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論自動(dòng)化機床的故障排除技術(shù)
論文關(guān)鍵詞：數控機床、故障排除、分析
論文摘要：數控機床電氣系統故障的調查、分析與診斷的過(guò)程也就是故障的排除過(guò)程，一旦查明了原因，故障也就幾乎等于排除了。因此故障分析診斷的方法十分重要。
一、故障的調查與分析
這是排故的第一階段，是非常關(guān)鍵的階段，主要應作好下列工作：
1、詢(xún)問(wèn)調查在接到機床現場(chǎng)出現故障要求排除的信息時(shí)，首先應要求操作者盡量保持現場(chǎng)故障狀態(tài)，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。
2、現場(chǎng)檢查到達現場(chǎng)后，首先要驗證操作者提供的各種情況的準確性、完整性，從而核實(shí)初步判斷的準確度。由于操作者的水平，對故障狀況描述不清甚至完全不準確的情況不乏其例，因此到現場(chǎng)后仍然不要急于動(dòng)手處理，重新仔細調查各種情況，以免破壞了現場(chǎng)，使排故增加難度。
3、故障分析根據已知的故障狀況按上節所述故障分類(lèi)辦法分析故障類(lèi)型，從而確定排故原則。由于大多數故障是有指示的，所以一般情況下，對照機床配套的數控系統診斷手冊和使用說(shuō)明書(shū)，可以列出產(chǎn)生該故障的多種可能的原因。
4、確定原因對多種可能的原因進(jìn)行排查從中找出本次故障的真正原因，這時(shí)對維修人員是一種對該機床熟悉程度、知識水平、實(shí)踐經(jīng)驗和分析判斷能力的綜合考驗。
5、排故準備有的故障的排除方法可能很簡(jiǎn)單，有些故障則往往較復雜，需要做一系列的準備工作，例如工具儀表的準備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購甚至排故計劃步驟的制定等等。
下面把電氣故障的常用診斷方法綜列于下：
(1)直觀(guān)檢查法 這是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的檢查。
�、僭�(xún)問(wèn) 向故障現場(chǎng)人員仔細詢(xún)問(wèn)故障產(chǎn)生的過(guò)程、故障表象及故障后果，并且在整個(gè)分析判斷過(guò)程中可能要多次詢(xún)問(wèn)。
�、谀恳暱傮w查看機床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)(例如各坐標軸位置、主軸狀態(tài)、刀庫、機械手位置等)，各電控裝置(如數控系統、溫控裝置、潤滑裝置等)有無(wú)報警指示，局部查看有無(wú)保險燒煅，元器件燒焦、開(kāi)裂、電線(xiàn)電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等。
(2)儀器檢查法 使用常規電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關(guān)直流及脈沖信號等進(jìn)行測量，從中找尋可能的故障。例如用萬(wàn)用表檢查各電源情況，及對某些電路板上設置的相關(guān)信號狀態(tài)測量點(diǎn)的測量，用示波器觀(guān)察相關(guān)的脈動(dòng)信號的幅值、相位甚至有無(wú)，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
(3)信號與報警指示分析法
�、儆布䦂缶甘具@是指包括數控系統、伺服系統在內的各電子、電器裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結合指示燈狀態(tài)和相應的功能說(shuō)明便可獲知指示內容及故障原因與排除方法。
�、谲浖䦂缶甘救缜八龅南到y軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設有報警顯示，依據顯示的報警號對照相應的診斷說(shuō)明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。
(4)接口狀態(tài)檢查法現代數控系統多將PLC集成于其中，而CNC與PLC之間則以一系列接口信號形式相互通訊聯(lián)接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失相關(guān)的，這些接口信號有的可以在相應的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示，有的可以通過(guò)簡(jiǎn)單操作在CRT屏幕上顯示，而所有的接口信號都可以用PLC編程器調出。
