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數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維修探究

2018-5-29 來源：哈爾濱石油學(xué)院作者：王雪峰

【摘要】數(shù)控機(jī)床在長期的生產(chǎn)運(yùn)行中，難免會出現(xiàn)各種各樣的故障。機(jī)床一旦發(fā)生故障，會導(dǎo)致運(yùn)行不暢或者停止，對生產(chǎn)進(jìn)度造成不利的影響。這就要求機(jī)床維修人員能夠?qū)C(jī)床故障快速的進(jìn)行診斷，并采取恰當(dāng)有效的措施排除故障，恢復(fù)生產(chǎn)。本文對數(shù)控機(jī)床的常見故障的診斷和維修方法進(jìn)行研究和探討。

【關(guān)鍵詞】數(shù)控機(jī)床；故障；診斷；維修

數(shù)控機(jī)床在現(xiàn)代加工制造業(yè)中發(fā)揮著重要的作用，已經(jīng)成為現(xiàn)代零部件生產(chǎn)加工的主要設(shè)備。但是無論是哪種數(shù)控機(jī)床，也無論其又多高的可靠性，在長期執(zhí)行生產(chǎn)加工任務(wù)時都難免會產(chǎn)生各種各樣或大或小的故障。當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時，機(jī)床運(yùn)行受阻甚至停止，為順利生產(chǎn)造成阻礙，直接影響生產(chǎn)進(jìn)度，即使機(jī)床保持運(yùn)行狀態(tài)，在加工精度和加工效率方面也會受到影響。數(shù)控機(jī)床一旦發(fā)生故障，在診斷和維修方面是存在一定難度的。因此，對于機(jī)床維修人員來說，熟練掌握機(jī)床維修技能，具有快速進(jìn)行故障診斷的能力是十分必要的。

1、數(shù)控機(jī)床的常見故障類型

1.1 系統(tǒng)故障

系統(tǒng)性故障是數(shù)控機(jī)床最為常見的故障，當(dāng)超過某種設(shè)定的限度或者滿足一定的條件的情況下必然發(fā)生的故障。比如機(jī)床冷卻系統(tǒng)，當(dāng)油標(biāo)下降到最低刻度線以下，就必然會發(fā)生超溫警報，系統(tǒng)必然發(fā)生停機(jī)故障?；蛘弋?dāng)某一軸沿著某一方向出現(xiàn)了超限移動，機(jī)床就會發(fā)出超程報警。對于此類故障，只需要加強(qiáng)日常維護(hù)，按要求正確操作和使用就會有效的避免故障發(fā)生。

1.2 隨機(jī)故障

隨機(jī)故障是機(jī)床在正常的生產(chǎn)運(yùn)行過程中，在相同的工況條件下偶爾發(fā)生的故障。相對于其它故障困難，這種故障因為具有偶然性，診斷起來就難度較大。導(dǎo)致此類故障發(fā)生的原因很多，比如零部件裝配不當(dāng)、組件排列不當(dāng)、參數(shù)設(shè)定不合、人工操作失誤、日常維護(hù)不到位、運(yùn)行環(huán)境等因素的影響。

1.3 報警故障和無報警故障

報警顯示故障，當(dāng)有故障發(fā)生時，機(jī)床報警裝置會有報警通知，當(dāng)硬件系統(tǒng)發(fā)生故障時，系統(tǒng)上的LED指示會亮起發(fā)出報警指示。數(shù)控機(jī)床的硬件數(shù)控中，每一個單元都裝置有報警指示燈，包括控制面板、線路板、伺服單元等，包括一些外設(shè)裝置上。當(dāng)這些硬件單元有故障發(fā)生時，燈光亮起提醒工作人員有故障發(fā)生，以及時診斷并排除故障。數(shù)控系統(tǒng)的系統(tǒng)程序或者加工程序出現(xiàn)錯誤或者數(shù)據(jù)丟失、計算機(jī)等軟件系統(tǒng)發(fā)生故障，就會在顯示器上有報警信息顯示出來，同時可能還會伴有報警信號?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)通常都具有自我故障診斷的工，當(dāng)有故障發(fā)生時，系統(tǒng)會自行檢測并判斷出故障類型，并發(fā)生故障出來指示。對于軟件故障報警，維修人員可通過技術(shù)資料中相關(guān)的報警故障處理方法來排除故障。有些故障發(fā)生起來比較突然，沒有硬件報警顯示，也沒有軟件報警顯示，對于這種無報警故障，診斷起來難度相對要大得多。這就需要根據(jù)實際的情況結(jié)合專業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗來對故障進(jìn)行診斷。

