數控機床故障與維修探析
數控機床維修時往往會發現有電源故障，有些系統電源控制線路比直接電源加入型系統要復雜。下面是yjbys小編為您搜集整理的數控機床故障與維修探析論文，希望能對您有所幫助。
摘要：本文首先概述了現代數控機床的常見故障，接著推出了診斷故障的基本方法，繼而針對診斷的故障提出了維修原則及具體方法，希望對診斷、維修故障數控機床提供有效的建議。
關鍵詞：數控機床 報警故障 CNC PLC 復位
數控機床是集機械、電子電器、液壓、氣動、光學、計算機技術于一體的高技術密集型機電設備，因此，高效的同時也很昂貴。發生故障時，診斷難度也大，甚至會造成停產停機。而這些設備往往處于關鍵崗位的關鍵工序上，若出現故障將會給企業造成很大的損失。雖然現在數控系統的可靠性越來越高，而由于受到操作、外部環境變化等原因，出現故障在所難免。為了加強數控設備使用管理與維修，降低故障率，總結常見的故障，采取正確的故障診斷方法，及時維修并排除故障，縮短故障維修時間，使機床盡快恢復工作，是擺在機械工作人員面前的一個重要問題。
一、現代數控機床常見故障
(一)電源故障
數控機床維修時往往會發現有電源故障，有些系統電源控制線路比直接電源加入型系統要復雜。對照原理圖進行維修是最有效，最可靠的方法。在某些機床上，由于機床互鎖的需要，使用了外部電源切斷信號，這時應根據機床電氣原理圖，綜合分析故障原因，排除外部電源切斷的因素，才能起動。
(二)系統有報警顯示故障
a、軟件報警顯示的故障：數控系統顯示器上顯示出的報警號和報警信息即是軟件報警顯示。由于數控系統具有自診斷功能，一旦檢查出故障，便會按故障的級別進行處理，同時在顯示器上顯示報警信息和報警號。軟件報警又可分為PLC報警和NC報警，前者PLC報警的報警信息來自機床制造廠家編制的報警文本，大多屬于機床側的故障報警，遇到這類故障，可根據報警信息，或者PLC用戶程序確診故障：后者為數控部分的故障報警，可通過報警號，在《數控系統維修手冊》上找到這個報警的原因和處理方面，從而確定可能產生故障的原因。
b、硬件報警顯示的故障：硬件報警顯示通常指各單元裝置上的指示燈的報警指示。在數控系統中有許多用以指示故障部位的指示燈，如控制系統操作面板、伺服控制單元、CPU主板等部位，一旦數控系統的這些指示燈指示故障狀態后，根據相應部位上的指示燈的報警含義，均可以大致判斷故障發生的部位和性質，這樣會給故障分析與診斷帶來極大好處。因此在日常維護和故障維修時維修人員應注意檢查這些指示燈的狀態是否正常。
(三)系統無報警顯示的故障
這類故障沒有任何硬件及軟件報警顯示而發生的，便使得分析診斷比較困難。一般來說沒有報警顯示的故障，大多是由硬件故障引起的，除公共電源外一般是由連接不良造成，所以要重點檢查系統與顯示器的連接電纜及顯示器本身，顯示混亂或顯示不正常通常是因系統的軟件出錯造成;但是具體問題還是要具體分析，情況一定要根據具體的故障現象、機床工作原理、數控系統工作原理、PLC梯形圖以及維修經驗來分析診斷故障。
(四)數控裝置故障
a、數控裝置軟件故障：有些機床故障是因為加工程序出現問題，有些故障是因為機床數據設置不當造成的，這類故障屬于軟件故障。只要找到將故障原因有針對性的進行修改，就會排除故障。
b、數控裝置硬件故障：有些機床故障是因為控制系統硬件出現問題，這類故障必須更換損壞的器件或者維修后才能排除故障。比如一臺數控中床的顯現屏幕沒有顯示這機關的故障，而檢查機床控制系統的電源模塊輸入電源正常，可在電源模塊上沒有5V電壓，說明電源模塊損壞，只要進行維修，機床便可正常工作。
(五)PLC部分故障
因為PLC用戶程序編制出現問題，在數控機床運行時就發生故障。另外，PLC用戶如果程序的編制不科學，也會引起一些無報警的機床側故障，所以PLC用戶的程序編制相當重要。
因為PLC輸入輸出模塊出現問題，導致不能正常工作屬于硬件故障。個別輸入輸出口有故障，可以修改PLC程序來進行維修，或者用備用接口替代問題接口，達到排除故障的目的。
二、數控機床故障診斷的基本方法
故障診斷是維修數控機床的第一步，它不僅可以迅速查明故障原因，排除故障，也可以起到預防故障的發生與擴大的作用。一般來說，數控機床的故障診斷方法主要有以下幾種：
(一)常規診斷法
對數控機床的機、電、液等部分進行的常規檢查，通常包括：
首先，檢查電源的規格(包括電壓、頻率、相序、容量等)是否符合要求;其次，檢查CNC、伺服驅動、主軸驅動、電機、輸入/輸出信號的連接是否正確、可靠;再次，檢查CNC、伺服驅動等裝置內的印制電路板是否安裝牢固，接插部位是否有松動;第四，檢查CNC、伺服驅動、主軸驅動等部分的設定端、電位器的設定、調整是否正確;第五，液壓、氣動、潤滑部件的油壓、氣壓等是否符合機床要求;第六，電器元件、機械部件是否有明顯的損壞。
