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【中圖分類號】TU182【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】1674-3954（2011）02-0143-01
隨著我國機械加工的快速發(fā)展,國內(nèi)的數(shù)控機床也越來越多。由于數(shù)控機床的先進(jìn)性和故障的不穩(wěn)定性,大部分故障都是以綜合故障形式出現(xiàn),所以數(shù)控機床的維修難度較大,并且數(shù)控機床維修工作的不規(guī)范,使得數(shù)控維修工作處于一種混亂狀態(tài),為了規(guī)范數(shù)控維修工作,提高數(shù)控機床的利用價值,本文提出五步到位數(shù)控維修法。
一、數(shù)控機床維修技術(shù)分析
1、故障記錄具體
數(shù)控機床發(fā)生故障時,對于操作人員應(yīng)首先停止機床,保護(hù)現(xiàn)場,并對故障進(jìn)行盡可能詳細(xì)的記錄,并及時通知維修人員。
（1）故障發(fā)生時的情況記錄
1）發(fā)生故障的機床型號,采用的控制系統(tǒng)型號,系統(tǒng)的軟件版本號。
2）故障的現(xiàn)象,發(fā)生故障的部位,以及發(fā)生故障時機床與控制系統(tǒng)的現(xiàn)象。
3）發(fā)生故障時系統(tǒng)所處的操作方式。
4）若故障在自動方式下發(fā)生,則應(yīng)記錄發(fā)生故障時的加工程序號,出現(xiàn)故障的程序段號,加工時采用的刀具號等。
5）若發(fā)生加工精度超差或輪廓誤差過大等故障,應(yīng)記錄被加工工件號,并保留不合格工件。
6）在發(fā)生故障時,若系統(tǒng)有報警顯示,則記錄系統(tǒng)的報警顯示情況與報警號。
7）記錄發(fā)生故障時,各坐標(biāo)軸的位置跟隨誤差的值。
8）記錄發(fā)生故障時,各坐標(biāo)軸的移動速度、移動方向,主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向等。
（2）故障發(fā)生的頻繁程度記錄
1）故障發(fā)生的時例與周期。
2）故障發(fā)生時的環(huán)境情況。
3）若為加工零件時發(fā)生的故障,則應(yīng)記錄加工同類工件時發(fā)生故障的概率情況。
4）檢查故障是否與“進(jìn)給速度”、“換刀方式”或是“螺紋切削”等特殊動作有關(guān)。
（3）故障的規(guī)律性記錄。
（4）故障時的外界條件記錄。
2、故障檢查方法
維修人員故障維修前,應(yīng)根據(jù)故障現(xiàn)象與故障記錄,認(rèn)真對照系統(tǒng)、機床使用說明書進(jìn)行各頂檢查以便確認(rèn)故障的原因。當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時,首先要搞清故障現(xiàn)象,向操作人員了解第一次出現(xiàn)故障時的情況,在可能的情況下觀察故障發(fā)生的過程,觀察故障是在什么情況下發(fā)生的,怎么發(fā)生的,引起怎樣的后果。搞清了故障現(xiàn)象,然后根據(jù)機床和數(shù)控系統(tǒng)的工作原理,就可以很快地確診并將故障排除,使設(shè)備恢復(fù)正常使用。故障檢查包括:
（1）機床的工作狀況檢查。
（2）機床運轉(zhuǎn)情況檢查。
（3）機床和系統(tǒng)之間連接情況檢查。
（4）CNC裝置的外觀檢查。
維修時應(yīng)記錄檢查的原始數(shù)據(jù)、狀態(tài),記錄越詳細(xì),維修就越方便,用戶最好編制一份故障維修記錄表,在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,操作者可以根據(jù)表的要求及時填入各種原始材料,供維修時參考。
3、故障診斷
故障診斷是進(jìn)行數(shù)控機床維修的第二步,故障診斷是否到位,直接影響著排除故障的快慢,同時也起到預(yù)防故障的發(fā)生與擴大的作用。首先維修人員應(yīng)遵循以下兩條原則:
（1）充分調(diào)查故障現(xiàn)場。這是維修人員取得維修第一手材料的一個重要手段。
（2）認(rèn)真分析故障的原因。分析故障時,維修人員不應(yīng)局限于 CNC部分,而是要對機床強電、機械、液壓、氣動等方面都作詳細(xì)的檢查,并進(jìn)行綜合判斷,達(dá)到確珍和最終排除故障的目的。
1）直觀法。2）系統(tǒng)自診斷法。3）參數(shù)檢查法。4）功能程序測試法。5）部件交換法。6）測量比較法。7）原理分析法。8）敲擊法。9）局部升溫法。10）轉(zhuǎn)移法。
除了以上介紹的故障檢測方法外,還有插拔法、電壓拉偏法、敲擊法等等,這些檢查方法各有特點,維修人員可以根據(jù)不同的現(xiàn)象對故障進(jìn)行綜合分析,縮小故障范圍,排除故障。
4、維修方法
在數(shù)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(zhì)量,在維修過程中經(jīng)常使用的維修方法有以下幾種:
（1）初始化復(fù)位法。由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警,可用硬件復(fù)位或開關(guān)系統(tǒng)電源依次來清除故障,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)定錯誤就可能造成系統(tǒng)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(tǒng)搜索功能進(jìn)行檢查,改正所有錯誤,以確保其正常運行。
（3）調(diào)節(jié)、最佳化調(diào)整法。調(diào)節(jié)是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調(diào)節(jié),修正系統(tǒng)故障。
（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,使機床迅速投入正常運轉(zhuǎn),然后將壞板修理或返修,這是目前最常用的排故辦法。
（5）改善電源質(zhì)量法。目前一般采用穩(wěn)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(yù)防性措施來減少電源板的故障。
（6）維修信息跟蹤法。一些大的制造公司根據(jù)實際工作中由于設(shè)計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
（7）修復(fù)法。對數(shù)控機床的故障進(jìn)行恢復(fù)性修復(fù)、調(diào)整、復(fù)位行程開關(guān)、修復(fù)脫焊、斷線、修復(fù)機械故障等。
5、維修記錄到位
維修時應(yīng)記錄、檢查的原始數(shù)據(jù)、狀態(tài)較多,記錄越詳細(xì),維修就越方便,用戶最好根據(jù)本廠的實際清況,編制一份故障維修記錄表,在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,操作者可以根據(jù)表的要求及時填入各種原始材料,供再維修時參考。
通常維修記錄包括以下幾方面的內(nèi)容;(1)現(xiàn)場記錄;(2)故障原因;(3)解決方法;(4)遺留的問題;(5)日期和停工的時間;(6)維修人員情況;(7)資料記錄。
二、小結(jié)
數(shù)控機床維修技術(shù)的實施,提高重復(fù)性故障的維修速度,提高維修者的理論水平和維修能力,有利于分析設(shè)備的故障率及可維修性,改進(jìn)操作規(guī)程,提高機床壽命和利用率,并能充分實現(xiàn)資源共享。使其具有可利用性、可持續(xù)發(fā)展性,為規(guī)范數(shù)控維修行業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
中圖分類號TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2013）96-0181-02
0 引言
隨著電子行業(yè)的日益更新，當(dāng)今數(shù)控理論的調(diào)整發(fā)展，使得數(shù)控技術(shù)也在不斷地跟著進(jìn)步，數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)因此變得更加地復(fù)雜，智能化程度也是越來越高，數(shù)控技術(shù)在生產(chǎn)中的實踐運用，維護(hù)等技術(shù)，也在不斷地變化著。因此，對于數(shù)控機床的控制和維修，形成一套完整的理論系統(tǒng)體系，是大多數(shù)控技術(shù)人員的期望。希望借助這個理論體系，讓控制和維修人員，能夠更加快速地掌握數(shù)控的操作和維護(hù)技術(shù)。
1 數(shù)控機床控制技術(shù)
1.1 概念
數(shù)據(jù)機床控制是指通過數(shù)控程序，對數(shù)控機床下達(dá)工作指令，讓數(shù)控機床按照預(yù)定的工作程序，對需要加工的零件進(jìn)行自動化操作的過程。其操作前，需要先確定零件在機床的安裝位置，刀具與零件之間在進(jìn)行工作時的尺寸參數(shù)。機器操作的路線，切削規(guī)格等參數(shù)等。掌握這些參數(shù)之后，才由程序員編制加工的數(shù)控操作程序單。然后讓電腦按照制定的程序，進(jìn)行規(guī)范的操作的一種深加工過程。
1.2 數(shù)控機床的電氣控制
數(shù)控機床的電氣控制主要由電流、位置、速度三個控制環(huán)利用串聯(lián)的原理組成的。
1）電流環(huán)的功能是為伺服電機，提供其所需要的轉(zhuǎn)矩電路。通常情況下，其與電動機之間的匹配調(diào)節(jié)，是事先就由制造者配備了相應(yīng)的匹配參數(shù)。其反饋信號也在制造時，已經(jīng)在伺服系統(tǒng)內(nèi)聯(lián)接好了。因此不需要事后進(jìn)行接線與調(diào)整；
2）速度環(huán)的功能是控制電機的轉(zhuǎn)速，也就是坐標(biāo)軸在工作時的運行速度的電路。速度調(diào)節(jié)器其P、I調(diào)整值，都是根據(jù)騷動坐標(biāo)軸負(fù)載量，或者是機械轉(zhuǎn)動的剛度與間隙等特性來決定的。一旦這些特性發(fā)生了變化，就需要對機械的傳動系統(tǒng)進(jìn)行檢查和修復(fù)，然后再正確調(diào)整數(shù)控設(shè)備速度環(huán)的PI調(diào)節(jié)器；
3）位置環(huán)是對各坐標(biāo)軸按照程序設(shè)備的指令進(jìn)行工作，用于精確定位它位置的控制環(huán)節(jié)。位置環(huán)的正確運行與否，直接影響到坐標(biāo)軸的工作精度。位置環(huán)的工作包括兩部分。
