數(shù)控機(jī)床故障分析的基本方法
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發(fā)表時(shí)間：2020-06-04 16:07:43
雖然目前我國(guó)數(shù)控機(jī)床的種類(lèi)和系統(tǒng)型號(hào)較多，所產(chǎn)生的故障原因也比較復(fù)雜，但對(duì)于常見(jiàn)故障，通?？砂慈缦路椒ê筒襟E進(jìn)行處理。
一、故障診斷的方法
1、直觀檢查法
維修人員充分利用自身的感覺(jué)器官，注意發(fā)生故障時(shí)的各種現(xiàn)象，如各個(gè)單元線路有沒(méi)有燒毀、開(kāi)裂、保險(xiǎn)熔斷等現(xiàn)象，用手觸摸并輕搖元器件有無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，以此來(lái)查找故障點(diǎn)，這是一種最基本、最常用的方法。
2、自身診斷法
現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)自身診斷可分為兩類(lèi)：（1）啟動(dòng)診斷：它是指從每次通電開(kāi)始到進(jìn)人正常的運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)為止，系統(tǒng)的內(nèi)部診斷程序自動(dòng)執(zhí)行診斷，它可以對(duì)CPU、存儲(chǔ)器、總線、I/O單元等模塊或印刷線路板以及CTR單元、閱讀機(jī)、軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)等外圍設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行前的功能測(cè)試，確認(rèn)系統(tǒng)的主要部分是否可以正常工作，啟動(dòng)診斷的目的在于使系統(tǒng)故障在沒(méi)有造成危害之前就被發(fā)現(xiàn)，以便及時(shí)排險(xiǎn)。（2）在線診斷：它是指將診斷程序作為主程序的一部分，在系統(tǒng)不停電，在線診斷一直進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即報(bào)警。甚至可以對(duì)故障進(jìn)行分類(lèi)并決定是否停機(jī)。
3、報(bào)警顯示法
數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)內(nèi)部，除了自身診斷功能和狀態(tài)顯示的“軟件”報(bào)警外，還配有許多“硬件”報(bào)警指示燈，它們分布在電源、伺服系統(tǒng)和輸入、輸出等裝置上，根據(jù)這些報(bào)警指示可判斷故障的原因。
4、現(xiàn)場(chǎng)分析法
對(duì)于非破壞性的故障，必要時(shí)維修人員可讓操作人員再現(xiàn)故障現(xiàn)象，會(huì)同機(jī)、電、液等技術(shù)人員一起診斷共同分析，有助于故障得到盡快排除。
5、備件診斷法
當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，經(jīng)過(guò)檢測(cè)和判斷在某一板級(jí)或部分線路甚至元件級(jí)中，可利用備件板、備件線及備用元件替代，找出故障所在。這在現(xiàn)場(chǎng)維修中是簡(jiǎn)便易行的常用手段。
6、參數(shù)檢查法
可根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)所存儲(chǔ)的參數(shù)是否變化或丟失來(lái)判斷故障，通常這是一種軟故障。
7、用可編程序進(jìn)行PLC中斷狀態(tài)分析法
可編程序控制器發(fā)生故障時(shí)其中原因以中斷棧和塊堆棧，按其所指示的原因，查明故障之所在。這是檢修PLC可編程控制器最常用有效和快捷的方法。
8、接口信號(hào)法
由于數(shù)控機(jī)床的各個(gè)控制部分大都采用I/O接口來(lái)互相控制的，利用接口信號(hào)進(jìn)行診斷確定故障點(diǎn)，其診斷步驟是：故障報(bào)警—故障現(xiàn)象分析—確定故障范圍—采用接VI信號(hào)法—邏輯分析祛卜一確定故障出點(diǎn)—排除故障。
9、測(cè)量比較法
為檢測(cè)方便，模塊或單元上設(shè)有檢測(cè)端子，利用萬(wàn)用表、示波器等儀器儀表，通過(guò)這些端子檢測(cè)電平或波形，將正常值與故障時(shí)的值相比較，可以分析出故障的原因及故障的部位，從而排除故障。
