关于数控机床常见故障的维修方法及防范措施

摘要：数控机床的身价从几十万元到上千万元，一般都是企业中关键产品关键工序的关键设备，一旦故障停机，其影响和损失往往很大。但是，人们对这样的设备往往更多地是看重其效能，而不仅对合理地使用不够重视，更对其保养及维修工作关注太少。主要研究数控机床常见故障的维修和防范措施。 关键词：数控机床；数控系统；点检

1 常见的维修方法 数控设备维修是一项很复杂、技术含量很高的一项工作，数控设备与普通设备有较大的差别。 1.1 利用数控系统的自诊断功能 一般CNC系统都有较为完备的自诊断系统，无论是发那科系统还是西门子系统，数控系统上电初始化时或运行中均能对自身或接口做出一定范围的自诊断。维修人员应熟悉系统自诊断各种报警信息。根据说明书进行分析以确定故障范围，定位故障元器件，对于进口的数控系统一般只能定位到板级，其片级维修一般可依靠各数控系统的厂家售后维修部门。 1.2 利用PLC程序的逻辑查找 现在一般CNC控制系统均带有PLC控制器，大多为内置式PLC控制。维修人员应根据梯形图对机床控制电器进行分析，在CRT上直观地看出CNC系统I/O的状态。通过PLC程序的逻辑分析，方便地检查出问题存在部位，如FANUC-OT系统中自诊断页面等。根据图纸PLC梯图进行分析，定位机床与CNC系统接口故障，以确定故障部位是机械、电器、液压还是气动故障。 1.3 与当场的操作人员充分沟通 现场操作人员是数控机床最亲密的伙伴，操作人员也是各种故障的第一发现人。因此，当故障发生后，维修人员一般不要急于动手，先与操作人员进行充分的沟通，要仔细询问故障发生时机床处在什么工作状态、表现形式、产生的后果、是否误操作，故障能否再现等，这样有助于维修人员快速分析和判断故障原因。 2 数控机床的抗干扰措施 机床数控系统中既包含高电压、大电流的强电设备，又包含低电压、小电流的控制与信号处理设备，即弱电设备。强电设备产生的强烈电磁干扰对弱电设备的正常工作构成 极大的威胁。此外，系统所处生产现场的电磁环境较恶劣，系统外各种动力负载的干扰、供电系统的干扰、大气中电磁波的干扰等都会对系统内的弱电设备产生严重影响，由于弱电设备是控制强电的设备，所以，一旦弱电设备受到干扰，最终将导致整个系统的瘫痪。 通常从以下几个方面采取措施来提高数控系统的扰干扰能力。 2.1 减少供电线路和信号线路的干扰可采取以下措施 （1）数控机床远离具有中、高频电源的设备。 （2）数控机床不要和大功率且频繁起停的设备用同一供电干线供电。 （3）对于电网电压较长时间的欠电压、过电压和电压波动的场合安装交流稳压器。 （4）采用电源滤波器。电源滤波器的作用是双向的，它不仅可以阻止电网中的噪声进入设备，也可以抑制设备所产生的噪声污染电网。 （5）采用带屏蔽层的隔离变压器。隔离变压器是一种应用相当广泛的电源抗干扰设备，它最基本的作用是实现电路与电路之间的电气隔离，解决设备与设备之间产生的干扰。 （6）模拟信号传输线的配线应尽可能短，并使用屏蔽线。 （7）光电编码器、手摇脉冲发生器、光栅尺等的输出信号在接收电路端并联电容，抑制高频干扰。光电编码器电缆的屏蔽层双端接地。 （8）电动机驱动电缆屏蔽层双端接地。 （9）动力线和信号线分开走线。 （10）控制信号线采用屏蔽双绞线。 2.2 减少机床电气控制系统中的干扰可采取以下措施 （1）在电源输入部分加压敏电阻保护（浪涌吸收器），对线路中的瞬变、尖蜂等噪声进行抑制。 （2）感性负载加装吸收电路，抑制瞬态噪声。系统中的感性负载如继电器、接触器、电磁阎、电动机等在关断时会产生强烈的脉冲噪声，影响其他电路的正常工作，必须在感性负载处加装吸收电路，抑制瞬态噪声。直流电感元件（直流继电器线圈）并联续流二掇管。交流接触器、电磁阀、继电器的线圈并联RC阻容吸收器。三相交流电动机的电枢绕组之间并联RC阻容吸收器。 （3）保证良好的“接地”。