其一，位置環(huán)是測量元件的精度是否與CNC系統(tǒng)脈沖當(dāng)量匹配。測量元件每次移動的距離，外部倍頻電路是否與系統(tǒng)廟宇的分辨率相符。測量元件與分辨率肪沖比必須達(dá)到100倍頻方，才算合格。比如，位置測量時，元件脈沖次數(shù)10/mm，那么系統(tǒng)的分辨率應(yīng)為0.001mm才算匹配。
其二，對位置環(huán)KV值的設(shè)定和調(diào)節(jié)。KV值一般是被當(dāng)作機床數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置的，數(shù)控系統(tǒng)中，對KV值的數(shù)值單位和設(shè)置地位都進(jìn)行指定。速度環(huán)在進(jìn)行最佳化調(diào)節(jié)后。KV值則是鑒定機床性能好壞，工作精度是否準(zhǔn)確的重要因素。KV值體現(xiàn)了機床運動坐標(biāo)，運動時性能的優(yōu)勢程度。關(guān)于KV值的設(shè)置，需要參考和符合以下公式：
KV=V/其中KV即位置環(huán)增益系數(shù) V即坐標(biāo)運行速度，m/min 即跟蹤誤差，mm 注意不同的單位，數(shù)據(jù)參數(shù)代表的涵義也不一樣。
2 數(shù)控機床維修方法
2.1 故障檢查
首先要對進(jìn)行進(jìn)行檢查，查找機床究竟問題出在哪里，先可對機器的使用人員進(jìn)行詢問，再進(jìn)行目測，觸摸機器的各個線路是否完好，檢查是否短路。再通電進(jìn)行檢測，如果不行，再利用進(jìn)行檢查，對機器的信號與報警裝置，接口狀態(tài)，參數(shù)調(diào)整等各種方法，直到查出機床的問題為止。故障檢查這一步就算結(jié)束了。它是機床維修前的基礎(chǔ)工作。只有正確地發(fā)現(xiàn)其問題，才能有針對性地對其進(jìn)行修理。
2.2 維修方法
故障排查出來之后，再進(jìn)行機床的維修，這里給大家介紹幾種常見的機床障維修方法。
1）電源：電源是整個機床是否能夠順利工作的能量來源，它的損壞輕則會導(dǎo)致程序數(shù)據(jù)丟失，產(chǎn)生停機現(xiàn)象。重者可能毀壞整個系統(tǒng)。在我國，由于電力系統(tǒng)不是很充沛，所以經(jīng)常導(dǎo)致電源的損壞，電源損壞應(yīng)及時維修。然而做好提前的準(zhǔn)備，才是預(yù)防電源損壞的根源。因此我們在設(shè)計機床的供電系統(tǒng)時，就盡量為它提供單獨的配電箱，在電網(wǎng)供電質(zhì)量不良的地方，三相交流穩(wěn)壓裝置，也是必須事先配備的。接入數(shù)控機訂的電源中線與接地線一定要分開，并且使用三相五線制等；
2）位置環(huán)故障：首先，位置環(huán)報警可能產(chǎn)生的原因是位置測量回路開路、測量元件已經(jīng)損壞、接口信號損壞等。其次，坐標(biāo)軸在脫離指令下運動，可是造成的原因是漂移可能過大；位置環(huán)或速度環(huán)接成正反饋；元件損壞等；
3）機床坐標(biāo)查找不到零點?？赡茉斐傻脑蚴橇惴较蚺c零點遠(yuǎn)離；編碼器損壞光柵零點標(biāo)、回零差事開關(guān)失靈等；
4）機床動態(tài)性差：其中原因可能是機械傳動系統(tǒng)磨損嚴(yán)重，或者間隙過大造成的?；蛘呤菍?dǎo)軌工作做得不充分。對于電氣控制系統(tǒng)，造成這樣的問題可能原因是速度、位置環(huán)和相關(guān)參數(shù)，已經(jīng)不處于最佳匹配狀態(tài)。應(yīng)在故障排除后，及時進(jìn)行調(diào)整，使得達(dá)到最佳效果。
諸如此類等等問題，故障在查出之后，立即根據(jù)相關(guān)的維修方案進(jìn)行正確地修理，對各種電路，參數(shù)，控制系統(tǒng)，電源等問題，進(jìn)行仔細(xì)確認(rèn)，然后針對性地調(diào)整維護(hù)方案，并且把每次維修的記錄地都記載下來，以便下一次遇到同樣的情況，好迅速地作出處理。
3 結(jié)論
根據(jù)以上依據(jù)，我們可以得知，數(shù)控機床的控制與維修技術(shù)，在我國雖然還沒有形成非常完善的理論體系。但是只要我們仔細(xì)地摸索排查，利用自己和別人總結(jié)出來的經(jīng)驗，記載下來，對我國未來制定完整的數(shù)控機床控制技術(shù)和機床維修技術(shù)，無疑有著重大的借鑒意義。
參考文獻(xiàn)
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隨著電子技術(shù)和自動化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。以微處理器為基礎(chǔ)，以大規(guī)模集成電路為標(biāo)志的數(shù)控設(shè)備，已在我國批量生產(chǎn)、大量引進(jìn)和推廣應(yīng)用，它們給機械制造業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了條件，并帶來很大的效益。但同時，由于它們的先進(jìn)性、復(fù)雜性和智能化高的特點，在維修理論、技術(shù)和手段上都發(fā)生了飛躍的變化。
一、數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)成與特點
目前世界上的數(shù)控系統(tǒng)種類繁多，形式各異，組成結(jié)構(gòu)上都有各自的特點。對于不同的生產(chǎn)廠家來說，基于歷史發(fā)展因素以及各自因地而異的復(fù)雜因素的影響，在設(shè)計思想上也可能各有千秋。然而無論哪種系統(tǒng)，它們的基本原理和構(gòu)成是十分相似的。一般整個數(shù)控系統(tǒng)由三大部分組成，即控制系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)和位置測量系統(tǒng)。控制系統(tǒng)按加工工件程序進(jìn)行插補運算，發(fā)出控制指令到伺服驅(qū)動系統(tǒng)；伺服驅(qū)動系統(tǒng)將控制指令放大，由伺服電機驅(qū)動機械按要求運動；測量系統(tǒng)檢測機械的運動位置或速度，并反饋到控制系統(tǒng)，來修正控制指令。這三部分有機結(jié)合，組成完整的閉環(huán)控制的數(shù)控系統(tǒng)。
控制系統(tǒng)主要由總線、CPU、電源、存貯器、操作面板和顯示屏、位控單元、可編程序控制器邏輯控制單元以及數(shù)據(jù)輸N輸出接口等組成。最新一代的數(shù)控系統(tǒng)還包括一個通訊單元，它可完成CNC，PLC的內(nèi)部數(shù)據(jù)通訊和外部高次網(wǎng)絡(luò)的連接。伺服驅(qū)動系統(tǒng)主要包括伺服驅(qū)動裝置和電機。位置測量系統(tǒng)主要是采用長光柵或圓光柵的增量式位移編碼器。
數(shù)控系統(tǒng)的主要特點是：可靠性要求高，因為一旦數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障，即造成巨大經(jīng)濟損失；有較高的環(huán)境適應(yīng)能力，因為數(shù)控系統(tǒng)一般為工業(yè)控制機，其工作環(huán)境為車間環(huán)境，要求它具有在震動，高溫，潮濕以及各種工業(yè)千擾源的環(huán)境條件下工作的能力；接口電路復(fù)雜，數(shù)控系統(tǒng)要與各種數(shù)控設(shè)備及外部設(shè)備相配套，要隨時處理生產(chǎn)過程中的各種情況，適應(yīng)設(shè)備的各種工藝要求，因而接口電路復(fù)雜，而且工作頻繁。
二、故障分類
數(shù)控機床的常見故障按性質(zhì)產(chǎn)生原因分為以下幾類：
（1）系統(tǒng)性故障和隨機性故障
所謂故障的系統(tǒng)性故障和隨機性故障是說故障有其必然性和偶然性，也就是說有些故障是可以避免的，有些是不可避免的。系統(tǒng)性故障是指機床或數(shù)控系統(tǒng)部分在一定的條件下必然出現(xiàn)的故障；隨機性故障指偶然性出現(xiàn)的故障，一般隨機性故障往往是由于機械結(jié)構(gòu)的局部松動和錯位，控制系統(tǒng)中的元件出現(xiàn)工作特性漂移，機床電器元件可靠性下降等原因造成的，這類故障在同樣的條件下只偶然出現(xiàn)一兩次，需反復(fù)試驗和綜合判斷才能排除。
（2）有診斷顯示故障和無故障顯示故障
顧名思義，就是當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，系統(tǒng)有無診斷顯示。目前，數(shù)控機床配置的數(shù)控系統(tǒng)都有較豐富的自診斷功能，日本FANUC公司和德國SIEMENS公司的數(shù)控系統(tǒng)，以及國產(chǎn)的KND數(shù)控系統(tǒng)都具有幾百條報警信號，有診斷顯示故障一般都與控制部分有關(guān)，根據(jù)報警內(nèi)容，較容易找到故障原因。無診斷顯示的故障，往往機床停在某一位置不能動，甚至手柄操作也失靈，維修人員只能根據(jù)出現(xiàn)故障前后的現(xiàn)象來分析判斷，排除故障。
（3）破壞性故障和非破環(huán)性故障
以故障有無破環(huán)性將故障分為破環(huán)性故障和非破壞性故障。對于破環(huán)性故障，如伺服系統(tǒng)失控造成撞車短路等，維修難度大，有一定的危險，修后不允許再次出現(xiàn)這類現(xiàn)象。非破壞性故障可經(jīng)多次反復(fù)試驗直至排除，不會對機床造成損壞。
（4）機床運動特性故障
這類故障發(fā)生后，機床照常運行，也沒有任何報警顯示，但加工出的工件不合格，這些故障，必須在檢測儀器配合下，對電氣控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、機械連接、液壓系統(tǒng)等進(jìn)行綜合分析，采取綜合措施。
（5）硬件故障和軟件故障
以發(fā)生故障的部位將故障分為硬件故障和軟件故障。硬件故障只要通過更換某些元器件即可排除，而軟件故障一般是因程序編制錯誤或參數(shù)設(shè)置錯誤造成的，只要通過修改程序內(nèi)容或修訂機械參數(shù)就可排除。
三、數(shù)控機床的維修管理
（1）選擇合理的維修方式
