数控机床故障诊断与维护
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数控机床故障诊断与维护范文第1篇
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2012）05-0088-02
对典型机电一体化产品譬如数控机床拥有一定的故障诊断与维护维修技能，是机电领域从业人员的一项重要核心能力，因此，高职机电类专业大多开设了《数控机床故障诊断与维护》课程或相似课程。笔者以该课程为载体，对课堂精细化教学策略进行了一些有益的研究与实践。课堂精细化教学策略是指教师在精细化思想指导下，为实现教学目标所采用的一系列问题解决行为，有广泛的内涵与外延，笔者重点探讨其中三个方面，即课堂精细化教学准备策略、课堂精细化教学行为策略、课堂精细化教学管理策略。
课堂精细化教学准备策略
课堂教学目标的精细叙写 高职课堂一般有理论课堂、实验课堂、理实一体化课堂、实训课堂等几种，每一堂课往往与具体的学习情境联系在一起，有明确的项目或任务，因此，其教学目标无论是能力目标、知识目标还是素质目标，都应该具体到可操作的程度。基于这一认识，我们对《数控机床故障诊断与维护》每一堂课的教学目标进行了精细叙写，一般包括四个要素：行为主体（Audience）、行为动词（Behavior）、行为条件（Condition）及表现程度（Degree），简称ABCD型式。例如，“排除‘系统上电后没反应’故障”这堂课的教学目标的精细叙写如表1所示。在教学实践中，我们体会到，对教学目标进行精细叙写是一项非常花费时间的工作，而且需要丰富的经验和技巧。做这项工作时，不妨利用教研活动时间，将课程教学团队的成员聚在一起，畅所欲言，集思广益，采用“头脑风暴法”，效果较好。
教学资源的精细构建 每一门课程的教学资源日益丰富，丰富的资源能激励学生参与到广泛的学习活动中。实际使用的教学资源要适合特定课堂的特定学生，对学生学习而言，这比拥有的资源是否丰富和高档更加重要。因此，一方面对现有可利用的教学资源要进行精细重组，以适合高职特点；另一方面要积极开发校本教学资源，即适合本校具体情况、具有本校特色的教学资源。譬如HED-21S数控系统综合实验台的主轴单元标配是西门子6SE6440-2UD21-5AA0变频器，有的院校实训室配置的是日立SJ100-007HFE变频器，这就需要教师根据实际情况，精细构建日立SJ100变频器的教学资源。
教学模式的精细设计 在班级授课，尤其是大班授课的前提下，采用怎样的教学模式以获得有效的教学效果，是精细化教学需考虑的关键问题。《数控机床故障诊断与维护》课程的特点是实践性、应用性较强，在精细化思想指导下，我们精心设计了以下几种教学模式：（1）分组对抗。教师通过多媒体、仿真或实验实训装置向学生展示现实的案例，提出问题，确定本堂课的学习领域；将班级分成两组，在分组的学生团队之间形成针对某一特定技术知识的对抗关系：一组不断提出难题和设置障碍，另一组则负责不断解决对方提出的难题，教师担任两组的顾问；在持续设阻解难的互动过程中，使两组学生逐步深入理解本次学习领域的知识，掌握相关技能，同时锻炼与提高探索创造力与实践能力。（2）角色扮演。选取难度不太大的学习领域，让学生扮演教师，要求学生精心备课，对听课的学生提出预习要求。教师在学生讲课结束后进行点评，评价时尽量发现学生的优点并加以肯定。对学生讲述中遗漏、不足和错误的地方，应该明确指出，并作精炼的补充讲解。同时，让听课的学生参与评价。为了讲好课，学生会努力理解所遇到的每一个问题，或自己钻研、或与同学探讨、或请教教师，学习风气明显好转。学生的自学能力、查阅资料能力、语言表达能力、与人沟通能力都得到明显提高。（3）“师徒”传授。主要用于知识点比较复杂或动作技能比较集中的学习领域。譬如一项故障维修操作，教师示范讲解10分钟，只有少部分学生掌握，在通常情况下教师会继续讲一遍，让更多的学生掌握。“师徒”传授就是让已掌握的学生当“师傅”，一对一地、手把手地传授给没有掌握的“徒弟”。这样既锻炼了学生，也体现了学生的价值，学生很有自豪感和成就感。以上教学模式可以单独采用，也可以综合使用。从课堂教学实施情况来看，实施灵活多样的教学方法，能激发学生的学习热情，使枯燥沉闷的课堂变得轻松，教学效果更加有效。
