如何對數控機床進(jìn)行故障檢修？
在數控機床中，大部分的故障都有資料可查，但也有一些故障，提供的報警信息較含糊甚至根本無(wú)報警，或者出現的周期較長(cháng)，無(wú)規律，不定期，給查找分析帶來(lái)了很多困難。對這類(lèi)機床故障，需要對具體情況分析，進(jìn)行耐心的查找，而且檢查時(shí)特別需要機械、電氣、液壓等方面的綜合知識，不然就很難快速、正確地找到故障的真正原因。
加工精度異常故障：系統參數發(fā)生變化或改動(dòng)、機械故障、機床電氣參數未優(yōu)化電機運行異常、機床位置環(huán)異常或控制邏輯不妥，是生產(chǎn)中數控機床加工精度異常故障的常見(jiàn)原因，找出相關(guān)故障點(diǎn)并進(jìn)行處理，機床均可恢復正常。生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì )遇到數控機床加工精度異常的故障。此類(lèi)故障隱蔽性強、診斷難度大。
導致此類(lèi)故障的原因主要有5個(gè)方面：
1、機床進(jìn)給單位被改動(dòng)或變化；
2、機床各軸的零點(diǎn)偏置（NULLOFFSET）異常；
3、軸向的反向間隙（BACKLASH）異常；
4、電機運行狀態(tài)異常，即電氣及控制部分故障；
5、機械故障，如絲桿、軸承、軸聯(lián)器等部件。
此外，加工程序的編制、刀具的選擇及人為因素，也可能導致加工精度異常。
機械故障導致的加工精度異常，主要應對以下幾方面逐一進(jìn)行檢查。
1、檢查機床精度異常時(shí)正運行的加工程序段，特別是刀具長(cháng)度補償、加工坐標系（G54～G59）的校對及計算。
2、在點(diǎn)動(dòng)方式下，反復運動(dòng)Z軸，經(jīng)過(guò)視、觸、聽(tīng)對其運動(dòng)狀態(tài)診斷，發(fā)現Z向運動(dòng)聲音異常，特別是快速點(diǎn)動(dòng)，噪聲更加明顯。由此判斷，機械方面可能存在隱患 。
故障排除
1、初始化復位法：一般情況下，由于瞬時(shí)故障引起的系統報警，可用硬件復位或開(kāi)關(guān)系統電源依次來(lái)清除故障，若系統工作存貯區由于掉電，拔插線(xiàn)路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統進(jìn)行初始化清除，清除前應注意作好數據拷貝記錄，若初始化后故障仍無(wú)法排除，則進(jìn)行硬件診斷。
2、參數更改，程序更正法：系統參數是確定系統功能的依據，參數設定錯誤就可能造成系統的故障或某功能無(wú)效。有時(shí)由于用戶(hù)程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系統的塊搜索功能進(jìn)行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。
3、調節，佳化調整法：調節是一種簡(jiǎn)單易行的辦法。通過(guò)對電位計的調節，修正系統故障。如某廠(chǎng)維修中，其系統顯示器畫(huà)面混亂，經(jīng)調節后正常。如在某廠(chǎng)，其主軸在啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)發(fā)生皮帶打滑，原因是其主軸負載轉矩大，而驅動(dòng)裝置的斜升時(shí)間設定過(guò)小，經(jīng)調節后正常。
佳化調整是系統地對伺服驅動(dòng)系統與被拖動(dòng)的機械系統實(shí)現佳匹配的綜合調節方法，其辦法很簡(jiǎn)單，用一臺多線(xiàn)記錄儀或具有存貯功能的雙蹤示波器，分別觀(guān)察指令和速度反饋或電流反饋的響應關(guān)系。通過(guò)調節速度調節器的比例系數和積分時(shí)間，來(lái)使伺服系統達到即有較高的動(dòng)態(tài)響應特性，而又不振蕩的佳工作狀態(tài)。在現場(chǎng)沒(méi)有示波器或記錄儀的情況下，根據經(jīng)驗，即調節使電機起振，然后向反向慢慢調節，直到消除震蕩即可。
4、備件替換法：用好的備件替換診斷出壞的線(xiàn)路板，并做相應的初始化啟動(dòng)，使機床迅速投入正常運轉，然后將壞板修理或返修，這是常用的排故辦法。
5、改善電源質(zhì)量法：一般采用穩壓電源，來(lái)改善電源波動(dòng)。對于高頻干擾可以采用電容濾波法，通過(guò)這些預防性措施來(lái)減少電源板的故障。
6、維修信息跟蹤法：一些大的制造公司根據實(shí)際工作中由于設計缺陷造成的偶然故障，不斷修改和完善系統軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員。以此做為故障排除的依據，可正確徹底地排除故障。
診斷方法
數控機床電氣故障診斷有故障檢測、故障判斷及隔離和故障定位三個(gè)階段。階段的故障檢測就是對數控機床進(jìn)行測試，判斷是否存在故障；第二階段是判定故障性質(zhì)，并分離出故障的部件或模塊；第三階段是將故障定位到可以更換的模塊或印制線(xiàn)路板，以縮短修理時(shí)間。為了及時(shí)發(fā)現系統出現的故障，快速確定故障所在部位并能及時(shí)排除，要求故障診斷應盡可能少且簡(jiǎn)便，故障診斷所需的時(shí)間應盡可能短。為此，可以采用以下的診斷方法：
