仿真软件在数控机床维修中的研究对策

于森

摘要：仿真软件主要是指安装于数控机床控制、管理系统中，对机床运动流程、环境等方面进行监测、模拟，协助技术人员分析、排除故障的技术。仿真软件能够运用先进仿真技术以及先进性原理，针对数控机床故障进行调试、排除，并对数据机床进行有效装配，实现对调试、故障排除、装配的科学模拟。这类软件的可靠性、经济性、有效性明显。通过仿真软件的运用，能够对数控机床中出现的故障现象进行设置，然后分析故障产生原因，进而在使用过程中运用软件了解故障实际情况，掌握故障出现的主要原因。

关键词：仿真软件;数控机床;维修

1 数控机床故障常用诊断方法

1.1 直观法

运用直观法时主要是运用感官，关注故障发生时的各种现象，其中包括亮光、火花等，同时需查看是否有异常响声、发热等情况。除此之外，需对可能出现故障的印制线路板进行观察，查看其是否存在损伤或烧毁痕迹，然后将检查范围进一步缩小，这是进行故障检查时的常用方法。

1.2 CNC自诊断功能

运用CNC（Computer Numerical Control，计算机数字控制机床）系统能够对数据进行快速处理，针对出错部位实施快速和多路信号处理和信息采集，然后根据诊断流程进行判断与分析，了解系统是否有故障出现，针对故障进行及时定位。自诊断功能主要分为两种：（1）开机进行自诊断，这种诊断方式使由于通电之初一直到运行状态，系统当中的诊断程序会进行自主诊断，其中主要有总线、存储器、印制线路板等，然后对硬件能否正常工作进行检查;（2）故障提示信息在机床运行出现故障时，显示器中会将内容和编号显示出来，然后根据具体提示查阅相关资料，了解故障产生原因和排除方法。

2 数控机床维修面临的挑战

数控机床体型庞大，维护过程中很难做到全面，比较容易产生误差，以致于机床使用时会有安全问题出现，如维修过程中往往仅对故障部位查修而忽视空气中的粉尘，而粉尘会使机床运行过程的摩擦增加，降低机床实际使用时限和车间整体生产效率。数控设备中每个部件都是运用复杂工艺制作，因此车间的湿度、温度、环境会对设备产生较大影响，一定程度上导致数控机床的故障原因具有多样性。并且一旦出现问题，便会有连锁反应，不能及时维修将故障排除，将会使生产受到影响。因此，在对数控机床进行维修时，维修人员需具备较强的专业素养，遇到问题时冷静处理，保证设备运行正常。

3 仿真软件的应用

3.1 仿真软件在数控机床故障分析中的应用

随着科学技术的发展，生产领域中的数控机床系统越来越庞大，设备内部结构越来越复杂。而数控机床的故障类型、表现形式也呈现多样化特点，这在很大程度上给维修工作带来了较大的挑战。当数控机床发生故障时，部分故障需要对设备进行停机、拆卸检查，这不仅影响生产秩序，还存在较多的干扰因素。而通过仿真软件，可以实现对数控机床故障前、故障时产生的各类数据进行分析，查找其中存在的异常情况，判断故障类型和发生位置。例如，某FANUC0M数控机床系统运行时，主轴和刀臂位置出现异声。此时通过仿真软件的故障模拟系统，分析出现这种情况可能是因为主轴安装定位问题。而实际检查中，发现主轴头和换刀头没有机械松动的情况，加上刀臂定位符合要求，按照仿真软件的故障排查方案，将N6577参数值从1525改为1524后，问题得到解决。在该故障的处理过程中，没有对数控机床设备进行大面积的拆卸，仅通过仿真软件进行模拟分析，再配合软件中的常见故障分析、解决方法，快速锁定故障源，并进行了有效处理。

3.2 仿真软件在数控机床故障预防中的应用

在数控机床的维修工作中，不仅要做到在故障发生时快速处理，还应做到故障的风险识别、提前预防。在生产过程中，频繁停机检查将会对生产活动造成不利影响。为此，可以通过仿真软件，对数控机床的生产过程进行模拟，分析其中可能存在的故障风险。比如，在以刀具为代表的各类磨损件监测方面，通过仿真软件可以实现对其磨损程度的分析预测，并设定预警值，及时提醒维修人员重点关注和检查。同时，可以通过对数控机床中传感器、故障诊断系统采集到的数据进行模拟分析，进一步评估设备各部位的故障风险，帮助技术维修人员进行提前处理和预防，以保证设备的正常运行。

3.3 仿真软件在数控机床故障维修中的应用

数控机床电气部分的故障类型具有多样性，故障原因一般比较复杂，因此在进行故障诊断以及故障维修时的难度比较大。以数控机床常见电气故障维修为例，进行仿真软件实际应用的说明。在仿真软件中，会将常见故障以及故障具体名称显示出来，选择哪项故障就确认哪项故障。选中故障后，能够了解故障出现之后的具体现象，在此过程中，需将具体现象作为依据，点击提示按钮，根据信息提示将故障逐步排除。同时需点击电气原理图进行查看。将电气原理图打开，回到主界面，进入电气柜，然后点击继电器排进行观察。

4 仿真软件在数控机床维修实践中的应用效果总结

4.1 模拟性

使用仿真软件时，所有模型的设置都是根据真实数控机床比例进行模拟，其中涉及到的操作系统与真实系統完全一致，能够真实反映操作结果。

4.2 三维仿真

使用仿真软件时主要是运用具体、形象、直观的三维模型，这类模型表现力强、内容全面，且能运用动态方式对数控机床在维修时的原理进行动态性分析[9]。

4.3 完善的功能模块

仿真软件的功能可将数控机床中涉及到的各个部分涵盖其中，设置的故障点十分全面，其中主要有SIMENS以及FUNUC数控系统相关装置、PLC配置相关功能连接、铣床以及车床安装，同时也包括典型性故障维修以及调配型故障维修。

4.3 思路灵活

仿真软件针对故障排除问题设计，能够保证在相同故障情况下呈现出不同原因。通过对仿真软件的运用，能了解故障排除具体思路，掌握数控机床维修机理，对知识进行活学活用。

5 结束语

总之，仿真软件能够对机床进行模拟，系统集成数控机床中机械和电气部分的具体维修方式，强化对数控机床线路连接方式的认识与理解，对相关参数进行有效调节，并对数控机床维修后的效果进行检验。同时通过仿真软件的运用，能够对数控机床运行中出现的故障进行灵活分析，详细掌握故障成因，采取针对性方式开展维修工作。

参考文献：

[1] 欧玲.仿真软件在中职数控技术教学中应用问题研究[J].装备维修技术，2020（2）：100-101.

[2] 胡美君，陈栋，郭伟刚.基于数控机床主轴电流的刀具磨损测试系统仿真[J].设备管理与维修，2020（7）：104-105.

[3] 韩阳，张博林.数字化制造技术在航空复杂零件加工中的应用[C].2019航空装备服务保障与维修技术论坛暨中国航空工业技术装备工程协会年会论文集，2019.