课堂精细化教学行为策略
精益呈示行为策略 精益思想是精细化思想的直接来源，核心是以较少的人力、物力（如设备、场地等）和较短的时间创造出尽可能多的价值，运用在教育领域，即通常说的“用最经济的人力、物力和时间造就大批合格人才”。精益思想运用在高职课堂教学中，要求教师追求精益呈示行为――精确清晰的语言呈示、精炼醒目的板书呈示、精致形象的声像呈示、经典规范的动作呈示，以符合高职学生的学情。
精细指导行为策略 教师在进行数控机床维修操作技能指导时，应依据操作特点、学生特点和设备条件，选择适当的示范方式，创造学习情境，让学生对动作有细致的观察机会。在示范和讲解时，要特别注意做到以下三点：第一，指导学生理解学习情境和学习任务，认识到自己已有的知识和能力水平，以利于学生形成明确的“目标意象”和自己可能达到的作业水平预期。第二，提供给学生有关动作组织、编码等方面具体、有效的学习策略指导。第三，示范的速度不宜过快，每一次示范的内容不能太多。
和谐互动行为策略 教学互动主要有师生互动、学生互动、生境互动、师境互动、学生自我互动等，在互动行为中应注重营造和谐的课堂气氛，构建和谐的师生关系，良好的师生关系有利于因材施教，能促进学生个性化发展。以问答行为的运用策略为例，教师的发问要适时、清晰；发问之后应等候5～30秒，给学生思考的时间；应力求使每个学生有尽量多且均等的答问机会。对于正确的回答，教师要表示肯定，必要时给予表扬；对于不完整的回答，教师要肯定正确的部分，并以探问形式引导学生逐步解决问题；对于不正确的回答，教师可依次采取探问、转问和重新教学等处理策略。
课堂精细化教学管理策略
课堂时间精细化管理策略 在基础教育领域，有所谓“三分之二律”，即课堂时间的三分之二用于讲话，讲话时间的三分之二是教师讲话，教师讲话时间的三分之二是向学生讲话而不是与学生对话。在高职课堂教学中，教师讲话时间是否要占课堂时间的65%左右呢？这是值得商榷的。教师应对课堂时间进行精细化管理，重构课堂时间结构，充分发挥教学时间的综合效用，把课堂教学过程由过去教师讲的过程变成学生动手、动口、动脑的过程，使学生的主体地位得到较好落实，真正提高课堂效率和效益。为此，教师一方面要充分备课，包括精心设计教案、规划时间；另一方面课堂时间要精打细算，注意多种教学方式与手段的运用，提高学生的有效学习时间，从而提高课堂时间利用率。
课堂问题行为管理策略 课堂问题行为是高职教师经常遇到而又非常敏感的问题，处理不好，就会损害师生关系，破坏课堂气氛，影响教学效率。在教学实践中的管理策略应注意三点，第一，运用先入为主策略，事先预防问题行为。第二，运用行为控制策略，及时终止问题行为，通常采用的方法有信号暗示、使用幽默、创设情境、有意忽视、转移注意、正面批评等。第三，运用行为矫正策略，有效转变问题行为。
高职人才培养质量的提高和办学特色的打造，落实到微观层面上，课堂精细化教学质量的提高是关键。《数控机床故障诊断与维护》是高职机电类专业的一门重要课程，提高此课程的教学质量具有重要意义。经过笔者对这门课程的几轮教学，将精细化思想引入高职课堂教学，构建该课程的课堂精细化教学策略体系，实践证明，这些教学策略取得了较好的教学效果，是高职教育的有效教学策略。
参考文献：
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数控机床故障诊断与维护范文第2篇
【关键词】数控机床 故障 诊断
数控机床是一种采用数字化信号控制机床运动或则加工过程的机床，主要由程序介质、数控装置、伺服系统和机床主体四个主要部分构成。数控机床在工作过程中常常会因为振动、冲击或变形等因素的影响导致机床主轴、轴承或者导轨等部件发生故障。发生故障一方面会导致机床的加工精度发生变化，机床所加工的零件的质量不能保证，甚至出现废品。另一方面机床的可靠性降低、寿命缩短，给国家和企业带来了非常巨大的经济损失。因此进行数控机床的故障诊断和分析及时排除故障发生的部位，并采取相应的措施确保机床的正确运行非常必要。