對(duì)上述故障方法有時(shí)要幾種方法同時(shí)應(yīng)用，進(jìn)行故障綜合分析，快速診斷出故障的部位，從而排除故障。
二、故障診斷的一般步驟
當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，要沉著冷靜，根據(jù)故障情況進(jìn)行全面分析，確定查找故障源的方法和手段，然后有計(jì)劃、有目的地一步步仔細(xì)檢查，故障診斷一般按下列步驟進(jìn)行。
1、檢查
當(dāng)機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，往往從以下幾個(gè)方面進(jìn)行檢查：
1）檢查機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)
機(jī)床故障時(shí)的運(yùn)行方式，MDI/CRT顯示的內(nèi)容，各報(bào)警狀態(tài)指示的信息，故障發(fā)生時(shí)各坐標(biāo)軸的定位誤差，刀具軌跡是否正常，輔助功能的運(yùn)行狀態(tài)等。
2）檢查加工程序及操作情況
故障出現(xiàn)在程序的什么位置，與換刀是否有關(guān)，故障與操作人員的技術(shù)水平之間的關(guān)系。
3）檢查外部因素
輸入電壓是否有波動(dòng)，系統(tǒng)附近是否有使用大電流的裝置，系統(tǒng)周?chē)鷾囟鹊母叩停欠裼姓駝?dòng)源引起系統(tǒng)振動(dòng)，機(jī)床周?chē)袩o(wú)干擾源等。
4）檢查故障的出現(xiàn)率和重復(fù)性
故障發(fā)生的時(shí)間和次數(shù)，加工同類(lèi)工件故障出現(xiàn)的概率，將出現(xiàn)故障的程序段重復(fù)執(zhí)行多次，觀察故障的重復(fù)性。
5）檢查機(jī)床狀況
機(jī)床是否調(diào)整好，刀具狀況是否正常，切削加工中有無(wú)振動(dòng)產(chǎn)生，間隙補(bǔ)償是否合適，電纜是否有破裂和損傷，運(yùn)行過(guò)程中是否改變工作方式，方式選6）檢查接口情況
電源線和系統(tǒng)內(nèi)部電纜是否分開(kāi)安裝，屏蔽線接線是否正確，繼電器、接觸器的線圈和電動(dòng)機(jī)等處是否加裝有噪聲抑制器等。
2、分析排除
根據(jù)故障現(xiàn)象仔細(xì)分析，弄清與故障有關(guān)的各種因素，確定故障源查找的方向和手段。在檢測(cè)排除故障中還應(yīng)掌握以下一些原則：
1）先外部后內(nèi)部數(shù)控機(jī)床是機(jī)械、液壓、電氣一體化的機(jī)床，故其故障的發(fā)生必然要從機(jī)械、液壓、電氣這三者綜合反映出來(lái)。故障發(fā)生后，維修人員應(yīng)由外（如外部的行程開(kāi)關(guān)，液壓氣動(dòng)元件，印制線路板插頭座，環(huán)境溫度、濕度，油污或粉塵，機(jī)械振動(dòng)等等）向內(nèi)逐一進(jìn)行檢查，盡量避免不必要的拆卸，防止擴(kuò)大故障，使機(jī)床喪失精度，降低性能。
2）先機(jī)械后電氣數(shù)控機(jī)床的故障中有很大部分是由機(jī)械動(dòng)作失靈引起的，通常機(jī)械故障較易查出，而數(shù)控系統(tǒng)故障的診斷則難度要大些。先機(jī)械后電氣就是在數(shù)控機(jī)床的檢修中，先從排除機(jī)械故障入手，先檢查機(jī)械部分是否正常，行程開(kāi)關(guān)是否靈活，氣動(dòng)、液壓部分是否正常等。
3）先簡(jiǎn)單后復(fù)雜當(dāng)出現(xiàn)多種故障并發(fā)、交叉時(shí)，應(yīng)先解決容易的問(wèn)題，后解決難度較大的問(wèn)題。常常在解決簡(jiǎn)單故障的過(guò)程中，難度大的問(wèn)題也可能變得容易，或者在排除簡(jiǎn)易故障時(shí)受到啟發(fā)，對(duì)復(fù)雜故障的認(rèn)識(shí)更為清晰，從而也有人解決辦法。
4）先一般后特殊在排除某一故障時(shí)，要先考慮最常見(jiàn)的可能原因，然后再分析很少發(fā)生的特殊原因。比如數(shù)控車(chē)床Z軸回零不準(zhǔn)，常常是由于降速擋塊位置走動(dòng)所造成。出現(xiàn)這種故障，應(yīng)先考慮檢查該擋塊位置，在排除這一常見(jiàn)的可能性之后，再檢查脈沖編碼器、位置控制等環(huán)節(jié)。
