數控機床的故障與維修探析

許亞麗

摘要：隨著電子技術、計算機技術以及自動化控制技術的不斷發展，在各行各業之中，數控機床的比重都在持續的增加，并且數控機床的復雜化程度以及智能化水平都在持續的提升，維修人員對于機床故障診斷與維護的難度也在隨之提升。所以，為了能夠了解數控機床存在的故障，并且針對故障做好維修，本文就數控機床常見故障診斷的方法和原則進行分析，然后通過具體維修措施的探討，希望可以了解數控機床面臨的故障，然后針對性的進行處理。

關鍵詞：數控機床;故障;診斷

0? 引言

數控機床作為不可或缺的一項發明，在現代大部分工業之中，都會運用到數控機床技術，通過對應的理論學習和實踐，就可以總結對應的常見故障，這樣也可以選擇恰當的方法進行故障的排除，給予后續維修一定的指導建議。

1? 數控機床故障常見診斷方法和診斷原則

1.1 常見診斷方法

針對數控機床的故障最為常見的診斷方法如下：第一，觀察分析法，主要是利用感官來分析數控機床，并且利用望、聞、問、切的方式，進行故障的排查。第二，通過電表儀器來進行對應的檢查。第三，信號與報警指示分析法是目前使用相對頻繁的方法之一。第四，接口狀態檢查法，主要是檢查CNC與PLC之間是否能夠正常的連接。第五，參數調整法，也就是利用對應參數的調整，從而實現故障的排除，這一種診斷方法對技術人員的要求較高。在故障診斷中也可以選擇交叉換位法、備件置換法以及特殊處理法等。這一些常見的方法就可以將數控機床存在的故障全部排除，找到問題的根源所在[1]。

1.2 診斷原則

在對數控機床進行檢查的過程中，還需要基于一定的原則：先簡單后復雜，先外部后內部，先靜后動等方式。對于數控機床而言，其可能出現故障的原因有很多，我們在檢查的時候，先簡單，后困難的逐漸排查。

如，先外部后內部的原則，也就是首先需要檢查其外部，然后檢查內部的元器件和系統，避免對于數控機床帶來更大的損傷。先靜后動，也就是需要在斷電的前提下進行檢查，然后再供給電源綜合進行排除。先機械后電氣，也就是需要將機械性的故障排除，如元器件的損壞、磨損等，然后再去考慮系統本身是否出現問題。

2? 數控機床常見故障診斷與維修方法分析

2.1 備件替換診斷法

針對數控系統，需要進行做好模塊化方面的設計，在劃分模塊中，也需要考慮到功能單元，基于故障現象和報警信息來實施分析與判斷，哪一個方面出現故障，就需要做好對應的分析處理。如果有備件，那么就可以做好對應的替換，然后找出是否出現了故障;如果沒有備件的支持，那么就可以考慮選擇相同或者是能夠彼此相容的模塊來加以替換。如果故障具體到某一電路或者是元器件，也可以使用這一種方法。在選擇這一種方式進行處理之前，還需要考慮其周全性，可以確保能夠出現相互替換的處理，不會有任何損壞的出現。此外，替換安裝也需要正確，能夠保護接線，并且對應的進行記錄與標記處理[2]。

如，某加工中心直接選擇的FANUC 0i數控系統，其故障主要在于：在直接起動機床之后，出現Z軸不動作的問題，不管選擇哪一種模式都不得行，但是X與Y軸可以正常運行。通過檢查，X、Y和Z軸的驅動是可以相互替換的;通過替換的方式，將Y軸和Z軸的驅動模塊加以交換，發現Y不動作，Z正常移動;在相互交換回來，Z軸不懂，Y軸正常。所以，可以判斷Z軸的驅動模塊出現了問題。直接將其進行對應的維修，就可以實現故障的有效排除。

2.2 報警信息診斷法

通過數控系統內置程序的合理利用，這樣就可以實現對于相關單元、裝置以及機構的自檢處理。其報警主要包含：

第一，數控系統報警，也就是在報警發出之后，會在屏幕上對應的顯示，利用查閱手冊等方式就可以了解故障信息，并且對于故障排除方式加以掌握，通過對應的操作步驟來實現故障處理。

第二，通過動態梯形圖對于信息進行查閱，并且通過合理的利用，就可以找準故障出現的部位，這是一種常用的方式，也可以節約測量工作[3]。

如，以數控銑床為例，其系統選擇的FANUC 0i;加工過程之中，其故障主要表現在，當X軸出現異動，CRT上顯示了#501報警，通過查閱，發現X軸的負方向上超過了行程;出現這一種問題主要是因為，機床本身的進給運行已經超出了原本規定的行程極限參數，就需要對于開關可能出現的故障加以檢查。通過具體的分析之后，機床實際問題依舊在行程的范圍之中;在檢查正負向的限位開關之后發現，其本身也沒有任何錯誤的信號，都可以處于完好的狀態;針對1320#參數的各個軸正向行程極限值的分析，其都處于正常的狀態下，沒有任何的變化出現;對于1321#的參數，其本身處于負向行程的極限值，其設定范圍也在規定的范圍中，通過仔細的檢查，原本 數值，發生了改變，在實際ID處理環節，就需要考慮到：第一，對于參數進行重新的設置，確保其能夠滿足行程的實際要求。第二，將系統直接的斷電，然后重新的起動，執行對應的返回操作。第三，考慮到基本的坐標值，還需要重新設置1321#的參數。第四，在設置完成之后，直接重啟，這樣就可以滿足故障的排除要求[4]。

