1 引言

    數(shù)控機(jī)床具有加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠、生產(chǎn)效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、靈活性好等優(yōu)點(diǎn)，在各行業(yè)的應(yīng)用日益廣泛。但由于它是集機(jī)、電、光、液、氣于一身，同時(shí)又是集強(qiáng)、弱點(diǎn)于一體，數(shù)字控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合的機(jī)電一體化設(shè)備，所以數(shù)控機(jī)床的維修與維護(hù)工作尤為重要，系統(tǒng)中一個(gè)小的故障輕者影響機(jī)床加工精度，重者造成停機(jī)，影響生產(chǎn)。

    數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障種類繁多。有些故障是顯性的，通過現(xiàn)場觀察，和一些信號狀態(tài)很容易判斷出來；但有些故障是隱形的，很難發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，所以掌握正確的故障分析診斷方法尤為重要，一旦找到故障點(diǎn)，基本上就等于排除了故障。

    2 機(jī)床維護(hù)

    對于數(shù)控機(jī)床，合理的日常維護(hù)措施，可以有效的預(yù)防和降低設(shè)備的故障發(fā)生幾率，保持機(jī)床精度和效率。

    首先，正確的機(jī)床操作很重要，俗話說“七分操作，三分維護(hù)”，在實(shí)際生產(chǎn)中，由于操作不當(dāng)或不正確造成的機(jī)床故障占數(shù)控機(jī)床設(shè)備故障相當(dāng)大的比例。所以，對每臺(tái)機(jī)床的具體性能和加工對象，要制定操作規(guī)程，嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)范操作，避免由于操作原因造成機(jī)床故障。

    其次， 由于數(shù)控機(jī)床是高精度設(shè)備，對工作環(huán)境和工作條件要求也比較高。特別是數(shù)控系統(tǒng)，受粉塵、溫度等影響很敏感，很容易出現(xiàn)故障，日常生產(chǎn)中嚴(yán)禁敞開電控柜門工作。另外，要定期對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和檢修，及時(shí)對出現(xiàn)異常的元件進(jìn)行處理。

    再次， 數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化設(shè)備，機(jī)械，液壓設(shè)備的工作條件同樣影響數(shù)控機(jī)床的整體精度和工作效率，要嚴(yán)格按照機(jī)床維護(hù)手冊要求的周期對這些設(shè)備進(jìn)行日常保養(yǎng)和維護(hù)。

    3 故障實(shí)例

    在很多資料中總結(jié)了許多數(shù)控機(jī)床故障診斷方法，如：功能程序測試法、參數(shù)檢查法，交換法、備板置換法、隔離法、直觀法、原理分析法等。這些方法都是在日常維護(hù)中總結(jié)出來的，有的能迅速找出故障原因，但是數(shù)控系統(tǒng)的故障出現(xiàn)千變?nèi)f化，有的原因比較復(fù)雜，具體工作中要根據(jù)實(shí)際情況，結(jié)合現(xiàn)場現(xiàn)象進(jìn)行具體分析，判斷故障原因，下面通過幾個(gè)筆者在以往工作中遇到的具體故障處理實(shí)例來進(jìn)行分析。

    故障實(shí)例1 ： 在一臺(tái)數(shù)控系統(tǒng)為SIEMENS SINUMERIK 840C的數(shù)控軋輥磨床上出現(xiàn)機(jī)床鑰匙開關(guān)在1位（機(jī)床啟動(dòng)）時(shí)，狀態(tài)正常；開關(guān)在2位（機(jī)床運(yùn)行）時(shí)立刻出現(xiàn)1360：contaminationmeasuring system axis；和1040：speedsetpoint value warning limit responded故障。根據(jù)故障提示初步判斷是X軸反饋環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，故障點(diǎn)可能存在于編碼器、光柵尺、反饋放大器、插頭及線路、反饋信號接收模板，更換一個(gè)光柵尺，開車仍出現(xiàn)報(bào)警，通過再次檢查發(fā)現(xiàn)光柵尺插頭孔內(nèi)含水份較大，用烘干器進(jìn)行干燥處理，重新安裝試用正常。故障分析，由于插頭內(nèi)部含水，造成反饋信號出現(xiàn)異常，引起系統(tǒng)報(bào)警。