數(shù)控機(jī)床的故障具有綜合性和復(fù)雜性的特點(diǎn)，引起數(shù)控機(jī)床故障的因素是多方面的，要根據(jù)故障的現(xiàn)象和原因，采用合適的診斷方法和儀器儀表，作出正確的判斷。
一、故障診斷的方法
1、直觀檢查法
維修人員充分利用自身的感覺(jué)器官，注意發(fā)生故障時(shí)的各種現(xiàn)象，如各個(gè)單元線路有沒(méi)有燒毀、開(kāi)裂、保險(xiǎn)熔斷等現(xiàn)象，用手觸摸并輕搖元器件有無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，以此來(lái)查找故障點(diǎn)，這是一種最基本、最常用的方法。
2、自身診斷法
現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)自身診斷可分為兩類(lèi)：（1）啟動(dòng)診斷：它是指從每次通電開(kāi)始到進(jìn)人正常的運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)為止，系統(tǒng)的內(nèi)部診斷程序自動(dòng)執(zhí)行診斷，它可以對(duì)CPU、存儲(chǔ)器、總線、I/O單元等模塊或印刷線路板以及CTR單元、閱讀機(jī)、軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)等外圍設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行前的功能測(cè)試，確認(rèn)系統(tǒng)的主要部分是否可以正常工作，啟動(dòng)診斷的目的在于使系統(tǒng)故障在沒(méi)有造成危害之前就被發(fā)現(xiàn)，以便及時(shí)排險(xiǎn)。（2）在線診斷：它是指將診斷程序作為主程序的一部分，在系統(tǒng)不停電，在線診斷一直進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即報(bào)警。甚至可以對(duì)故障進(jìn)行分類(lèi)并決定是否停機(jī)。
3、報(bào)警顯示法
數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)內(nèi)部，除了自身診斷功能和狀態(tài)顯示的“軟件”報(bào)警外，還配有許多“硬件”報(bào)警指示燈，它們分布在電源、伺服系統(tǒng)和輸入、輸出等裝置上，根據(jù)這些報(bào)警指示可判斷故障的原因。
4、現(xiàn)場(chǎng)分析法
對(duì)于非破壞性的故障，必要時(shí)維修人員可讓操作人員再現(xiàn)故障現(xiàn)象，會(huì)同機(jī)、電、液等技術(shù)人員一起診斷共同分析，有助于故障得到盡快排除。
5、備件診斷法
當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，經(jīng)過(guò)檢測(cè)和判斷在某一板級(jí)或部分線路甚至元件級(jí)中，可利用備件板、備件線及備用元件替代，找出故障所在。這在現(xiàn)場(chǎng)維修中是簡(jiǎn)便易行的常用手段。
6、參數(shù)檢查法
可根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)所存儲(chǔ)的參數(shù)是否變化或丟失來(lái)判斷故障，通常這是一種軟故障。
7、用可編程序進(jìn)行PLC中斷狀態(tài)分析法
可編程序控制器發(fā)生故障時(shí)其中原因以中斷棧和塊堆棧，按其所指示的原因，查明故障之所在。這是檢修PLC可編程控制器最常用有效和快捷的方法。
8、接口信號(hào)法
由于數(shù)控機(jī)床的各個(gè)控制部分大都采用I/O接口來(lái)互相控制的，利用接口信號(hào)進(jìn)行診斷確定故障點(diǎn)，其診斷步驟是：故障報(bào)警—故障現(xiàn)象分析—確定故障范圍—采用接VI信號(hào)法—邏輯分析祛卜一確定故障出點(diǎn)—排除故障。
9、測(cè)量比較法
為檢測(cè)方便，模塊或單元上設(shè)有檢測(cè)端子，利用萬(wàn)用表、示波器等儀器儀表，通過(guò)這些端子檢測(cè)電平或波形，將正常值與故障時(shí)的值相比較，可以分析出故障的原因及故障的部位，從而排除故障。
對(duì)上述故障方法有時(shí)要幾種方法同時(shí)應(yīng)用，進(jìn)行故障綜合分析，快速診斷出故障的部位，從而排除故障。
二、故障診斷的一般步驟
