數(shù)控機(jī)床，是一種技術(shù)含量很高的機(jī)、電、儀一體化的高效復(fù)雜的自動化機(jī)床，機(jī)床在運(yùn)行過程中，零部件不可避免地會發(fā)生不同程度、不同類型的故障，因此，熟悉機(jī)械故障的特征，掌握數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷的常用方法和手段，對確定故障的原因和排除有著重大的作用。
一、數(shù)控機(jī)床故障診斷原則與基本要求
1.1排障原則。
主要包括以下幾個方面：1）充分調(diào)查故障現(xiàn)象，首先對操作者的調(diào)查，詳細(xì)詢問出現(xiàn)故障的全過程，有些什么現(xiàn)象產(chǎn)生，采取過什么措施等。然后要對現(xiàn)場做細(xì)致的勘測；2）查找故障的起因時，思路要開闊，無論是集成電器，還是和機(jī)械、液壓，只要有可能引起該故障的原因，都要盡可能全面地列出來。然后進(jìn)行綜合判斷和優(yōu)化選擇，確定最有可能產(chǎn)生故障的原因；3）先機(jī)械后電氣，先靜態(tài)后動態(tài)原則。在故障檢修之前，首先應(yīng)注意排除機(jī)械性的故障。再在運(yùn)行狀態(tài)下，進(jìn)行動態(tài)的觀察、檢驗和測試，查找故障。而對通電后會發(fā)生破壞性故障的，必須先排除危險后，方可通電。
1.2故障診斷要求。
除了豐富的專業(yè)知識外，進(jìn)行數(shù)控故障診斷作業(yè)的人員需要具有一定的動手能力和實(shí)踐操作經(jīng)驗，要求工作人員結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗，善于分析思考，通過對故障機(jī)床的實(shí)際操作分析故障原因，做到以不變應(yīng)萬變，達(dá)到舉一反三的效果。完備的維修工具及診斷儀表必不可少，常用工具如螺絲刀、鉗子、扳手、電烙鐵等，常用檢測儀表如萬用表、示波器、信號發(fā)生器等。除此以外，工作人員還需要準(zhǔn)備好必要的技術(shù)資料，如數(shù)控機(jī)床電器原理圖紙、結(jié)構(gòu)布局圖紙、數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)說明書、維修說明書、安裝、操作、使用說明書等。
二、故障處理的思路
不同數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計思想千差萬異，但無論那種系統(tǒng)，它們的基本原理和構(gòu)成都是十分相似的。因此在機(jī)床出現(xiàn)故障時，要求維修人員必須有清晰的故障處理的思路：調(diào)查故障現(xiàn)場，確認(rèn)故障現(xiàn)象、故障性質(zhì)，應(yīng)充分掌握故障信息，做到“多動腦，慎動手”避免故障的擴(kuò)大化。根據(jù)所掌握故障信息明確故障的復(fù)雜程度，并列出故障部位的全部疑點(diǎn)。準(zhǔn)備必要的技術(shù)資料，比如機(jī)床說明書，電氣控制原理圖等，以此為基礎(chǔ)分析故障原因，制定排除故障的方案，要求思路開闊，不應(yīng)將故障局限于機(jī)床的某一部分。
在確定故障排除方案后，利用示萬用表、示波器等測量工具，用試驗的方法驗證并檢測故障，逐級定位故障部位，確認(rèn)出故障屬于電氣故障還是機(jī)械故障，是系統(tǒng)性的還是隨機(jī)性的，是自身故障還是外部故障等等。故障的排除。通常找到故障原因后問題會馬上迎刃而解。
三、故障處理方法及故障舉例
數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心所在，它的可靠運(yùn)行，直接關(guān)系到整個設(shè)備運(yùn)行的正常與否。下面總結(jié)提煉出一些判斷與排除數(shù)控機(jī)床故障的方法。
3.1直觀法
例1：一臺德國MAHO公司生產(chǎn)的五軸聯(lián)動數(shù)控鏜銑床，數(shù)控系統(tǒng)為飛利浦系統(tǒng)。在一次傳輸數(shù)控程序中，由于處理不當(dāng)，將CPU板的傳輸接口燒壞。將CPU板拆下，仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)在RS232接口處有明顯焦糊痕跡。在放大鏡下仔細(xì)觀察，將斷線處重新跳接：并更換一塊8255芯片，最新安裝至機(jī)床上，將機(jī)床參數(shù)輸入，機(jī)床恢復(fù)正常。該CPU板一直運(yùn)行至今，運(yùn)行狀況良好。
