數控機床的故障診斷及排除技術探討

宗靈寶+劉云斌+劉少勇

摘 要 數控技術的發展讓數控機床在機械制造業中運用的越來越廣泛。因為數控機床的技術較為復雜。所以設備一旦出現故障，維修起來比較困難，這就會大大影響數控機床的有效利用。因此如果能夠對數控機床的故障與維修做出快速準確的判斷，將會保障機器的運行更加正常與順暢。

關鍵詞 數控機床；故障診斷；維修；排除技術

中圖分類號 TG5 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）160-0124-02

作為一種高效的自動化機床，數控機床包含了精密測量和精密機械、自動化技術、計算機技術等多個領域的一項新的技術成果，屬于一種比較新型的機械加工設備。它的廣泛應用極大的促進了機械加工制造行業的發展，且對很多加工工藝的提升有較大的作用，對加工效率的提升也有很大的幫助。但是，任何機器在運行過程中，因為操作或者是年限或者其他因素總是會不可避免產生一些故障，從而影響生產，因此，掌握數控機床的故障準段與排除技術是非常有必要的。

1 故障分類

數控機床技術較為復雜，作為一種機電一體化設備，他的任何部件出現差錯，都可能會使加工出來的零件出現不可逆轉的錯誤，這就會導致工廠的工作效率下降，浪費工人的時間。因此，盡可能多的掌握診斷排除技術使機器能快速的保持正常運行是十分必要的，同時還要不斷完善數控機床的設計，積極推動數控技術及機床的發展。

1.1 按發生故障的部件

按數控機床發生故障的部件分類可分為機械故障和電氣故障。機械故障的主要表現為轉動噪聲大、加工精度不夠精細、在運行上較為吃力，這類故障產生的原因主要是機器的機械部分在安裝、調試、液壓、氣動等方面由于操作或者使用不當從而引起機械轉動故障。電氣故障又分為強電和弱電故障兩部分。強電故障主要是指繼電器等電氣元件形成的電力電路故障。弱電故障則主要是指CNC裝置以及伺服單元等電子電路的故障。

1.2 按故障發生的性質

按數控機床發生故障的性質可分為系統性和隨機性故障。滿足一定的條件或者超過設定的限度所發生的故障一般為系統性故障。對于電路板的元件松動、焊點損壞等在相同條件下只是偶爾發生的故障為隨機性故障。

按發生原因來看，有由于機器設備自身的原因引起的自身故障或者是外部供電電壓不穩定等外部因素形成的外部故障。有報警顯示的故障一般會顯示出故障的狀態，對于這類故障的診斷與排除會相對容易，而那些沒有任何硬件或軟件的報警顯示故障在排除起來就會困難得多。

2 故障診斷步驟

1）對故障現場進行查看分析，設備發生故障后，維修人員要先對相關操作人員進行詢問，以便了解故障發生的過程以及當時機器所處的狀態，確保通電對系統無影響的情況下，通電觀察機器的狀況，切不可盲目動手操作。

2）分析故障發生的原因，確定檢查故障的方法。首先可以根據可能會產生這種故障的原因進行分析，看是否與故障的表現相一致；其次可以根據故障發生的機理，對可能產生該故障的原因進行逐條分析，最終對故障點進行定位。

3）檢查測試排除故障。有效利用數控系統的開機診斷、運行診斷等自診斷功能，隨時監測相關部分的工作狀態與接口信息。

3 故障的常用診斷方法

數控機床故障產生的原因通常較為復雜且千變萬化。因此，及時總結一些行之有效的方法對于較快的診斷出故障原因并及時將故障解決是非常有必要的。

3.1 直觀法

直觀法即是根據故障發生時產生的各種聲響、現象、氣味等一些異常現象，查看每一個有疑點的電器元件以及電路板的表面狀況，將故障范圍逐步縮小從而查出最終原因。簡單來說就是利用人的感受器官來觀察故障發生的現象來判斷可能發生故障的部位。

3.2 自診斷功能法

數控機床的控制系統中一般都帶有故障自診斷功能，它能監測數控機床在每一時刻的工作狀況，當設備發生故障時，自診斷功能通常會以警報的形式將故障的相關信息顯示在CRT上或者以指示燈的形式對故障的大致起因做出指示。

3.3 功能程序測試法

將數控系統的常用功能和特殊功能編制成一個測試機器功能的程序，并把它輸入數控系統存儲，在器械發生故障時，讓數控系統運行這個測試程序，用以檢查這些程序中所包含功能的準確可靠性，從而更快的查出產生故障的原因。

3.4 置換備件法

在對引起故障的大致原因有了了解以后，將那些有故障疑點的部件用備用的元器件或者是集成電路芯片作為替換，逐步的縮小疑點范圍，從而較快的找出故障所在部分。

3.5 檢查技術參數和數據

數控系所有開關信號的狀態可以通過輸入與輸出的端口集中顯示在顯示屏幕上，維修人員可以通過觀察其顯示狀態是否處于正常現象從而判斷系統的電路正常與否，這樣也能更快的進行故障的定位。

3.6 隔離法

將比較復雜的問題變成簡單的問題來處理，比如將數控系統的伺服驅動與電機分離開來，或者轉變開閉環位置，這樣能更快的找到故障原因。

3.7 原理分析法

此種方法對檢修人員的理論技術要求較高，他們要非常熟悉數控系統和內部元件的構造以及運行原理，從各個部件的工作原理進行分析，從邏輯上對各個要點的參數進行判斷，進而對故障部位進行定位。

3.8 溫度測試法

通過人為升高或降低溫度的方法使可疑部件的溫度發生變化，在溫度變化過程中多注意其參數是否符合常理，這種方法即是通過溫度參數的變化異常來尋找產生故障的原因。

3.9 絕緣物體敲擊法

對有可能出現問題的元器件用絕緣性物質進行輕輕的敲擊，注意其發出聲音的位置變化，敲擊的部分很可能就是故障存在的部分。

3.10 交換模塊法

將內部相同的模塊或者單元交換位置，注意查看故障的位置是否有所轉移和變化，這樣也可以快速的查探到故障的具體發生部位。

在對數控機床故障進行排查時，為確保安全且不會造成新的損壞的情況下，操作人員還應遵循一定的規律和原則，比如由外向內逐一進行檢查；先檢查機械部分是否正常再檢查電氣部分；先詢問故障發生的經過及狀態再實施操作處理；先解決整體性問題，因為解決了影響機器運行的主要問題，其他比較次要的問題可能就恢復正常了或者是對局部問題有針對性的進行解決；對于既有簡單問題和復雜問題的設備來說，我們一般先把簡單的解決掉，再著重解決較為復雜一點的，先對一般性問題排除，再分析特殊原因。

4 結論

因組成數控機床的功能部件比較繁多，結構上又相對復雜，因此出現故障的類型也是千差萬別，相對應的診斷維修方法也是多種多樣，而隨著社會經濟的不斷發展，數控機床的應用越來越廣泛，對與企業保證產品質量與提高生產效益有著至關重要的作用，所以我們更要不斷努力，增加數控機床的維修人員，以滿足現代化生產的需要，對操作數控機床的人員及管理人員和維修人員多進行專業的技術培訓，逐步提高他們的技術水平，各種方法結合使用，善于看到問題的本質，然后進行深入細致的分析和判斷，從而快速對故障部位進行定位并及時排除，很多問題是可以迎刃而解的。

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