數(shù)控機(jī)床故障診斷與日常維護(hù)研究

屈省源

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;故障診斷;日常維護(hù)

一般而言，數(shù)控機(jī)床屬于一種自動(dòng)化設(shè)備，具有高精準(zhǔn)度和高適應(yīng)力的特點(diǎn)，能夠適用于各個(gè)種類產(chǎn)品加工，如今，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代化制造生產(chǎn)中必不可少的設(shè)備之一，并在機(jī)械加工領(lǐng)域有著顯著的應(yīng)用成效，為機(jī)械制造業(yè)創(chuàng)造了更高效益?，F(xiàn)階段，隨著科訊技術(shù)的突飛猛進(jìn)，涌現(xiàn)出各種新材料、新工藝，與此同時(shí)，也對(duì)數(shù)控機(jī)床提出了更高要求，需要數(shù)控機(jī)床朝著工序集約化、機(jī)床智能化、生產(chǎn)微型化的方向發(fā)展。但是數(shù)控機(jī)床在為機(jī)械制造業(yè)帶來收益的同時(shí)，也會(huì)因?yàn)闃O具技術(shù)性、復(fù)雜性的設(shè)備產(chǎn)生故障而給整生產(chǎn)工作帶來難度。鑒于此，從事數(shù)控機(jī)床維修工作的技術(shù)人員應(yīng)具備較強(qiáng)的故障診斷能力，同時(shí)，還應(yīng)掌握熟練的維修技能。如何準(zhǔn)確完成數(shù)控機(jī)床故障診斷并優(yōu)化日常維護(hù)已經(jīng)成為當(dāng)前該領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題之一，本文將圍繞這一問題展開深入探究。

一、數(shù)控機(jī)床常見故障分類

數(shù)控機(jī)床在日常生產(chǎn)過程中會(huì)出現(xiàn)各種故障，一般可以依據(jù)原有、興致以及故障帶你氛圍機(jī)械故障和電氣故障。其中機(jī)械故障又包含有機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)故障和附件故障，指的是機(jī)械部件會(huì)因?yàn)槊撾x設(shè)計(jì)狀態(tài)而失去部分功能導(dǎo)致的故障現(xiàn)象，一般是因?yàn)闄C(jī)械安裝、調(diào)試不到位或是導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)摩擦較大引發(fā)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械故障。其故障現(xiàn)象則表現(xiàn)為傳動(dòng)噪聲較大、產(chǎn)品加工紋路粗糙、機(jī)械部件動(dòng)作卡頓、機(jī)械部件損壞等等。

除此之外，電氣故障則包含有弱電故障、強(qiáng)電故障。其中弱電則主要是指的是數(shù)控系統(tǒng)、PLC控制器、CRT顯示器等電子電路，此類裝置又可以分為軟件故障和硬件故障：硬件故障指的是以上裝置印刷電路板上的集成電路芯片、分立元件、接插件等部件發(fā)生故障;而軟件故障一般包含有加工程度錯(cuò)誤、系統(tǒng)程序錯(cuò)誤以及參數(shù)改變丟失等等。此外，強(qiáng)電故障則一般指的是繼電器、接觸器、開關(guān)、熔斷器、電源變壓器以及電磁鐵等其他元器件發(fā)生故障。并且結(jié)合故障維修經(jīng)驗(yàn)可知，強(qiáng)電故障發(fā)生頻率較大，需要特別關(guān)注和重視。

二、數(shù)控機(jī)床故障診斷技術(shù)

（一）直觀法

結(jié)合維修技術(shù)人員經(jīng)驗(yàn)可知，多數(shù)情況是可以通過直觀法來判斷數(shù)控機(jī)床存在的故障，其主要是能夠依據(jù)數(shù)控機(jī)床所存在的非常規(guī)情況或現(xiàn)象來進(jìn)行故障診斷，一般可以借助直觀性的檢查和診斷來機(jī)床部件是否存在松動(dòng)、脫落以及磨損情況。比如，在數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障之后若是出現(xiàn)燒焦味，則維修技術(shù)人員能夠側(cè)重于檢查數(shù)控機(jī)床的開關(guān)、電阻以及線路等器件;此外，還應(yīng)該通過直接觸摸的方式來診斷數(shù)控機(jī)床設(shè)施的運(yùn)行溫度是否屬于正常范圍。

