數(shù)控機(jī)床常見故障維修方法及防范措施

數(shù)控機(jī)床的身價(jià)從幾十萬元到上千萬元，一般都是企業(yè)中關(guān)鍵產(chǎn)品關(guān)鍵工序的關(guān)鍵設(shè)備，一旦故障停機(jī)，其影響和損失往往很大。但是，人們對(duì)這樣的設(shè)備往往更多地是看重其效能，而不僅對(duì)合理地使用不夠重視，更對(duì)其保養(yǎng)及維修工作關(guān)注太少。主要研究數(shù)控機(jī)床常見故障的維修和防范措施。

一、常見的維修方法

數(shù)控設(shè)備維修是一項(xiàng)很復(fù)雜、技術(shù)含量很高的一項(xiàng)工作，數(shù)控設(shè)備與普通設(shè)備有較大的差別。

1、利用數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能

一般CNC系統(tǒng)都有較為完備的自診斷系統(tǒng)，無論是發(fā)那科系統(tǒng)還是西門子系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)上電初始化時(shí)或運(yùn)行中均能對(duì)自身或接口做出一定范圍的自診斷。維修人員應(yīng)熟悉系統(tǒng)自診斷各種報(bào)警信息。根據(jù)說明書進(jìn)行分析以確定故障范圍，定位故障元器件，對(duì)于進(jìn)口的數(shù)控系統(tǒng)一般只能定位到板級(jí)，其片級(jí)維修一般可依靠各數(shù)控系統(tǒng)的廠家售后維修部門。

2、利用PLC程序的邏輯查找

現(xiàn)在一般CNC控制系統(tǒng)均帶有PLC控制器，大多為內(nèi)置式PLC控制。維修人員應(yīng)根據(jù)梯形圖對(duì)機(jī)床控制電器進(jìn)行分析，在CRT上直觀地看出CNC系統(tǒng)I/O的狀態(tài)。通過PLC程序的邏輯分析，方便地檢查出問題存在部位，如FANUC-OT系統(tǒng)中自診斷頁面等。根據(jù)圖紙PLC梯圖進(jìn)行分析，定位機(jī)床與CNC系統(tǒng)接口故障，以確定故障部位是機(jī)械、電器、液壓還是氣動(dòng)故障。

3、與當(dāng)場(chǎng)的操作人員充分溝通

現(xiàn)場(chǎng)操作人員是數(shù)控機(jī)床最親密的伙伴，操作人員也是各種故障的第一發(fā)現(xiàn)人。因此，當(dāng)故障發(fā)生后，維修人員一般不要急于動(dòng)手，先與操作人員進(jìn)行充分的溝通，要仔細(xì)詢問故障發(fā)生時(shí)機(jī)床處在什么工作狀態(tài)、表現(xiàn)形式、產(chǎn)生的后果、是否誤操作，故障能否再現(xiàn)等，這樣有助于維修人員快速分析和判斷故障原因。

二、數(shù)控機(jī)床的抗干擾措施

機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)中既包含高電壓、大電流的強(qiáng)電設(shè)備，又包含低電壓、小電流的控制與信號(hào)處理設(shè)備，即弱電設(shè)備。強(qiáng)電設(shè)備產(chǎn)生的強(qiáng)烈電磁干擾對(duì)弱電設(shè)備的正常工作構(gòu)成

極大的威脅。此外，系統(tǒng)所處生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的電磁環(huán)境較惡劣，系統(tǒng)外各種動(dòng)力負(fù)載的干擾、供電系統(tǒng)的干擾、大氣中電磁波的干擾等都會(huì)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的弱電設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重影響，由于弱電設(shè)備是控制強(qiáng)電的設(shè)備，所以，一旦弱電設(shè)備受到干擾，最終將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓。

通常從以下幾個(gè)方面采取措施來提高數(shù)控系統(tǒng)的擾干擾能力。

1、減少供電線路和信號(hào)線路的干擾可采取以下措施

（1）數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)離具有中、高頻電源的設(shè)備。

（2）數(shù)控機(jī)床不要和大功率且頻繁起停的設(shè)備用同一供電干線供電。

（3）對(duì)于電網(wǎng)電壓較長(zhǎng)時(shí)間的欠電壓、過電壓和電壓波動(dòng)的場(chǎng)合安裝交流穩(wěn)壓器。

（4）采用電源濾波器。電源濾波器的作用是雙向的，它不僅可以阻止電網(wǎng)中的噪聲進(jìn)入設(shè)備，也可以抑制設(shè)備所產(chǎn)生的噪聲污染電網(wǎng)。