當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，要沉著冷靜，根據(jù)故障情況進(jìn)行全面分析，確定查找故障源的方法和手段，然后有計(jì)劃、有目的地一步步仔細(xì)檢查，故障診斷一般按下列步驟進(jìn)行。
1、檢查
當(dāng)機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，往往從以下幾個(gè)方面進(jìn)行檢查：
1）檢查機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)
機(jī)床故障時(shí)的運(yùn)行方式，MDI/CRT顯示的內(nèi)容，各報(bào)警狀態(tài)指示的信息，故障發(fā)生時(shí)各坐標(biāo)軸的定位誤差，刀具軌跡是否正常，輔助功能的運(yùn)行狀態(tài)等。
2）檢查加工程序及操作情況
故障出現(xiàn)在程序的什么位置，與換刀是否有關(guān)，故障與操作人員的技術(shù)水平之間的關(guān)系。
3）檢查外部因素
輸入電壓是否有波動(dòng)，系統(tǒng)附近是否有使用大電流的裝置，系統(tǒng)周?chē)鷾囟鹊母叩停欠裼姓駝?dòng)源引起系統(tǒng)振動(dòng)，機(jī)床周?chē)袩o(wú)干擾源等。
4）檢查故障的出現(xiàn)率和重復(fù)性
故障發(fā)生的時(shí)間和次數(shù)，加工同類(lèi)工件故障出現(xiàn)的概率，將出現(xiàn)故障的程序段重復(fù)執(zhí)行多次，觀察故障的重復(fù)性。
5）檢查機(jī)床狀況
機(jī)床是否調(diào)整好，刀具狀況是否正常，切削加工中有無(wú)振動(dòng)產(chǎn)生，間隙補(bǔ)償是否合適，電纜是否有破裂和損傷，運(yùn)行過(guò)程中是否改變工作方式，方式選6）檢查接口情況
電源線和系統(tǒng)內(nèi)部電纜是否分開(kāi)安裝，屏蔽線接線是否正確，繼電器、接觸器的線圈和電動(dòng)機(jī)等處是否加裝有噪聲抑制器等。
2、分析排除
根據(jù)故障現(xiàn)象仔細(xì)分析，弄清與故障有關(guān)的各種因素，確定故障源查找的方向和手段。在檢測(cè)排除故障中還應(yīng)掌握以下一些原則：
1）先外部后內(nèi)部數(shù)控機(jī)床是機(jī)械、液壓、電氣一體化的機(jī)床，故其故障的發(fā)生必然要從機(jī)械、液壓、電氣這三者綜合反映出來(lái)。故障發(fā)生后，維修人員應(yīng)由外（如外部的行程開(kāi)關(guān)，液壓氣動(dòng)元件，印制線路板插頭座，環(huán)境溫度、濕度，油污或粉塵，機(jī)械振動(dòng)等等）向內(nèi)逐一進(jìn)行檢查，盡量避免不必要的拆卸，防止擴(kuò)大故障，使機(jī)床喪失精度，降低性能。
2）先機(jī)械后電氣數(shù)控機(jī)床的故障中有很大部分是由機(jī)械動(dòng)作失靈引起的，通常機(jī)械故障較易查出，而數(shù)控系統(tǒng)故障的診斷則難度要大些。先機(jī)械后電氣就是在數(shù)控機(jī)床的檢修中，先從排除機(jī)械故障入手，先檢查機(jī)械部分是否正常，行程開(kāi)關(guān)是否靈活，氣動(dòng)、液壓部分是否正常等。
3）先簡(jiǎn)單后復(fù)雜當(dāng)出現(xiàn)多種故障并發(fā)、交叉時(shí)，應(yīng)先解決容易的問(wèn)題，后解決難度較大的問(wèn)題。常常在解決簡(jiǎn)單故障的過(guò)程中，難度大的問(wèn)題也可能變得容易，或者在排除簡(jiǎn)易故障時(shí)受到啟發(fā)，對(duì)復(fù)雜故障的認(rèn)識(shí)更為清晰，從而也有人解決辦法。
4）先一般后特殊在排除某一故障時(shí)，要先考慮最常見(jiàn)的可能原因，然后再分析很少發(fā)生的特殊原因。比如數(shù)控車(chē)床Z軸回零不準(zhǔn)，常常是由于降速擋塊位置走動(dòng)所造成。出現(xiàn)這種故障，應(yīng)先考慮檢查該擋塊位置，在排除這一常見(jiàn)的可能性之后，再檢查脈沖編碼器、位置控制等環(huán)節(jié)。
數(shù)控機(jī)床的故障具有綜合性和復(fù)雜性的特點(diǎn)，引起數(shù)控機(jī)床故障的因素是多方面的，要根據(jù)故障的現(xiàn)象和原因，采用合適的診斷方法和儀器儀表，作出正確的判斷。
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