數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維修探究
2018-5-29 來(lái)源：哈爾濱石油學(xué)院 作者：王雪峰
【摘要】數(shù)控機(jī)床在長(zhǎng)期的生產(chǎn)運(yùn)行中，難免會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障。機(jī)床一旦發(fā)生故障，會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行不暢或者停止，對(duì)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(duì)數(shù)控機(jī)床的常見(jiàn)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(wú)論是哪種數(shù)控機(jī)床，也無(wú)論其又多高的可靠性，在長(zhǎng)期執(zhí)行生產(chǎn)加工任務(wù)時(shí)都難免會(huì)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(shí)，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(huì)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(duì)于機(jī)床維修人員來(lái)說(shuō)，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(jiàn)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(jiàn)的故障，當(dāng)超過(guò)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(huì)發(fā)生超溫警報(bào)，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(dòng)，機(jī)床就會(huì)發(fā)出超程報(bào)警。對(duì)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(huì)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(guò)程中，在相同的工況條件下偶爾發(fā)生的故障。相對(duì)于其它故障困難，這種故障因?yàn)榫哂信既恍?，診斷起來(lái)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(bào)警故障和無(wú)報(bào)警故障
報(bào)警顯示故障，當(dāng)有故障發(fā)生時(shí)，機(jī)床報(bào)警裝置會(huì)有報(bào)警通知，當(dāng)硬件系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)上的LED指示會(huì)亮起發(fā)出報(bào)警指示。數(shù)控機(jī)床的硬件數(shù)控中，每一個(gè)單元都裝置有報(bào)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(shí)，燈光亮起提醒工作人員有故障發(fā)生，以及時(shí)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(cuò)誤或者數(shù)據(jù)丟失、計(jì)算機(jī)等軟件系統(tǒng)發(fā)生故障，就會(huì)在顯示器上有報(bào)警信息顯示出來(lái)，同時(shí)可能還會(huì)伴有報(bào)警信號(hào)?，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(shí)，系統(tǒng)會(huì)自行檢測(cè)并判斷出故障類型，并發(fā)生故障出來(lái)指示。對(duì)于軟件故障報(bào)警，維修人員可通過(guò)技術(shù)資料中相關(guān)的報(bào)警故障處理方法來(lái)排除故障。有些故障發(fā)生起來(lái)比較突然，沒(méi)有硬件報(bào)警顯示，也沒(méi)有軟件報(bào)警顯示，對(duì)于這種無(wú)報(bào)警故障，診斷起來(lái)難度相對(duì)要大得多。這就需要根據(jù)實(shí)際的情況結(jié)合專業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)對(duì)故障進(jìn)行診斷。
2、數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)故障的診斷與維修
2.1主軸刀與刀庫(kù)故障
數(shù)控機(jī)床的主軸刀與刀庫(kù)故障，常見(jiàn)的類型主要有：
（1）交換刀具的過(guò)程中掉刀。當(dāng)主軸刀與刀庫(kù)中的刀具在進(jìn)行交換的過(guò)程中，發(fā)生掉刀故障。故障的原因主要在于在換刀的過(guò)程中，主軸箱沒(méi)有返回到換刀點(diǎn)，也可能是換刀點(diǎn)出現(xiàn)了飄移，機(jī)械手還沒(méi)有達(dá)到指定位置就開(kāi)始抓到，以致于發(fā)生掉刀故障。對(duì)于此類故障的可以對(duì)主軸箱的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行重新的操作，使其達(dá)到預(yù)定的換刀點(diǎn)，如果是換刀點(diǎn)故障就需要對(duì)換刀點(diǎn)重新進(jìn)行設(shè)置。
（2）刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)故障。這里所說(shuō)的刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)故障主要是指刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)沒(méi)有達(dá)到預(yù)定位置點(diǎn)。導(dǎo)致此種故障發(fā)生的原因在于：第一，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)出現(xiàn)問(wèn)題，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)位置誤差。對(duì)電機(jī)進(jìn)行更新，重新對(duì)傳
動(dòng)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(duì)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(kù)阻滯。對(duì)刀庫(kù)進(jìn)行檢查，查看裝刀是否恰當(dāng)合理。（3）換刀時(shí)主軸刀松刀不暢。數(shù)控機(jī)床加工中心在自動(dòng)換刀的過(guò)程中，主軸刀松刀不暢通，動(dòng)作遲緩。對(duì)于此類故障主要對(duì)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(dòng)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(duì)于此類故障，首先對(duì)主軸系統(tǒng)的氣動(dòng)系統(tǒng)壓力進(jìn)行檢查，如果壓力在0.6MPa以下，則說(shuō)明壓力不足，此時(shí)打開(kāi)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(méi)能達(dá)到預(yù)定的理想位置，定位出現(xiàn)偏差，通常會(huì)首先考慮到主軸的電氣系統(tǒng)發(fā)生故障。對(duì)主軸系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)正常，沒(méi)有故障報(bào)警，定位編碼準(zhǔn)確，動(dòng)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(duì)連接處進(jìn)行檢查，連接處用于緊固的螺釘發(fā)生了松動(dòng)，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(duì)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(cuò)誤。對(duì)此故障進(jìn)行診斷，故障原因可能包括以下幾點(diǎn)：第一，電纜連接問(wèn)題。對(duì)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(shuō)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(wèn)題出現(xiàn)在母板上，則需要對(duì)其進(jìn)行更換。
2.3 電池電壓異常。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)運(yùn)行，電池能量損耗，電壓降低，顯示器上會(huì)對(duì)此有報(bào)警顯示。當(dāng)出現(xiàn)電池電壓異常的報(bào)警顯示時(shí)，就需要盡快對(duì)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(chǔ)器中數(shù)據(jù)丟失。
3、結(jié)語(yǔ)
本文對(duì)數(shù)控機(jī)床的常見(jiàn)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(rùn)滑油、冷卻液等，在日常機(jī)床維護(hù)中，定期對(duì)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(duì)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(yàn)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(shí)，能夠快速準(zhǔn)確的找到故障原因并排除故障。
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