（二）調(diào)整參數(shù)法

結(jié)合數(shù)控機(jī)床的構(gòu)造特點(diǎn)可知，改變參數(shù)會(huì)直接影響機(jī)床的整體性能，鑒于此，在檢查數(shù)控機(jī)床故障的過程中，可以通過數(shù)控機(jī)床所改變的參數(shù)來診斷故障。針對(duì)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)而言，所設(shè)置的固定參數(shù)值直接決定著設(shè)備性能，因此，應(yīng)在設(shè)置參數(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)試。之后，若出現(xiàn)故障，維修人員便可以通過調(diào)整參數(shù)來進(jìn)行有效排除和故障診斷。

（三）系統(tǒng)自診斷法

一般情況下，數(shù)控機(jī)床是具備一定的自我診斷功能的，數(shù)控機(jī)床可以借助自身所具備的自我診斷程序來進(jìn)行故障診斷。其中技術(shù)人員只需要將對(duì)應(yīng)的功能測(cè)試程序輸入到數(shù)控控制系統(tǒng)中即可，從而能夠使得數(shù)控機(jī)床依據(jù)自身工作程序來分析故障形成原因。除此之外，數(shù)控機(jī)床的自我診斷功能通常會(huì)涵蓋機(jī)械工作狀態(tài)信息系的現(xiàn)實(shí)功能，因此，在出現(xiàn)故障時(shí)，機(jī)床顯示屏?xí)@示故障報(bào)警信息，此時(shí)，維修人員便可以依據(jù)這一信息來進(jìn)行故障診斷。

（四）部件交換法

結(jié)合是將工作的中數(shù)控機(jī)床可知，機(jī)床中無論按個(gè)部件發(fā)生問題后都可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)床故障，因此，在維修技術(shù)人員在不明確故障部位和零件的前提下，可以通過更換部分零件來進(jìn)行有效檢查，從而能夠進(jìn)一步明確損壞的部件。

（五）分析原理法

基于數(shù)控機(jī)床運(yùn)行原理可以落實(shí)分析原理法來輔助維修技術(shù)人員完成故障診斷，一般可以通過分析特征直屬和邏輯電平來斷定故障。與此同時(shí)，這一診斷方法也對(duì)維修人員提出了更高要求，即他們不僅要全面掌握數(shù)控機(jī)床工作原理，還能夠明確某一件或某一系列部件的運(yùn)行原理，這樣才能夠準(zhǔn)確定位和分析。

結(jié)合維修技術(shù)人員經(jīng)驗(yàn)可知，可以將故障氛圍數(shù)控系統(tǒng)故障和機(jī)械故障，在進(jìn)行故障診斷之后，需要維修數(shù)控機(jī)床，此時(shí)便需要把握這兩種故障的維修特點(diǎn)。在進(jìn)行機(jī)械故障維修的過程中會(huì)秉承著“先簡(jiǎn)后精”的原則，即先借助直觀性觀察來推斷故障部件所處位置和范圍，在進(jìn)行簡(jiǎn)單為主之后需要再次確認(rèn)故障，最終能夠依據(jù)科學(xué)維修方案來精密維修，保障數(shù)控機(jī)床能夠順利工作生產(chǎn)。而數(shù)控系統(tǒng)故障具有一定的復(fù)雜性，往往會(huì)涉及電氣、液壓以及氣動(dòng)等等，需要秉承著“先易后難、先外后內(nèi)”的原則。

三、數(shù)控機(jī)床故障維修技術(shù)