(二)狀態診斷法
通過監測執行元件的工作狀態判定故障原因。在現代數控系統中，伺服進給系統、主軸驅動系統、電源模塊等部件主要參數的動、靜態檢測，及數控系統全部輸入輸出信號包括內部繼電器、定時器等的狀態，也可以通過數控系統的診斷參數予以檢查。
(三)動作診斷法
通過觀察、監視機床的實際動作，判斷動作不良部位，并由此來追溯故障源。
(四)系統自診斷法
這是利用系統內部自診斷程序或專用的診斷軟件，對系統內部的關鍵硬件以及系統的控制軟件進行自我診斷、測試的診斷方法。主要包括開機自診斷、在線監控和脫機測試三個方面的內容。
三、數控機床維修的基本原則
維修數控機床一般情況下首先要遵循一些基本原則，這樣往往會思路清晰，有事半功倍的效果。(一)先動腦后動手
對于有故障的數控機床，不應急于動手，應先查清產生故障的前后經過及故障現象。對于生疏的設備還應先熟悉電路原理和結構特點，遵守相應規則。拆卸前要充分熟悉每個部件的功能、位置、連接方式以及與周圍其他器件的關系，在沒有組裝圖的情況下，應一邊拆卸，一邊畫草圖，并做好標記。
(二)先外部后內部
應先檢查設備有無明顯裂痕、缺損，了解其維修史、使用年限等.然后再對機內進行檢查。拆前應排除周邊的故障因素，確定為機內故障后才能拆卸，否則會擴大故障，使機床喪失精度，降低性能。
(三)先機械后電氣
在確定機械零件無故障后，再進行電氣方面的檢查。檢查電路故障時，應利用檢測儀器尋找故障部位，確認無接觸不良故障后，再有針對性地查看線路與機械的運作關系，以免誤判。
(四)先靜態后動態
先在機床斷電的靜止狀態下對處于調試階段或剛維修后的數控機床檢查是否按照接口說明書的設計來安裝電纜插件及電纜與模塊接插件是否牢同;線路板連接是否正確;是否所有集成電路上器件正常而無變形等。長期閑置或缺少維護的老設備會因為電纜的疲勞破損、接線點的氧化與腐蝕而造成信號傳遞中斷等不明顯故障。
(五)先清清后維修
對污染較重的數控設備.先對其按鈕、接線點、接觸點進行清潔。檢查外部控制鍵是否失靈。許多故障都是由臟污及導電塵塊引起的。一經清潔故障往往會排除。
(六)先電源后設備
電源部分的故障率在整個故障設備中占的比例很高，所以先檢修電源往往可以事半功倍。
(七)先排患后更換
先不要急于更換損壞的電氣部件.在確認外圍設備電路正常時，再考慮更換損壞的電氣部件。
(八)先簡單后復雜
當出現多種故障相互交織掩蓋，一時無從下手時，應先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。往往簡單的問題解決后，難度大的問題也可能變得容易了。
四、維修方法
在數控機床維修中，維修方法的選擇到位不到位直接影響著機床維修的質量，在維修過程中經常使用的維修方法有以下幾種：
(一)初始化復位法
由于瞬時故障引起的系統報警，可用硬件復位或開關系統電源依次來清除故障，若系統工作存貯區由于掉電、拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統進行初始化清除，清除前應注意作好數據拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進行硬件診斷。
(二)參數更改，程序更正法
系統參數是確定系統功能的依據，參數設定錯誤就可能造成系統的故障或某功能無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系統搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。
(三)調節、最佳化調整法
調節是一種最簡單易行的辦法通過對電位計的調節，修正系統故障。
(四)備件替換法
用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應的初始化啟動，使機床迅速投入正常運轉，然后將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦法。
(五)改善電源質量法
目前一般采用穩壓電源，來改善電源波動。對于高頻干擾可以采用電容濾波法，通過這些預防性措施來減少電源板的故障。
參考文獻
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