数控机床常见故障及维修处理措施分析

2022-11-25张瑞珍祁蕾刘晓风

锻压装备与制造技术 2022年4期

张瑞珍，祁蕾，刘晓风

（新疆石河子职业技术学院，新疆石河子 832000）

数控机床设备管理是一项复杂的工作，不仅要掌握设备管理知识，还要具备丰富的维修保养经验。对设备管理人员的基本要求是有过硬的技术，能理论结合实际，能熟练操控数控机床的各项菜单内容及操作面板，与此同时，要能在短时间内鉴别数控机床的故障并迅速解决问题。

1 数控机床故障诊断

1.1 直观检查法

直观检查就是维修人员根据工作经验，通过对故障中发出的声音、光以及气味等的观察，判断故障可能发生在哪个区域，继而确定故障类型。

例如，数控机床运行一段时间后，显示器会提示“无显示故障”，此时机床正常运转。当工作人员停机再重新启动后，故障情况消失。经过维护了解到，设备工作中出现振动故障时会出现此情况。由此判断，应该是设备中的一些元件接触不良而引发的问题。

1.2 初始化复位法

在数控机床正常工作过程中，有时会出现瞬时故障，一般是系统发生报警提示。对于这样的情况，可实施硬件复位或关闭电源的方法来解决故障问题。如果系统出现这几种混乱情况时，可采用系统化清除，例如掉线、线路板连接或者电池压力弱等。重点关注的问题是系统在清除前，需要拷贝好系统内的数据，防止丢失数据造成损失。如果依旧无法排除故障，就需排查硬件故障。比如数控机床在工作时，启动自动运行后，系统没有反应，屏幕上只有菜单，且手动操作和编辑功能可以正常使用，用户的参数及程序也没有异常。针对这种情况，可以利用初始化复位法来清理复位系统，达到解决数控机床故障的目的。

1.3 换件诊断法

现代数控系统的设计一般使用模块化，不同模块所发挥的功能不同。随着数控技术的更新换代，电路规模随之扩大，使用的技术愈发复杂，使用传统的诊断方法，往往无法有效将故障锁定在一个很小的范围内。在实际使用过程中，利用换件诊断法能缩短停机时间，准确定位故障位置，快速排除故障。数控系统中的电路板、模板、集成电路以及其他零件等都采用统一型号，因此，可利用互换的方法来检查故障是否发生转移，从而快速确定发生故障的位置。比如，在诊断数控系统故障过程中，有一个轴部件无法正常运转，表现出抖动、不规则运动等情况，可利用该方法快速定位故障位置。

在实施换件诊断时，需要注意以下几点：①关闭电源后再进行电路板或者组件更换；②在电路板更换时，交换排查工程中，要对设置的参数值进行对应改变；③当电路板上有跳线或者其他线来改变电阻、电容时，所有的调换都需要与原版参数相同；④换件后的模板输入与输出要一致，不然会让故障情况愈发严重；⑤在确定某一部位要进行替换后，提前对有连接的线路及电器进行详细检查，保证没有故障后才可以更换，避免重新替换的原件受到损坏。

1.4 自诊法

目前，数控系统都有自动检查功能，能够实时监控系统中硬件、软件的运转情况。系统通过自我诊断功能可随时了解到系统和主机接口的有关情况，对于展现出的故障代码信息，可以快速诊断出故障位置属于机械部分还是数控部分，从而提高诊断和维修效率。在诊断过程中，可针对报警信号来判定故障部件，然后结合对应措施进行处理。此外，还可利用原理分析、故障分析、启动诊断等方法进行排除。

2 故障诊断原则

（1）先内后外。数控机床是机、电、液的组合体，生产中发生故障，基本上就在这三部分。为了提高故障诊断技术，应按照先内后外的排查原则。

（2）先易后难。实际经验表明，机床故障多数是并存且互相交错，操作人员观察、描述的内容常常让维护人员无从下手。此时，可采取先易后难的原则，层层递进，快速解决机床故障。