（一）復(fù)位系統(tǒng)和初始化法

為有效應(yīng)對(duì)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)造成的各種故障，可以采取初始化法，數(shù)控機(jī)床往往會(huì)因?yàn)橐凰查g故障和系統(tǒng)編程而無法正常運(yùn)行，之后，會(huì)在顯示屏顯示故障報(bào)警信息。為此，可以通過強(qiáng)行斷開電源，并開啟電源復(fù)位鍵來觀察數(shù)控機(jī)床是否得以順利運(yùn)行。復(fù)位故障報(bào)警系統(tǒng)一般會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)儲(chǔ)存空間不足、線路接觸力量而進(jìn)行故障報(bào)警，在進(jìn)行初始化之前，應(yīng)將機(jī)床設(shè)備中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行備份，便于初始化后進(jìn)行故障排除和深入診斷。

（二）微調(diào)參數(shù)法

在系統(tǒng)參數(shù)重新設(shè)置之后，開若是可以排除數(shù)控機(jī)床故障，則可以通過調(diào)整參數(shù)數(shù)值的方式來優(yōu)化數(shù)控機(jī)床。因?yàn)閿?shù)控機(jī)床與其他電氣系統(tǒng)之間的控制程度會(huì)直接影響數(shù)控機(jī)床整體工作效率，因此，通過適當(dāng)調(diào)整參數(shù)能夠達(dá)到最為理想的系統(tǒng)控制狀態(tài)。

（三）設(shè)置參數(shù)法

因?yàn)閿?shù)控機(jī)床的參數(shù)數(shù)值的設(shè)置會(huì)直接影響機(jī)床工作效能和狀態(tài)，因此，可能會(huì)因?yàn)樵O(shè)置的參數(shù)存在失誤而導(dǎo)致機(jī)床無法正常發(fā)揮某項(xiàng)功能，最終不利于數(shù)控機(jī)床的整體性能，甚至還會(huì)導(dǎo)致機(jī)床處于停止?fàn)顟B(tài)。為此，可以借助機(jī)床系統(tǒng)自帶的檢索功能來分析與之相關(guān)的參數(shù)，并進(jìn)一步探究故障原因，通過校隊(duì)和設(shè)置數(shù)控機(jī)床參數(shù)值來使其恢復(fù)到最初的運(yùn)行狀態(tài)。

（四）替換更新模塊法

結(jié)合替換更新模塊法這一方法可知，該方法能夠迅速且高效地進(jìn)行基礎(chǔ)的數(shù)控機(jī)床故障診斷和維修，鑒于此，在維修人員實(shí)際工作中，會(huì)廣泛應(yīng)用這一方法來進(jìn)行機(jī)床故障診斷。這一維修方法僅僅只需要維修人員進(jìn)行替換器件或更新系統(tǒng)模塊，并且能夠?qū)ο嚓P(guān)的參數(shù)進(jìn)行有效設(shè)置，最終能夠順利排除故障，保障數(shù)控機(jī)床能順利開展工作。

（五）增強(qiáng)數(shù)控機(jī)床的抗干擾性能

除此之外，數(shù)控機(jī)床在受到強(qiáng)干擾之后也會(huì)影響機(jī)床的正常工作，鑒于此，為診斷和排除因?yàn)殡娫撮_端導(dǎo)致的故障，可以通過接地的方式來減少數(shù)控機(jī)床受到的高頻干擾，最終能夠順利排除故障。此外，可以通過增強(qiáng)電源負(fù)載能力、保障電源電壓穩(wěn)定，能夠切實(shí)增強(qiáng)數(shù)控機(jī)床的抗干擾性。

四、數(shù)控機(jī)床日常維護(hù)流程

數(shù)控機(jī)床是開展機(jī)械生產(chǎn)的重要設(shè)備之一，因此，需要通過保障其正常壽命和運(yùn)行效率，才能夠獲取更多收益。結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知，通過增強(qiáng)日常維護(hù)能夠減少數(shù)控機(jī)床故障發(fā)生頻率，其中可以減少設(shè)備磨損、延遲壽命、消滅故障，最終能夠保障數(shù)控機(jī)床安全運(yùn)行。一般而言，數(shù)控機(jī)床日常維護(hù)包含有數(shù)控系統(tǒng)維護(hù)、機(jī)械裝置維護(hù)以及電氣系統(tǒng)維護(hù)這三種。

