數控機床常見(jiàn)故障維修方法及防范措施

數控機床的身價(jià)從幾十萬(wàn)元到上千萬(wàn)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，更對其保養及維修工作關(guān)注太少。主要研究數控機床常見(jiàn)故障的維修和防范措施。

一、常見(jiàn)的維修方法

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

1、利用數控系統的自診斷功能

一般CNC系統都有較為完備的自診斷系統，無(wú)論是發(fā)那科系統還是西門(mén)子系統，數控系統上電初始化時(shí)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自診斷各種報警信息。根據說(shuō)明書(shū)進(jìn)行分析以確定故障范圍，定位故障元器件，對于進(jìn)口的數控系統一般只能定位到板級，其片級維修一般可依靠各數控系統的廠(chǎng)家售后維修部門(mén)。

2、利用PLC程序的邏輯查找

現在一般CNC控制系統均帶有PLC控制器，大多為內置式PLC控制。維修人員應根據梯形圖對機床控制電器進(jìn)行分析，在CRT上直觀(guān)地看出CNC系統I/O的狀態(tài)。通過(guò)PLC程序的邏輯分析，方便地檢查出問(wèn)題存在部位，如FANUC-OT系統中自診斷頁(yè)面等。根據圖紙PLC梯圖進(jìn)行分析，定位機床與CNC系統接口故障，以確定故障部位是機械、電器、液壓還是氣動(dòng)故障。

3、與當場(chǎng)的操作人員充分溝通

現場(chǎng)操作人員是數控機床最親密的伙伴，操作人員也是各種故障的第一發(fā)現人。因此，當故障發(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，要仔細詢(xún)問(wèn)故障發(fā)生時(shí)機床處在什么工作狀態(tài)、表現形式、產(chǎn)生的后果、是否誤操作，故障能否再現等，這樣有助于維修人員快速分析和判斷故障原因。

二、數控機床的抗干擾措施

機床數控系統中既包含高電壓、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，系統所處生產(chǎn)現場(chǎng)的電磁環(huán)境較惡劣，系統外各種動(dòng)力負載的干擾、供電系統的干擾、大氣中電磁波的干擾等都會(huì )對系統內的弱電設備產(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(gè)系統的癱瘓。

通常從以下幾個(gè)方面采取措施來(lái)提高數控系統的擾干擾能力。

1、減少供電線(xiàn)路和信號線(xiàn)路的干擾可采取以下措施

（1）數控機床遠離具有中、高頻電源的設備。

（2）數控機床不要和大功率且頻繁起停的設備用同一供電干線(xiàn)供電。

（3）對于電網(wǎng)電壓較長(cháng)時(shí)間的欠電壓、過(guò)電壓和電壓波動(dòng)的場(chǎng)合安裝交流穩壓器。

（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(shí)現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(xiàn)的配線(xiàn)應盡可能短，并使用屏蔽線(xiàn)。

（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(dòng)機驅動(dòng)電纜屏蔽層雙端接地。

（9）動(dòng)力線(xiàn)和信號線(xiàn)分開(kāi)走線(xiàn)。

（10）控制信號線(xiàn)采用屏蔽雙絞線(xiàn)。

2、減少機床電氣控制系統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(xiàn)路中的瞬變、尖蜂等噪聲進(jìn)行抑制。

（2）感性負載加裝吸收電路，抑制瞬態(tài)噪聲。系統中的感性負載如繼電器、接觸器、電磁閻、電動(dòng)機等在關(guān)斷時(shí)會(huì )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(xiàn)圈）并聯(lián)續流二掇管。交流接觸器、電磁閥、繼電器的線(xiàn)圈并聯(lián)RC阻容吸收器。三相交流電動(dòng)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"?！敖拥?是數控機床安裝中一項關(guān)鍵的抗干擾技術(shù)。數控系統和電氣柜中的控制設備必須按照使用說(shuō)明書(shū)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(guò)“地線(xiàn)"對機床的運行產(chǎn)生干擾。

三、數控機床的點(diǎn)檢

由于數控機床集機、電、液、氣等技術(shù)為一體，所以對它的維護要有科學(xué)的管理，有目的地制定出相應的規章制度。對維護過(guò)程中發(fā)現的故障隱患應及時(shí)清除，避免停機待修，從而延長(cháng)設備平均wu故障時(shí)間，增加機床的利用率。開(kāi)展點(diǎn)檢是數控機床維護的有效辦法。