一、数控机床的故障分类
数控机床是机电一体化的典型产品，其构成非常复杂，发生故障的原因也非常多。为了便于故障的诊断和排除，在分析和处理时可以按照以下的方法进行分类。
（一）按照故障的部位进行分类
根据故障部位的不同可以将其分为电气系统故障、机械系统故障和液压系统故障三大类。
1.电气故障又可进一步分为强电线路故障和数控系统故障。前者通常指系统中的继电器、接触器线路故障、保护线路故障和传感器故障等，而后者则是指数控系统中的软件或者硬件故障。2.机械系统故障主要是机床运动的实效和精度的超差两个方面。前者是由于减速器、丝杠等故障，后者则是几何精度超差、运动精度超差等。3.液压系统故障是由于机械电气引起的故障，体现在数控机床的驱动部分、执行部分和控制部分。
（二）按照机床故障发生的频率可以分为初期故障、偶发故障和磨损故障三类。
（三）按照故障发生的性质可以分为系统性故障和随机性故障两类。
（四）按照机床发生故障的原因可以分为机床自身故障和机床外部故障。
二、数控机床的故障分析
如果数控机床在使用过程中发生故障，我们首先要检查操作方法的正确与否。对于不熟练的数控机床操作者在使用其进行加工的过程中要做到以下几点：（一）通电后数控机床的各个坐标是否已经回零。（二）机床上各部件的急停按钮是否被按下。（三）数控机床的各个坐标是否在极限位置。在加工的过程中还要注意观察故障的出现是否具有规律相，如果是可能是由于机床确实存在一定的问题，如果否则可能是因为连线接触不良或者电源不稳等引起的临时故障。数控机床发生故障的种类很多，不同的故障情况就要采取不同的措施，一般常用的故障处理方法有以下几种：
1.直观法。当数控机床发生故障时，根据其光、味和声的不同，认真检查系统的各个部分，将发生故障的范围锁定到一个小模块或者一个印刷线路板。
2.替换法。在直观法的基础上，替换可能发生故障的印刷线路板、模板或者继承电路芯片等，将故障的范围进一步缩小。
3.自诊断功能法。数控机床均具有自我诊断的功能，在加工的过程中能够随时监测其工作状态，如果系统发生故障就会在其屏幕上立即显示警报信息。我们可以根据其警报信息判断故障发生的部位。
4.程序测试法。该方法是将数控机床中的常用功能和特殊功能编制成一个个的功能测试程序，然后逐个检测其程序的正确与否，进而检查机床执行该程序的准确性和可靠性，判断故障可能的发生部位。
5.参数检查法。当数控机床发生故障时要及时核对系统的参数，它平时被存放在磁泡存储器或者CMOS的RAM中，如果受到外界干扰或者电池供电电压不足时，系统的一些参数就会丢失或者被修改，引起机床故障。
三、数控机床的维护
（一）机械部分维护
数控机床机械部分的维护主要包括主轴部件的维护、滚珠丝杠螺母副的维护、刀库和换到装置的维护等等，以刀库和换到装置为例介绍相应的维护方法。
1.在装刀入库时要避免把超重或者超长的刀具放入，防止在自动换刀过程中刀具与工件发生碰撞。2.换刀时要保证刀具号是否正确，防止换刀错误发生的故障。3.手动装刀要保证刀具装到位，并且要检查刀座是否锁紧。4.检查刀库位置是否回零。5.开机后要先检查各个部分是否正常，特别是行程开关盒电磁阀。
（二）数控系统的维护
要定期检查点控制柜，保证其空气循环，避免因风道的堵塞引起柜内温度的过高造成系统运行的不可靠。另外加工车间环境比较恶劣，灰尘、油雾和粉尘等较多，在使用过程中要尽量减少开关电气控制柜门的次数，避免柜内电器元件绝缘电阻的下降。数控系统参数存储器采用CMOS器件，要保证电池每年更换一次，避免参数的丢失或者改变。备用印刷线路板要定期装刀CNC系统上通电运行，避免受潮而出现故障。
四、结论
数控机床属于精密机床设备，其故障的排除必须要遵循特定的规律。由于其故障类型的多种多样，这就要求电气维修人员熟练掌握其故障原理，并且在工作过程中不断的观察和摸索，确保在机床发生故障时能够及时发现并且做出正确的处理，从而确保数控机床能够正常运行。
参考文献：
[1]黄文虎，夏松波等，设备故障诊断原理！技术及应用[M]，科学出版社，1996.