（3）先静后动。在静止状态检查过程中，确定机床设备具有破坏性时，要排除危险后才能接通电源，然后观察动态情况，这也是保证诊断故障过程中的安全原则。

（4）从机到电。机械发生故障时，往往比较容易发现和解决。如果故障部位在数控系统，则会增加维修难度。

3 常见故障

（1）系统性故障。在数控机床故障中，系统性故障是较为常见的一种，通常发生系统故障是不会给数控机床设备带来损坏和影响的。发生系统故障的主要原因是数控机床在维护时没有按照标准实施，数控机床正常生产时，系统中设定的监控系统会自行检测其内部，在出现数据异常时，就会发出警报，此时就易出现系统故障，从而引发数控机床系统故障。比如，数控机床运行过程中，一个零部件的参数超过了系统的标准参数，机床的检测系统就会出现警报；在冷却系统油标值处于系统最低时，检测系统也会发生警报，这些问题都属于系统性故障，会给正常运转的数控机床带来不良影响。

（2）随机故障。随机故障指偶然突发故障。比如，在设置有关数据参数时，没有按照标准操作或者数据明显设置错误，则会导致数控机床发生随机故障。所以，在安装数控机床过程中，一定要按照规范和流程进行安装，对于技术、数据等参数设置，都必须按照标准设置，确保数控机床能够正常生产。

（3）无警报和警报故障。数控机床在正常生产时，排除系统、随机故障后所出现的故障统称为无警报和警报故障，维修难度大，检测困难。警报故障一般是在对数控机床系统诊断和检测过程中发生，在对故障进行诊断时，对于故障发生的因素而做出对应的警报，只有这样，维修人员才能明确发生故障的部位，从而确定实际的故障位置。比如说，当数控机床的故障发生在系统软件部位的时候，数控系统的显示界面就会显示对应的警报信息。此外，有些硬件设备出现故障时，系统也会通过不同作用的指示灯来指明和显示数控机床发生故障的位置，维修数控机床的工作人员就可以参考这些信息来定位和维护数控机床。

对比其他故障，无警报故障和警报故障的维护难度更大，在系统发生故障后，一般是无法轻易检测出问题的。此时，技术维护人员就需要根据工作经验以及数控机床发生的故障进行诊断分析。数控机床出现警报故障和无警报故障的因素较多，出现这种故障的因素可能有零件损害导致、环境干扰引发的影响及结构故障等等，引发故障的因素多，且都很复杂，因此，数控机床的维护人员需要定期对数控机床进行保养、维护和检修，减少数控机床发生故障的概率，预防发生突发性的大型故障，给企业生产带来较大影响。

4 故障诊断及维修方案

（1）系统故障诊断和维修。工作人员应时刻掌握机床运行情况，针对机床数据来严格设置数控机床的参数。在对系统故障实施诊断时，检修人员要按照规定的系统参数来分析和诊断数控机床发生的故障，再根据显示出对应规范的参数指令，并与常规参数进行比较、分析，如果参数有异常则表明机床有故障。

（2）重视与操作人员的交流。操作人员是对数控机床最了解的人，因此，在机床出现问题时，维修人员不妨先与操作人员沟通，了解机床运行情况以及故障发生前后的表现，将因操作失误而导致数控机床发生的故障排除，再进行鉴别、诊断和定位故障位置，根据诊断结果实施对应的维修方案。

（3）利用PLC 程序排查机械故障。当数控机床出现机械故障时，维修人员可以利用PLC 控制器显示的梯形图对故障进行分析，借助PLC 程序中对系统的分析，确定故障来源。

（4）保养及维护。为了让数控机床更好地运转，需要定期对机床保养和维护，企业也需要定期对维修技术人员进行培训，从而提高维修效率，减少机床发生故障的概率。

在保养和维护过程中，可根据如下几点进行实施：①对数控机床直流电动机要加强维护和保养。直流电动机在使用中，容易受损的为换向器和电刷，因此，要定期检查、更换这些部位的零件，保证直流电动机运转正常；②对数控机床中的坐标轴定期进行承受限度试验。此外，还需要对数控机床中的制冷设备加强维护和保养，若制冷设备出现故障，数控机床就无法正常运转。此外，数控机床中的电子元件出现故障的概率较大，一般为电子元件松动和损坏，原因为机械振动导致。在维护和保养时，也要及时检查这些位置；③数控机床零部件间的润滑会对数控机床的运转有直接影响，所以润滑系统也需要定期保养和维护，才能确保机床正常运转。