設(shè)備維修方式可以分為事后維修、預(yù)防維修、改善維修、預(yù)知維修或狀態(tài)檢測維修、維修預(yù)防等，選擇最佳的維修方式，是要用最少的費用取得最好的修理效果。如果從修理費用、停產(chǎn)損失、維修組織工作和修理效果等方面去衡量，每一種維修方式都有它的優(yōu)點和缺點?，F(xiàn)代數(shù)控機床具有自動檢測、自動診斷功能。對數(shù)控機床的維修，可以選擇預(yù)知維修或狀態(tài)檢測維修的方式。這是一種以設(shè)備狀態(tài)為基礎(chǔ)的預(yù)防維修，在設(shè)計上廣泛采用檢測系統(tǒng)，在維修上采用高級診斷技術(shù)，根據(jù)狀態(tài)監(jiān)視和診斷技術(shù)提供的信息，判斷機床的異常，預(yù)知機床的故障，在故障發(fā)生前進(jìn)行適當(dāng)維修。這種維修方式由于維修時機掌握的及時，機床零件的壽命可以得到充分利用，避免過修和欠修，是一種最合理的維修方式，適用于數(shù)控機床這樣的重點、關(guān)鍵設(shè)備。
（2）組建一支高素質(zhì)的維修隊伍
數(shù)控機床的故障診斷及維修在內(nèi)容、手段和方法上，與傳統(tǒng)機床的故障診斷及維修有很大的區(qū)別。并且數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)型號多，更新快。這就要求維修人員應(yīng)具有高的專業(yè)素質(zhì)：
專業(yè)知識面廣。掌握或了解機械加工工藝、電機拖動和自動控制、電工原理、電子技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感器與檢測技術(shù)、液壓技術(shù)和氣動技術(shù)等方面的知識。
0.引言
近年來，我國工業(yè)發(fā)展規(guī)模不斷擴大，對工業(yè)生產(chǎn)效率要求也在不斷提高。數(shù)控機床作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)不可或缺的一部分，在數(shù)控機電氣運行過程中，受多種因素的影響，會造成設(shè)備出現(xiàn)故障，進(jìn)而影響到數(shù)控機床電氣系統(tǒng)運行效率，不利于生產(chǎn)效率的提高。電氣維修技術(shù)作為數(shù)控機床電氣系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行的保障，加大數(shù)控機床電氣維修技術(shù)的應(yīng)用可以有效地提高數(shù)控機床電氣設(shè)備運行效率，為企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟效益。
1.數(shù)控機床的電氣維修的重要性
隨著經(jīng)濟、科技的不斷發(fā)展，我國工業(yè)事業(yè)得到了飛速發(fā)展。數(shù)控機床設(shè)備作為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展不可或缺的一部分，數(shù)控機床是一種高效率的自動化自創(chuàng)，數(shù)控機床設(shè)備的應(yīng)用極大的提高工業(yè)生產(chǎn)效率。在這個競爭日益激烈的市場環(huán)境下，經(jīng)濟效益是企業(yè)生存的保障，而企業(yè)為了更好地生存，就會加大生產(chǎn)，加重數(shù)控機床設(shè)備的負(fù)荷，而在數(shù)控機床設(shè)備運行過程中，由于過量的操作，長時間運行，會造成電氣發(fā)熱，導(dǎo)致一些性能交差的原件經(jīng)不住考驗而出現(xiàn)故障，對于數(shù)控機床設(shè)備而言，它本身比較昂貴，而企業(yè)不合理的加工工序，長時間的使用數(shù)控機床，很容易就會造成數(shù)控機床出現(xiàn)故障，使得運行過程合縱數(shù)控機床失效，造成工作的停頓，影響到生產(chǎn)進(jìn)度和效率。數(shù)控機床電氣維修技術(shù)作為數(shù)控機床穩(wěn)定運行的保障，只有做好數(shù)控機床電氣維修工作，才能降低數(shù)控機床設(shè)備故障，保障數(shù)控機床設(shè)備在生命周期內(nèi)正常運行，發(fā)揮其功效，繼而不斷提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟效益[1]。
2.數(shù)控機床電氣故障分類
2.1硬件故障
數(shù)控機床設(shè)備一種電氣化的設(shè)備，在運行過程中，很容易出現(xiàn)數(shù)控機床電氣硬件故障，如電子故障、電器件故障、線路故障、接插件故障等，這些故障的發(fā)生會影響到數(shù)控機床運行效率。
2.2PLC故障
PLC 作為一種重要的工作裝置，它是以計算機為核心技術(shù)，對工業(yè)電器系統(tǒng)中的繼電器進(jìn)行邏輯編輯控制。然而在數(shù)控機床電氣運行過程中，受多種因素的影響，會造成PLC裝置出現(xiàn)故障，一旦PLC裝置出現(xiàn)故障，就會影響到整個電氣系統(tǒng)的運行。
3.電氣繼電保護(hù)的維修技術(shù)
3.1觀察法
數(shù)控機床作為一種機械設(shè)備，而在這個就講究效益的社會環(huán)境下，企業(yè)就會批量的加工生產(chǎn)，進(jìn)而使得數(shù)控機床設(shè)備出現(xiàn)超負(fù)荷運行，電氣設(shè)備就會因過壓而出現(xiàn)短路、燒壞線等問題。針對這類的故障，往往會有明顯的外部現(xiàn)象，如燒焦、電氣裝置發(fā)熱、冒煙等。此時，通過眼睛直接觀察，就可以判定出故障的所在。如果觀察到電氣裝置內(nèi)部發(fā)黃、有燒焦氣味散出，則就可以斷定為繼電裝置出現(xiàn)故障，進(jìn)而維修人員就要基礎(chǔ)更換已經(jīng)損壞的元件，確保系統(tǒng)運行穩(wěn)定。
3.2對比法
對比法就是通過兩臺型號、性能相同的裝置進(jìn)行比較，通過測試兩臺電氣設(shè)備的性能才找出故障的所在。在數(shù)控機床電氣設(shè)備運行過程中，當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)故障時，可以利用一臺與該故障設(shè)備型號、性能相同的設(shè)備進(jìn)行比較，讓兩臺裝置在相同情況下運行，通過觀察兩臺儀表測到的信號來進(jìn)行對比，進(jìn)而判斷故障所在。
3.3故障分析
數(shù)控機床電氣設(shè)備發(fā)生故障后，首先要確定設(shè)備類型，然后以當(dāng)前的顯示參數(shù)為依據(jù)，迅速判斷設(shè)備的具體故障，設(shè)備故障分析與檢修的前提必須是足夠了解電力運行相關(guān)參數(shù)及其他相關(guān)理論知識，檢修前應(yīng)向工作人員詢問生產(chǎn)過程當(dāng)中的工藝情況以及故障前的參數(shù)變化，查詢裝置運行記錄等工作[2]。
3.4備件置換法
當(dāng)故障分析結(jié)果集中于某一印制電路板上時，由于電路集成度的不斷擴大而要把故障落實于其上某一區(qū)域乃至某一元件是十分困難的，為了縮短停機時間，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(fù)故障板。設(shè)備的更換必須是在斷電情況下進(jìn)行，確保維修技術(shù)人員的人身安全。另外，針對一些特殊的元件，必須嚴(yán)格按照操作說明進(jìn)行，如，電路板，在更換電路板的時候，一定要記錄下原有的開關(guān)位置和設(shè)定狀態(tài)，并將新板作好同樣的設(shè)定，否則會產(chǎn)生報警而不能工作[3]。
3.5數(shù)控系統(tǒng)的控制
數(shù)控機床系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、可靠性直接關(guān)系到了數(shù)控機床電氣運行效率。為了給企業(yè)創(chuàng)造更多的價值，就必須做好數(shù)控系統(tǒng)的管理[4]。首先，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，建立開放式的數(shù)控系統(tǒng)，通過利用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機械設(shè)備動作控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和開關(guān)量，實現(xiàn)數(shù)控機床電氣的自動化控制；其次，要安排專業(yè)的技術(shù)人員，對數(shù)控機床電氣設(shè)備進(jìn)行日常管理，做好日常記錄工作和技術(shù)分析，確保電氣設(shè)備的正常運行。
3.6電源線路的選擇
電源是提供計算機中所有部件所需要的電能。電源功率的大小，電流和電壓是否穩(wěn)定，將直接影響計算機的工作性能和使用壽命。在數(shù)控機床電氣運行過程中，電源是數(shù)控機床運作的基礎(chǔ)，電源線路的好壞直接關(guān)系到數(shù)控機床運作的連續(xù)性、穩(wěn)定性。在電氣系統(tǒng)中，變頻器的工作方式是先將系統(tǒng)中導(dǎo)入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，再將直流電變?yōu)榻涣麟?，在?shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中，電氣控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)電源模塊，將進(jìn)入系統(tǒng)中的交流電通過調(diào)頻器轉(zhuǎn)換為一定的直流電，從而滿足電氣系統(tǒng)的用電需求，同時通過對電源線路的優(yōu)化設(shè)計，在系統(tǒng)斷電之后，機床信號可以得到歸零，在系統(tǒng)通電后，機床信號就會自行恢復(fù)，從而保障了數(shù)控系統(tǒng)的可行性[5]。
3.結(jié)語
在這個競爭日益激烈的市場環(huán)境下，企業(yè)參與市場競爭的手段就是經(jīng)濟效益。對于加工生產(chǎn)企業(yè)來說，企業(yè)的經(jīng)濟效益與數(shù)控機床電氣有著直接的關(guān)聯(lián)。數(shù)控機床作為一種自動化的電氣設(shè)備，為了確保數(shù)控機床電氣穩(wěn)定運行，就必須做好數(shù)控機床電氣維修工作，采用有效的維修技術(shù)，做好數(shù)控機床電氣系統(tǒng)管理，進(jìn)而不斷提高數(shù)控機床電氣生產(chǎn)效率，為企業(yè)帶來更好的經(jīng)濟效益。
參考文獻(xiàn)
[1]孫敏敏. 關(guān)于數(shù)控機床電氣維修技術(shù)及發(fā)展趨勢的探討[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，29：104.
[2]何云. 數(shù)控機床的電氣維修技術(shù)及發(fā)展趨勢探討[J]. 電子制作，2013，10：232.
