如何對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行故障檢修？
在數(shù)控機(jī)床中，大部分的故障都有資料可查，但也有一些故障，提供的報(bào)警信息較含糊甚至根本無(wú)報(bào)警，或者出現(xiàn)的周期較長(zhǎng)，無(wú)規(guī)律，不定期，給查找分析帶來(lái)了很多困難。對(duì)這類機(jī)床故障，需要對(duì)具體情況分析，進(jìn)行耐心的查找，而且檢查時(shí)特別需要機(jī)械、電氣、液壓等方面的綜合知識(shí)，不然就很難快速、正確地找到故障的真正原因。
加工精度異常故障：系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或改動(dòng)、機(jī)械故障、機(jī)床電氣參數(shù)未優(yōu)化電機(jī)運(yùn)行異常、機(jī)床位置環(huán)異?；蚩刂七壿嫴煌?，是生產(chǎn)中數(shù)控機(jī)床加工精度異常故障的常見原因，找出相關(guān)故障點(diǎn)并進(jìn)行處理，機(jī)床均可恢復(fù)正常。生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到數(shù)控機(jī)床加工精度異常的故障。此類故障隱蔽性強(qiáng)、診斷難度大。
導(dǎo)致此類故障的原因主要有5個(gè)方面：
1、機(jī)床進(jìn)給單位被改動(dòng)或變化；
2、機(jī)床各軸的零點(diǎn)偏置（NULLOFFSET）異常；
3、軸向的反向間隙（BACKLASH）異常；
4、電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)異常，即電氣及控制部分故障；
5、機(jī)械故障，如絲桿、軸承、軸聯(lián)器等部件。
此外，加工程序的編制、刀具的選擇及人為因素，也可能導(dǎo)致加工精度異常。
機(jī)械故障導(dǎo)致的加工精度異常，主要應(yīng)對(duì)以下幾方面逐一進(jìn)行檢查。
1、檢查機(jī)床精度異常時(shí)正運(yùn)行的加工程序段，特別是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償、加工坐標(biāo)系（G54～G59）的校對(duì)及計(jì)算。
2、在點(diǎn)動(dòng)方式下，反復(fù)運(yùn)動(dòng)Z軸，經(jīng)過(guò)視、觸、聽對(duì)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)診斷，發(fā)現(xiàn)Z向運(yùn)動(dòng)聲音異常，特別是快速點(diǎn)動(dòng)，噪聲更加明顯。由此判斷，機(jī)械方面可能存在隱患 。
故障排除
1、初始化復(fù)位法：一般情況下，由于瞬時(shí)故障引起的系統(tǒng)報(bào)警，可用硬件復(fù)位或開關(guān)系統(tǒng)電源依次來(lái)清除故障，若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電，拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化清除，清除前應(yīng)注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄，若初始化后故障仍無(wú)法排除，則進(jìn)行硬件診斷。
2、參數(shù)更改，程序更正法：系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無(wú)效。有時(shí)由于用戶程序錯(cuò)誤亦可造成故障停機(jī)，對(duì)此可以采用系統(tǒng)的塊搜索功能進(jìn)行檢查，改正所有錯(cuò)誤，以確保其正常運(yùn)行。
3、調(diào)節(jié)，佳化調(diào)整法：調(diào)節(jié)是一種簡(jiǎn)單易行的辦法。通過(guò)對(duì)電位計(jì)的調(diào)節(jié)，修正系統(tǒng)故障。如某廠維修中，其系統(tǒng)顯示器畫面混亂，經(jīng)調(diào)節(jié)后正常。如在某廠，其主軸在啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)發(fā)生皮帶打滑，原因是其主軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩大，而驅(qū)動(dòng)裝置的斜升時(shí)間設(shè)定過(guò)小，經(jīng)調(diào)節(jié)后正常。