[2]沈永福，高大勇，设备故障诊断技术[M]，科学出版社1991.
数控机床故障诊断与维护范文第3篇
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
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。
（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来分，分为机械故障和电气故障。由于机械部分的安装、、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。
（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发生故障的概率，保证其安全运行，因此，做好数控机床的日常维护、保养是做好数控机床的维护重中之重和关键所在，一方面要讲究具体的方式方法，另一方面要遵循具体的措施原则和立场，主要有以下几个方面。
（一）具体的数控机床故障维修与排除手段及方法
1.复位、初始化法
由于编程或者瞬时故障引起的CNC系统报警使数控机床停止运行的情况出现时，往往按复位按钮或复位键进行复位来清除故障，也可用强行关闭硬件电源；若系统存储器欠压、连接线路接触不良、掉电造成系统出现故障，则先做好系统初始化前应注意作好数据备份，再对CNC系统进行复位。
2.模块替换法
模块替换法是目前最常用解决故障的方法，主要方法是诊断出坏的系统模块（电器元件），然后再选择好的模块将其替换，设定好相应的参数，并做相应的初始化启动，使机床迅速投入正常运行。
3.设置参数
有正确的数控系统参数设置是确保系统功能正常的前提，许多数控机床不能工作或功能是无效的主要原因是由于数控系统的参数设置存在问题，也可以块搜索功能数控系统检查用户编程错误引起的故障报警或停机，纠错参数设置，以确保数控机床的正常运行。
例如，实际速度与设定速度主轴启动是不一致，因为主轴转速模拟电压控制功能处于激活状态，主轴转速S码输入设置一个固定的主轴转速（转/分）S代码时的值不会改变，称为恒线速控制（G97模式）2种方式，工具相对于圆柱形工件的切向速度（米/分）S代码来设置恒线速控制（G96模式），恒线速控制方式下，切削进给时的主轴转速随着编程轨迹X轴绝对CNC输出给主轴变频器0-10V控制电压受驱动装置的控制。
4.修调法
数控机床数控系统参数设置正确，在过程中发现进一步调整某些参数，如数控系统的LCD显示屏幕亮度，低维护，调整屏幕电源12V电压正常。
最好地实现数控系统及其他电子系统的控制，微调是非常关键的。主轴转速模拟电压控制模式，与主轴倍率微调至实际速度主轴倍率修剪主轴的最大速度在当前档位的限制，由恒定表面速度控制模式的最小主轴转速限制值和最高主轴主轴的实际速度限速值限制。数控系统提供了8主轴倍率（50%？120%，每级变化10%），实际的定义系列的主轴倍率阶梯，应使用机床制造商的指示为准功能低于标准梯形说明的，例如，标准定义的PLC梯形图GSK980TDa主轴，共有8级，实际主轴转速主轴倍率的速度范围为50%到120%的实时修整主轴倍率断电记忆中的指令覆盖的关键。
（二）遵循具体的措施原则和立场
强化管理是数控机床的维护的关键所在。做好日常维护工作，需遵循具体的措施原则和立场，严格执行操作规程、充分利用数控机床、加强人员培训，掌握日常使用与维护的知识，做好有效、及时的总结，这些必要的流程措施是数控机床有效运行的重要保证。
四、故障诊断与排除的系列案例
