企业经济型设备管理维护探析——数控机床的故障诊断排除与保养<br/>

企业经济型设备管理维护探析——数控机床的故障诊断排除与保养

2011-04-13唐文华

科技传播 2011年7期

唐文华

柳州职业技术学院机电工程系，广西柳州 545006

对于现代企业，面临着竞争激烈的市场，要使之始终能处于不败之地，归根结底就是要管理好设备，正如一位行业专家所说，如今的企业，与其是说管理好资金，不如说是管理好设备，因为设备是企业的生命，而作为机加工企业的重点设备数控机床来说，随着科学与生产技术的迅猛发展，现代数控机床的可靠性、稳定性越来越高，故障率也越来越低。但是，机床在运行过程中，不可避免地会发生不同程度、不同类型的故障。由于数控机床先进性、复杂性和高智能化的特点，与过去的普通机床维修相比，数控机床维护与维修在理论、技术和手段上都发生了质的飞跃。因此，熟悉数控机床故障的特征，掌握数控机床故障诊断的方法和手段，对确定故障的原因和排除有着重大的作用。

1 故障诊断的原则

1.1 先外部后内部

随着生产科技的发展，现代数控系统的可靠性要求越来越高，数控系统本身的故障率也越来越低，在数控机床日常使用中发现，数控系统中的部分故障大多是由于非系统的、人为的因素引起的，因此，维修管理人员应对设备进行从内到外的详细检查，逐一排查故障原因。检查时，应先了解其维修史、使用年限等，接着检查系统外部。系统外部的故障主要是由于检测开关、电气执行元件、液压元件、机械装置等出现问题而引起的。然后再对系统内进行检查，拆卸前应排除周边的故障因素,确定为系统内故障后才能拆卸,否则,盲目拆卸,可能将设备越修越坏。此外，还应避免数控机床的随意开启和关闭，否则会扩大故障范围和程度，严重损害机床的稳定性，导致机床加工精度降低。

1.2 先机械后电气

通常来说，机床的机械故障是比较容易被发现的，但数控系统及电气故障却很难被发现。根据以往的经验，数控机床中的部分故障都是由机械部分失灵引起的。所以，设备管理人员在进行检查时，一定要先排除机械性故障，以便为接下来的其他故障检查提供便利。只有在确定机械零部件无故障后，再进行电气方面的检查。检查电路故障时，应利用检测仪器寻找故障部位，确认无接触不良故障后，再有针对性地查看线路与机械的运作关系，以免误判。

1.3 先静态后动态

如果机床已经断电，处在一种静止的状态下，检查人员必须经过了解、观察、测试、分析和判断，检查电气设备按钮、接触器、热继电器以及保险丝的好坏，从而判定故障的所在。在确定机床通电后不会发生较大的故障和事故，才能给机床通电。如果在通电后会发生故障和事故时，则必须先排除存在的危险，再通电运行。在运行状态下，必须进行动态观察，检查有无冒烟、打火、有无异常声音、气味，触摸有无过热，以及测量参数是否正常，判断故障，寻找故障源。

1.4 先简单后复杂

实践中，数控车床故障的出现是相互影响的，当检查人员没有头绪时，应先解决容易的问题，再解决难度较大的问题。因为在解决简单问题后，难度大的问题也会变得简单。

1.5 先一般后特殊

在排除故障时，应先考虑常见的故障因素，再分析比较少发生的故障因素。

一般情况，机械设备引起的故障，为硬故障，占常见故障的50%左右。而电气设备的特殊故障多为软故障，要靠经验和仪表来测量和维修。

2 故障的检查与排除

2.1 软故障

软故障是指由于操作、调整处理不当引起的，这类故障多发生在设备使用前期或设备使用人员调整时期。

2.4.5 速效钾长顺县土壤速效钾含量涵盖1～5等级(图3e)，其中上等水平耕地面积181.87 km2，占全县耕地面积的41.4%，主要分布在长顺县的西部和东北部；中等水平耕地面积254.54 km2，占全县耕地面积的57.95%，主要分布在长顺县的北部和东部。

