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数控机床的故障诊断与维修

2015/12/25 阅读:

1.数控机床系统结构及特点

(1)数控机床系统的结构组成。由于数控机床设计理念和设计思想的不同,数控机床种类繁多并各具特点,但是不管哪一种产品,其系统设计都基于同一个原理。大体来说,数控机床系统一般包括控制系统、伺服系统和位置检测系统三个部分。其中,控制系统主要负责整个机床的运转过程,它把对部件的相应程序进行运算的结果发送给伺服系统,然后伺服系统根据接收到的控制指令进行分析,机械的运转由相应的电动机来控制,而机械的运动位置和速度的检测主要由位置检测系统完成,位置检测系统将监测到的信息反馈给控制系统后,控制系统又会对相关的指令进行确认与修正,以确保整个数控机床正常运转。

(2)数控机床系统的特点。数控机床对于现代生产效率的提高有着重要的意义。由于数控机床三个组成系统之间的紧密协调工作,使得整个数控系统在生产运行过程中具有以下特点:①在运行过程中,整个数控机床系统具有较强的安全可靠性。②数控机床运作的环境要求整个系统具有较强的环境适应能力,即使在高温、潮湿等环境下也能实现正常运行。③数控机床的开关设备可以承受频繁的起动,运行状态相对稳定,数控机床系统整体性能比较高。

2.数控机床故障常用诊断方法及维修特点分析

数控机床通常由机床主体、控制介质和数控系统组成,而数控系统是整个数控机床的核心,在整个机床中起指挥作用。根据数控机床的机构和数控系统的特点,在数控机床出现故障的情况下,一般可以采用以下办法进行故障诊断。

(1)直观法。直观法是数控机床发生故障时应用最广泛的一种诊断方法。它主要通过数控机床出现的异常现象、情况等直接观察而对机床故障进行定位、排查和诊断。比如可以通过直观检查了解机床重要部件的磨损、松动或者脱落等情况;如果故障出现时伴随有烧焦味,那么维修人员就可以着重检查数控机床的线路以及各类保护性开关、电阻等;此外,还可以通过直接的接触和感觉来判断数控机床各个设备的运转温度是否正常等。

(2)功能程序测试及报警信息诊断法。由于数控机床一般都设置有自我诊断程序,所以如果数控机床出现故障后通过直观方法无法锁定故障的范围,就可以充分利用机床本身的自我诊断程序进行故障诊断。维修人员只需在数控系统中输入一定的功能测试程序就可以了解机床的程序运行情况,从而分析故障产生的原因。另外,机床的自我诊断功能一般包含机械运行情况信息显示功能,当故障发生时,显示中会出现相应的故障报警信息,维修人员通过这些信息就可以大概地清楚机床故障产生的情况。

(3)参数调整分析法。数控机床的参数变化对机床的整体性能有很大的影响,所以,在数控故障检查中,数控机床的参数变化也是诊断机床故障的重要依据。由于参数设置对数控系统起着决定性作用,可以通过参数的设置来调整系统的运行,因此,故障发生时,维修人员就可以通过参数的调整来进行故障诊断与排除。

(4)部件置换诊断法。数控机床在运行过程中,如果某个部件出现问题也会导致机床故障的发生。维修人员在不能确认是哪一部分出现问题的情况下,就可以通过更换新的部件来检查,看是否是由于部件损坏造成的故障。

(5)原理分析法。原理分析法是从数控的基本工作原理方面分析和判断机床故障的方法,主要是通过对逻辑电平和特征指数的分析来对故障进行诊断。这种诊断方法对维修人员有较高的技术水平要求,维修人员不仅要深入而全面地掌握数控机床的系统运行原理,还要对各个部件的工作原理有清醒的认识,才能准确地进行分析并对故障定位。一般情况下,可以把数控机床故障分为机械故障和数控系统故障。机床故障诊断后,要对数控机床进行维修,就要进一步明确这两种故障维修的特点。整体来看,机床机械故障维修一般遵循先简后精的原则,首先通过直接观察等方法大概判断出故障的范围及位置,对部位进行简单的维修,通过简单维修对故障进行确认后,再确定合理的维修方案对故障进行精密维修,从根本上解决机床故障,使数控机床恢复正常运行。而相对于机械故障,数控系统故障就复杂得多。因为系统故障涉及到气动、液压和电气等方面的内容,所以检查也要求比较详细和深入,维修一般遵循先外部后内部、先一般后特殊和先简单后复杂的原则。

3.数控机床故障维修措施与方法

(1)系统复位、初始化法。这种维修方法主要是针对数控机床系统因程序错乱而导致的故障,这种情况下,机床往往会因为系统编程或瞬间的故障而停止运行,故障报警系统也会出现相应的故障信息提示。对于这种故障,可以采取强行断开电源,稍等片刻后再开电源按复位键进行机械复位,看能否让机床恢复正常运作。而故障报警系统复位处理通常被用于因线路接触不良或系统存储压力过小等引起的故障报警,在对系统进行复位和初始化前一定要做好系统数据备份工作,以便于初始化操作无法排除故障后对机床的硬件进行进一步的分析和诊断。

(2)参数设置法。由于参数设置正确与否对数控机床的正常运行有着非常大的影响,参数设置出现一点小的错误都会导致机床在某方面功能的丧失,影响机床的整体性能,甚至使机床停止运作。这种情况就可以通过运用机床系统的快速搜索功能,对相关参数进行对照和分析,找出故障原因,对参数进行校对和设置,使数控机床恢复正常工作。

(3)参数微调法。如果系统参数重新设置后,数控机床的故障仍然无法排除或者不能按照工作要求精确地运行,这时候就可以考虑运用微调参数的方法来对机床参数进行进一步地优化。因为机床的系统和其他电气系统之间是否达到最佳控制,对机床整体运作效率有着重要的影响,而通过参数微调就可以使这种系统间的控制达到最佳的标准。

(4)模块更新替换法。模块更新替换法往往能使机床故障维修变得简单而快速,所以在数控机床故障维修时得到普遍的使用。这种维修办法只需要更新或替换掉故障产生的系统模块,并重新设置好相关的参数,就能快速地排除机床故障,使机床恢复正常运行。

(5)提高加强机床抗干扰能力。如果数控机床在运行过程中受到强烈的干扰,机床的正常运作就会受到影响。所以,针对由于电源开关引起的机床故障,就可以通过利用接地的方式来降低高频对数控机床影响的维修方法进行故障排除。此外,也可以通过保持电源电压的稳定性,提高电源的负载能力,使机床的抗干扰能力得到一定的加强。

4.结语

数控机床任何一个部件或者系统出现异常情况都会造成机床故障的产生,所以在故障诊断过程中,维修人员要对机械主体、数控系统和重要部件等进行综合的检查与分析,确定故障发生的位置及原因,进而采取针对性的维修措施和方法,尽快清除机床故障,保障数控机床正常运作。此外,对数控机床进行日常的维护和保养,不但可以大大降低机床故障的发生,还可以有效提高数控机床的使用效率,减少因产生故障造成对生产活动的影响。

作者:于广发 单位:齐齐哈尔轨道交通装备有限公司电车间

数控机床的故障诊断与维修

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