佳化調(diào)整是系統(tǒng)地對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與被拖動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)佳匹配的綜合調(diào)節(jié)方法，其辦法很簡(jiǎn)單，用一臺(tái)多線記錄儀或具有存貯功能的雙蹤示波器，分別觀察指令和速度反饋或電流反饋的響應(yīng)關(guān)系。通過(guò)調(diào)節(jié)速度調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)和積分時(shí)間，來(lái)使伺服系統(tǒng)達(dá)到即有較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，而又不振蕩的佳工作狀態(tài)。在現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有示波器或記錄儀的情況下，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，即調(diào)節(jié)使電機(jī)起振，然后向反向慢慢調(diào)節(jié)，直到消除震蕩即可。
4、備件替換法：用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應(yīng)的初始化啟動(dòng)，使機(jī)床迅速投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)，然后將壞板修理或返修，這是常用的排故辦法。
5、改善電源質(zhì)量法：一般采用穩(wěn)壓電源，來(lái)改善電源波動(dòng)。對(duì)于高頻干擾可以采用電容濾波法，通過(guò)這些預(yù)防性措施來(lái)減少電源板的故障。
6、維修信息跟蹤法：一些大的制造公司根據(jù)實(shí)際工作中由于設(shè)計(jì)缺陷造成的偶然故障，不斷修改和完善系統(tǒng)軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員。以此做為故障排除的依據(jù)，可正確徹底地排除故障。
診斷方法
數(shù)控機(jī)床電氣故障診斷有故障檢測(cè)、故障判斷及隔離和故障定位三個(gè)階段。階段的故障檢測(cè)就是對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行測(cè)試，判斷是否存在故障；第二階段是判定故障性質(zhì)，并分離出故障的部件或模塊；第三階段是將故障定位到可以更換的模塊或印制線路板，以縮短修理時(shí)間。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，快速確定故障所在部位并能及時(shí)排除，要求故障診斷應(yīng)盡可能少且簡(jiǎn)便，故障診斷所需的時(shí)間應(yīng)盡可能短。為此，可以采用以下的診斷方法：
1、直觀法
利用感覺(jué)器官，注意發(fā)生故障時(shí)的各種現(xiàn)象，如故障時(shí)有無(wú)火花、亮光產(chǎn)生，有無(wú)異常響聲、何處異常發(fā)熱及有無(wú)焦煳味等。仔細(xì)觀察可能發(fā)生故障的每塊印制線路板的表面狀況，有無(wú)燒毀和損傷痕跡，以進(jìn)一步縮小檢查范圍，這是一種基本、常用的方法。
2、CNC 系統(tǒng)的自診斷功能
依靠CNC系統(tǒng)快速處理數(shù)據(jù)的能力，對(duì)出錯(cuò)部位進(jìn)行多路、快速的信號(hào)采集和處理，然后由診斷程序進(jìn)行邏輯分析判斷，以確定系統(tǒng)是否存在故障，及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行定位?，F(xiàn)代CNC系統(tǒng)自診斷功能可以分為以下兩類：
1）開機(jī)自診斷開機(jī)自診斷是指從每次通電開始至進(jìn)入正常的運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)為止，系統(tǒng)內(nèi)部的診斷程序自動(dòng)執(zhí)行對(duì)CPU、存儲(chǔ)器、總線、I/O單元等模塊、印制線路板、CRT 單元、光電閱讀機(jī)及軟盤驅(qū)動(dòng)器等設(shè)備運(yùn)行前的功能測(cè)試，確認(rèn)系統(tǒng)的主要硬件是否可以正常工作。
2）故障信息提示當(dāng)機(jī)床運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)，在CRT 顯示器上會(huì)顯示編號(hào)和內(nèi)容。根據(jù)提示，查閱有關(guān)維修手冊(cè)，確認(rèn)引起故障的原因及排除方法。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床診斷功能提示的故障信息越豐富，越能給故障診斷帶來(lái)方便。但要注意的是，有些故障根據(jù)故障內(nèi)容提示和查閱手冊(cè)可直接確認(rèn)故障原因；而有些故障的真正原因與故障內(nèi)容提示不相符，或一個(gè)故障顯示有多個(gè)故障原因，這就要求維修人員必須找出它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，間接地確認(rèn)故障原因。