上述分析发现，作为一个用户级的维修人员，不仅要有电子技术、自动化技术，还要有计算机技术、机械原理、检测技术及机械加工、液压传动等知识，同时在其中应该有一个分析问题和解决问题的能力，文中例举了几个案例，形象说明如何及时排除故障提高数控机床的开动率。
案例一：在高校教学实践和企业生产实际中，数控机床已多次出现故障后，维修人员掌握一定的知识后，逐一进行排查，故障很快得到解决。例如，购买、投入使用GSK980T数控车床，操作人员经验不丰富，数控机床、按钮的功能和操作的结构性不熟练，就可以直接转移到的程序，周期起动工件，几乎引起了车刀和工件碰撞运营商急于紧急停止按钮的作用。随后回零，CRT显示准备不是线程报警字样。出现操作人员对新设备缺乏足够了解的情况下旋开急停按钮，按下复位键再回零后，反而轻而易举把故障排除了。
案例二：数控机床机械零件有时会产生故障。例如，配置FAGOR8055系统TH5660加工中心的有不换刀现象。加工中心执行换刀指令时，主轴能够移动到换刀和准确的定位，但没有换刀动作，检查I / O端口跟踪，发现该系统没有收到主轴定位应答信号，在调查到终端，终端响应信号线松动，紧固之后工作处于正常。
案例三：伺服驱动系统是数控机床的主要故障源之一。由于各轴的运动是靠伺服单元控制伺服电机驱动滚珠丝杠和旋转编码器速度反馈反馈光栅的位置，一般故障的驱动器旋转编码器与伺服单元模块。例如FANUCO-MD系统XK5025数控铣床，发生434报警，问题出在数控系统722的诊断参数的第7 位为1，说明Z-轴伺服过载，作进一步调查了解到是主轴转向发生错误，改变主轴转向就可以排除故障。数控机床的造价较高，维护成本也高。
案例四：设备的操作使用前的调整过程不当也是引起故障参数修改。例如，XK5025数控铣床FANUCO-MD系统引导程序显示混乱，机器不能正常工作，出现系统的传输过程中的101报警、内存溢出，在解除报警系统DELET按键上出现参数设置为重写的状态，有可能是操作不熟练，错按电源上的RESET按钮，产生的参数发生变化，如果重新输入备份参数，机床就处于工作状态了。如果机器出现故障，操作人员应正确地记录、描述的情况，在发生故障时，并方便维护人员及时和正确的调整。
参考文献：
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数控机床故障诊断与维护范文第4篇
对于数控机床来说，合理的日常维护措施，可以有效的预防和降低数控机床的故障发生几率。
首先，针对每一台机床的具体性能和加工对象制定操作规程建立工作、故障、维修档案是很重要的。包括保养内容以及功能器件和元件的保养周期。
其次，在一般的工作车间的空气中都含有油雾、灰尘甚至金属粉末之类的污染物，一旦他们落在数控系统内的印制线路或电子器件上，很容易引起元器件之间绝缘电阻下降，甚至倒是元器件及印制线路受到损坏。所以除非是需要进行必要的调整及维修，一般情况下不允许随便开启柜门，更不允许在使用过程中敞开柜门。
另外，对数控系统的电网电压要实行时时监控，一旦发现超出正常的工作电压，就会造成系统不能正常工作，甚至会引起数控系统内部电子部件的损坏。所以配电系统在设备不具备自动检测保护的情况下要有专人负责监视，以及尽量的改善配电系统的稳定作业。
当然很重要的一点是数控机床采用直流进给伺服驱动和直流主轴伺服驱动的，要注意将电刷从直流电动机中取出来，以免由于化学腐蚀作用，是换向器表面腐蚀，造成换向性能受损，致使整台电动机损坏。这是非常严重也容易引起的故障。
2.数控机床一般的故障诊断分析
2.1检查
在设备无法正常工作的情况下，首先要判断故障出现的具置和产生的原因，我们可以目测故障板，仔细检查有无由于电流过大造成的保险丝熔断，元器件的烧焦烟熏，有无杂物断路现象，造成板子的过流、过压、短路。观察阻容、半导体器件的管脚有无断脚、虚焊等，以此可发现一些较为明显的故障，缩小检修范围，判断故障产生的原因。