(5)參數調整法數控系統、PLC及伺服驅動(dòng)系統都設置許多可修改的參數以適應不同機床、不同工作狀態(tài)的要求。這些參數不僅能使各電氣系統與具體機床相匹配，而且更是使機床各項功能達到最佳化所必需的。因此，任何參數的變化(尤其是模擬量參數)甚至丟失都是不允許的；而隨機床的長(cháng)期運行所引起的機械或電氣性能的變化會(huì )打破最初的匹配狀態(tài)和最佳化狀態(tài)。此類(lèi)故障多指故障分類(lèi)一節中后一類(lèi)故障，需要重新調整相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)參數方可排除。
(6)備件置換法當故障分析結果集中于某一印制電路板上時(shí)，由于電路集成度的不斷擴大而要把故障落實(shí)于其上某一區域乃至某一元件是十分困難的，為了縮短停機時(shí)間，在有相同備件的條件下可以先將備件換上，然后再去檢查修復故障板。
鑒于以上條件，在拔出舊板更換新板之前一定要先仔細閱讀相關(guān)資料，弄懂要求和操作步驟 之后再動(dòng)手，以免造成更大的故障。
(7)交叉換位法當發(fā)現故障板或者不能確定是否故障板而又沒(méi)有備件的情況下，可以將系統中相同或相兼容的兩個(gè)板互換檢查，例如兩個(gè)坐標的指令板或伺服板的交換從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應特別注意，不僅硬件接線(xiàn)的正確交換，還要將一系列相應的參數交換，否則不僅達不到目的，反而會(huì )產(chǎn)生新的故障造成思維的混亂，一定要事先考慮周全，設計好軟、硬件交換方案，準確無(wú)誤再行交換檢查。
(8)特殊處理法當今的數控系統已進(jìn)入PC基、開(kāi)放化的發(fā)展階段，其中軟件含量越來(lái)越豐富，有系統軟件、機床制造者軟件、甚至還有使用者自己的軟件，由于軟件邏輯的設計中不可避免的一些問(wèn)題，會(huì )使得有些故障狀態(tài)無(wú)從分析，例如死機現象。對于這種故障現象則可以采取特殊手段來(lái)處理，比如整機斷電，稍作停頓后再開(kāi)機，有時(shí)則可能將故障消除。維修人員可以在自己的長(cháng)期實(shí)踐中摸索其規律或者其他有效的方法。
二、電氣維修與故障的排除
電氣故障的分析過(guò)程也就是故障的排除過(guò)程，因此電氣故障的一些常用排除方法 在上一節的分析方法中已綜合介紹過(guò)了，本節則列舉幾個(gè)常見(jiàn)電氣故障做一簡(jiǎn)要介紹，供維修者參考。
1、電源電源是維修系統乃至整個(gè)機床正常工作的能量來(lái)源，它的失效或者故障輕者會(huì )丟失數據、造成停機。重者會(huì )毀壞系統局部甚至全部。西方國家由于電力充足，電網(wǎng)質(zhì)量高，因此其電氣系統的電源設計考慮較少，這對于我國有較大波動(dòng)和高次諧波的電力供電網(wǎng)來(lái)說(shuō)就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現由電源而引起的故障。
2、數控系統位置環(huán)故障
�、傥恢铆h(huán)報警�？赡苁俏恢脺y量回路開(kāi)路；測量元件損壞；位置控制建立的接口信號不存在等。
�、谧鴺溯S在沒(méi)有指令的情況下產(chǎn)生運動(dòng)�？赡苁瞧七^(guò)大；位置環(huán)或速度環(huán)接成正反饋；反饋接線(xiàn)開(kāi)路；測量元件損壞。
3、機床坐標找不到零點(diǎn)�？赡苁橇惴较蛟谶h離零點(diǎn)；編碼器損壞或接線(xiàn)開(kāi)路；光柵零點(diǎn)標 記移位；回零減速開(kāi)關(guān)失靈。
4、機床動(dòng)態(tài)特性變差，工件加工質(zhì)量下降，甚至在一定速度下機床發(fā)生振動(dòng)。這其中有很 大一種可能是機械傳動(dòng)系統間隙過(guò)大甚至磨損嚴重或者導軌潤滑不充分甚至磨損造成的；對于電氣控制系統來(lái)說(shuō)則可能是速度環(huán)、位置環(huán)和相關(guān)參數已不在最佳匹配狀態(tài)，應在機械故障基本排除后重新進(jìn)行最佳化調整。
5、偶發(fā)性停機故障。這里有兩種可能的情況：一種情況是如前所述的相關(guān)軟件設計中的問(wèn)題造成在某些特定的操作與功能運行組合下的停機故障，一般情況下機床斷電后重新通電便會(huì )消失；另一種情況是由環(huán)境條件引起的，如強力干擾(電網(wǎng)或周邊設備)、溫度過(guò)高、濕度過(guò)大等。這種環(huán)境因素往往被人們所忽視，例如南方地區將機床置于普通廠(chǎng)房甚至靠近敞開(kāi)的大門(mén)附近，電柜長(cháng)時(shí)間開(kāi)門(mén)運行，附近有大量產(chǎn)生粉塵、金屬屑或水霧的設備等等。這些因素不僅會(huì )造成故障，嚴重的還會(huì )損壞系統與機床，務(wù)必注意改善。
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