3、數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查
CNC系統(tǒng)的自診斷不但能在CRT 顯示器上顯示故障報(bào)警信息，而且能以多頁(yè)的“診斷地址”和“診斷數(shù)據(jù)”的形式提供機(jī)床參數(shù)和狀態(tài)信息，常見的數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查有參數(shù)檢查和接口檢查兩種。
1）參數(shù)檢查數(shù)控機(jī)床的機(jī)床數(shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)一系列試驗(yàn)和調(diào)整而獲得的重要參數(shù)，是機(jī)床正常運(yùn)行的保證。這些數(shù)據(jù)包括增益、加速度、輪廓監(jiān)控允差、反向間隙補(bǔ)償值和絲杠螺距補(bǔ)償值等。當(dāng)受到外部干擾時(shí)，會(huì)使數(shù)據(jù)丟失或發(fā)生混亂，機(jī)床不能正常工作。
2）接口檢查CNC系統(tǒng)與機(jī)床之間的輸入/輸出接口信號(hào)包括CNC 系統(tǒng)與PLC、PLC 與機(jī)床之間接口輸入/輸出信號(hào)。數(shù)控系統(tǒng)的輸入/輸出接口診斷能將所有開關(guān)量信號(hào)的狀態(tài)顯示在CRT 顯示器上，用“1”或“0”表示信號(hào)的有無(wú)，利用狀態(tài)顯示可以檢查CNC系統(tǒng)是否已將信號(hào)輸出到機(jī)床側(cè)，機(jī)床側(cè)的開關(guān)量等信號(hào)是否已輸入到CNC 系統(tǒng)，從而可將故障定位在機(jī)床側(cè)或是在CNC 系統(tǒng)。
4、報(bào)警指示燈顯示故障
現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的CNC 系統(tǒng)內(nèi)部，除了上述的自診斷功能和狀態(tài)顯示等“軟件”報(bào)警外，還有許多“硬件”報(bào)警指示燈，它們分布在電源、伺服驅(qū)動(dòng)和輸入/輸出等裝置上，根據(jù)這些報(bào)警燈的指示可判斷故障的原因。
5、備板置換法
利用備用的電路板來(lái)替換有故障疑點(diǎn)的模板，是一種快速而簡(jiǎn)便的判斷故障原因的方法，常用于CNC 系統(tǒng)的功能模塊，如CRT 模塊、存儲(chǔ)器模塊等。需要注意的是，備板置換前，應(yīng)檢查有關(guān)電路，以免由于短路而造成好板損壞，同時(shí)，還應(yīng)檢查試驗(yàn)板上的選擇開關(guān)和跨接線是否與原模板一致，有些模板還要注意模板上電位器的調(diào)整。置換存儲(chǔ)器板后，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的要求，對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行初始化操作，否則系統(tǒng)仍不能正常工作。
6、交換法
在數(shù)控機(jī)床中，常有功能相同的模塊或單元，將相同模塊或單元互相交換，觀察故障轉(zhuǎn)移的情況，就能快速確定故障的部位。這種方法常用于伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置的故障檢查，也可用于CNC 系統(tǒng)內(nèi)相同模塊的互換。
7、敲擊法
CNC 系統(tǒng)由各種電路板組成，每塊電路板上會(huì)有很多焊點(diǎn)，任何虛焊或接觸不良都可能出現(xiàn)故障。用絕緣物輕輕敲打有故障疑點(diǎn)的電路板、接插件或電器元件時(shí)，若故障出現(xiàn)，則故障很可能就在敲擊的部位。
8、測(cè)量比較法
為檢測(cè)方便，模塊或單元上設(shè)有檢測(cè)端子，利用萬(wàn)用表、示波器等儀器儀表，通過(guò)這些端子檢測(cè)到的電平或波形，將正常值與故障時(shí)的值相比較，可以分析出故障的原因及故障的所在位置。由于數(shù)控機(jī)床具有綜合性和復(fù)雜性的特點(diǎn)，引起故障的因素是多方面的。上述故障診斷方法有時(shí)要幾種同時(shí)應(yīng)用，對(duì)故障進(jìn)行綜合分析，快速診斷出故障的部位，從而排除故障。同時(shí)，有些故障現(xiàn)象是電氣方面的，但引起的原因是機(jī)械方面的；反之，也可能故障現(xiàn)象是機(jī)械方面的，但引起的原因是電氣方面的；或者二者兼而有之。因此，對(duì)它的故障診斷往往不能單純地歸因于電氣方面或機(jī)械方面，而必須加以綜合，地進(jìn)行考慮。
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