2數(shù)控機床維修改造中存在的問題
2.1數(shù)控機床的故障分類
在機床所產(chǎn)生的故障中，根據(jù)實際問題劃分為機械故障和電氣問題，所以在維修中要先確定故障類型，檢查電器系統(tǒng)的運行情況，尤其對設(shè)備報警現(xiàn)象、設(shè)備過流、運行異常等進(jìn)行確定。其次在設(shè)備維修和升級過程中，會因添加或升級設(shè)備添加或更換元件，這會使新原件和設(shè)備產(chǎn)生排斥并且提高設(shè)備的返修率。
2.2滾珠絲桿的問題
滾珠絲桿在長期工作的狀態(tài)下，其中的油會逐步被消耗，一旦油不能祈禱作用就會為整個設(shè)備體系帶來運動誤差，所以在設(shè)備保養(yǎng)的上要將絲杠的性作為主要的保養(yǎng)內(nèi)容。絲桿在注油中要避免新舊由重復(fù)添加。并對絲桿的支承軸承的運行狀態(tài)進(jìn)行更換，避免設(shè)備電源在使用上行成的安全隱患。
2.3漏保制動問題
機床的電機部分會因為電機熱積累和短路等問題造成電路燒毀，根據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，所有連續(xù)工作超過0.5kW的電機必須裝配電動機熱保設(shè)備，一旦電機在運行中出現(xiàn)過載和短路的現(xiàn)象，熱保護(hù)中的金屬片會出現(xiàn)彎曲，形成機械連接中的短路點，但是有的部件在維修中忽略這一問題，使用廉價的配件，這使電機的熱保護(hù)能力下降。同時電動機的電阻反應(yīng)時間和電流保護(hù)器相互矛盾，保護(hù)器常常出現(xiàn)時間和常數(shù)上的巨大差異，使電路的熱保性能大大降低。
3數(shù)控機床維修改造中的要點
3.1堅持“先易后難、先里后外”的維修原則
數(shù)控機床在維修過程中必須堅持“先易后難、先里后外”的維修原則。數(shù)控機床使用一定時間后自身的故障會逐漸增多，所以數(shù)控機床在維修和檢修上要先針對簡單問題進(jìn)行處理，然后在排除復(fù)雜故障。
3.2數(shù)控機床結(jié)構(gòu)復(fù)雜
數(shù)控機床作為一體化設(shè)備，在結(jié)構(gòu)上十分復(fù)雜。電器件的損壞和連接設(shè)備出現(xiàn)的接觸不良都可能直接導(dǎo)致數(shù)控機床出現(xiàn)故障，同時在外部環(huán)境發(fā)生變化的過程中，會引發(fā)數(shù)控機床的多種問題，所以數(shù)控機床在維修和改造中要根據(jù)開關(guān)、元件、液壓閥等進(jìn)行仔細(xì)研究，注意電控設(shè)備的插座和端子位置、以及線路板的插頭座等問題，同時對濕度、油污、粉塵等常規(guī)性檢修必不可少，通過對數(shù)控機床的日常檢修能夠避免出現(xiàn)大修的狀況，另外還能夠避免機床設(shè)備精度受到影響的問題。
3.3進(jìn)行具體的問題分析
數(shù)控機床在維修前不僅要研究好設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖和電路圖，還要根據(jù)實際設(shè)備拆裝后進(jìn)行具體的問題分析，要根據(jù)設(shè)備所發(fā)生的原因和故障進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，保證故障出現(xiàn)的原因和解決方法，針對設(shè)備故障的針對性和故障性進(jìn)行合理診斷。在對設(shè)備的通電性的控制上，要以數(shù)控機床的動態(tài)故障查找為基礎(chǔ)，進(jìn)行故障檢測。
4數(shù)控機床維修改造需要注意的技術(shù)要點
4.1大型專用數(shù)控設(shè)備的技術(shù)要點
①對于大中型的數(shù)控機床的主軸一般都是采用齒輪變速的傳動方式，以擴大恒功率區(qū)域的變速范圍，保證低速時可傳遞較大的轉(zhuǎn)矩。由于齒輪的變速存有“掛檔”的問題，為了預(yù)防掛檔時出現(xiàn)頂齒的現(xiàn)象需要采用電動瞬動來完成。因此，在進(jìn)行大慣量部件的延時時需要采用時間繼電器來進(jìn)行檢測。②所有的掛檔纖維開關(guān)都要與計算機設(shè)備相互結(jié)合，在進(jìn)行掛檔順點的控制時，要根據(jù)接口輸出確定短向運行命令，但是由于操作程序需要多個元件聯(lián)合調(diào)試，一旦有一個元件出現(xiàn)問題，PAL系統(tǒng)就不能對電機的運動問題進(jìn)行處理。③在數(shù)控機床的設(shè)備中需要特別注意在面板上保留手動掛檔的按鈕開關(guān)。④在專有機床的數(shù)控改造中，需要進(jìn)行參數(shù)宏調(diào)用的方式以實現(xiàn)PLC程序和零件加工程序之間信息的傳遞，最終實現(xiàn)特殊的功能要求。⑤所有的大型數(shù)控設(shè)備都要注意結(jié)構(gòu)部件的放松和夾緊問題，尤其在坐標(biāo)軸運動的狀態(tài)下要放松設(shè)備結(jié)構(gòu)，但部件達(dá)到合理位置后必須夾緊。⑥將坐標(biāo)軸分成高夾、低夾兩個程度，以避免夾緊時出現(xiàn)抖動的現(xiàn)象。
4.2絲杠的維修重點
絲杠維修情況比較復(fù)雜。設(shè)備在進(jìn)行數(shù)控機床改造和維修的過程中，要根據(jù)原操作系統(tǒng)重新設(shè)置相關(guān)參數(shù)，在調(diào)整合適的位帶與夾緊帶。振蕩軸的位置固定不能以臨時性作為基準(zhǔn)，要保證一次維修就能解決問題。
4.3數(shù)控機床設(shè)備的導(dǎo)軌
在數(shù)控機床的設(shè)置程序上來看，機床導(dǎo)軌是主要的機床外界裝置，車床導(dǎo)軌的工藝性和精度性是維修的重點，導(dǎo)軌的替換材料要保證足夠的耐磨性，并且數(shù)直。以此避免數(shù)控機床導(dǎo)軌在運行過程中出現(xiàn)變形額度情況，具體的設(shè)備導(dǎo)軌還要根據(jù)導(dǎo)軌性進(jìn)行防護(hù)。另外，一般的機床齒輪都集中在變速箱和主軸箱中，這就要求稅控機床的齒輪精確要高于普通機床，以此保證數(shù)控機床的傳動精度，要保證維修后的機床整體結(jié)構(gòu)能滿足間隙傳動的要求。
4.4數(shù)控機床維修改造完成后的驗收
數(shù)控設(shè)備在完成相關(guān)調(diào)試后要設(shè)備的出場檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗收，例如在數(shù)控機床的維修中從線路改版、到設(shè)備組裝，都要嚴(yán)格執(zhí)行出場檢測，此外在數(shù)控機床的調(diào)試過程中，要由專人對設(shè)備的機械、液壓等操作進(jìn)行合理調(diào)試，所有調(diào)試程序都要按照從簡到繁、從內(nèi)到外的程序來控制，此外，所有的設(shè)備維修要根據(jù)設(shè)備的既有原則進(jìn)行，不得擅自變更和轉(zhuǎn)換設(shè)備線路布置。
中圖分類號：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
1數(shù)控機床維修技術(shù)分析
1.1故障記錄具體
數(shù)控機床發(fā)生故障時，對于操作人員應(yīng)首先停止機床，保護(hù)現(xiàn)場，并對故障進(jìn)行盡可能詳細(xì)的記錄，并及時通知維修人員。
1.1.1故障發(fā)生時的情況記錄
（1）發(fā)生故障的機床型號，采用的控制系統(tǒng)型號，系統(tǒng)的軟件版本號。
（2）故障的現(xiàn)象，發(fā)生故障的部位，以及發(fā)生故障時機床與控制系統(tǒng)的現(xiàn)象。
（3）發(fā)生故障時系統(tǒng)所處的操作方式。
（4）若故障在自動方式下發(fā)生，則應(yīng)記錄發(fā)生故障時的加工程序號，出現(xiàn)故障的程序段號，加工時采用的刀具號等。
（5）若發(fā)生加工精度超差或輪廓誤差過大等故障，應(yīng)記錄被加工工件號，并保留不合格工件。
（6）在發(fā)生故障時，若系統(tǒng)有報警顯示，則記錄系統(tǒng)的報警顯示情況與報警號。
（7）記錄發(fā)生故障時，各坐標(biāo)軸的位置跟隨誤差的值。
（8）記錄發(fā)生故障時，各坐標(biāo)軸的移動速度、移動方向，主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向等。
1.1.2故障發(fā)生的頻繁程度記錄
（1）故障發(fā)生的時例與周期。
（2）故障發(fā)生時的環(huán)境情況。
（3）若為加工零件時發(fā)生的故障，則應(yīng)記錄加工同類工件時發(fā)生故障的概率情況。
（4）檢查故障是否與“進(jìn)給速度”、“換刀方式”或是“螺紋切削”等特殊動作有關(guān)。
1.1.3故障的規(guī)律性記錄。
1.1.4故障時的外界條件記錄。
1.2故障檢查方法
維修人員故障維修前，應(yīng)根據(jù)故障現(xiàn)象與故障記錄，認(rèn)真對照系統(tǒng)、機床使用說明書進(jìn)行各項檢查以便確認(rèn)故障的原因。當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時，首先要搞清故障現(xiàn)象，向操作人員了解第一次出現(xiàn)故障時的情況，在可能的情況下觀察故障發(fā)生的過程，觀察故障是在什么情況下發(fā)生的，怎么發(fā)生的，引起怎樣的后果。搞清了故障現(xiàn)象，然后根據(jù)機床和數(shù)控系統(tǒng)的工作原理，就可以很快地確診并將故障排除，使設(shè)備恢復(fù)正常使用。故障檢查包括：
（1）機床的工作狀況檢查。
（2）機床運轉(zhuǎn)情況檢查。
（3）機床和系統(tǒng)之間連接情況檢查。
（4）CNC裝置的外觀檢查。
維修時應(yīng)記錄檢查的原始數(shù)據(jù)、狀態(tài)，記錄越詳細(xì)，維修就越方便，用戶最好編制一份故障維修記錄表，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，操作者可以根據(jù)表的要求及時填入各種原始材料，供維修時參考。
1.3故障診斷
故障診斷是進(jìn)行數(shù)控機床維修的第二步，故障診斷是否到位，直接影響著排除故障的快慢，同時也起到預(yù)防故障的發(fā)生與擴大的作用。首先維修人員應(yīng)遵循以下兩條原則：
（1）充分調(diào)查故障現(xiàn)場。這是維修人員取得維修第一手材料的一個重要手段。
（2）認(rèn)真分析故障的原因。分析故障時，維修人員不應(yīng)局限于 CNC部分，而是要對機床強電、機械、液壓、氣動等方面都作詳細(xì)的檢查，并進(jìn)行綜合判斷，達(dá)到確珍和最終排除故障的目的。
直觀法；系統(tǒng)自診斷法；參數(shù)檢查法；功能程序測試法；部件交換法；測量比較法；原理分析法；敲擊法；局部升溫法；轉(zhuǎn)移法。
1.4維修方法
在數(shù)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(zhì)量，在維修過程中經(jīng)常使用的維修方法有以下幾種：
