數(shù)控機(jī)床是當(dāng)代高新技術(shù)機(jī)、電、光、氣一體化的結(jié)晶，電氣復(fù)雜，管路交叉林立，數(shù)控系統(tǒng)五花八門，產(chǎn)品不能互相替換，故障現(xiàn)象也是各不相同。特別是大型、重型數(shù)控機(jī)床，價(jià)格昂貴，安裝調(diào)整時(shí)間長，內(nèi)有成千上萬只元器件，若其中一個元件有故障，就會影響機(jī)床的正常工作；還有導(dǎo)線的連接、管子的聯(lián)結(jié)，若有一點(diǎn)疏忽就會出問題；再加上其體積龐大，在無恒溫條件下使用，很容易因環(huán)境的變化發(fā)生故障。在十幾年的數(shù)控機(jī)床維修工作中,筆者總結(jié)出數(shù)控機(jī)床維修的幾點(diǎn)心得。

一、數(shù)控機(jī)床故障類型及特點(diǎn)

1.NC系統(tǒng)故障

NC系統(tǒng)故障會引起硬件故障和軟件故障。

2.伺服系統(tǒng)故障

由于數(shù)控系統(tǒng)的控制核心是對機(jī)床的進(jìn)給部分進(jìn)行數(shù)字控制，而進(jìn)給是由伺服單元控制伺服電動機(jī)帶動滾珠絲杠來實(shí)現(xiàn)的，由旋轉(zhuǎn)編碼器做位置反饋元件，形成位置控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)故障一般是由伺服控制單元、伺服電動機(jī)、測速電動機(jī)、編碼器等的故障引起的。 　　

3.外部故障

現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來越高，故障率越來越低，大部分故障都是非系統(tǒng)故障，是由外部原因引起的。

4.故障特點(diǎn) 　　

數(shù)控機(jī)床一般由數(shù)控系統(tǒng)、包含伺服電動機(jī)和檢測反饋裝置的伺服系統(tǒng)、強(qiáng)電控制柜、機(jī)床本體和各類輔助裝置組成。數(shù)控機(jī)床的復(fù)雜性使其故障具有復(fù)雜性和特殊性的特點(diǎn)。

引起數(shù)控機(jī)床故障的原因很多，不能只看故障的表象，要透過現(xiàn)象找到引起故障的根源，采取合理的排除方法。

二、故障的診斷

1.搞清故障現(xiàn)象

當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，首先要搞清故障現(xiàn)象，向操作人員了解第一次出現(xiàn)故障時(shí)的情況，在可能的情況下觀察故障發(fā)生的過程。只有了解到第一手情況，才有利于排除故障。搞清了故障現(xiàn)象，再根據(jù)機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)的工作原理，就可以很快地確診問題所在并將故障排除，使設(shè)備恢復(fù)正常?！?/span>

現(xiàn)在，數(shù)控系統(tǒng)的自診斷能力越來越強(qiáng)，設(shè)備的大部分故障數(shù)控系統(tǒng)都能夠診斷出來，并采取相應(yīng)的措施。當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，有時(shí)在顯示器上顯示報(bào)警信息，有時(shí)在數(shù)控裝置上、PLC裝置上和驅(qū)動裝置上也會有報(bào)警指示。這時(shí)要根據(jù)手冊對這些報(bào)警信息進(jìn)行分析，有時(shí)根據(jù)報(bào)警信息就可直接確認(rèn)故障原因。但有一些報(bào)警信息并不能反映故障的根本原因，而是反映故障的結(jié)果或者由此引起的其他問題，這時(shí)就必須進(jìn)行仔細(xì)的分析和檢查。2.利用數(shù)控系統(tǒng)的PLC狀態(tài)顯示功能

許多數(shù)控系統(tǒng)都有PLC狀態(tài)顯示功能，如西門子3系統(tǒng)PC菜單下的PC STATUS、西門子810系統(tǒng)DIAGNOSIS菜單下的PLC STATUS功能以及發(fā)那科0T系統(tǒng)DGNOS PARAM 功能的PMC狀態(tài)顯示功能等，利用這些功能可顯示PLC的輸入、輸出、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等的即時(shí)狀態(tài)和內(nèi)容。根據(jù)機(jī)床的工作原理和機(jī)床廠家提供的電氣原理圖，通過監(jiān)視相應(yīng)的狀態(tài)，就可確診某些故障。

3.利用機(jī)床廠家提供的PLC梯形圖 　

數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)的大部分故障都是通過PLC裝置檢查出來的，PLC檢測故障的原理就是通過運(yùn)行機(jī)床廠家為特定機(jī)床編制的PLC梯形圖(即程序)，根據(jù)各種輸入、輸出狀態(tài)進(jìn)行邏輯判斷，如果發(fā)現(xiàn)問題，則進(jìn)行報(bào)警并在顯示器上產(chǎn)生報(bào)警信息。所以對一些PLC報(bào)警的故障，或一些沒有報(bào)警的故障，可以通過分析PLC的梯形圖進(jìn)行診斷，利用NC系統(tǒng)的梯形圖顯示功能或者機(jī)外編程器在線跟蹤梯形圖的運(yùn)行，可提高故障診斷的速度和準(zhǔn)確性。