（5）采用帶屏蔽層的隔離變壓器。隔離變壓器是一種應(yīng)用相當(dāng)廣泛的電源抗干擾設(shè)備，它最基本的作用是實(shí)現(xiàn)電路與電路之間的電氣隔離，解決設(shè)備與設(shè)備之間產(chǎn)生的干擾。

（6）模擬信號(hào)傳輸線的配線應(yīng)盡可能短，并使用屏蔽線。

（7）光電編碼器、手搖脈沖發(fā)生器、光柵尺等的輸出信號(hào)在接收電路端并聯(lián)電容，抑制高頻干擾。光電編碼器電纜的屏蔽層雙端接地。

（8）電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電纜屏蔽層雙端接地。

（9）動(dòng)力線和信號(hào)線分開走線。

（10）控制信號(hào)線采用屏蔽雙絞線。

2、減少機(jī)床電氣控制系統(tǒng)中的干擾可采取以下措施

（1）在電源輸入部分加壓敏電阻保護(hù)（浪涌吸收器），對(duì)線路中的瞬變、尖蜂等噪聲進(jìn)行抑制。

（2）感性負(fù)載加裝吸收電路，抑制瞬態(tài)噪聲。系統(tǒng)中的感性負(fù)載如繼電器、接觸器、電磁閻、電動(dòng)機(jī)等在關(guān)斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的脈沖噪聲，影響其他電路的正常工作，必須在感性負(fù)載處加裝吸收電路，抑制瞬態(tài)噪聲。直流電感元件（直流繼電器線圈）并聯(lián)續(xù)流二掇管。交流接觸器、電磁閥、繼電器的線圈并聯(lián)RC阻容吸收器。三相交流電動(dòng)機(jī)的電樞繞組之間并聯(lián)RC阻容吸收器。

（3）保證良好的“接地"。“接地"是數(shù)控機(jī)床安裝中一項(xiàng)關(guān)鍵的抗干擾技術(shù)。數(shù)控系統(tǒng)和電氣柜中的控制設(shè)備必須按照使用說明書的要求進(jìn)行“接地"，否則電網(wǎng)中的許多干擾因素都會(huì)通過“地線"對(duì)機(jī)床的運(yùn)行產(chǎn)生干擾。

三、數(shù)控機(jī)床的點(diǎn)檢

由于數(shù)控機(jī)床集機(jī)、電、液、氣等技術(shù)為一體，所以對(duì)它的維護(hù)要有科學(xué)的管理，有目的地制定出相應(yīng)的規(guī)章制度。對(duì)維護(hù)過程中發(fā)現(xiàn)的故障隱患應(yīng)及時(shí)清除，避免停機(jī)待修，從而延長(zhǎng)設(shè)備平均wu故障時(shí)間，增加機(jī)床的利用率。開展點(diǎn)檢是數(shù)控機(jī)床維護(hù)的有效辦法。

以點(diǎn)檢為基礎(chǔ)的設(shè)備維修，是日本在引進(jìn)美國(guó)的預(yù)防維修制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種點(diǎn)檢管理制度。點(diǎn)檢就是按有關(guān)維護(hù)文件的規(guī)定，對(duì)設(shè)備進(jìn)行定點(diǎn)、定時(shí)的檢查和維護(hù)。其優(yōu)點(diǎn)是可以把出現(xiàn)的故障和性能的劣化消滅在萌芽狀態(tài)，防止過修或欠修，缺點(diǎn)是定期點(diǎn)檢工作量大。這種在設(shè)備運(yùn)行階段以點(diǎn)檢為核心的現(xiàn)代維修管理體系，能達(dá)到降低故障率和維修費(fèi)用，提高維修效率的目的。

數(shù)控機(jī)床的點(diǎn)檢，是開展?fàn)顟B(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷工作的基礎(chǔ)，主要包括下列內(nèi)容：

（1）定點(diǎn)：首先耍確定一臺(tái)數(shù)控機(jī)床有多少個(gè)維護(hù)點(diǎn)，科學(xué)地分析這臺(tái)設(shè)備，找準(zhǔn)可能發(fā)生故障的部位。只要把這些維護(hù)點(diǎn)“看住"，有了故障就會(huì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

（2）定標(biāo)：對(duì)每個(gè)維護(hù)點(diǎn)要逐個(gè)制訂標(biāo)準(zhǔn)，例如間隙、溫度、壓力、流量、松緊度等等，都要有明確的數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)，只要不超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)就不算故障。

