EX1006：INVERTER ALARM，該故障是主軸變頻器報警，打開電器柜，觀察主軸變頻器上的顯示不正常，重新關機啟動后該報警消失，主軸變頻器上的顯示正常。

6 隔離法

當某些故障（如軸抖動、爬行等）因一時難以區分是數控部分，還是伺服系統或機械部分造成的，常采用隔離法來處理。隔離法將機電分離，數控系統和伺服系統分開，或將位置閉環分開做開環處理等。這樣，復雜的問題簡單化，較快地找出故障原因。

數控機床故障的原因往往比較復雜，同一故障現象可能有多種原因，涉及電、機、液壓等方面，需要有正確的維修方法。遵循基本維修原則和流程，并合理應用各種維修方法，能快速而正確地解除故障。

7 結語

隨著我國國民經濟的快速發展，數控機床在國內的應用越來越普遍，數量越來越多，已經成為企業保證產品質量和提高經濟效益的關鍵設備。雖然數控機床的技術復雜，種類和型號眾多，在使用過程中出現的故障多種多樣，千差萬別，但只要加強數控機床的操作人員、管理人員和維修人員的技術培訓，提高技術水平，特別是通過專業的技術培訓，擴大數控機床的維修隊伍，以滿足數控機床日益普及的現代化生產的需要，數控機床故障維修難的問題可以迎刃而解。

［1］宋松，李兵.FANUC Oi數控系統連接調試與維修診斷[M].北京：化學工業出版社，2013.

［2］孫慧平.數控機床裝配、調試與故障診斷[M].北京：機械工業出版社，2013.

［3］郭士義，徐衡，關穎.數控機床故障診斷與維修[M].北京：機械工業出版社，2014.

［4］王鳳蘊.數控原理與典型數控系統[M].北京：高等教育出版社，2003.

〔編輯凌瑞〕

TG659

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2016.12.15