三、多練、多實(shí)踐

1.敢于動手，善于動手

對于維修人員來說，要膽大心細(xì)，敢于動手，只會講、不動手，是修不好數(shù)控機(jī)床的。但是要先了解情況再動手，不要盲目行動，否則可能會讓故障更嚴(yán)重，甚至造成事故。同時(shí)還要善于動手，首先要上機(jī)熟悉機(jī)床的操作面板和各菜單的內(nèi)容，做到操作自如；同時(shí)要充分利用數(shù)控機(jī)床自診斷技術(shù)來迅速處理故障。

2.培養(yǎng)動手能力，掌握實(shí)踐技能

有時(shí)有些故障很難判斷，分不清是電氣故障還是機(jī)械故障。如COBURG龍門銑發(fā)生過這樣的故障：軸無論是向上升，還是向下降，Z軸滑枕總是向下移動并報(bào)警。于是我們采用了“分開法”，把電氣部分的控制與原電路完全分開，把Z軸直流電動機(jī)的接線端子上的線拆下，另通直流電（可由交流220V電源通過調(diào)壓器經(jīng)過4只二極管整流給出）到電機(jī)二端，發(fā)現(xiàn)電動機(jī)能根據(jù)直流電的極性變換改變旋轉(zhuǎn)去向，排除了電氣故障，再進(jìn)行檢查，最終發(fā)現(xiàn)是由于機(jī)械磨擦片打滑滑枕下垂所致。查找故障的方法還有很多，如“隔離法”“置換法”“對比法”“敲擊法”等，都可以作為一種有效的手段來幫助我們尋找、排除故障。

3.學(xué)會使用有關(guān)儀器

示波器、萬用表、在線電路檢測儀、短路檢查儀、電腦、編程器等能夠幫助我們進(jìn)行具體電路的判斷、檢查。特別是要能熟練使用PLC編程器、電腦，熟練輸入、輸出機(jī)床參數(shù)以及在線測試有關(guān)狀態(tài)、進(jìn)行系統(tǒng)初始化等。這對分析故障特別是復(fù)雜故障有很大幫助。

4.進(jìn)行“小改小革” 　

在正常工作中發(fā)生某一元件損壞（如選擇開關(guān)、按鈕、繼電器等）而暫無備件的情況時(shí)，可以自己動手用粘合法或采用其他的特殊辦法進(jìn)行修復(fù)，使機(jī)床能正常工作一段時(shí)間，等到備件來后再進(jìn)行更換和維修。比如德國VDF數(shù)控大車的第2刀背中有5只夾緊用的微型壓力開關(guān)，其中2只微型開關(guān)不慎損壞，并暫無備件。于是我們采用了“短接法”，使壓力開關(guān)的觸點(diǎn)符合PLC的輸入條件，使機(jī)床不報(bào)警又能正常工作。有時(shí)機(jī)械使用一段時(shí)間后，定位精度差了，產(chǎn)生了定位報(bào)警，在無法重新調(diào)整機(jī)床的情況下可暫時(shí)修正機(jī)床參數(shù)，加大公差帶，使之能正常工作。

5.要自己動手修電路板 　

一般說來數(shù)控機(jī)床的電路板可靠性好、故障率極低，檢查數(shù)控機(jī)床時(shí)，一般不會先懷疑電路板有問題。比如西門子850系統(tǒng)，有時(shí)會出現(xiàn)41NC-CPU報(bào)警或43PLC-CPU報(bào)警，實(shí)際上并不是電路板有故障，可以通過拆拔法、NC初始化、冷熱啟動PLC等方法反復(fù)試驗(yàn)，一般就可以排除故障。若確實(shí)證明是電路板有問題，則要進(jìn)行修復(fù)。這些電路板（一般無圖樣）價(jià)格昂貴，從幾千元到幾萬元不等，對于企業(yè)來說備件成本太高，一般不會有備件。因此數(shù)控機(jī)床電路板的維修極為重要，一旦電路板損壞又無備件，一時(shí)又修不好，勢必會停機(jī)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。其實(shí)有時(shí)電路板只是發(fā)生了一個極小的故障，只要認(rèn)真檢查，不難發(fā)現(xiàn)問題所在。筆者已多次發(fā)現(xiàn)個別電容漏電、板子虛焊、短路等電路板故障。有些電路板故障比較復(fù)雜，但是只要花一些時(shí)間，通過儀器檢查，還是能夠修好的。自己動手修電路板，有很多好處，一方面可以為企業(yè)節(jié)約成本，解決燃眉之急，另一方面可以“解剖麻雀”熟悉電子電路，培養(yǎng)自己的分析判斷能力和動手能力。還有部分情況嚴(yán)重的電路板故障，特別是大規(guī)模集成電路，維修困難，，只能提早買備板或送出去維修。

以上方法對機(jī)床故障的檢測和排除是有效的，因?yàn)檫@些故障主要是由于檢測開關(guān)、繼電器、電磁閥的損壞或者機(jī)械執(zhí)行結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，這些問題基本都可以根據(jù)PLC程序通過檢測其相應(yīng)的狀態(tài)來確認(rèn)故障點(diǎn)。

而發(fā)生系統(tǒng)故障時(shí)，有時(shí)情況比較復(fù)雜，采用以下的方法及檢測原則可快速確認(rèn)故障點(diǎn)，即本著先外圍后內(nèi)部、先機(jī)械后電氣、先簡單后復(fù)雜、先靜后動、先公用后專用、先查軟件后查硬件的原則進(jìn)行檢修，這樣可簡化故障的診斷過程，避免走彎路。