2.2系统自诊断
数控系统的自诊断功能随时监视数控系统的工作状态。一旦发生异常情况，立即在CRT上显示报警信息或用发光二级管指示故障的大致起因，这是维修中最有效的一种方法。近年来随着技术的发展，兴起了新的接口诊断技术，JTAG边界扫描，该规范提供了有效地检测引线间隔致密的电路板上零件的能力，进一步完善了系统的自我诊断能力。
2.3功能程序测试法
功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能用手工编程或自动变成的方法，编制成一个功能测试程序，送人数控系统，然后让数控系统运行这个测试程序，借以检查机床执行这些功能的准确定和可靠性，进而判断出故障发生的可能原因。
2.4接口信号检查
通过用可编程序控制器在线检查机床控制系统的接回信号，并与接口手册正确信号相对比，也可以查出相应的故障点。
2.5诊断备件替换法
随着现代技术的发展，电路的集成规模越来越大技术也越来越复杂，按常规方法，很难把故障定位到一个很小的区域，而一旦系统发生故障，为了缩短停机时间，在没有诊断备件的情况下可以采用相同或相容的模块对故障模块进行替换检查，对于现代数控的维修，越来越多的情况采用这种方法进行诊断，然后用备件替换损坏模块，使系统正常工作，尽最大可能缩短故障停机时间。上述诊断方法，在实际应用时并无严格的界限，可能用一种方法就能排除故障，也可能需要多种方法同时进行。最主要的是根据诊断的结果间接或直接的找到问题的关键，或维修或替换尽快的恢复生产。3数控机床故障诊断实例
由于数控机床的驱动部分是强弱电一体的，是最容易发生问题的。因此将驱动部分作简单介绍：驱动部分包括主轴驱动器和伺服驱动器，有电源模块和驱动模块两部分组成，电源模块是将三相交流电有变压器升压为高压直流，而驱动部分实际上是个逆变换，将高压支流转换为三相交流，并驱动伺服电机，完成个伺服轴的运动和主轴的运转。因此这部分最容易出故障。以CJK6136数控机床和802S数控系统的故障现象为例，主要分析一下控制电路与机械传动接口的故障维修。
如在数控机床在加工过程中，主轴有时能回参考点有时不能。在数控操作面板上，主轴转速显示时有时无，主轴运转正常。分析出现的故障原因得该机床采用变频调速，其转速信号是有编码器提供，所以可排除编码器损坏的可能，否则根本就无法传递转速信号了。只能是编码器与其连接单元出现问题。两方面考虑，一是可能和数控系统连接的ECU连接松动，二是可能可和主轴的机械连接出现问题。由此可以着手解决问题了。首先检查编码器与ECU的连接。若不存在问题，就卸下编码器检查主传动与编码器的连接键是否脱离键槽，结果发现就是这个问题。修复并重新安装就解决了问题。
数控机床故障产生的原因是多种多样的，有机械问题、数控系统的问题、传感元件的问题、驱动元件的问题、强电部分的问题、线路连接的问题等。在检修过程中，要分析故障产生的可能原因和范围，然后逐步排除，直到找出故障点，切勿盲目的乱动，否则，不但不能解决问题。还可能使故障范围进一步扩大。总之，在面对数控机床故障和维修问题时，首先要防患于未燃，不能在数控机床出现问题后才去解决问题，要做好日常的维护工作和了解机床本身的结构和工作原理，这样才能做到有的放矢。
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数控机床故障诊断与维护范文第5篇
关键词: 数控车床 故障 诊断