1、直觀(guān)法
利用感覺(jué)器官，注意發(fā)生故障時(shí)的各種現象，如故障時(shí)有無(wú)火花、亮光產(chǎn)生，有無(wú)異常響聲、何處異常發(fā)熱及有無(wú)焦煳味等。仔細觀(guān)察可能發(fā)生故障的每塊印制線(xiàn)路板的表面狀況，有無(wú)燒毀和損傷痕跡，以進(jìn)一步縮小檢查范圍，這是一種基本、常用的方法。
2、CNC 系統的自診斷功能
依靠CNC系統快速處理數據的能力，對出錯部位進(jìn)行多路、快速的信號采集和處理，然后由診斷程序進(jìn)行邏輯分析判斷，以確定系統是否存在故障，及時(shí)對故障進(jìn)行定位。現代CNC系統自診斷功能可以分為以下兩類(lèi)：
1）開(kāi)機自診斷開(kāi)機自診斷是指從每次通電開(kāi)始至進(jìn)入正常的運行準備狀態(tài)為止，系統內部的診斷程序自動(dòng)執行對CPU、存儲器、總線(xiàn)、I/O單元等模塊、印制線(xiàn)路板、CRT 單元、光電閱讀機及軟盤(pán)驅動(dòng)器等設備運行前的功能測試，確認系統的主要硬件是否可以正常工作。
2）故障信息提示當機床運行中發(fā)生故障時(shí)，在CRT 顯示器上會(huì )顯示編號和內容。根據提示，查閱有關(guān)維修手冊，確認引起故障的原因及排除方法。一般來(lái)說(shuō)，數控機床診斷功能提示的故障信息越豐富，越能給故障診斷帶來(lái)方便。但要注意的是，有些故障根據故障內容提示和查閱手冊可直接確認故障原因；而有些故障的真正原因與故障內容提示不相符，或一個(gè)故障顯示有多個(gè)故障原因，這就要求維修人員必須找出它們之間的內在聯(lián)系，間接地確認故障原因。
3、數據和狀態(tài)檢查
CNC系統的自診斷不但能在CRT 顯示器上顯示故障報警信息，而且能以多頁(yè)的“診斷地址”和“診斷數據”的形式提供機床參數和狀態(tài)信息，常見(jiàn)的數據和狀態(tài)檢查有參數檢查和接口檢查兩種。
1）參數檢查數控機床的機床數據是經(jīng)過(guò)一系列試驗和調整而獲得的重要參數，是機床正常運行的保證。這些數據包括增益、加速度、輪廓監控允差、反向間隙補償值和絲杠螺距補償值等。當受到外部干擾時(shí)，會(huì )使數據丟失或發(fā)生混亂，機床不能正常工作。
2）接口檢查CNC系統與機床之間的輸入/輸出接口信號包括CNC 系統與PLC、PLC 與機床之間接口輸入/輸出信號。數控系統的輸入/輸出接口診斷能將所有開(kāi)關(guān)量信號的狀態(tài)顯示在CRT 顯示器上，用“1”或“0”表示信號的有無(wú)，利用狀態(tài)顯示可以檢查CNC系統是否已將信號輸出到機床側，機床側的開(kāi)關(guān)量等信號是否已輸入到CNC 系統，從而可將故障定位在機床側或是在CNC 系統。
4、報警指示燈顯示故障
現代數控機床的CNC 系統內部，除了上述的自診斷功能和狀態(tài)顯示等“軟件”報警外，還有許多“硬件”報警指示燈，它們分布在電源、伺服驅動(dòng)和輸入/輸出等裝置上，根據這些報警燈的指示可判斷故障的原因。
5、備板置換法
利用備用的電路板來(lái)替換有故障疑點(diǎn)的模板，是一種快速而簡(jiǎn)便的判斷故障原因的方法，常用于CNC 系統的功能模塊，如CRT 模塊、存儲器模塊等。需要注意的是，備板置換前，應檢查有關(guān)電路，以免由于短路而造成好板損壞，同時(shí)，還應檢查試驗板上的選擇開(kāi)關(guān)和跨接線(xiàn)是否與原模板一致，有些模板還要注意模板上電位器的調整。置換存儲器板后，應根據系統的要求，對存儲器進(jìn)行初始化操作，否則系統仍不能正常工作。
6、交換法
在數控機床中，常有功能相同的模塊或單元，將相同模塊或單元互相交換，觀(guān)察故障轉移的情況，就能快速確定故障的部位。這種方法常用于伺服進(jìn)給驅動(dòng)裝置的故障檢查，也可用于CNC 系統內相同模塊的互換。
7、敲擊法
CNC 系統由各種電路板組成，每塊電路板上會(huì )有很多焊點(diǎn)，任何虛焊或接觸不良都可能出現故障。用絕緣物輕輕敲打有故障疑點(diǎn)的電路板、接插件或電器元件時(shí)，若故障出現，則故障很可能就在敲擊的部位。
8、測量比較法
為檢測方便，模塊或單元上設有檢測端子，利用萬(wàn)用表、示波器等儀器儀表，通過(guò)這些端子檢測到的電平或波形，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所在位置。由于數控機床具有綜合性和復雜性的特點(diǎn)，引起故障的因素是多方面的。上述故障診斷方法有時(shí)要幾種同時(shí)應用，對故障進(jìn)行綜合分析，快速診斷出故障的部位，從而排除故障。同時(shí)，有些故障現象是電氣方面的，但引起的原因是機械方面的；反之，也可能故障現象是機械方面的，但引起的原因是電氣方面的；或者二者兼而有之。因此，對它的故障診斷往往不能單純地歸因于電氣方面或機械方面，而必須加以綜合，地進(jìn)行考慮。
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