“接地”是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术。数控系统和电气柜中的控制设备必须按照使用说明书的要求进行“接地”，否则电网中的许多干扰因素都会通过“地线”对机床的运行产生干扰。 3 数控机床的点检 由于数控机床集机、电、液、气等技术为一体，所以对它的维护要有科学的管理，有目的地制定出相应的规章制度。对维护过程中发现的故障隐患应及时清除，避免停机待修，从而延长设备平均无故障时间，增加机床的利用率。开展点检是数控机床维护的有效办法。 以点检为基础的设备维修，是日本在引进美国的预防维修制的基础上发展起来的一种点检管理制度。点检就是按有关维护文件的规定，对设备进行定点、定时的检查和维护。其优点是可以把出现的故障和性能的劣化消灭在萌芽状态，防止过修或欠修，缺点是定期点检工作量大。这种在设备运行阶段以点检为核心的现代维修管理体系，能达到降低故障率和维修费用，提高维修效率的目的。 数控机床的点检，是开展状态监测和故障诊断工作的基础，主要包括下列内容： （1）定点：首先耍确定一台数控机床有多少个维护点，科学地分析这台设备，找准可能发生故障的部位。只要把这些维护点“看住”，有了故障就会及时发现。 （2）定标：对每个维护点要逐个制订标准，例如间隙、温度、压力、流量、松紧度等等，都要有明确的数量标准，只要不超过规定标准就不算故障。 （3）定期：多长时间检查一次，要定出检查周期。有的点可能每班要检查几次，有的点可能一个或几个月检查一次，要根据具体情况确定。 （4）定项：每个维护点检查哪些项目也要有明确规定。每个点可能检查一项，也可能检查几项。 （5）定人：由谁进行检查，是操作者、维修人员还是技术人员，应根据检查部位和技术精度要求，落实到人。 （6）定法：怎样检查也要有规定，是人工观察还是用仪器测量，是采用普通仪器还是精密仪器。 （7）检查：检查的环境、步骤要有规定，是在生产运行中检查还是停机检查，是解体检查还是不解体检查。 （8）记录：检查要详细做记录，并按规定格式填写清楚。要填写检查数据及其与规定标准的差值、判定印象、处理意见，检查者要签名并注明检查时间。 （9）处理：检查中间能处理和调整的要及时处理和调整，并将处理结果记人处理记录。没有能力或没有条件处理的，要及时报告有关人员，安排处理。但任何人、任何时间处理都要填写处理记录。 （10）分析：检查记录和处理记录都要定期进行系统分析，找出薄弱“维护点”，即故障率高的点或损失大的环节，提出意见，交设计人员进行改进设计。 数控机床的点检可分为日常点检和专职点捡二个层次。日常点检负责对机床的一般部件进行点检，处理和检查机床在运行过程中出现的故障，由机床操作人员进行。专职点检负责对机床的关键部位和重要部件按周期进行重点点检和设备状态监测与故阵诊断，制定点检计划，做好诊断记录．分析维修结果，提出改善设备维护管理的建议，由专职维修人员进行。数控机床的点检作为一项工作制度，必须认真执行并持之以桓，才能保证机床的正常运行。 从点检的要求和内容上看，点检可分为专职点检、日常点检和生产点检三个层次，数控机床点检维修过程示意图。①专职点检负责对机床的关键部位和重要部位按周期进行重点点检和备状态监测与故障诊断定点检计划，做好诊断记录，分析维修结果，提出改善设备维护管理的建议。②日常点检负责对机床的一般部位进行点检，处理和检查机床在运行过程中出现的故障。③生产点检负责对生产运行中的数控机床进行点检，并负责润滑、紧固等工作。点检作为一项工作制度必须认真执行并持之以恒，这样才能保证数控机床的正常运行。 4 结语 详细记录从故障的发生、分析判断到排除全过程中出现的各种问题，采取的各种措施，涉及到的相关电路图、相关参数和相关软件，其间错误分析和排故方法也应记录并记录其无效的原因。总结故障排除过程中所需要的各类图样、文字资料，若有不足应事后想办法补齐，而且在随后的日子里研读，以备将来之需。