数控机床是一种高精度、高柔性、高效率的自动化机床,由于其投资比普通的机床高得多,因此降低数控机床的故障率、缩短故障修复时间,对提高机床利用率具有十分重要的意义。目前,数控机床的故障诊断一直是困扰操作、维修人员的难题。由于数控机床的安全性和工作可靠性会对生产单位的效益产生直接的影响,因此对数控机床出现的故障进行及时的诊断十分重要。
1.数控车床的构成与基本工作原理
详细地了解数控车床的基本构成及其工作原理,是提高数控车床故障的分析诊断能力的必要条件。下图是数控车床加工工件的过程图。
在数控车床上加工工件时,操作者首先根据零件图制定出加工方案,编写出零件加工程序,然后在控制装置编辑状态(EDIT)下,输入加工程序,存入数控装置的存储器中。数控装置对信息代码进行译码、寄存,经处理和运算,把结果以数字信号的形式分配给机床各坐标的伺服机构。由数控装置发出的信号,通过伺服机构经传动装置驱动机床各运动部件,使机床按规定的顺序、速度和位移量进行工作,从而加工出符合图纸要求的零件。
2.常见故障介绍
按照数控车床发生故障的部件分类,我们一般把故障的类型分为以下两大类。
2.1主机故障
数控车床的主机部分包括机械、冷却、、液压等装置。常见的主机故障有以下几种。
2.1.1功能性故障是指在工件加工精度方面所出现的故障,表现为加工精度不稳定,加工误差大,运动反向误差大,工件表面粗糙度高。
2.1.2动作型故障是指机床各种动作故障,表现为主轴不转动,工件夹不紧,刀架转动失调,等等。
2.1.3结构型故障是指主轴发热,主轴箱噪声大,产生切削振动,等等。
2.1.4使用型故障是指使用及操作不当引起的故障,如过载引起的机件损坏、撞车等。
2.2电气故障
数控机床的电气故障可一般可分为弱电故障和强电故障。弱电故障主要指CNC装置、伺服单元、输入和输出装置、检测装置等电子电路发生故障;强电故障是指继电器、接触器、开关、熔断器、电源变压器、电动机、电磁铁、行程开关等电气元器件及其所组成的电路发生故障。
3.常见故障的诊断
3.1常用的诊断方法
数控车床出现故障后,我们要从主机和电气两方面进行分析,先判断出到底是主机故障还是电气故障,再深入分析、检查,找出故障点,最后予以排除。
3.1.1对设备维修人员的要求
维修人员须具备一定的专业素质。对特定的维修对象,维修人员首先要分解掌握系统每一部分的工作原理和车床的机械结构;其次要了解设备的操作方法,动作顺序;最后就是对可能造成故障的各种因素进行全面分析并进行实际检查维修。每次维修后应建立详细的设备档案,记录好故障发生的时间、现象,以及故障分析、诊断方法、排除故障的方法,如有遗留问题也应详尽记录,这样不仅能使每次故障都有据可查,而且可积累维修经验,为以后的故障维修打好基础。
3.1.2主机故障的诊断
对于常见的主机故障,诊断的方法比较多,如利用先进测试手段的“现代诊断技术”和传统的“实用诊断技术”等。
3.1.2.1实用诊断技术
此诊断是由维护人员通过自己的感觉器官和经验对数控机床的故障进行诊断。运用实用诊断技术的诊断过程因故障类型而异,各种方法无先后之分,可穿插或同时进行,应综合分析,方能取得更好的效果。
实用诊断技术不需要复杂昂贵的仪器,可随时随地进行诊断,且快速、便捷、准确性较高,特别适合对机床进行初步诊断。
3.1.2.2现代诊断技术
此诊断是利用诊断仪器和数据处理对机床机械装置的某些特征参数,如振动、噪声和温度等进行测量,将测量值与规定的正常值进行比较,以判断机械装置的工作状态是否正常,从而对机械装置的运行状态进行预报和预测;并可进一步对机械装置的故障原因、部位和故障的严重程度进行定性和定量的分析。利用现代诊断技术可在机械装置发生故障的初期,及时发现故障的部位,并进行维护,从而可避免机械零件的进一步损坏。现代诊断技术如今已得到了不断的推广和应用。
3.1.3电气系统故障的诊断