（1）初始化復(fù)位法。由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警，可用硬件復(fù)位或開關(guān)系統(tǒng)電源依次來清除故障，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)定錯誤就可能造成系統(tǒng)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(tǒng)搜索功能進(jìn)行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。
（3）調(diào)節(jié)、最佳化調(diào)整法。調(diào)節(jié)是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調(diào)節(jié)，修正系統(tǒng)故障。
（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，使機床迅速投入正常運轉(zhuǎn)，然后將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦法。
（5）改善電源質(zhì)量法。目前一般采用穩(wěn)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(yù)防性措施來減少電源板的故障。
（6）維修信息跟蹤法。一些大的制造公司根據(jù)實際工作中由于設(shè)計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
（7）修復(fù)法。對數(shù)控機床的故障進(jìn)行恢復(fù)性修復(fù)、調(diào)整、復(fù)位行程開關(guān)、修復(fù)脫焊、斷線、修復(fù)機械故障等。
1.5維修記錄到位
維修時應(yīng)記錄、檢查的原始數(shù)據(jù)、狀態(tài)較多，記錄越詳細(xì)，維修就越方便，用戶最好根據(jù)本廠的實際清況，編制一份故障維修記錄表，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，操作者可以根據(jù)表的要求及時填入各種原始材料，供再維修時參考。
通常維修記錄包括以下幾方面的內(nèi)容：現(xiàn)場記錄；故障原因；解決方法；遺留的問題；日期和停工的時間；維修人員情況；資料記錄。
2結(jié)語
數(shù)控機床維修技術(shù)的實施，提高重復(fù)性故障的維修速度，提高維修者的理論水平和維修能力，有利于分析設(shè)備的故障率及可維修性，改進(jìn)操作規(guī)程，提高機床壽命和利用率，并能充分實現(xiàn)資源共享。使其具有可利用性、可持續(xù)發(fā)展性，為規(guī)范數(shù)控維修行業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)。
中圖分類號：TH52.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
一、數(shù)控機床設(shè)備故障分析
1、數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的故障分析
由于伺服系統(tǒng)涉及的環(huán)節(jié)較多，種類繁多、技術(shù)原理各具特色。因此數(shù)控機床伺服系統(tǒng)故障占機床總故障的比率較高。例如，數(shù)控機床坐標(biāo)軸的移動定位是由位置伺服系統(tǒng)來完成的。位置伺服系統(tǒng)一般采用閉環(huán)或半閉環(huán)控制。其特點是任一環(huán)節(jié)發(fā)生故障都可能導(dǎo)致系統(tǒng)定位不準(zhǔn)確、不穩(wěn)定或失效。診斷定位故障環(huán)節(jié)成為維修的關(guān)鍵。根據(jù)伺服系統(tǒng)的控制原理和系統(tǒng)接口的特性，對系統(tǒng)進(jìn)行分析判斷，已成為行之有效的方法。
2、數(shù)控機床液壓油路的故障分析
油路有時會隨著氣溫的變化而出現(xiàn)漏油的現(xiàn)象，并隨著氣溫的下降短時間漏油越來越嚴(yán)重。但在此過程中機床各項工作正常，也無任何報警提示。隨著溫度的上升短時間漏油的問題就沒有了，故障徹底消失。這種情況下可以排除高壓液壓系統(tǒng)泄露的問題。由此可以判斷夏季安裝調(diào)試時調(diào)整的油壓在冬季還需要進(jìn)行調(diào)整。否則，當(dāng)環(huán)境溫度下降時油粘度增大，冷機啟動液壓系統(tǒng)時，回油泵回油量變小，就出現(xiàn)了主軸箱油供油量大于回油量，造成油外溢故障。解決辦法為冬季、夏季時適當(dāng)調(diào)整油壓值，故障即可消失，機床運行正常。
3、數(shù)控機床回參考點常見故障分析
為什么要回參考點呢？回基準(zhǔn)點是數(shù)控機床的重要功能之一，能否正確地返回基準(zhǔn)點，將會影響到產(chǎn)品的加工質(zhì)量。簡單地說，回參考點是為了每次上電開機后，在機床上建立一個唯一的坐標(biāo)系。
4、含糊的警報信息或無報警故障分析
在數(shù)控機床中，大部分的故障都有資料可查，但也有一些故障，提供的報警信息含糊甚至根本無報警，或者出現(xiàn)的周期較長，無規(guī)律，不定期，給查找分析帶來了很多困難。無報警故障在數(shù)控機床的故障中占有較大的比例。故障的產(chǎn)生通常是由于電源電壓、液壓、氣動、油污、環(huán)境溫度等外部條件的影響所致。另外，數(shù)控機床在使用較長時間后，由于元器件老化、機械零件磨損，也將使系統(tǒng)與機械部分的匹配產(chǎn)生問題，而導(dǎo)致無報警故障的產(chǎn)生。
5、保養(yǎng)不當(dāng)引起的機床故障分析
引起數(shù)控機床故障的原因很多，其中由于缺乏正常的日常維護(hù)保養(yǎng)，造成機械部分過早的磨損、卡阻，引起機床電氣系統(tǒng)的保護(hù)環(huán)節(jié)動作而產(chǎn)生停機故障。像這種故障的情況，在我們工作中經(jīng)常遇到，如機床在使用時由于不及時將鐵屑清除，造成電氣短路；使用中大容量的冷卻水如沒有及時疏通排放造成的危害也很大，既發(fā)生冷卻水流入電動機內(nèi)造成電氣故障。
二、數(shù)控機床設(shè)備全面檢查的方法
1、常規(guī)檢查。目測故障電路板，仔細(xì)檢查有無熔絲燒斷、元器件燒焦、煙熏、開裂現(xiàn)象、有無異物斷路現(xiàn)象，以此可判斷電路板有無過流、過壓和短路等問題。用手摸并輕搖元器件有無松動之感，以此可檢查出一些斷腳和虛焊等問題。用萬用表檢查各種電源之間有無斷路現(xiàn)象，如果沒有，便可接入相應(yīng)的電源。目測有無冒煙和打火等現(xiàn)象，手摸元器件有無異常發(fā)熱現(xiàn)象，以此可發(fā)現(xiàn)一些較為明顯的故障，縮小檢修范圍。
2、靜態(tài)檢查。所謂靜態(tài)，是指非工作狀態(tài)。斷電時可測量元器件的一些阻值參數(shù)以判斷元器件的性能好壞，通電時對半導(dǎo)體元器件的靜態(tài)工作點進(jìn)行檢查，邏輯電路則加以二進(jìn)制輸入碼，分析相應(yīng)的靜態(tài)輸出，以判斷元器件的功能正確性，通過靜態(tài)檢查可查出一些硬性損壞。這種檢查要求維修人員具有較豐富的實際操作經(jīng)驗，對元器件的阻值有一定的概念。
3、動態(tài)檢查。所謂動態(tài)，是指電路板插入主機處于整機工作狀態(tài)或電路板聯(lián)入測試裝置作時序測試狀態(tài)。通過轉(zhuǎn)插板或轉(zhuǎn)接插頭座，將被測板引出機外，以便于測試。
三、數(shù)控機床設(shè)備現(xiàn)場維修要點
1、現(xiàn)場維修的階段劃分通常將現(xiàn)場維修劃分成如下三個階段：
1.1維修前的準(zhǔn)備。維修前的現(xiàn)場調(diào)查、故障信息采集、工具與備品備件的準(zhǔn)備等。
1.2現(xiàn)場維修?，F(xiàn)場維修是維修工作全過程的主要階段，包括對故障的檢測、診斷、分析；判斷系統(tǒng)故障原因，故障定位在板級或元器件級；更換損壞的電路板或元器件；調(diào)整和試機等。
1.3維修后的處理。修復(fù)后的處理對設(shè)備重新投入運行后的技術(shù)維護(hù)及管理十分重要。應(yīng)向用戶交代清楚本次故障的操作原因或基本因素，交待可能發(fā)生故障的準(zhǔn)確信息和環(huán)節(jié)，指導(dǎo)定購必要的備品配件或諸如穩(wěn)壓電源之類的輔助配套設(shè)施，力求排除一切不穩(wěn)定因素。對現(xiàn)場維修的各個階段都要突出階段的工作重點，以便得到現(xiàn)場支援和配合。
2、維修檔案的建立。每一臺數(shù)控機床都應(yīng)有它的維修檔案。維修檔案包括機床的技術(shù)檔案和故障檔案。技術(shù)檔案應(yīng)含有下列技術(shù)資料：操作說明書；編程說明書；機床配置及物理位置；數(shù)控系統(tǒng)原理框圖和數(shù)控裝置框圖；部件線路原理圖：可供測試點的狀態(tài)；輸入輸出信號、檢測元件、執(zhí)行元件的物理位置及編號；機床各部件間的連接圖表；控制系統(tǒng)的程序清單等。有些數(shù)控機床并沒有完整的技術(shù)資料，或根本就沒有技術(shù)資料，這就需要維修人員自己動手測繪。
3、維修的實施。維修的目的在于找出一個或幾個故障元器件，恢復(fù)電路板的正常工作狀態(tài)。
3.1從數(shù)控系統(tǒng)中取下某塊電路板時，應(yīng)記錄相對應(yīng)的位置和連接的電纜號。對于固定安裝的電路板，還應(yīng)按前后取下相應(yīng)的壓接部件與螺釘并作記錄。拆下的壓接件與螺釘應(yīng)放入專門盒內(nèi)，以避免丟失。裝配還原時應(yīng)將盒內(nèi)的零部件全部用完，否則裝配不算完整。
3.2電路板上大多刷有阻焊膜，因此測量時應(yīng)找相應(yīng)的焊點作為測試點，不要任意鏟除阻焊膜，在測試焊點處用小刀片刮開絕緣層而不要刮掉其他處的絕緣層。測量線路問的阻值時，先切斷電源，每測一處均應(yīng)用紅黑筆對調(diào)一次，以阻值大的為參考值。
3.3不應(yīng)隨意切斷印刷電路。有些維修人員具有一定的家電維修經(jīng)驗，習(xí)慣于斷線檢查。而數(shù)控系統(tǒng)的電路大多為雙面金屬孔化板或多層孔化板，印制電路細(xì)密，一旦切斷將無法復(fù)原，何況有些點不是切斷某一根線就能使其和線路脫離，而是要切斷若干根線。因此，在必要的斷線檢測中，必須弄清電路板的結(jié)構(gòu)以及查清線的走向，確定切斷線的數(shù)目與位置，測試后能否復(fù)原等才可斷線。測試后不要忘記恢復(fù)。
3.4在無把握確定某一元件為故障元件時，不應(yīng)只憑感覺而隨意拆卸，以免造成更大差錯。更換故障元件時，也要防止對同一焊點的長時間加熱和對故障元件的硬取，拆卸元件時，要用吸錫器及吸錫繩，對更換新元件的引腳要作處理。焊接時不用酸性焊油。拆卸故障元件時，對電路板要作標(biāo)記，尤其兩極以上元件要對照核實、標(biāo)記位置。
3.5查清電路板的電源配置及種類，按檢測所需，采取局部供電或全部供電。應(yīng)注意高壓，對直接接入高壓或電路板內(nèi)有高壓發(fā)生器時，應(yīng)適當(dāng)絕緣，操作時應(yīng)謹(jǐn)慎。