2、數(shù)控機(jī)床常見故障的診斷與維修

2.1主軸刀與刀庫故障

數(shù)控機(jī)床的主軸刀與刀庫故障，常見的類型主要有：

（1）交換刀具的過程中掉刀。當(dāng)主軸刀與刀庫中的刀具在進(jìn)行交換的過程中，發(fā)生掉刀故障。故障的原因主要在于在換刀的過程中，主軸箱沒有返回到換刀點，也可能是換刀點出現(xiàn)了飄移，機(jī)械手還沒有達(dá)到指定位置就開始抓到，以致于發(fā)生掉刀故障。對于此類故障的可以對主軸箱的運(yùn)動軌跡進(jìn)行重新的操作，使其達(dá)到預(yù)定的換刀點，如果是換刀點故障就需要對換刀點重新進(jìn)行設(shè)置。

（2）刀庫轉(zhuǎn)動故障。這里所說的刀庫轉(zhuǎn)動故障主要是指刀庫轉(zhuǎn)動沒有達(dá)到預(yù)定位置點。導(dǎo)致此種故障發(fā)生的原因在于：第一，電機(jī)轉(zhuǎn)動出現(xiàn)問題，傳動機(jī)構(gòu)出現(xiàn)位置誤差。對電機(jī)進(jìn)行更新，重新對傳

動機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。第二，液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障，油路堵塞。對液壓系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，疏通油路，更換液壓閥。第三，刀庫阻滯。對刀庫進(jìn)行檢查，查看裝刀是否恰當(dāng)合理。（3）換刀時主軸刀松刀不暢。數(shù)控機(jī)床加工中心在自動換刀的過程中，主軸刀松刀不暢通，動作遲緩。對于此類故障主要對主軸系統(tǒng)進(jìn)行故障檢查和診斷，通常原因在于：第一，氣動系統(tǒng)存在壓力不足；第二，拉力系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障；第三，松刀氣缸發(fā)生故障。對于此類故障，首先對主軸系統(tǒng)的氣動系統(tǒng)壓力進(jìn)行檢查，如果壓力在0.6MPa以下，則說明壓力不足，此時打開壓力機(jī)進(jìn)行調(diào)壓，使壓力上升到標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。（4）主軸定位出現(xiàn)偏差。主軸在沒能達(dá)到預(yù)定的理想位置，定位出現(xiàn)偏差，通常會首先考慮到主軸的電氣系統(tǒng)發(fā)生故障。對主軸系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)正常，沒有故障報警，定位編碼準(zhǔn)確，動作也正確，則排除電氣系統(tǒng)發(fā)生故障。在此種情況下，故障原因很可能出現(xiàn)在編碼器的連接上。對連接處進(jìn)行檢查，連接處用于緊固的螺釘發(fā)生了松動，連接處存在較大的間隙，這是導(dǎo)致主軸定位偏移的主要原因，只需對連接緊固螺釘重新加以固定即可排除故障。

2.2 主軸串行通信故障。SPM與CNC的通訊發(fā)生了故障，通信出現(xiàn)錯誤。對此故障進(jìn)行診斷，故障原因可能包括以下幾點：第一，電纜連接問題。對SPM和CNC的連接電纜進(jìn)行檢查，是否接觸完好，是否存在連接不良。電纜與插頭之間是否完好連接，是否存在折斷或者破損。電纜確定是否是雙絞線電纜，連接是否與說明書的標(biāo)示有出入。第二，在CNC電路板母板上設(shè)置有用于控制主軸的電路回路，如果問題出現(xiàn)在母板上，則需要對其進(jìn)行更換。

2.3 電池電壓異常。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)長時間的持續(xù)運(yùn)行，電池能量損耗，電壓降低，顯示器上會對此有報警顯示。當(dāng)出現(xiàn)電池電壓異常的報警顯示時，就需要盡快對電池進(jìn)行更換，以使電池保持足夠的電壓維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行，防止電壓故障造成存儲器中數(shù)據(jù)丟失。

3、結(jié)語

本文對數(shù)控機(jī)床的常見故障類型進(jìn)行分析，有些故障的發(fā)生是完全可以預(yù)先避免的，必然潤滑油、冷卻液等，在日常機(jī)床維護(hù)中，定期對此類系統(tǒng)標(biāo)線進(jìn)行檢查，使其保持在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍之內(nèi)，就可以有效的防止此類故障的發(fā)展。對于機(jī)床故障的診斷和排除與機(jī)床維修工人本文的技術(shù)水平和經(jīng)驗積累也有直接的關(guān)系。因此，機(jī)床故障維修人員應(yīng)該不斷學(xué)習(xí)，了解每一種機(jī)床的性能和詳細(xì)資料，當(dāng)機(jī)床發(fā)生故障時，能夠快速準(zhǔn)確的找到故障原因并排除故障。

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