（一）數(shù)控系統(tǒng)維護(hù)

數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的核心部門，一般由多個(gè)軟件、硬件構(gòu)成，結(jié)合對(duì)多加數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)車間進(jìn)行實(shí)地考察可知，絕大多數(shù)的故障來自數(shù)控系統(tǒng)，若技術(shù)人員能夠?qū)?shù)控系統(tǒng)做好日常維護(hù)和保養(yǎng)，則能夠減少一般以上的故障，甚至還能夠提高無故障時(shí)間，因此，有必要提高對(duì)數(shù)控系統(tǒng)日常維護(hù)的重視度。針對(duì)剛剛購入的數(shù)控機(jī)床，應(yīng)在使用之前對(duì)CNP 裝置和PLC數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行備份。在使用過程中，還應(yīng)對(duì)操作面板和電路板進(jìn)行定期清潔;并對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的輸入、輸出裝置進(jìn)行有效維護(hù);定期檢查和更換存儲(chǔ)器中電池。若數(shù)控機(jī)床存在短期或長(zhǎng)期的閑置，則應(yīng)間隔一個(gè)月對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行半個(gè)小時(shí)以上的痛點(diǎn)，并使其在正常運(yùn)行中驅(qū)散潮氣。在數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障之后，應(yīng)立即按下開關(guān)，保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，等待維修人員的故障診斷和維修。

（二）機(jī)械裝置維護(hù)

數(shù)控機(jī)床的機(jī)械裝置設(shè)備日常維護(hù)一般包含有以下幾點(diǎn)：第一，定期檢查主軸箱內(nèi)的潤(rùn)滑系統(tǒng)，在油量不足時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充，并觀察油箱溫度是否屬于正常范圍內(nèi)。第二，定期調(diào)整滾珠絲杠螺母副的軸向間隙、導(dǎo)軌副潤(rùn)滑情況，保障在每次開展工作前加油一次。第三，數(shù)控機(jī)床開機(jī)之前應(yīng)進(jìn)行細(xì)致觀察機(jī)械回零位置是否精準(zhǔn)、機(jī)械手換刀動(dòng)作是否依舊靈活以及刀具鎖緊是否緊固，并在檢查出故障之后進(jìn)行及時(shí)處理。第四，需要定期侵襲傳動(dòng)鏈，并及時(shí)更換濾芯和密封件，從而能夠有效避免被液壓系統(tǒng)發(fā)生泄露現(xiàn)象。

（三）電氣系統(tǒng)維護(hù)

電氣系統(tǒng)維護(hù)的過程中應(yīng)先保障維修人員的人身安全，電氣設(shè)備接地或接零應(yīng)是準(zhǔn)確、可靠的。此外，電控柜門應(yīng)是完好無損的，從而能夠?qū)崿F(xiàn)防塵、防潮、控溫的功能，避免因?yàn)橹車h(huán)境而影響系統(tǒng)。還應(yīng)定期清理電子元件上油污、塵土，定期更換導(dǎo)線。

五、結(jié)語

總而言之，為保障現(xiàn)代機(jī)械加工得以順利開展，有必要提高對(duì)數(shù)控機(jī)床故障診斷和維修的重視程度，從而能夠在有效保障機(jī)床正常運(yùn)行，在完成故障診斷和排查之后，還可以通過數(shù)控系統(tǒng)維護(hù)、機(jī)械裝置維護(hù)、電氣系統(tǒng)維護(hù)來演唱機(jī)床壽命、提高生產(chǎn)收益。

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基金：校級(jí)科研項(xiàng)目“基于模型和數(shù)據(jù)融合技術(shù)的數(shù)控機(jī)床預(yù)測(cè)性維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究”（項(xiàng)目編號(hào)：KYB2101）。