數(shù)控機床常見故障維修方法及防范措施

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

一、常見的維修方法

數(shù)控設備維修是一項很復雜、技術含量很高的一項工作，數(shù)控設備與普通設備有較大的差別。

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)上電初始化時或運行中均能對自身或接口做出一定范圍的自診斷。維修人員應熟悉系統(tǒng)自診斷各種報警信息。根據(jù)說明書進行分析以確定故障范圍，定位故障元器件，對于進口的數(shù)控系統(tǒng)一般只能定位到板級，其片級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。維修人員應根據(jù)梯形圖對機床控制電器進行分析，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梯圖進行分析，定位機床與CNC系統(tǒng)接口故障，以確定故障部位是機械、電器、液壓還是氣動故障。

3、與當場的操作人員充分溝通

現(xiàn)場操作人員是數(shù)控機床最親密的伙伴，操作人員也是各種故障的第一發(fā)現(xiàn)人。因此，當故障發(fā)生后，維修人員一般不要急于動手，先與操作人員進行充分的溝通，要仔細詢問故障發(fā)生時機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)控機床的抗干擾措施

機床數(shù)控系統(tǒng)中既包含高電壓、大電流的強電設備，又包含低電壓、小電流的控制與信號處理設備，即弱電設備。強電設備產(chǎn)生的強烈電磁干擾對弱電設備的正常工作構成

極大的威脅。此外，系統(tǒng)所處生產(chǎn)現(xiàn)場的電磁環(huán)境較惡劣，系統(tǒng)外各種動力負載的干擾、供電系統(tǒng)的干擾、大氣中電磁波的干擾等都會對系統(tǒng)內(nèi)的弱電設備產(chǎn)生嚴重影響，由于弱電設備是控制強電的設備，所以，一旦弱電設備受到干擾，最終將導致整個系統(tǒng)的癱瘓。

通常從以下幾個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線路的干擾可采取以下措施

（1）數(shù)控機床遠離具有中、高頻電源的設備。

（2）數(shù)控機床不要和大功率且頻繁起停的設備用同一供電干線供電。

（3）對于電網(wǎng)電壓較長時間的欠電壓、過電壓和電壓波動的場合安裝交流穩(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)中的噪聲進入設備，也可以抑制設備所產(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用相當廣泛的電源抗干擾設備，它最基本的作用是實現(xiàn)電路與電路之間的電氣隔離，解決設備與設備之間產(chǎn)生的干擾。

（6）模擬信號傳輸線的配線應盡可能短，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）電動機驅動電纜屏蔽層雙端接地。

（9）動力線和信號線分開走線。

（10）控制信號線采用屏蔽雙絞線。

2、減少機床電氣控制系統(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（浪涌吸收器），對線路中的瞬變、尖蜂等噪聲進行抑制。

（2）感性負載加裝吸收電路，抑制瞬態(tài)噪聲。系統(tǒng)中的感性負載如繼電器、接觸器、電磁閻、電動機等在關斷時會產(chǎn)生強烈的脈沖噪聲，影響其他電路的正常工作，必須在感性負載處加裝吸收電路，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。三相交流電動機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)控機床安裝中一項關鍵的抗干擾技術。數(shù)控系統(tǒng)和電氣柜中的控制設備必須按照使用說明書的要求進行“接地"，否則電網(wǎng)中的許多干擾因素都會通過“地線"對機床的運行產(chǎn)生干擾。

三、數(shù)控機床的點檢

由于數(shù)控機床集機、電、液、氣等技術為一體，所以對它的維護要有科學的管理，有目的地制定出相應的規(guī)章制度。對維護過程中發(fā)現(xiàn)的故障隱患應及時清除，避免停機待修，從而延長設備平均wu故障時間，增加機床的利用率。開展點檢是數(shù)控機床維護的有效辦法。

以點檢為基礎的設備維修，是日本在引進美國的預防維修制的基礎上發(fā)展起來的一種點檢管理制度。點檢就是按有關維護文件的規(guī)定，對設備進行定點、定時的檢查和維護。其優(yōu)點是可以把出現(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，缺點是定期點檢工作量大。這種在設備運行階段以點檢為核心的現(xiàn)代維修管理體系，能達到降低故障率和維修費用，提高維修效率的目的。

數(shù)控機床的點檢，是開展狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷工作的基礎，主要包括下列內(nèi)容：

（1）定點：首先耍確定一臺數(shù)控機床有多少個維護點，科學地分析這臺設備，找準可能發(fā)生故障的部位。只要把這些維護點“看住"，有了故障就會及時發(fā)現(xiàn)。

（2）定標：對每個維護點要逐個制訂標準，例如間隙、溫度、壓力、流量、松緊度等等，都要有明確的數(shù)量標準，只要不超過規(guī)定標準就不算故障。

（3）定期：多長時間檢查一次，要定出檢查周期。有的點可能每班要檢查幾次，有的點可能一個或幾個月檢查一次，要根據(jù)具體情況確定。

（4）定項：每個維護點檢查哪些項目也要有明確規(guī)定。每個點可能檢查一項，也可能檢查幾項。

（5）定人：由誰進行檢查，是操作者、維修人員還是技術人員，應根據(jù)檢查部位和技術精度要求，落實到人。

（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)運行中檢查還是停機檢查，是解體檢查還是不解體檢查。

（8）記錄：檢查要詳細做記錄，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)定標準的差值、判定印象、處理意見，檢查者要簽名并注明檢查時間。

（9）處理：檢查中間能處理和調整的要及時處理和調整，并將處理結果記人處理記錄。沒有能力或沒有條件處理的，要及時報告有關人員，安排處理。但任何人、任何時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行系統(tǒng)分析，找出薄弱“維護點"，即故障率高的點或損失大的環(huán)節(jié)，提出意見，交設計人員進行改進設計。

數(shù)控機床的點檢可分為日常點檢和專職點撿二個層次。日常點檢負責對機床的一般部件進行點檢，處理和檢查機床在運行過程中出現(xiàn)的故障，由機床操作人員進行。專職點檢負責對機床的關鍵部位和重要部件按周期進行重點點檢和設備狀態(tài)監(jiān)測與故陣診斷，制定點檢計劃，做好診斷記錄．分析維修結果，提出改善設備維護管理的建議，由專職維修人員進行。數(shù)控機床的點檢作為一項工作制度，必須認真執(zhí)行并持之以桓，才能保證機床的正常運行。

從點檢的要求和內(nèi)容上看，點檢可分為專職點檢、日常點檢和生產(chǎn)點檢三個層次，數(shù)控機床點檢維修過程示意圖。①專職點檢負責對機床的關鍵部位和重要部位按周期進行重點點檢和備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷定點檢計劃，做好診斷記錄，分析維修結果，提出改善設備維護管理的建議。②日常點檢負責對機床的一般部位進行點檢，處理和檢查機床在運行過程中出現(xiàn)的故障。③生產(chǎn)點檢負責對生產(chǎn)運行中的數(shù)控機床進行點檢，并負責潤滑、緊固等工作。點檢作為一項工作制度必須認真執(zhí)行并持之以恒，這樣才能保證數(shù)控機床的正常運行。

四、結語

詳細記錄從故障的發(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，涉及到的相關電路圖、相關參數(shù)和相關軟件，其間錯誤分析和排故方法也應記錄并記錄其無效的原因。總結故障排除過程中所需要的各類圖樣、文字資料，若有不足應事后想辦法補齊，而且在隨后的日子里研讀，以備將來之需。