对于数控车床的电气系统的故障,其调查、分析与诊断故障的过程,也就是故障的排除过程,因此其故障诊断的方法就特别重要。下面简单介绍一些常用的诊断方法。
3.1.3.1直观法
主要采用目测、手摸、通电等方法。
3.1.3.2自诊断功能法
利用数控系统的自诊断功能,给出报警信息,指示故障的大致起因。
3.1.3.3交换法
将相同的模块和单元互相交换,观察故障转移的情况,从而快速确定故障的部位。
3.1.3.4仪器测量比较法
当系统发生故障后,采用常规电工检测仪器,对故障部分的电压、电源、脉冲信号等进行实测,将正常值与故障时的值相比较,可以分析出故障的原因与所在部位。
3.1.3.5敲击法
数控系统由各种电路板组成,每块电路板上有很多焊点,任何虚焊或接触不良都可能出现故障可用绝缘物轻轻敲打有虚焊或接触不良的疑点处,若故障出现,则故障很可能就在敲击的部位。
上述几种方法同时采用,进行故障综合分析,可快速诊断出故障的部位,从而能快速排除故障。
3.2故障诊断的原则
故障的诊断是排除数控车床故障非常重要的阶段。在进行故障的诊断时应遵循以下原则。
3.2.1先外部后内部
现代数控机床本身的故障率已变得越来越低,大部分故障的发生是非系统本身原因引起的。维修人员应由外向内逐一排查,尽量避免随意启封、拆卸,否则会扩大故障,使机床精度丧失、性能降低。
3.2.2先主机后电气
一般来说,主机故障较易发觉,而数控系统与电气故障的诊断难度较大。从实际经验来看,数控机床的故障中有很大部分是由于主机部分的失灵而引起的。所以在故障检修之前,首先应注意排除机械性的故障,这样往往可以达到事半功倍的效果。
3.2.3先静态后动态
在车床断电的静止状态下,通过了解、观察、测试、分析,确认通电后不会造成故障扩大或发生事故,方可给车床通电。在运行状态下,进行动态的观察、检验和测试,查找故障。而对通电后可能会发生破坏性故障的,必须先排除危险后,方可通电。
3.2.4先简单后复杂
当出现多种故障互相交织,应先解决容易的问题,后解决难度较大的问题。简单问题解决后,难度大的问题也可能变得容易。
3.2.5先一般后特殊
在排除某一故障时,要先考虑最常见的可能原因,然后分析很少发生的特殊原因。
4.实例分析
故障一:程序运行结束刀具不回零点。
(1)故障原因分析:上述故障可能是控制系统故障所致。刀具在进给或在加工时,电机运转速度较低,而程序回零点时,则要求快速退回。电机高速运行,需采用高压驱动电源,使输出转矩增大。控制高压输出电源输出的有一个开关三极管,当开关三极管损坏后,高速回零点时高压电源打不开,电机输出转矩不够,致使刀具回不到零点。
(2)故障处理:更换开关三极管。
故障二:数控机床加工的工件尺寸误差很大。
(1)故障原因分析:发生上述故障可能的原因有:丝杠或者丝母与车床连接松动,空走时没有吃刀阻力,溜板运行正常,加工时切削阻力增大,若丝杠或丝母与车床连接松动,会造成加工的工件尺寸漂移;X轴、Z轴丝杠反向间隙过大,也会造成工件尺寸漂移;电动刀架故障也会造成工件尺寸漂移。
(2)故障处理:先检查丝杠或者丝母与车床连接部位,若松动,紧固连接部分。再检查X轴、Z轴丝杠反向间隙,重新调整并确定间隙。还要检查刀架锁紧装置及刀架控制箱,最后根据情况予以排除。
5.结语
数控车床是高度机电一体化的设备,数控车床所产生的故障种类繁多,其原因也往往比较复杂。因此,我们必须对出现的故障进行广泛的研究,探索故障发生的规律,并采取有效的诊断方法。在今后的工作中,我们必须不断研究、深入探讨,只有这样才能不断提高数控车床的故障诊断技术。
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