    故障實(shí)例2 ： 在一臺(tái)數(shù)控系統(tǒng)為SIEMENS SINUMERIK 840D的數(shù)控軋輥磨床上出現(xiàn)機(jī)床啟動(dòng)正常，當(dāng)運(yùn)行機(jī)床立刻出現(xiàn)PLC停機(jī)故障，報(bào)2000：PLC運(yùn)行信息監(jiān)控；3000：急停報(bào)警；數(shù)控系統(tǒng)NCU模板上PS、PF等亮。分析這是數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，屬于重故障，所以造成整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)急停保護(hù)，引起故障范圍包括數(shù)控系統(tǒng)電源異常、模板故障、程序故障等。根據(jù)機(jī)床現(xiàn)場現(xiàn)象，機(jī)床能正常啟動(dòng)，排除模板問題，我們拆除PLC相關(guān)的所有I/O信號，發(fā)現(xiàn)能正常啟動(dòng)，模擬運(yùn)行。鎖定故障點(diǎn)為I/O點(diǎn)，通過逐一檢查發(fā)現(xiàn)頭座分度點(diǎn)一個(gè)接近開關(guān)在運(yùn)行時(shí)造成DC24V電源接地，從而導(dǎo)致PLC停機(jī)，更換這個(gè)接近開關(guān)后，重新開車，系統(tǒng)正常。

    故障實(shí)例3：在數(shù)控系統(tǒng)為SIEMENSSINUMERIK 840C的數(shù)控軋輥磨床上出現(xiàn)在磨輥工作中偶爾有X軸、Z軸速度突然變慢，又自動(dòng)恢復(fù)正常速度，無任何報(bào)警信息，而主軸轉(zhuǎn)動(dòng)正常。問題初步判斷是伺服驅(qū)動(dòng)控制部分，因?yàn)槭桥及l(fā)故障，故障點(diǎn)比較隱蔽，分別更換驅(qū)動(dòng)部分的功率模板、位控模板、840C系統(tǒng)電源模塊，隨后又出現(xiàn)此類故障。在一次故障持續(xù)時(shí)間內(nèi)，檢查X、Z軸給定只有0.165V，正常值應(yīng)該在3V以上，使能信號正常，判斷問題出在速度給定上，仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)進(jìn)給軸倍率開關(guān)在最高檔時(shí)給定BCD碼的最高2位信號不正常，撥動(dòng)倍率開關(guān)有時(shí)信號不會(huì)變化，始終為00**，輸入碼值錯(cuò)誤，造成速度給定值短時(shí)很小，更換一個(gè)倍率開關(guān)，沒再出現(xiàn)過此類故障。

    故障實(shí)例4：在數(shù)控系統(tǒng)為840D的數(shù)控磨床上出現(xiàn)X軸在手動(dòng)模式和自動(dòng)模式下間斷出現(xiàn)有25060：軸1轉(zhuǎn)速設(shè)定限制報(bào)警，NC停止，通道有效狀態(tài)被復(fù)位現(xiàn)象。停車手動(dòng)單試X軸多次，動(dòng)作都正常。這也是一個(gè)偶發(fā)故障，在故障出現(xiàn)過程中從NC診斷菜單下service display/service drive項(xiàng)目中，觀察pos.act.Val.meas.sys.1和pos.act.Val.meas.sys.2的值相差比較大，說明執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電機(jī)之間跟隨性較差，機(jī)電不同步。拆除電機(jī)，檢查電機(jī)接手連接部分，發(fā)現(xiàn)在接手諧波齒輪后固定軸承套的一個(gè)螺絲松動(dòng)，導(dǎo)致軸承有一定的竄動(dòng)量，緊固螺絲，重新安裝，開車后機(jī)床工作正常。

    4 結(jié)語

    在日常數(shù)控機(jī)床故障處理中，應(yīng)該遵循兩條原則，一是充分調(diào)查故障現(xiàn)場，觀察故障現(xiàn)象，掌握第一手材料。通過詢問操作工，查看故障記錄，報(bào)警信息及信號狀態(tài)等，如果條件允許，可以親自操作機(jī)床動(dòng)作，模擬故障出現(xiàn)的過程。二是認(rèn)真分析故障原因，判斷故障點(diǎn)范圍。分析問題一定要全面，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)某一部分出現(xiàn)故障，故障原因有可能是機(jī)械、液壓或其它地方引起的，而不是數(shù)控系統(tǒng)本身，盡可能把故障原因羅列出來，進(jìn)行篩選，逐一排查，切不可盲目動(dòng)手。

    總之，數(shù)控機(jī)床的故障分析與處理方法很多，故障也千奇百怪，這要求維修與維護(hù)人員要對機(jī)床的機(jī)械、液壓、數(shù)控與電器系統(tǒng)，甚至于加工工藝與加工過程都要熟練地掌握和了解，這樣才能更好地分析問題，發(fā)現(xiàn)問題，保障數(shù)控機(jī)床高精度、高效率的工作。

董新錄
男，河南安陽人，本科，學(xué)士，電氣工程師。主要研究方向?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)。

    摘自《自動(dòng)化博覽》2011年第一期