3.6做好維修記錄。當(dāng)班不能修復(fù)時，應(yīng)保護(hù)好現(xiàn)場。
結(jié)語：數(shù)控機床是一種自動化程度高、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的先進(jìn)加工設(shè)備，要充分發(fā)揮數(shù)控機床的高效性，就必須正確的操作和精心的維護(hù)，以保證機床的正常運行和高的利用率。
參考文獻(xiàn)
1 數(shù)控機床電氣系統(tǒng)故障的特點
故障原因明了是電氣系統(tǒng)故障維修的特點，診斷也比較好做，可是故障率卻很高。每個電器元件都有自己的使用壽命，如果處于非正常使用的狀態(tài)，壽命周期縮短會更加縮短，如開關(guān)觸頭長期遭受過電流使用，從而造成燒損、粘連，直至開關(guān)損壞。電氣系統(tǒng)是個比較脆弱的系統(tǒng)，很容易受到外界的影響，如在外部環(huán)境溫度過高的情況下，電柜容易升溫過高導(dǎo)致一些電損壞。有時老鼠對電器元件和電器線路的肯叫也會造成電氣系統(tǒng)的故障。操作人員的認(rèn)為造作失誤也會造成電氣系統(tǒng)的故障，如操作人員的非正常操作會使開關(guān)手柄損壞、限位開關(guān)被撞壞的情況。
由于長期遭受磨損，線路、線纜會出現(xiàn)斷線或短路，冷卻水和油液流入蛇皮管線內(nèi)，而使管線長期被浸泡，導(dǎo)致橡膠電線膨脹、粘化，使其絕緣性大大降低而造成短路、放炮。液體流入電動刀架、排屑器、冷卻泵器等異步電動機內(nèi)，損壞了軸承，使電動機出現(xiàn)故障。
2 數(shù)控機床電氣故障分析
2.1 數(shù)控裝置的故障分析
數(shù)控裝置部分的故障有軟件故障和硬件故障。
⑴軟件故障。加工程序編制出錯、機床數(shù)據(jù)設(shè)置不當(dāng)、系統(tǒng)后備電池失效、操作者操作失誤、數(shù)據(jù)通訊過程中電網(wǎng)瞬間停電等，都將會導(dǎo)致部分或全部數(shù)據(jù)丟失。這類故障軟件故障可以執(zhí)行數(shù)控裝置中機床參數(shù)的清除或初始化后，重新將正確備份數(shù)據(jù)輸入故障就可排除。
⑵硬件故障?？刂葡到y(tǒng)某元器件接觸不良或損壞、無供電電源等，必須更換損壞的器件或者維修后才能排除故障。
2.2 PLC控制器的故障分析
PLC的故障可分為軟件故障和硬件故障兩部分。
⑴軟件故障。數(shù)控機床有PLC用戶程序，用戶程序編制不好，在數(shù)控機床運行時會發(fā)生一些無報警的機床故障，因此PLC用戶程序要編制好。
⑵硬件故障。在PLC輸入輸出模塊出現(xiàn)問題而引起的故障屬于硬件故障。有時個別輸入輸出口出現(xiàn)故障，可以通過修改PLC程序，可使用備用接口替代出現(xiàn)故障的接口。
2.3 伺服系統(tǒng)的故障分析
數(shù)控機床伺服控制系統(tǒng)是數(shù)控機床故障率最高的部分。伺服控制系統(tǒng)可分為直流伺服控制單元、直流永磁電動機和交流伺服控制單元、交流伺服電動機有兩個部分，兩者各有其優(yōu)、缺點。伺服系統(tǒng)的故障一般都是由于伺服控制單元、伺服電動機、測速裝置、編碼器等出現(xiàn)問題引起的，要分別對各單元進(jìn)行分析。
2.4 顯示的故障分析
利用狀態(tài)顯示的診斷功能現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)不但能將故障診斷信息顯示出來，而且能以診斷地址和診斷數(shù)據(jù)的形式提供診斷的各種狀態(tài)。該法也是診斷故障的一種基本方法，適合診斷復(fù)雜機構(gòu)故障。
2.5 控制元件、檢測開關(guān)的故障分析
機床常見的控制元件、檢測開關(guān)有：檢測開關(guān)、液壓元件、氣動元件、電氣執(zhí)行元件、機械裝置等，這些常見的機床控制元件、檢測開關(guān)由于接觸不良引起各種故障比較多，這類故障一般稍有點維修知識就可以解決，但是檢修這類故障要用儀器儀表配合檢查。
3 數(shù)控機床電氣故障的排除與維修技術(shù)
3.1 嚴(yán)格遵循操作規(guī)程
數(shù)控系統(tǒng)編程、操作和維修人員必須按機床和系統(tǒng)使用說明的要求使用。盡量避免因操作不當(dāng)引起的故障。
3.2 對紙帶閱讀機或磁盤閱讀機的定期維護(hù)
操作者應(yīng)對紙帶閱讀機的運動部分每周定時清理，對導(dǎo)向滾軸、張緊臂滾軸等每半年一次加注油。對于磁盤閱讀機中磁盤驅(qū)動器內(nèi)的磁頭，應(yīng)用專用清洗盤定期進(jìn)行清洗。 3.3 防止數(shù)控裝置過熱
定期清理數(shù)控裝置的散熱通風(fēng)系統(tǒng)，經(jīng)常檢查數(shù)控裝置上各冷卻風(fēng)扇工作是否正常。
3.4 監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓
數(shù)控系統(tǒng)允許的電網(wǎng)電壓范圍在額定值的85%～110%，如果超出范圍，輕則使數(shù)控系統(tǒng)不能穩(wěn)定工作，重則會造成重要電子部件損壞。因此，要經(jīng)常注意電網(wǎng)電壓的波動。對于電網(wǎng)質(zhì)量比較惡劣的地區(qū)，應(yīng)及時配置數(shù)控系統(tǒng)專用的交流穩(wěn)壓電源裝置，使故障率降低。
3.5 定期檢查和更換直流電動機電刷
數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等，應(yīng)每年檢查一次，頻繁加速機床（如沖床等），應(yīng)兩個月檢查一次。
3.6 防止塵埃進(jìn)入數(shù)控裝置內(nèi)除檢修外，要少開電氣柜門
防止車間內(nèi)空氣中飄浮的灰塵和金屬粉末落在印制電路板和電氣接插件上，造成元件間絕緣電阻下降，出現(xiàn)故障或使元件損壞。有些數(shù)控機床的主軸控制系統(tǒng)安置在強電柜中，強電門關(guān)得不嚴(yán)，使電器元件損壞、主軸控制失靈。夏天氣溫過高時，有些使用者打開數(shù)控柜門，用電風(fēng)扇往數(shù)控柜內(nèi)吹風(fēng)，以降低機內(nèi)溫度。
中圖分類號：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 20-0000-02
一、維修工作的基本條件
（一）人員條件
數(shù)控車床的修護(hù)和維修必須具有快速性和針對性，這就要求工作人員有一定的專業(yè)技術(shù)，并且有工作責(zé)任心，而且知識面必須非常廣。否則就不能適應(yīng)維修和維護(hù)工作的需要，企業(yè)可以對技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，使技術(shù)人員熟悉數(shù)控車床的操作方式，了解故障的基本情況，掌握科學(xué)的方法，適應(yīng)維修和維護(hù)工作的需要。
（二）物質(zhì)條件
要對數(shù)控車床進(jìn)行修護(hù)和維修，必須要準(zhǔn)備好必要的工具、設(shè)施、設(shè)備、材料。非必要的元器件也必須使采購的渠道通暢，必要的維修工具、儀器儀表不能遺漏，筆記本電腦里還必須配有維修的專業(yè)軟件。另外，關(guān)于數(shù)控車床中完整的技術(shù)圖樣和資料、檔案等等也要一一備齊。
二、數(shù)控的日常保養(yǎng)
（一）工作人員要規(guī)范操作
相關(guān)的工作人員必須掌握和了解數(shù)控機床的操作方式，在操作的過程中，認(rèn)真對閱讀操作步驟，對數(shù)控機床有全面的了解和認(rèn)識。另外，部門還要建立關(guān)于數(shù)控機床的規(guī)章制度，要求工作人員按照規(guī)范來操作，這樣才能提高使用的效率。
（二）對數(shù)控機床要進(jìn)行定期的檢查
每天都必須對切削液、液壓油、油、操作盤、滑板、液壓裝置壓力表進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，對于主軸每個月的運行狀態(tài)，也要做好檢查記錄，以便有案可查，有據(jù)可依。在日常的保養(yǎng)當(dāng)中，每半年還要對系統(tǒng)的主軸、導(dǎo)套裝置、加工裝置、電動機等進(jìn)行一次檢查，如果一些裝置出現(xiàn)了老化的狀態(tài)，那么就應(yīng)該進(jìn)行替換。保養(yǎng)時還要特別注意加工中心，因為加工中心是關(guān)鍵的部分。最后還要對機床的表面、開關(guān)、刀具等進(jìn)行檢查，防止出現(xiàn)損壞的部位。
（三）對數(shù)控機床要進(jìn)行清潔和保養(yǎng)
刀具、工具不能放置在車面上，即便要放置，也必須先在上面墊上一層床蓋板，并且將床面擦拭干凈。不使用的時候，同樣要做好數(shù)控車床的清潔保養(yǎng)工作，防止雜物、碎屑落入數(shù)控車床內(nèi)的導(dǎo)軌滑動面當(dāng)中，從而對導(dǎo)軌造成破壞。
三、故障分析
（一）常見的故障分類
一般情況下，數(shù)控機床的故障可以按照性質(zhì)、部位、原因、后果等進(jìn)行分類。以故障的發(fā)生的部位，可以將其分為硬件故障和軟件故障，硬件故障指的是機械、電子元器件、印制電路板、接插件等部位發(fā)生的損壞，發(fā)生這種損壞以后，必須要對硬件進(jìn)行替換。軟件故障一般指的是PLC邏輯控制程序中所產(chǎn)生的故障，這需要技術(shù)人員對數(shù)據(jù)進(jìn)行修改和輸入，才能解決。
（二）對故障進(jìn)行判斷
故障分為兩種，一種有指示的，一種是無指示的，現(xiàn)在的數(shù)控系統(tǒng)都有診斷程序，對整個系統(tǒng)的軟、硬件進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)生故障，就會立刻的在屏幕上顯示出來。配合診斷手冊，還能夠?qū)⒐收系牟课?、原因找出來。而無診斷指示的故障基本上是因為上面兩種診斷程序不完善而造成的，比如開關(guān)不閉合、接插松動等等。另外，故障還被分為破壞性故障和非破壞性故障兩種，如果是破壞性故障，會對工件造成損壞，維修時不能重演，因此只能按照故障產(chǎn)生的現(xiàn)象進(jìn)行檢查和分析。
（三）故障檢查方法
1.直觀檢查法，直觀檢查法是故障分析必用的方法，它是利用感官，通過采取詢問、目視、觸摸、通電等辦法來進(jìn)行檢查。這種方法具有很多的局限性，比如，一些技術(shù)人員僅僅靠自身的主觀想法和經(jīng)驗來進(jìn)行狹隘的判斷。
2.儀器檢查法，這種方法是使用常規(guī)的電工儀表，對每個組的交流、直流電源電壓以及相關(guān)直流進(jìn)行測量，找出故障所在。比如，用萬用表來對各個電源的狀態(tài)進(jìn)行檢查，或者對電路板上設(shè)置的相關(guān)信號狀態(tài)進(jìn)行測量。
3.信號和報警指示分析法，在數(shù)控系統(tǒng)和給進(jìn)伺服系統(tǒng)、電氣裝置中安裝故障指示燈，結(jié)合指示燈的狀態(tài)以及相應(yīng)的功能說明，以及指示的內(nèi)容來對故障進(jìn)行排除。
