試論數控設備的故障診斷與維修

劉曉雷

摘要：隨著我國工業的不斷發展，數控設備在生產中的應用越來越廣泛。數控設備屬于精良設備，其可以提高生產效率和產品質量，關系到企業經濟效益的實現，但是數控設備在運行過程中往往會出現故障，嚴重影響生產的順利進行和企業經濟效益。文章分析了數控設備運行過程中的常見故障，提出了具體的維修策略。

關鍵詞：數控設備；故障診斷；故障維修；計算機技術；自動檢修技術；精密設計技術 文獻標識碼：A

中圖分類號：TH17 文章編號：1009-2374（2016）17-0072-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.17.034

隨著數控設備的廣泛應用，其故障檢修和維護成為人們關注的焦點。數控設備在保養的過程中需要綜合應用計算機技術、自動檢修技術、精密設計技術以及自動控制技術等科學技術，數控設備對技術和自動化要求較高。相對于傳統的設備，數控設備可以實現高精度加工，提高設備的生產效率和自動化水平，產品的穩定性更好。數控設備可以加工出傳統設備無法加工的高精度的曲面零件和復雜型面零件，其應用增加了我國生產企業的競爭力。但是數控設備在運行過程中仍會出現一些故障，嚴重影響數控設備的效率和企業的生產效率。

1 數控設備的故障診斷技術

1.1 啟動階段的故障診斷技術

數控設備的啟動階段故障診斷就是數控系統在上電之后，內部診斷程序會自行對設備運行狀況進行診斷，其診斷主要針對系統的硬件和控制軟件，包括設備CPU、設備存儲器等關鍵部分。同時還包括MDI/CRT模塊單元、軟盤單元、紙帶閱讀機等主要裝置和外部設備等。只有這些項目全部正常運行時，整個數控設備才能夠正常開啟，進入準備運行狀態。如果出現故障，CRT顯示畫面、設備中的發光二極管就會出現故障報警信息，設備一直處于啟動診斷過程，數控設備難以進入準備運行狀態。

1.2 數控設備運行在線診斷技術

數控設備的在線診斷技術是在數控設備系統中安裝相應的程序，在系統運行時對于系統本身以及數控設備相連的各個裝置單元、主機、電機和外部設備等進行診斷。在線診斷技術可以快速發現數控系統的運行故障，準確分析故障原因。只要設備一直處于供電狀態，在線診斷技術就會一直工作，確保設備的運行安全。

1.3 數控設備的離線診斷技術

數控設備的離線診斷技術就是指數控設備故障出現之后，設備的生產商以及技術維修中心通過先進的診斷軟件對整個系統和裝置進行停機檢查。離線診斷技術可以把數控系統的故障范圍縮小的最小，通過專用的軟件可以把故障定位在單個功能性模塊、芯片或軟件甚至是單一電路，離線診斷技術可以提高數控設備故障診斷的準確性。

2 數控設備的常見故障處理方法

數控設備出現故障以后，檢修人員首先要對故障進行確認，認真分析故障報警提示，并作好記錄。然后結合現場工作人員的報告，分析引起故障信息的原因。待確認設備安全的情況下，恢復設備供電，檢查故障信息提示的故障現象。維修人員要特別注意設備故障信息，針對信息進行針對性分析。若設備并未出現報警，維修人員要檢查系統的整個工作狀態和系統的自我診斷結果。檢查故障出現時系統的執行命令和運行軌跡，詢問工作人員操作是否正確，結合之前的故障報告分析故障出現的頻率，為以后的診斷和檢修提供依據。在故障原因分析時，要根據現場的具體情況進行排查，掌握故障的第一手信息，準確尋找故障的發生部位，無論是數控系統還是液壓系統，根據故障癥狀分析引發故障的因素，通過篩查和判斷，找出故障的原因。

3 數控設備的故障維修方法

3.1 機械故障維修方法

數控設備的主軸部分主要采用電氣調速，其主軸箱的結構相對簡單。其中自動換擋裝置、主軸的精度等是主要的故障發生部位。數控設備由于采用滾動摩擦，其進給傳動鏈的故障主要是由于其運動品質下降而產生的，維修時需要調整其如定位精度、反身間隙、機械爬行以及軸承噪聲等相關內容。一般檢修其運動副預緊力、松動以及補償環節等。行程開關的檢修是確保數控設備可靠性的關鍵，其一般都是在限制運動的位置設置開關，數控設備在長期運行過程中，其各個部件的特性發生變化，檢修時要對壓合行程開關裝置和開關本身進行檢修，以便影響數控設備的效果。

3.2 數控設備自身系統的維修方法

3.2.1 直觀法。直觀法是最直接、最基本的方法。檢修人員通過基本的光、聲音、味道等現象就可以分析異常原因，其可以將故障范圍不斷縮小，細化到單一單元上。直觀法要求檢修人員具有豐富的檢修經驗和實際判斷能力。

3.2.2 參數診斷法。數控設備自身系統在安裝時都經過反復的試驗和調試獲得運行參數，這些參數對數控系統的性能具有重要影響。系統參數存儲于設備存儲器中，如果電池斷電或受到外界影響等，其系統的個別參數或發生一定的變化或更改，導致整個系統出現混亂，數控設備難以正常運行，檢修人員通過參數修正就可以排除此類故障。

3.2.3 交換法。交換法是現場診斷故障最簡單的方法。檢修人員在分析故障的大致原因后，利用設備的備用元器件就可以完成維修。電路板、模塊、芯片等元器件發生問題，檢修人員都可以直接替換，根據故障現象進行排除，若器件更換后，故障消除，就可以確定故障的范圍。

3.2.4 自行診斷功能法。數控設備自行診斷技術是其故障檢修的重要技術之一。自行診斷系統是評價數控系統強弱的重要標準。數控設備出現故障時，借助其自行診斷功能，可以迅速找出故障的發生位置，找出故障發生的原因，此方式是目前最常用的方法之一。

3.2.5 隔離法。數控設備的抖動、運動抓行等故障，很難在短時間內區分是數控還是伺服等部分的機械故障，這時需要采用隔離法進行故障診斷。檢修人員需要將電機進行分離，將數控與伺服進行分離，將位置閉環進行開環處理，這樣可以簡化分析步驟，快速找出發生故障的原因。

3.2.6 更新建立法。當數控設備或PLC裝置受到干擾時，或是因為意外情況出現死機時，檢修人員要對內存的有關區域進行清除，同時對設備進行更新。啟動后對數控設備的參數重新設置，故障便可消除。

4 結語

數控設備在故障判斷和維修時，檢修人員只有根據設備出現的不同故障，選擇合適的故障診斷方法，才能在最短時間內消除故障對設備的影響，減少經濟損失，提高企業的經濟效益。

參考文獻

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（責任編輯：王 波）