數控機床常見故障診斷方法探究

摘 要：數控機床是個復雜的系統，由于種種原因，不可避免地會發生不同程度、不同類型的故障，導致數控機床不能正常工作，掌握其故障診斷的方法是機電設備維修的關鍵。

關鍵詞：數控機床；常見故障 ；診斷方法；探究

1.數控機床故障診斷的方法

1.1 直觀檢查法

利用自身的眼、耳、鼻、手等感覺器官查找故障的方法。通過目測故障電路板，仔細檢查有無熔絲熔斷、元器件燒壞、煙熏、開裂現象，從而可判斷板內有無過流、過壓、短路發生。用手摸并輕搖元器件（如電阻、電容、晶體管等）看有無松動之感，以此檢查一些斷腳、虛焊等問題。針對故障的有關部分，用一些簡單工具，如萬用表、蜂鳴器等，檢查各電源之間的連接線有無斷路現象。若無，即可接入相應的電源，并注意有無煙、塵、噪聲、焦糊味、異常發熱的現象，以此發現一些較為明顯的故障，進一步縮小檢查范圍[1]。

1.2自診斷功能法

自診斷是指依靠數控系統內部計算機的快速處理數據的能力，對出錯系統進行多路、快速的信號采集和處理，然后由診斷程序進行邏輯分析判斷，以確定系統是否存在故障，并對故障進行定位。自診斷功能能隨時監視數控系統硬件和軟件的工作狀態。利用自診斷功能，顯示設備也能顯示出系統與主機之間接口信號的狀態，從而判斷出故障發生在機械部分還是數控系統部分，并指示出故障的大致部位。

1.3功能程序測試法

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、用戶宏程序等用編程法，編制成一個功能測試程序，并存儲于相應的介質上，如紙帶和磁帶等，需要時通過紙帶閱讀機等送入數控系統內，然后啟動數控系統使之運行，藉以檢查數控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。對于數控機床加工中造成廢品，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，還是數控機床本身故障時，是一有效的故障分析判斷法。

1.4報警顯示分析法

數控機床上多配有面板顯示器和指示燈。面板顯示器可把大部分被監控的故障識別結果以報警的方式給出。對于各個具體的故障，系統有固定的報警號和文字顯示給予提示。出現故障后，系統會根據故障情況、類型給以故障提示或者同時中斷運行而停機等待處理，指示燈可粗略地提示故障部位及類型等。程序運行中出現故障時程序顯示能指出故障出現時程序的中斷部位；坐標值顯示能提示故障出現時運動部件的坐標位置；狀態顯示能提示功能執行結果[2]。

1.5換件診斷法

當系統出現故障后，維修人員把懷疑部分從大縮至小，逐步縮小故障范圍，直至把故障定位于電路板級或部分電路、甚至元器件級。此時，可利用備用的印制電路板、集成電路芯片或元器件替換有疑點的部分，或將系統中具有相同功能的兩塊印制電路板、集成電路芯片或元器件進行交換，即可迅速找出故障所在。但換件時應該注意備件的型號、規格、各種標記、電位器調整位置、開關狀態、電路更改是否與懷疑部分的相同，此外，還要考慮到可能要重調新替換件的某些電位器，以保證新、舊兩部分性能相近。任何細微的差異都可能導致失敗或造成損失。

1.6測量比較法

數控系統生產廠在設計印制電路板時，為了調整、維修的便利，在印制電路板上設計了多個檢測用端子。用戶也可利用這些端子比較、測量正常的印制電路板和有故障的印制電路板之間的差異[3]。可以檢測這些測量端子的電壓或波形，分析故障的起因及故障的所在位置。有時對正常的印制電路板人為地制造“故障”，如斷開連接或短路，拔去組件等，以判斷真實故障的起因。

1.7參數檢查法

數控參數能直接影響數控機床的性能。參數通常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，使數控機床無法正常工作。此時，通過核對、修正參數，就能將故障排除。當數控機床長期閑置后，工作時會無緣無故地出現不正常現象，此時應根據現象特征，檢查和校對有關參數[4]。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。有些數控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。

1.8敲擊法

當數控系統出現的故障表現為時有時無時，往往可用敲擊法檢查出故障的部位所在。這是由于數控系統是由多塊印制電路板組成，每塊板上又有許多焊點，板間或模塊間又通過接插件及電纜相連。因此，任何虛焊或接觸不良，都可能引起故障。當用絕緣物輕輕敲打有虛焊或接觸不良的疑點時，故障會重復再現。

1.9局部升溫法

數控系統經過長期運行后元器件均會逐步老化，性能變壞。當它們尚未完全損壞時，相應的故障時有時無。這時可用熱吹風機或電烙鐵等來局部升溫被懷疑的元器件，加速其老化，以便徹底暴露故障部件。當然，采用此法時，一定要注意元器件的溫度參數等，不要將原來好的元器件烤壞。

1.10原理分析法

根據數控系統的工作原理，維修人員可從邏輯上分析可疑元器件各點的電平和波形，然后用萬用表、邏輯筆、示波器或邏輯分析儀進行測量、分析和對比，從而找出故障。這種方法對維修人員的要求最高，維修人員必須對整個系統乃至每個電路的原理有清楚的了解。

1.11.接口信號法

數控機床的各個控制部分大都采用I/O 接口來互為控制，利用數控機床各接口部分的I/O 接口信號來分析，則可以找出故障出現的部位。利用接口信號法進行故障診斷的全過程可歸納為：故障報警—故障現象分析—確定故障范圍（大范圍）—采用接口信號法—邏輯分析—確定故障點—排除故障。此方法符合系統的設計與調試原則，使用簡單，容易掌握，能起到迅速準確排除故障的作用。

結語

數控機床是一種典型的機電一體化產品，涉及范圍比較廣，在故障診斷方面與傳統機床有很大的區別。因此，掌握數控機床故障診斷技術方法，已越來越受到相關企業和人員的重視，數控機床故障診斷已成為正確使用數控機床的關鍵因素之一。

參考文獻：

[1]屈梁生.機械故障的全息診斷原理[M].北京：科學出版社，2007.

[2]范娜，宋方剛.數控機床常見故障診斷與維修[J].中國設備工程，2006.1.

[3]沈麗。數控機床故障預測與健康管理系統關鍵技術研究探討[J].機電信息，2011（21）.

[4]石金艷，羅友蘭.數控機床中氣動系統的故障診斷與維修[J].液壓氣動與密封，2010（11）.

作者簡介：花卉 ；性別：女；（1984.10---）；專業：機械工程及自動化；職稱：二級實習指導教師；單位：信陽高級技工學校