以點(diǎn)檢為基礎的設備維修，是日本在引進(jìn)美國的預防維修制的基礎上發(fā)展起來(lái)的一種點(diǎn)檢管理制度。點(diǎn)檢就是按有關(guān)維護文件的規定，對設備進(jìn)行定點(diǎn)、定時(shí)的檢查和維護。其優(yōu)點(diǎn)是可以把出現的故障和性能的劣化消滅在萌芽狀態(tài)，防止過(guò)修或欠修，缺點(diǎn)是定期點(diǎn)檢工作量大。這種在設備運行階段以點(diǎn)檢為核心的現代維修管理體系，能達到降低故障率和維修費用，提高維修效率的目的。

數控機床的點(diǎn)檢，是開(kāi)展狀態(tài)監測和故障診斷工作的基礎，主要包括下列內容：

（1）定點(diǎn)：首先耍確定一臺數控機床有多少個(gè)維護點(diǎn)，科學(xué)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(diǎn)“看住"，有了故障就會(huì )及時(shí)發(fā)現。

（2）定標：對每個(gè)維護點(diǎn)要逐個(gè)制訂標準，例如間隙、溫度、壓力、流量、松緊度等等，都要有明確的數量標準，只要不超過(guò)規定標準就不算故障。

（3）定期：多長(cháng)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，要根據具體情況確定。

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

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

（6）定法：怎樣檢查也要有規定，是人工觀(guān)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，并按規定格式填寫(xiě)清楚。要填寫(xiě)檢查數據及其與規定標準的差值、判定印象、處理意見(jiàn)，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整的要及時(shí)處理和調整，并將處理結果記人處理記錄。沒(méi)有能力或沒(méi)有條件處理的，要及時(shí)報告有關(guān)人員，安排處理。但任何人、任何時(shí)間處理都要填寫(xiě)處理記錄。

（10）分析：檢查記錄和處理記錄都要定期進(jìn)行系統分析，找出薄弱“維護點(diǎn)"，即故障率高的點(diǎn)或損失大的環(huán)節，提出意見(jiàn)，交設計人員進(jìn)行改進(jìn)設計。

數控機床的點(diǎn)檢可分為日常點(diǎn)檢和專(zhuān)職點(diǎn)撿二個(gè)層次。日常點(diǎn)檢負責對機床的一般部件進(jìn)行點(diǎn)檢，處理和檢查機床在運行過(guò)程中出現的故障，由機床操作人員進(jìn)行。專(zhuān)職點(diǎn)檢負責對機床的關(guān)鍵部位和重要部件按周期進(jìn)行重點(diǎn)點(diǎn)檢和設備狀態(tài)監測與故陣診斷，制定點(diǎn)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(zhuān)職維修人員進(jìn)行。數控機床的點(diǎn)檢作為一項工作制度，必須認真執行并持之以桓，才能保證機床的正常運行。

從點(diǎn)檢的要求和內容上看，點(diǎn)檢可分為專(zhuān)職點(diǎn)檢、日常點(diǎn)檢和生產(chǎn)點(diǎn)檢三個(gè)層次，數控機床點(diǎn)檢維修過(guò)程示意圖。①專(zhuān)職點(diǎn)檢負責對機床的關(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)監測與故障診斷定點(diǎn)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(diǎn)檢負責對機床的一般部位進(jìn)行點(diǎn)檢，處理和檢查機床在運行過(guò)程中出現的故障。③生產(chǎn)點(diǎn)檢負責對生產(chǎn)運行中的數控機床進(jìn)行點(diǎn)檢，并負責潤滑、緊固等工作。點(diǎn)檢作為一項工作制度必須認真執行并持之以恒，這樣才能保證數控機床的正常運行。

四、結語(yǔ)

詳細記錄從故障的發(fā)生、分析判斷到排除全過(guò)程中出現的各種問(wèn)題，采取的各種措施，涉及到的相關(guān)電路圖、相關(guān)參數和相關(guān)軟件，其間錯誤分析和排故方法也應記錄并記錄其無(wú)效的原因?？偨Y故障排除過(guò)程中所需要的各類(lèi)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(lái)之需。