3.2自診斷功能分析法
例2：一臺武漢重型機(jī)床廠生產(chǎn)的16米大立車，在一次加工過程中突然出現(xiàn)43號報警（PLC未準(zhǔn)備好工作）。讀出ISTACK中的故障代碼34，查閱西門子840C診斷手冊，內(nèi)容為：接口-DMP模塊啟動錯誤。檢查包括手持單元在內(nèi)的所有DMP模塊，發(fā)現(xiàn)連接地面操縱臺的DMP模塊底板沒有上電。查閱電氣圖紙發(fā)現(xiàn)為之提供電壓的一空氣開關(guān)跳閘，將其合上故障消失。
3.3PLC程序分析法
數(shù)控機(jī)床最多，最頻繁的故障就是機(jī)床的某些邏輯功能無法實(shí)現(xiàn)。此時就需結(jié)合電氣原理圖，PLC程序，液壓原理圖等眾多資料進(jìn)行分析，找出故障所在的原因，對其部件進(jìn)行維修或者更換，使數(shù)控機(jī)床恢復(fù)正常的工作。
例3：還是上文所說的武漢重型機(jī)床廠生產(chǎn)的16米大立車，在使用過程中突然發(fā)現(xiàn)X軸同油槽大量往外溢油。檢查同油線路并沒有發(fā)現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，查閱電氣原理圖發(fā)現(xiàn)供油的只有X軸定時潤滑和定程潤滑兩項。用編成器PG720現(xiàn)場實(shí)時監(jiān)控，在PB10中發(fā)現(xiàn)控制中間繼電器9KY50的輸出點(diǎn)Q11.4程序如下：
PB1O段5
AT40：裝載T40
LKT030.3；設(shè)置T40的時間為300秒
SET41；加載至T41
ANT41；裝載T41
LKT002.2：設(shè)置T41的時間為2秒
SET40；加載至T40
CDB32；調(diào)用DB32塊
A（0D0.10；X軸正向運(yùn)動信號0D0.11；X軸負(fù)向運(yùn)動信號）
AT40；翻轉(zhuǎn)控制
0T38；上電控制加油潤滑=Q11.4；控制9KY50繼電器
此處的PLC控制的含義就足在X軸運(yùn)動時，利用T40和T41所沒置的翻轉(zhuǎn)時問對輸出Q11.4進(jìn)行控制已達(dá)到定時潤滑的效果。監(jiān)控PLC狀態(tài)發(fā)現(xiàn)邏輯運(yùn)轉(zhuǎn)正常，監(jiān)控9KY50發(fā)現(xiàn)完全按照PLC程序控制進(jìn)行輸出，再檢查液壓電磁閥發(fā)現(xiàn)無論P(yáng)LC有無輸出電磁閥都處于常通狀態(tài)，也就足說任何時候都打油。拆下9KY50，用萬用表測量，發(fā)現(xiàn)常開觸點(diǎn)粘連，更換新的中間繼電器，故障排除。
3.4替換法
例4：一臺德國溫加登公司生產(chǎn)的500噸程控沖床，裝有電子凸輪控制器。在一次使用過程中電子凸輪控制器報警，內(nèi)容為系統(tǒng)故障，致使整個機(jī)床癱瘓。將電子凸輪器拆下，發(fā)現(xiàn)其本身具有兩塊一樣的電路板，且一塊電路板上報警紅色LED指示燈亮，另一塊完全正常，對調(diào)后故障發(fā)生轉(zhuǎn)移，證明其中一塊硬件有故障，將兩塊板同時拆下發(fā)現(xiàn)共有8塊可拔插的芯片，對調(diào)其中的四塊，再次進(jìn)行比較，故障現(xiàn)象沒有發(fā)生轉(zhuǎn)移，再對調(diào)剩余的二塊芯片，故障現(xiàn)象發(fā)生轉(zhuǎn)移，至此下去找出有問題的芯片。但由于此芯片為EPROM片，將好的EPROM片中的程序利用寫片機(jī)寫入所購買的同類型EPROM片，安裝后，故障現(xiàn)象消失。此次故障的排除完全使用的是替換法，逐步縮小故障的范圍，找出故障原因并加以排除。
四、故障排除的確認(rèn)及善后工作
故障排除以后，維修工作還不能算完成，尚需從技術(shù)與管理兩方面分析故障產(chǎn)生的深層次原因，采取適當(dāng)措施避免故障再次發(fā)生。必要時可根據(jù)現(xiàn)場條件使用成熟技術(shù)對設(shè)備進(jìn)行改造與改進(jìn)。
一段時間后，詢問一下操作工機(jī)床的運(yùn)行狀況，并再次對故障點(diǎn)進(jìn)行全面檢查。最后做維修記錄，詳細(xì)記錄維修的整個過程，包括維修時間、更換件型號規(guī)格及故障原因分析等。從排除故障過程中發(fā)現(xiàn)自己欠缺的知識，制定學(xué)習(xí)計劃，最終充實(shí)自己。
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