淺談機床故障診斷的一般性方法

劉曉可

數控機床是一種高效率的自動化自創，數控機床設備的應用極大的提高工業生產效率。在這個競爭日益激烈的市場環境下，經濟效益是企業生存的保障，而企業為了更好地生存，就會加大生產，加重數控機床設備的負荷。數控機床電氣維修技術作為數控機床穩定運行的保障，只有做好數控機床維修工作，才能降低數控機床設備故障，保障數控機床設備在生命周期內正常運行，發揮其功效，繼而不斷提高生產效率，為企業帶來更好的經濟效益。數控機床的常見故障按性質產生原因分為以下幾類：

（1）系統性故障和隨機性故障

所謂故障的系統性故障和隨機性故障是說故障有其必然性和偶然性，也就是說有些故障是可以避免的，有些是不可避免的。系統性故障是指機床或數控系統部分在一定的條件下必然出現的故障；隨機性故障指偶然性出現的故障，一般隨機性故障往往是由于機械結構的局部松動和錯位，控制系統中的元件出現工作特性漂移，機床電器元件可靠性下降等原因造成的，這類故障在同樣的條件下只偶然出現一兩次，需反復試驗和綜合判斷才能排除。

（2）有診斷顯示故障和無故障顯示故障

顧名思義，就是當數控系統發生故障時，系統有無診斷顯示。目前，數控機床配置的數控系統都有較豐富的自診斷功能，日本FANUC公司和德國SIEMENS公司的數控系統，以及KND數控系統都具有幾百條報警信號，有診斷顯示故障一般都與控制部分有關，根據報警內容，較容易找到故障原因。無診斷顯示的故障，往往機床停在某一位置不能動，甚至手柄操作也失靈，維修人員只能根據出現故障前后的現象來分析判斷，排除故障。

（3）破壞性故障和非破環性故障

以故障有無破環性將故障分為破環性故障和非破壞性故障。對于破環性故障，如伺服系統失控造成撞車短路等，維修難度大，有一定的危險，修后不允許再次出現這類現象。非破壞性故障可經多次反復試驗直至排除，不會對機床造成損壞。

（4）機床運動特性故障

這類故障發生后，機床照常運行，也沒有任何報警顯示，但加工出的工件不合格，這些故障，必須在檢測儀器配合下，對電氣控制系統、伺服系統、機械連接、液壓系統等進行綜合分析，采取綜合措施。

（5）硬件故障和軟件故障

以發生故障的部位將故障分為硬件故障和軟件故障。硬件故障只要通過更換某些元器件即可排除，而軟件故障一般是因程序編制錯誤或參數設置錯誤造成的，只要通過修改程序內容或修訂機械參數就可排除。

然而在故障診斷的過程中，誤診斷的情況時有發生，對機械狀態的誤診斷是對機械狀態的一種歪曲反映，誤診斷原因是多方面的，包括診斷數據的不準確性、診斷依據的不可靠性、診斷推理的不合理性等。機械狀態的信息特性對機械故障診斷起重要作用，研究信息特性對提高故障確診率和故障診斷的可靠性具有實際意義。下面就如何有效減少誤診斷的措施做簡要說明：

（1）加強診斷信息描述的客觀性

診斷信息在機械故障診斷中的重要性是不言而喻的，其表達與描述是否合理、準確關系到診斷推理結果的正確與否。然而，在診斷實踐中，診斷信息既有定性信息，也有定量信息；既包含簡單信息，又包含復雜信息；既存在確定信息，又存在不確定信息。在診斷推理過程中，定量信息經常會轉換為定性信息，例如“70}，m的振動”描述成“振動大”等。

概率論和模糊數學是描述這種信息的強有力的工具。因而，可以考慮用適當的方式把概率論和模糊數學理論融入到故障診斷的信息表達和描述中來，加強其描述的客觀性。

（2）提高診斷測試的準確性

提高診斷測試的準確性是保證診斷數據可靠性的重要前提。可以從以下4方面著手：1）正確設置采樣參數；2）采用可靠的傳輸線；3）對傳感器進行定期檢驗；4）可考慮用多個傳感器測量。

（3）提高診斷系統的可靠性

隨著設備運行與維護的需要，各種在線、離線、遠程等診斷分析系統以及人工神經網絡、貝葉斯網絡、專家系統等智能診斷系統逐漸用于機械故障診斷，為確診故障帶來了許多便利之余，也增加了機械故障誤診的可能性。開發合理完善有效的診斷系統，提高它們在特征提取或診斷推理方面的可靠性，有利于減小誤診率。

對于維修人員來說，要膽大心細，敢于動手。只會講，不動手，修不好數控機床。但是要熟悉情況后再動手，不要盲目，否則會擴大故障，造成事故，后果不堪設想。同時還要善于動手，首先要上機熟悉機床的操作面板和各菜單的內容，做到操作自如。同時也要充分利用數控機床的自診斷技術來迅速地處理解決故障。現在數控技術越發展，其自診能力越來越強。盡管數控機床故障復雜，千變萬化，但只要認真對待，就一定能依靠自己的力量，把數控機床用好修好管好。

【參考文獻】

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