4.接口狀態(tài)檢查法，將PLC集成在其中，在CNC和PLC之間形成接口信號，并且相互進(jìn)行連接。一部分故障是由于接口信號遺忘、錯誤而造成的。這些接口信號有一部分可以在接口板、輸出板上進(jìn)行顯示，或者用PlC編程器調(diào)出。
四、故障維修
要對故障進(jìn)行維修，必須從大體上了解維修的對象，圖1是數(shù)控機床的主要結(jié)構(gòu)。
（一）電源
為了防止電源出現(xiàn)故障，在對數(shù)控機床的供電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的時候必須做到這幾點，提供獨立的配電箱，不和其他的設(shè)備串用；電源始端必須有良好的接地；進(jìn)入數(shù)控機床的三相電源必須采用三相五線制，中線和接地線必須分開；電柜里面的電器件要合理布局，交流點、直流電的敷設(shè)必須進(jìn)行隔離。
（二）數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)故障
出現(xiàn)這種故障可能是因為元件村壞，接口信號丟失等等，也或者是因為坐標(biāo)軸在沒有指令的情況進(jìn)行運動，或者漂移過多，位置環(huán)或速度環(huán)接成正反饋。出現(xiàn)這種原因可能是因為相關(guān)參數(shù)已經(jīng)不在匹配狀態(tài)，所以必須在排除故障后重新進(jìn)行調(diào)整。
（三）機床坐標(biāo)找不到零點
當(dāng)機床坐標(biāo)找不到零點的時候，可能是零方向離零點非常的遠(yuǎn)，或者編碼器損壞，使得光柵零點標(biāo)記移位。
（四）偶發(fā)性停機故障
出現(xiàn)偶發(fā)性停機故障，有兩種原因，第一是軟件設(shè)計中出了問題，使得某些特定的操作與功能運行組合產(chǎn)生了故障停機，如果是這樣的情況，那么在機床斷電以后重新通電，便可解決這個問題。另外一個情況是環(huán)境原因，比如電網(wǎng)和周邊設(shè)備帶來的干擾，以及溫度過高。溫度太大等等。很多地方的機床都靠近大門敞開的位置，電柜開門運行時會產(chǎn)生一些粉塵和灰塵、水霧等等。為了防止這些因素造成故障，必須改善環(huán)境。
（五）機床動態(tài)特性變差
工件的加工質(zhì)量在下降的時候，會導(dǎo)致機床發(fā)生振動。這是由于機械傳動系統(tǒng)間隙過大，甚至磨損嚴(yán)重而造成的。對于電氣控制系統(tǒng)而言，也可能是因為相關(guān)參數(shù)不在最佳匹配位置。應(yīng)該對機械故障進(jìn)行排除以后，重新進(jìn)行調(diào)節(jié)。
五、結(jié)論
數(shù)控機床的故障原因是千差萬別的，只有抓住了它們的共同特征，了解和掌握了數(shù)控機床的各個設(shè)備元件的診斷方法，進(jìn)行合理的操作，才能夠提高數(shù)控機床的保養(yǎng)、維修能力，并且使之能正常、穩(wěn)定的運行。
參考文獻(xiàn)：
中圖分類號：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）36-0045-03
數(shù)控車床是集機械、電氣、液壓、氣動、光學(xué)器件為一體的自動化設(shè)備。它采用了計算機技術(shù)，使用數(shù)字信號對機床運動進(jìn)行精確控制。數(shù)控機床結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能繁多，直接導(dǎo)致了數(shù)控機床故障的復(fù)雜性，給維護(hù)維修帶來了難度。本文就數(shù)控機床維護(hù)維修的基本要求、故障分類、診斷方法進(jìn)行分析說明，目的是提高維修效率和維修準(zhǔn)確率。
1 數(shù)控機床診斷和維修的基本要求
數(shù)控機床是一種綜合應(yīng)用了計算機、自動控制、精密測量等先進(jìn)技術(shù)的機電一體化產(chǎn)品。技術(shù)面比較復(fù)雜，涉及知識面也比較廣。因此不僅要求維修人員有較高的個人素質(zhì)，而且還對維修資料、儀表等方面提出了比普通車床更高的要求。
1.1 技術(shù)資料的要求
技術(shù)資料是維修的指南，它在維修工作中起著至關(guān)重要的作用，借助于技術(shù)資料可以大大提高維修效率和準(zhǔn)
確性。
數(shù)控機床的使用說明書，是由機床廠家編制并提供的隨機資料。在這些說明書中，包括大量的系統(tǒng)調(diào)試和維修信息。數(shù)控系統(tǒng)廠家提供的說明書包括系統(tǒng)的連接說明書、系統(tǒng)維修說明書、參數(shù)說明書、編程說明書、伺服驅(qū)動和主軸驅(qū)動說明書，有的還包含了原理圖中未反映的信號功能描述。有條件的用戶還可以得到機床的數(shù)據(jù)備份。
1.2 工具和配件的要求
合格的維修工具是進(jìn)行數(shù)控維修的必要條件，不同故障需要的維修工具也不盡相同。最常用的是萬用表（最好是數(shù)字萬用表），它可以測量大部分電氣故障，判斷電氣元器件性能的好壞。有條件的地方可以配備示波器、數(shù)字轉(zhuǎn)速表等工具。數(shù)字轉(zhuǎn)速表可以測量和調(diào)整主軸的轉(zhuǎn)速；示波器可以維修編碼器、光柵輸出、伺服驅(qū)動等輸出
波形。
常用配件有開關(guān)電源、各種規(guī)格的熔斷器、小型斷路器、小型繼電器等。如果是以前的老式數(shù)控，也可以常備一些電阻、二極管、三極管、運算放大器和集成穩(wěn)壓電
源等。
2 數(shù)控機床常見故障分類
在國內(nèi)，大多數(shù)數(shù)控是FANUC、SIEMENS和國產(chǎn)普及型數(shù)控系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)大體相同，都是由CNC主控系統(tǒng)、伺服單元、驅(qū)動裝置、可編程控制器（PLC）、車床輔助裝置、車床本體及各種測量裝置組成的。數(shù)控機床發(fā)生故障的原因很復(fù)雜，為方便分析和處理，按照故障性質(zhì)及故障原因大致分為以下四類：
2.1 機械故障和電氣故障
機械故障主要發(fā)生在機床本體部分，故障現(xiàn)象是傳動噪聲大、加工精度差、運行阻力大；另外液壓、氣動和系統(tǒng)也是常見故障，表現(xiàn)為密封不嚴(yán)和管路堵塞。電氣故障又可分為強電故障和弱電故障。強電故障主要是斷路器、接觸器、電動機、行程開關(guān)、電源變壓器等電氣元器件及其所組成的電路；弱電故障主要是CNC裝置、PLC控制器、CRT顯示器、伺服驅(qū)動單元、開關(guān)電源及輸入輸出設(shè)備等，弱電故障不好查找，需要一定的專業(yè)技術(shù)知識。
2.2 報警顯示故障
報警顯示故障又分為硬件報警顯示和軟件報警顯示兩種。硬件報警顯示故障一般是各單元LED或數(shù)碼管顯示的報警信息，如CPU主板、I/O通訊板、位置控制電路板、伺服控制單元、主軸單元及開關(guān)電源等。這些部位一旦發(fā)生故障，指示燈或數(shù)碼管就會指示故障信息含義，參考相應(yīng)產(chǎn)品說明書，可大致判斷出故障發(fā)生的部位與性質(zhì)，給故障診斷和分析帶來極大的方便。軟件顯示故障通常是指CRT顯示器上顯示的報警號和報警信息。由于現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)具有自診斷功能，一旦檢測到故障，即按故障的級別進(jìn)行處理，會在CRT顯示器上以報警號的形式顯示該報警信息。軟件報警又分CNC報警和PLC報警，CNC報警（又稱系統(tǒng)報警）可在《數(shù)控系統(tǒng)維修手冊》上找到報警原因與處理的內(nèi)容。而PLC報警顯示大多是屬于機床側(cè)的報警文本，可通過顯示的報警號對照廠家提供的電氣圖紙和PLC有關(guān)接口，確定故障產(chǎn)生的部位。
2.3 無報警顯示故障
這類故障發(fā)生時無任何硬件或軟件報警顯示，因此分析診斷難度比較大。主要根據(jù)故障發(fā)生的前后狀態(tài)、系統(tǒng)工作原理、PLC梯形圖及維修經(jīng)驗進(jìn)行分析判斷。例如：X軸發(fā)生爬行現(xiàn)象，我們可以在手動方式下，均勻旋轉(zhuǎn)脈沖發(fā)生器，分別觀察比較CRT顯示器上的X、Z軸進(jìn)給數(shù)字的變化率，通常變化速率基本相同說明電氣控制部分正常，從而區(qū)分出X軸爬行現(xiàn)象是由伺服部分還是由機械傳動部分造
成的。
2.4 隨機故障和機床品味下降故障
隨機故障通常指數(shù)控機床只偶然發(fā)生一次或兩次的故障，由于是偶然發(fā)生，其故障分析和診斷比較困難。這類故障的發(fā)生往往與機床安裝質(zhì)量、連接插件、參數(shù)設(shè)定、元器件品質(zhì)、操作失誤和維修不當(dāng)以及工作環(huán)境等諸多因素有關(guān)。例如插件連接不好、電路板元器件松動、繼電器觸點接觸不良、電器元件可靠性下降和工作環(huán)境溫度過高等原因造成的故障。
機床品味下降是指機床經(jīng)過多年的運行，出現(xiàn)噪聲變大、震動較強、定位精度下降、加工零部件不合格等。故障無報警顯示，只能通過儀器來檢測。例如滾珠絲杠精度下降時，會出現(xiàn)加工出的零部件誤差變大，我們可以通過千分表和CRT顯示器上各軸進(jìn)給數(shù)字變化率加以比較，從而分析判斷出故障部位。
3 數(shù)控機床故障診斷維修方法
數(shù)控機床發(fā)生故障時要進(jìn)行綜合判斷，然后通過必要的檢測和分析，以達(dá)到確認(rèn)和排除故障的目的。維修人員在現(xiàn)場維修之前，一定要認(rèn)真詢問故障產(chǎn)生的過程：在什么情況下發(fā)生、做了什么操作、按下什么按鈕、執(zhí)行什么程序等，以便盡快查找原因。下面介紹四類常用的維修診斷方法：
3.1 直觀檢查法
這是一種最基本、最簡單的維修方法，就是通過眼睛看、鼻子聞、耳朵聽、用手摸等感覺器官認(rèn)真觀察和分析診斷。直觀檢查法遵循“先外后內(nèi)”的原則，觀察有無燒毀痕跡、發(fā)熱發(fā)燙冒煙現(xiàn)象；仔細(xì)聽各種異常聲音的來源；聞有無糊焦味等。直觀檢查法很容易發(fā)現(xiàn)電纜電線發(fā)熱；電源變壓器、電抗器因鐵心松動引起的“吱吱”聲；繼電器、接觸器性能不好引起的電磁“嗡嗡”聲；電器元器件過壓引起的擊穿聲；線路和電氣元件因過熱和過載而發(fā)熱。經(jīng)驗證明，直觀檢查法找出故障所花費的時間要比直接用儀器儀表測試少得多，可以起到事半功倍的效果。這種方法可將故障縮小到很小的范圍，但是要求維修人員具有豐富的實踐經(jīng)驗和綜合的判斷能力。
3.2 交換法
交換法簡單易行，是現(xiàn)場判斷常用的方法之一。維修人員在分析判斷出大致故障部位，可以利用備用的配件替換相同類型可疑部件，也是驗證對故障部位分析正確與否最有效的方法。例如我廠一臺FANUC數(shù)控Z軸出現(xiàn)電機過流報警，有時一開機就出現(xiàn)報警，有時在行走過程中出現(xiàn)報警。檢查各部件完好情況下，利用另外一臺相同數(shù)控機床的Z軸伺服（βiSV40 A06B-6130-H003）替換后，故障
排除。
3.3 PLC梯形圖和參數(shù)狀態(tài)在線診斷法
