数控机床故障诊断与维修

山东核电设备有限公司 姜爱宁

数控机床故障诊断与维修

山东核电设备有限公司 姜爱宁

数控机床融合机、电、光、液于一身，具有高、精、尖的技术优势，在众多行业中得到了广泛应用。与传统的机械设备相比，数控机床控制精度高，加工质量可靠，生产效率高，灵活性好，得到了各行业的好评。但由于机械的磨损、失效、锈蚀等问题，在使用过程中会出现数控机床的内部元件老化、控制电流和电压稳定性降低、温度过高过低、软件丢失等问题，都可能使机床产生故障。当数控机床系统的某个部分出现故障时，就必须停机停产，进行维修，从而影响了生产进度。因此，对数控机床的有效诊断和抢修就成为了生产过程中的关键。

一、数控机床故障检修方法

1.动作检修。在数控机床运行时，检查各部件的运动情况，找出运行不稳定的部分，然后找出故障点。

2.状态检修。在机床运行时，观察电机系统的转动情况，从而确定故障所在。

3.点检检修。不定期点检测气动元件、液压元件和强电柜等器件。

4.操作检修。通过不断的测试，检查程序和操作上的错误，寻找有无代码错误。

5.数控系统故障自我检修。随着微电子技术的不断进步，对于不同的数控系统中存在的故障，能通过相互间的共性查找故障。

二、数控机床故障诊断原则

1.由外向内。数控机床集机械、液压、电气为一体，其故障通常也由这3个方面共同反映出来。在日常的检修过程中，应按照由外向内的原则，尽可能地避免随意启封、拆卸等操作，以免影响机床的精度，削弱机床的性能。

2.先机械后系统。机械故障是一些物理性故障，通常比较容易检测；而系统故障诊断难度更大，一般要通过多次的测试才能找出故障原因。因此，首先应检修机械性的故障，然后再检查数控系统故障，以保证工作效率。

3.先静后动。机床故障可分为非破坏性和破坏性故障，对于非破坏性故障，应先在断电的情况下，对机床进行监测、测试和分析，当确认为非破坏性故障后，才能给机床通电。然后在机床运行的条件下，对运转过程进行观察、检验和测试，找出问题所在。如果是破坏性的故障，则必须在排除危险后，才能给机床通电。

4.先易后难。数控系统出现的故障往往比较复杂性，加之各类故障之间又是相互联系的。因此，应先解决相对容易的问题，再解决复杂的问题。

三、数控机床故障的诊断

1.功能程序测试法。这种方法是通过编制一个新的程序，该程序中包含了数控系统的特殊功能和常用功能，将该程序输入数控系统，检测在系统运行该程序时，机床运行这些功能的准确度和可靠性，以此来检测系统出现的故障，并判断故障出现的原因。

2.系统自诊断法。数控系统具有自诊断功能，可以时刻监视数控系统的工作情况。当系统出现故障时，会马上在CRT上出现警告信息，操作人员可以通过发光二极管的相关指示找出故障原因，这在维修中起到了非常重要的作用。

3.模块备件替换法。随着现代电路技术的发展，电路技术向集成电路方向发展，变得越来越复杂。当故障出现时，往往不能将故障锁定在一个固定的、相对小的范围内，当缺少诊断所需备件时，可以用其他相同备件进行替换，从而达到检测目的。对于现在的数控检修技术，采用替换检修的方法，将大大缩短故障停机时间，让系统尽快恢复正常工作。

4.接口信号检查。利用可编程序控制器在线检测机床控制系统的接回信号，并与接口手册的正确信号对比，就可以查找出故障出现的部位。

四、故障诊断实例分析

数控机床的驱动部分是强弱电一体的，是数控机床中最易出现故障的部分。如，数控机床在运转过程中，主轴有时不能回到原有的参考点；在数控操作面板上，主轴转速显示时有时无，但主轴运转正常。由于机床采用的是变频调速，转速信号是由编码器决定的，因此，对于这些问题，故障出现的可能原因应从以下两个方面考虑。

1.与数控系统连接的ECU连接是否出现故障。

2.主轴的机械在连接上是否出现问题。

具体来说，应先检测主轴与ECU的连接是否正常，如果连接是正常，就把编码器拆下来，检查主传动与编码器的连接键是否脱离键槽，如果出现故障，只需将故障元件修好并重新安装，即可解决问题。

五、数控系统的维护

1.严格遵循操作规程。按机床和系统使用说明书的要求正确、合理地使用，避免人为的原因使设备产生故障。

2.经常监视数控系统的电网电压。数控系统要求的电网电压范围为额定值的– 15% ～ + 10%，如果超出这个范围，轻则系统不稳定，重则损坏重要电子元件。因此，在电网稳定性较差的地区，应及时配备数控系统专用的交流稳压电源装置，以降低系统出现故障的概率。

综上，造成数控机床产生故障的原因有很多，在检修时应全面检查，先找出产生故障的可能原因和可能的范围，再逐步进行检修和排查，最终找出故障问题。解决数控机床的故障问题，要做到防范于未然，确保系统的正常运行，尽可能地提高生产效率。