如果数控机床无法正常工作，通常应考虑为其系统参数的错误因素。之所以会出现这一问题，是由于维护人员没有正确设置运行参数，而数控系统由于意外问题，或者意外情况导致正确的参数丢失或发生错误，如：数控系统长时间搁置不用，参数保护电池的电压变低，无法再正常保护数控系统。出现这些故障时，都必须重新设置参数，确保系统恢复正常。在数控系统运行正常的情况下，系统有时也会因为某种问题让设备处在死循环的状态下，但是只要按动操作面板上的系统复位键或重新加电，系统就能重启并恢复正常。

如果备用电池的断电或电压降低，维护人员需要更换备用电池（注意：备用电池更换需在通电运行的情况下进行，不然会导致系统数据的丢失）。在系统数据存储库出现故障时，通过更换片外数据存储器或单片机本身可以解决故障问题。

2.2 伺服系统故障

数控机床的驱动轴运动是由驱动器伺服电机带动滚珠丝杠，以旋转编码器做位置反馈元件，最后形成半闭环位置控制来运行的。伺服系统故障主要由驱动器、伺服电机、旋转编码器等问题造成，通常情况是驱动轴的问题，例如，驱动器的参数设置不正确，驱动器的电缆运行出现问题，驱动器内功率元件因散热不好、过流、短路导致电路的损害。故障排除方式有彻底清扫数控箱，维护电路板，保证机床工作环境的干燥。如果还是无法解决故障，可以使用两块良好的功放驱动电路板替换。

2.3 电机失步

该故障通常是因电机缺相引起的，检查方法：先断电，采取手动空转，若发生剧烈抖动和左右摇晃，为电机缺相（包括驱动板）。检查故障时如发现断线，那就应考虑为驱动板缺相，需更换大功率管。如果空转时电机正常，工作时驱动力矩不足，则应更换前级放大器件。

2.4 外部故障

数控机床的大部分故障都是由外部硬件操作引起的，由于操作、调整、处理不当，数控系统的外部器件（按钮开关、检测元件如旋转编码器、交流接触器等）是出现问题的关键，不过也有可能是机床本身的问题引起的。如：机床中的换刀操作刀架不响应，通常是正转继电器损坏。数控机床机械部分出现松动、打滑、卡死也会影响到数控机床的运行。这些故障通常是因为精加工不良，零件表面粗糙度差，坐标轴高速运动时卡滞等，但通过肉眼观察通常能发现问题所在。此外，这类故障有些可以通过报警信息查找故障原因，因为对一般的数控系统来讲都有故障诊断功能或信息报警。维修人员可利用这些信息手段缩小诊断范围。而有些故障虽有报警信息显示，但并不能反映故障的真实原因。这时需根据报警信息和故障现象来分析解决。

2.5 其他原因引起的故障

机床运行时如果供电不足，就会产生严重波动，数控系统会报警、死机，严重时会损坏电源开关和系统硬件。而机床配置稳压电源，在供电不足的情况下会停止机床运行。

数控系统的接地不稳定，会直接影响到系统正常运行。因此，数控接地必须坚持一点接地原则。

数控系统的外部电缆走向不正确，也会给数控系统带来运行障碍。外部电缆走线必须是直流信号，电缆与交流电源之间的电缆必须分开，不得将其交缠在一起，直流信号电缆也不得从交流信号较强的地方（如主轴电机附近）经过。

3 减少故障发生的措施

数控车床是各类机床中应用较为普遍的机床。为使设备处于良好的安全状态，确保设备对环境影响达标，确保数控系统的完整性，延长使用寿命，只是完善故障处理是不够的。数控机床的日常维护工作也显得十分重要，维护人员必须严格按照机床操作规则和保养条例进行维护，操作人员不仅要掌握遵守设备的安全操作规程，不超负荷使用设备，做到合理使用；还要对设备实行精心保养，保养时贯彻预防为主的原则。这样才能有效延长电气的使用寿命、预防机械的非正常磨损、避免意外发生。只要及时维护，就能减少故障的发生。为此，操作人员必须在机床的日常维护中做好常规故障检查工作，并要求相关人员严格按照机床操作规范进行操作。针对长期停用的机床，必须定期进行数控系统开启和通电运行；其次，维护人员必须亲临现场，根据每台机床保养的具体要求，加强机床的日常维护和修理。还要定期对机床机械部分，数控装置及电气、电机等进行检查和必要的调整。