數(shù)控機床分NC側(cè)和MT側(cè)（機床側(cè)）兩大部分，NC側(cè)包括CNC系統(tǒng)的硬件和軟件，MT側(cè)則包括機床機械部分及其液壓、氣動、冷卻、、排屑等輔助裝置。NC作用是通過PLC程序控制機床接口側(cè)的輸入輸出端口對機床各部位進(jìn)行精確控制。數(shù)控機床大部分故障可以通過PLC梯形圖程序排查出來，在線跟蹤PLC運行可以保障故障定位的準(zhǔn)確性和高效性。圖1是FANUC系統(tǒng)PLC梯形圖診斷顯示畫面：
圖1 梯形圖畫面顯示
參數(shù)在線診斷是通過CNC系統(tǒng)內(nèi)裝診斷程序，在系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)對數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、外部I/O及其他外部設(shè)備進(jìn)行自動診斷和檢查，并顯示有關(guān)狀態(tài)信息。系統(tǒng)不僅能在屏幕上顯示報警號和報警內(nèi)容，還能實時顯示CNC內(nèi)部關(guān)鍵寄存器及PLC操作單元狀態(tài)，為在線診斷提供極大的方便，只要系統(tǒng)不斷電，在線診斷就不會停止。在線診斷常以二進(jìn)制0、1顯示其狀態(tài)，對于正邏輯來說，0表示斷開，1表示接通。借助狀態(tài)顯示可以判斷出故障發(fā)生部位，也可以利用I/O狀態(tài)顯示，并結(jié)合PLC梯形圖和電氣控制線路圖，用推理法和排除法判斷出故障點的真正位置。
例如我廠某KND1000T數(shù)控機床，其尾座套筒的PLC輸入輸出開關(guān)量如圖2所示：
圖2 KND1000T系統(tǒng)尾座套筒控制圖
故障現(xiàn)象是腳踏尾座開關(guān)PSW2時，套筒沒有頂進(jìn)，也無報警。我們在處理故障時，調(diào)出系統(tǒng)診斷畫面，出現(xiàn)X、Y輸入輸出信號狀態(tài)表，發(fā)現(xiàn)腳踏開關(guān)輸入地址X2.7為1，尾座套筒輸出信號Y1.2為1，說明既有輸入又有輸出，但是套筒不動。原因可能是繼電器、電磁閥、油路故障，最后查出是繼電器接觸不良造成的。
3.4 敲擊法和原理分析法
如果數(shù)控機床故障是若有若無，還可用敲擊法檢查故障所在位置。因為這種故障大多數(shù)是由于虛焊或接觸不良引起的，因此用絕緣物敲擊虛焊或接觸不良的可疑處，故障就會重復(fù)出現(xiàn)，可以很快分析診斷出故障部位。
原理分析法是根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的組成原理，從邏輯原理上分析檢測故障點的邏輯電平和特性參數(shù)（如電壓值和波形曲線等），對其進(jìn)行分析和比較，從而對故障進(jìn)行定位。運用這種方法，要求維修人員具有較高的技術(shù)水平，能對整個數(shù)控系統(tǒng)的電路原理有清晰和深厚的了解。
其他方法還有離線診斷法、轉(zhuǎn)移法等。這就要求維修人員在工作中認(rèn)真細(xì)心、善于觀察、勤于總結(jié)。在維修實踐中靈活掌握各種維修技巧，提高自己的維修技能和
水平。
4 結(jié)語
總之，數(shù)控機床具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)涉及面廣等特點，維修人員應(yīng)不斷學(xué)習(xí)，刻苦鉆研，擴大知識面，使各類故障得到及時的維修。工作中多思考，開闊視野，防患于未然；多實踐，積累維修經(jīng)驗；多討論、多交流、多總結(jié)，提高個人的維修技能和維修效率。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）09（b）-0048-01
所謂數(shù)字控制就是用數(shù)字信號對機床運動及加工過程進(jìn)行控制的一種方式和辦法，它是近代才發(fā)展起來的一種自動控制的技術(shù)，數(shù)控機床則是在這一基礎(chǔ)之上加工而來，它結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，主要是由NC系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、強電部分、位置檢測及機床本體組成，數(shù)控機床一旦出現(xiàn)故障，表現(xiàn)形式較為復(fù)雜和麻煩，維修起來難度較大，因此，這就要求維修人員多掌握幾種維修的方法，爭取能在最短的時間內(nèi)的把故障排除，使數(shù)控機床投入到正常的工作中來，下面我們就通過以下內(nèi)容進(jìn)行研究和分析。
1 檢測數(shù)控機床故障應(yīng)該遵循的原則
1.1 先易后難的原則
當(dāng)數(shù)控機床出現(xiàn)較多故障時，可遵循先易后難的原則，這樣在排除簡單故障之后，較為復(fù)雜的故障也可能迎刃而解，或者是在解決簡單故障的過程中得到啟發(fā)，找到了排除復(fù)雜故障的方法。
1.2 先觀察后動手的原則
當(dāng)數(shù)控機床出現(xiàn)故障的時候，切莫因為著急在不作檢查的情況下而盲目的下手，這樣反而會延誤維修的時間，正確的做法是先調(diào)查故障發(fā)生的狀態(tài)和過程，并仔細(xì)閱讀機床的操作和維修說明書，在有一定了解的基礎(chǔ)上，再動手處理故障，斷電后，仔細(xì)分析機床出現(xiàn)的問題是屬于破壞性故障還是非破壞性故障，針對故障的不同，再研究解決方案，確認(rèn)給機床通電后不會造成更大破壞的情況下，再進(jìn)行通電，進(jìn)行動態(tài)的監(jiān)測和故障查找。
1.3 先外部后內(nèi)部的原則
數(shù)控機床是屬于機械、電氣、液壓一體化的機械設(shè)備，在進(jìn)行故障檢查時，因為電器件的損壞和連接設(shè)備的接觸不良，是造成數(shù)控機床故障的主要因素，因此一定要注重外部元件的檢查，比如按鈕元件、位置開關(guān)、液壓閥等，對機電的連接設(shè)備也要進(jìn)行仔細(xì)檢查，如印刷線路板的插頭座、電控柜插座、端子排等，對這些外部元件的檢查可迅速排除一些故障，為數(shù)控機床的維修節(jié)省大量時間，除此之外外部環(huán)境也是造成機床出現(xiàn)故障的一個重要因素，對濕度、溫度、油污、粉塵等要進(jìn)行常規(guī)檢查，看是否出現(xiàn)異常現(xiàn)象，對數(shù)控機床進(jìn)行維修的過程中，要盡量避免大拆大卸，以免造成精度的降低，帶來更大的故障和維修麻煩。
1.4 先進(jìn)行公用設(shè)備檢查再進(jìn)行專用設(shè)備檢查的原則
公用設(shè)備是造成數(shù)控機床出現(xiàn)故障的主要原因，而且公用設(shè)備影響的是全局，像CNC、PLC、主電源等公用部分，一旦出現(xiàn)故障，影響的就是整個數(shù)控機床的運行，因此在進(jìn)行維修的過程中一定要先檢查公用設(shè)備，只有把主要故障排除了，其它次要的故障解決起來才會輕松許多。
1.5 可合理運用以往積累的經(jīng)驗進(jìn)行查找的原則
經(jīng)驗在解決故障的過程中發(fā)揮著中重要的作用，經(jīng)驗是看不見也摸不著的東西，它是長期維修數(shù)控機床故障的過程中積累下來的工作方法，對于數(shù)控機床故障的解決可以節(jié)約大量時間，該方法快捷、簡單、有效，但是它的前提和基礎(chǔ)是必須擁有大量豐富的實踐經(jīng)驗。
2 檢測數(shù)控機床故障具體的一些應(yīng)對方法
2.1 采用測量的方法
數(shù)控系統(tǒng)為了調(diào)整、維修的便利，一般在進(jìn)行印制電路板制造時，都設(shè)置有檢測用的測量端子，可利用這一設(shè)備進(jìn)行故障的分析，查找和判斷，參照電氣原理圖和控制系統(tǒng)的邏輯圖等資料，沿著發(fā)生故障的通道，一步一步地測量，直到找到故障點為止。
采用測量法要求維修人員要較好的掌握電路圖和邏輯圖，真正了解電氣元器件的實際位置，而且采用測量法查找故障不一定要從起點一直測量到終點，可采用優(yōu)選法進(jìn)行，這樣可以節(jié)省大量時間。
2.2 采用檢查參數(shù)的方法
參數(shù)直接影響著數(shù)控機床的性能，它是保證機床正常運行的前提條件，造成參數(shù)出現(xiàn)問題的原因一般有以下幾種情況，一種情況是當(dāng)電池電力不足或是受到外力干擾時，容易造成部分參數(shù)的丟失或變化，進(jìn)而導(dǎo)致機床無法正常工作，這時只要及時的調(diào)整、核對參數(shù)就可以把故障排除掉；一種情況是在數(shù)控機床長期閑置不用的情況下，也容易造成參數(shù)的丟失，應(yīng)對措施就是檢查和恢復(fù)參數(shù)；還有一種情況是由于機床在長期的運行過程中，造成機械運動部件的磨損，電氣元器件性能發(fā)生了變化，造成了參數(shù)也出現(xiàn)調(diào)整的情況，這種情況下，及時把參數(shù)修正過來就好。
2.3 采用查找信息的方法
當(dāng)數(shù)控機床出現(xiàn)故障時，可根據(jù)自診斷信息、報警信息、查閱說明書有關(guān)的處理方法，快速解決故障，恢復(fù)機床的正常運行，例如，當(dāng)數(shù)控機床的存貯器溢出的時候，這是可查閱相關(guān)說明書，按照說明書上的處理步驟，將讀寫開關(guān)打開，刪除貯存器內(nèi)容，重新輸入程序，問題就得到了快速解決。
2.4 可采用替換備件的方法
如果數(shù)控機床發(fā)生了故障且無報警信息，這種情況下，可在大致分析故障起因的基礎(chǔ)上，利用備用的印刷電路板、集成電路芯片或元器件替換有疑點的部分，這樣做的好處就是可以把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片以及，為故障的查找節(jié)約了時間，現(xiàn)在很多數(shù)控機床的維修中都采用這種方法進(jìn)行診斷，然后用備件替換損壞模塊，使數(shù)控機床迅速恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)的狀態(tài)，但是這種方法在運用的過程中一定要注意幾個問題：一是必須是在斷電的狀態(tài)下進(jìn)行的；二是線路板的版本、型號、各種標(biāo)記、跨接要和原版本相同，若不一致，是不可以更換的；三是在拆線的過程中一定要注意做好標(biāo)記和記錄。整個過程的操作步驟都要嚴(yán)格按照系統(tǒng)的操作說明書、維修書進(jìn)行，不可隨意更該步驟。
2.5 可采用功能程序的方法
采用功能程序的方法是檢查機床工作狀態(tài)的一種重要手段，對于長期閑置沒用的機床或是機床第一次開機工作時，都可采用功能程序法進(jìn)行一次檢查。功能程序測試法具體是怎么運作的呢，它是采用編程法將數(shù)控系統(tǒng)的G、M、S、T、F功能編成一個功能試驗程序，并將這個程序存儲在像紙帶、磁帶等介質(zhì)上，當(dāng)數(shù)控機床出現(xiàn)故障時，可采用這個程序快速判定故障發(fā)生的起因。
3 結(jié)語
從以上內(nèi)容的分析中，我們可知數(shù)控機床的維修并不是一件簡單的事情，需要維修人員具備扎實的理論知識和豐富的實踐經(jīng)驗，在維修的過程中靈活運用各種方法，做到具體問題具體分析，盡快查找出故障所在，使機床早日投入到正常的運作中來。
參考文獻(xiàn)
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