数控机床故障诊断

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1、第八章数控机床故障诊断本章教学要求：对数控机床常用的故障诊断方法做一简单介绍；只要求学生概略了解相关的应用；有条件吋再把相关内容作为一个专题深入讨论。我国从事数控机床电气设计、应用与维修技术工作的工程技术人员数以万计，然而由于此项技术的复杂性、多样性和多变性以及一些客观环境因素的制约,在数控机床电气维修技术方面还没有形成一套成熟的、完整的理论体系。当今控制理论与自动化技术的高速发展，尤其是微电子技术和计算机技术的日新月异,使得数控技术也在同步飞速发展，数控系统结构形式上的PC基、开放化和性能上的多样化、复杂化、高智能化不仅给

2、其应用从观念到实践带來了巨大变化，也在其维修理论、技术和手段上带来了很大的变化。§8.1数控机床常用的故障诊断方法一•常见电气故障分类数控机床的电气故障可按故障的性质、表象、原因或后果等分类。一台典型的数控机床其全部的电气控制系统如图.I住紬岖动条统［一■--厂"匚——J敖控杀统弓一)K・•ft接口二rM器g电机床(电器部分)1一图1数控机床电气控制系统(1)以故障发生的部位，分为硬件故障和软件故障。硬件故障是指电了、电器件、印制电路板、电线电缆、接插件等的不正常状态其至损坏，这是需要修理甚至更换才可排除的故障。而软件故障一

3、般是指PLC逻辑控制程序中产生的故障，需要输入或修改某些数据甚至修改PLC程序方可排除的故障。零件加工程序故障也属于软件故障。最严重的软件故障则是数控系统软件的缺损英至丢失,这就只有与生产厂商或其服务机构联系解决了。(2)以故障出现时有无指示，分为冇诊断指示故障和无诊断指示故障。当今的数控系统都设计有完美的自诊断程序，时实监控整个系统的软、硕件性能，一旦发现故障则会立即报警或者述有简要文字说明在屏幕上显示出来，结合系统配备的诊断手册不仅口J以找到故障发生的原因、部位，而11还冇排除的方法提示。机床制造者也会针对具体机床设计有

4、相关的故障指示及诊断说明书。上述这两部分冇诊断指示的故障加上各电气装置上的各类指示灯使得绝大多数电气故障的排除较为容易。无诊断指示的故障一部分是上述两种诊断程序的不完整性所致(如开关不闭合、接插松动等)。这类故障则要依靠对产生故障前的工作过程和故障现象及后果，并依靠维修人员对机床的熟悉程度和技术水平加以分析、排除。(1)以故障出现时有无破坏性，分为破坏性故障和非破坏性故障。对于破坏性故障，损坏工件甚至机床的故障，维修时不允许重演，这时只能根据产生故障吋的现象进行相应的检查、分析来排除之，技术难度较高且有一定风险。如果可能会损

5、坏工件，贝忖卸下工件，试着重现故障过程，但应十分小心。(2)以故障出现的或然性，分为系统性故障和随机性故障。系统性故障是指只要满足一定的条件则一定会产生的确定的故障；而随机性故障是指在相同的条件下偶尔发牛的故障，这类故障的分析较为困难，通常多与机床机械结构的局部松动错位、部分电气工件特性漂移或可靠性降低、电气装置内部温度过高有关。此类故障的分析需经反复试验、综合判断才可能排除。(3)以机床的运动品质特性來衡量，则是机床运动特性卜•降的故障。在这种情况下，机床虽能正常运转却加工不出合格的工件。例如机床定位精度超差、反向死区过大

6、、坐标运行不平稳等。这类故障必须使用检测仪器确诊产生误差的机、电环节，然后通过对机械传动系统、数控系统和伺服系统的最佳化调整來排除。此处故障的分类是为了便于故障的分析排除，而一种故障的产生往往是多种类型的混合，这就要求维修人员具体分析，参照上述分类采取相应的分析、排除法。二•故障的调查与分析这是排故的第一阶段，是非常关键的阶段，主要应作好下列工作：①询问调杳在接到机床现场出现故障要求排除的信息时，首先应耍求操作者尽量保持现场故障状态，不做任何处理，这样冇利于迅速精确地分析故障原因。同时仔细询问故障指示情况、故障表象及故障产生

7、的背景情况，依此做出初步判断，以便确定现场排故所应携带的工具、仪表、图纸资料、备件等，减少往返时间。②现场检杳到达现场后，首先要验证操作者提供的各种情况的准确性、完整性，从而核实初步判断的准确度。由于操作者的水平，对故障状况描述不清甚至完全不准确的情况不乏其例，因此到现场后仍然不要急于动手处理，重新仔细调查各种情况，以免破坏了现场，使排故增加难度。③故障分析根据已知的故障状况按上节所述故障分类办法分析故障类型，从而确定排故原贝IJ。由于大多数故障是有指示的，所以一般情况下，对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书，可以列出

8、产生该故障的多种可能的原因。④确定原因对多种可能的原因进行排查从屮找出木次故障的真正原因，这时对维修人员是一种对该机床熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。⑤排故准备冇的故障的排除方法可能很简单，冇些故障则往往较复杂，需要做一系列的准备工作，例如工具仪表的准备、局部的拆卸、