数控机床故障诊断与排除研究

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1、数控机床故障诊断与排除研究　　摘要：集多种技术于一体的机械加工机电设备数控机床，是集技术密集和知识密集的自动化设备，运行过程难避会发生故障，严重影响数控机床开动率，造成设备闲置和资源浪费，因此要加强对其故障原因的分析，加强对故障的诊断。文章重点介绍了数控机床故障的常见类型，分析了其故障诊断的主要方法及基本思路，并例举案例对数控机床的维护进行了有意义的研究。　　关键词：数控机床；故障诊断；故障排除　　中图分类号：TG519文献标识码：A文章编号：1674-7712　（2012）　14-0206-02　　数控机床技术起源于美国的机电一体化设备，它集计算机、精密测量、自动控制、数据通信和现代

2、机械制造等技术于一体，最初是用于解决航空航天复杂零件的制造问题，运作高效，能按程序自动加工零件，而无需使用复杂和特殊的工装夹具，质量稳定，生产效率高，可以以一个更好的方式来自动化批量加工品种多样的复杂的零件，保持加工零件的一致性，便于产品的升级换代，同时具有机动灵活、精度高、速度快的特点，必须有强大的可靠性和可用性。然而随着数控机床因而在机械制造业中的比例越来越大，数控机床在使用过程中发生故障的可能性大大增强，诊断故障并维修排除才能保障数控机床长期可靠运行。　　一、常见的数控机床故障分类8　　数控机床发生故障的原因比较多且复杂，涉及的知识面广，技术难度大，诊断与排除故障往往存在很大的困

3、难，根据数控机床的故障性质、起因、有无诊断显示、装备情况和是否具有破坏性及部件故障等分为以下几种分类：　　（一）电源故障。电源发生故障，既无法启动，对于其维修，需对照原理图进行。　　（二）有无诊断显示故障。根据故障有无诊断显示可以分为有、无诊断显示故障。无诊断显示的故障只能根据出现故障前后的情况来分析判断，　较难排除。有诊断显示的故障相对来说比较容易排除，此种故障的经常是软件报警显示的故障与硬件报警显示两种类型。其中硬件报警显示故障可以通过各单元装置上的指示灯找到，一般以报警号的形式出现软件报警显示故障往往可以在数控系统显示器上显示。系统无报警显示故障，比较复杂和困难的诊断，通常是由硬

4、件故障造成。　　（三）数控装置故障。由装置设备问题引起的故障，分为硬件故障与软件故障两种。　　（四）有无破坏性故障。有无破坏性故障又称为非破坏性故障和破坏性故障两类，是按故障发生的性质是否具有破坏性来分类的。非破坏性故障容易辨别，也危害较小，可以经过重演故障、多次试验检验来分析故障的原因，较易排除；破坏性故障危害较大，维修难度大且有一定风险，比如由于伺服系统失控造成飞车、短路烧保险等故障引起的破坏性故障对整个体统都将是致命的破坏。8　　（五）PLC部分出现故障。不报警的机床故障由于PLC编程有问题、编程不好等问题的出现而产生。　　（六）机械故障和电气故障。根据机械运动部件发生故障的不同

5、来分，分为机械故障和电气故障。由于机械部分的安装、润滑、调试、液压系统、冷却、气动、排屑、使用和维护操作不当造成的机械变速箱故障和导轨运动摩擦产生的故障称为机械故障，主要集中在主轴停止、噪音大，导致切削振动炮塔不转，加工精度不稳定。电气故障是往往是由于松动的部件焊接，电器元件的品质因数的下降，连接器接触不良或由其他因素造成的发生在系统设备、伺服驱动装置和机床电器控制等部分的故障，具有一定的损害。　　（七）检测元件故障。整个数控机床和检测元件是一个闭环的系统，检测元件是其中的数控机床的重要组成部分，经常会在机械暴走、机械振荡等方面体现出故障。　　二、数控机床故障诊断方法　　（一）直观诊断

6、法。是最常用也是最简单的一种方法，是指利用人的感觉器官如手、眼、鼻、耳等缩小故障的检查范围，找出故障具体原因。　　（二）状态诊断法。该种方法主要是动、静态的监测伺服进给系统、电源模块等部件的主要参数，或监测数控系统输入输出信号的状态，检测各元件的工作状态，从而来找出故障原因的方法。　　（三）仪器诊断法。仪器诊断法是指运用一些常用仪器测量数控机床系统的相关直流与脉冲信号，进而查找可能的故障，比如运用常规的电工仪表、直流电源电压等来查找故障。8　　（四）系统的自我诊断功能。这种方法主要是使用数控机床系统内的自我诊断方法找到故障原因。这些软件或程序的测试离线和在线监测、开机自诊断等等。异常报

7、警指示灯将通过硬件或软件报警指示报警。此外，数控机床系统的自诊断功能经常被用来作为衡量数控机床的性能的一个重要的指标。　　（五）参数调整法。维修人员通晓数控机床的工作状态和作用主要是通过具体系统的主要参数来判断，主要考虑到不同的数控机床、不同的工作状态对数控系统、PLC及其伺服驱动系统的参数要求不尽相同，通过调整一个或多个相关参数来对其故障进行排除。　　三、数控机床的维护与排除　　合理的日常维护措施可以减少正常磨损、延缓劣化、预防和降低数控机床