（3）定期：多長(zhǎng)時(shí)間檢查一次，要定出檢查周期。有的點(diǎn)可能每班要檢查幾次，有的點(diǎn)可能一個(gè)或幾個(gè)月檢查一次，要根據(jù)具體情況確定。

（4）定項(xiàng)：每個(gè)維護(hù)點(diǎn)檢查哪些項(xiàng)目也要有明確規(guī)定。每個(gè)點(diǎn)可能檢查一項(xiàng)，也可能檢查幾項(xiàng)。

（5）定人：由誰進(jìn)行檢查，是操作者、維修人員還是技術(shù)人員，應(yīng)根據(jù)檢查部位和技術(shù)精度要求，落實(shí)到人。

（6）定法：怎樣檢查也要有規(guī)定，是人工觀察還是用儀器測(cè)量，是采用普通儀器還是精密儀器。

（7）檢查：檢查的環(huán)境、步驟要有規(guī)定，是在生產(chǎn)運(yùn)行中檢查還是停機(jī)檢查，是解體檢查還是不解體檢查。

（8）記錄：檢查要詳細(xì)做記錄，并按規(guī)定格式填寫清楚。要填寫檢查數(shù)據(jù)及其與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的差值、判定印象、處理意見，檢查者要簽名并注明檢查時(shí)間。

（9）處理：檢查中間能處理和調(diào)整的要及時(shí)處理和調(diào)整，并將處理結(jié)果記人處理記錄。沒有能力或沒有條件處理的，要及時(shí)報(bào)告有關(guān)人員，安排處理。但任何人、任何時(shí)間處理都要填寫處理記錄。

（10）分析：檢查記錄和處理記錄都要定期進(jìn)行系統(tǒng)分析，找出薄弱“維護(hù)點(diǎn)"，即故障率高的點(diǎn)或損失大的環(huán)節(jié)，提出意見，交設(shè)計(jì)人員進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。

數(shù)控機(jī)床的點(diǎn)檢可分為日常點(diǎn)檢和專職點(diǎn)撿二個(gè)層次。日常點(diǎn)檢負(fù)責(zé)對(duì)機(jī)床的一般部件進(jìn)行點(diǎn)檢，處理和檢查機(jī)床在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障，由機(jī)床操作人員進(jìn)行。專職點(diǎn)檢負(fù)責(zé)對(duì)機(jī)床的關(guān)鍵部位和重要部件按周期進(jìn)行重點(diǎn)點(diǎn)檢和設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故陣診斷，制定點(diǎn)檢計(jì)劃，做好診斷記錄．分析維修結(jié)果，提出改善設(shè)備維護(hù)管理的建議，由專職維修人員進(jìn)行。數(shù)控機(jī)床的點(diǎn)檢作為一項(xiàng)工作制度，必須認(rèn)真執(zhí)行并持之以桓，才能保證機(jī)床的正常運(yùn)行。

從點(diǎn)檢的要求和內(nèi)容上看，點(diǎn)檢可分為專職點(diǎn)檢、日常點(diǎn)檢和生產(chǎn)點(diǎn)檢三個(gè)層次，數(shù)控機(jī)床點(diǎn)檢維修過程示意圖。①專職點(diǎn)檢負(fù)責(zé)對(duì)機(jī)床的關(guān)鍵部位和重要部位按周期進(jìn)行重點(diǎn)點(diǎn)檢和備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷定點(diǎn)檢計(jì)劃，做好診斷記錄，分析維修結(jié)果，提出改善設(shè)備維護(hù)管理的建議。②日常點(diǎn)檢負(fù)責(zé)對(duì)機(jī)床的一般部位進(jìn)行點(diǎn)檢，處理和檢查機(jī)床在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障。③生產(chǎn)點(diǎn)檢負(fù)責(zé)對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行中的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行點(diǎn)檢，并負(fù)責(zé)潤(rùn)滑、緊固等工作。點(diǎn)檢作為一項(xiàng)工作制度必須認(rèn)真執(zhí)行并持之以恒，這樣才能保證數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行。

四、結(jié)語

詳細(xì)記錄從故障的發(fā)生、分析判斷到排除全過程中出現(xiàn)的各種問題，采取的各種措施，涉及到的相關(guān)電路圖、相關(guān)參數(shù)和相關(guān)軟件，其間錯(cuò)誤分析和排故方法也應(yīng)記錄并記錄其無效的原因。總結(jié)故障排除過程中所需要的各類圖樣、文字資料，若有不足應(yīng)事后想辦法補(bǔ)齊，而且在隨后的日子里研讀，以備將來之需。