如，某立式加工中心，選擇FANUC 0i MD系統。其故障主要表現在，處于MDI好自動的模式下，主軸正向的旋轉無法實施，但是在主軸的伺服單元和顯示屏之中都沒有出現報警信息。通過具體的分析檢查之后發現，其主軸在正常運轉的時候，在PLC之中輸入X4，2;從圖1的分析來看，其控制的正常內部輔助繼電器為G229.5，其實際的輸出地址為Y48.2;通過對應的診斷分析處理發，發現兩者的狀態都處于0，其主要是因為G120.5本身為0。另外，因為X22.4和R510.3會直接控制G120.5控制，R510.3本身處于正常的運行狀態。通過手動來進行主軸的旋轉，發現其能夠自由的轉動，這就表示定位銷沒有插入，其X22.4的狀態為0。

通過圖1之中所顯示的X22.4為1的狀態，就需要通過電路圖的檢查，并且判斷其信號的接口板以及對應的I/O板都處于正常的狀態下，所以就可以判斷出是信號的接近開關故障。在實際的處理中，就可以將定位銷的插入信號接近開關直接的更換，這樣再啟動機床之后，就能夠將故障排除掉。

2.3 直觀診斷法

在數控機床的故障診斷中，選直觀診斷法，主要是需要考慮到：第一，望。也就是對于出現故障，或者是故障相關的部位進行細看，檢查其是否出現異常，是否有報警信息存在，是否出現燒焦、跳閘、燒斷、斷頭等現象，各種可以撥動或者是移動的裝置，是否還處于正確的位置。第二，聞。通過嗅覺的方法來進行故障的判斷，對于故障檢查之后是否有異味的出現，這樣就可以判斷出是出現燒焦還是出現了發熱的情況，在保證安全的前提下，重啟或者是手動啟動，對于各個部件的聲音加以聆聽。第三，問。直接詢問現階段故障機床本身的實際運行狀況，然后對于其是否出現異象進行檢查，從而對故障的全過程加以了解。第四，切。在確認機床斷電的情況下，對于各個裝置的實際位置狀態進行觸摸，并且了解其連接和接插情況，判定其是否出現斷線、接觸不良、溫度異常等情況[5]。

2.4 初始化復位診斷法

一般來說，當故障引起了系統報警之后，就可以利用部分裝置或者是開關的復位，利用機床的重啟，直接消除故障。但是如果系統數據的存儲區因為掉電、模塊電池低、誤拔接插件等方式，導致數據的丟失或者混亂，就需要針對數控系統做好初始化處理;在處理之前，能夠做好數據的備份處理;在處理完之后，如果依舊沒有消除故障，則需要對于硬件部分進行仔細的檢查。

如，某數控機床選擇的實FANUC 0i-MC系統，其故障主要表現在停用超過一個月，就無法實現加工程序的正常使用，并且出現了Z軸換刀以及進給功能的失效，并且出現參數混亂的情況，直接出現了報警。在經過操作手冊的了解之后，其屬于系統自身的報警信號，也就代表出現了DRAM的錯誤或者是主板本身的接觸不良。在通過對應的檢查之后發現，其后備電池依舊可以正常的使用，也沒有出現硬件的問題。機床的參數出現混亂，需要對應參數進行重裝處理。在處理之中，直接利用CF卡的備份處理，然后將內存清除掉，并且直接在系統之中讀入CF卡對應的參數，這樣就可以將故障直接的排除掉。

3? 結語

總而言之，在當前的企業生產中，數控機床作為重要的手段和工具，一直以來，數控機床都存在使用難，維修難的問題，再加上技術水平的提高，現階段數控機床故障的維護與診斷就顯得越來越難，所以，就需要考慮到現階段可能引發故障的原因。在實際使用過程中，能夠做好對應的維護與保養，并且定期針對各項內容進行檢查，這樣才可以減少故障率，最終提高使用壽命，保障安全生產。

參考文獻：

[1]竇凡清.數控機床控制技術與機床維修探究[J].裝備維修技術，2019（04）：97.

[2]楊懷忠，付孟強，高偉，劉洋.數控機床裝調與機床維修分析[J].中國設備工程，2019（17）：48-49.

[3]吳康福.數控機床常見故障及處理[J].內燃機與配件，2019（16）：178-179.

[4]歐陽再東.數控機床遠程故障診斷系統研究與設計[J].內燃機與配件，2019（15）：158-159.

[5]關進良，戰祥鑫，岳維超，劉松，張星，靳立冬.大型數控機床故障診斷研究[J].中國設備工程，2019（15）：99-101.