数控机床是机电一体化紧密结合的典范,是一个庞大的系统,涉及机、电、液、气、电子、光等各项技术,在运行使用中不可避免地会产生各种故障。关键问题是如何迅速诊断,确定故障部位,并及时排除解决,保证正常使用,提高生产效率。
　　一、数控机床的故障诊断技术
　　1.数控系统自诊断
　　开机自诊断数控系统在通电开机后,要运行开机自诊断程序,对系统中关键的硬件和控制软件进行检测,并将检测结果在CRT上显示出来。运行自诊断是数控系统正常工作时,运行内部诊断程序,对系统本身、PLC、位置伺服单元以及与数控装置相连的其他外部装置进行自动测试、检查,并显示有关状态信息和故障信息。
　　2.在线诊断和离线诊断
　　在线诊断是指通过数控系统的控制程序,在系统处于正常运行状态下,实时自动对数控装置、PLC控制器、伺服系统、PLC的输入输出和其他外部装置进行自检,并显示状态信息、故障信息。当数控系统出现故障时,需要停机进行检查,这就是脱机诊断,目的是修复系统的错误和定位故障,将故障定位在最小范围内。
　　实现远程诊断的数控系统必须具备计算机网络功能。因此,远程诊断是近几年发展起来的一种新型诊断技术。数控机床利用数控系统的网络功能通过互联网连接到机床制造厂家,数控机床出现故障后,通过机床厂家的专业人员远程诊断,快速确诊故障。
　　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,最容易发生问题。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,由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发现该机床采用变频调速,其转速信号是由编码器提供得,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,一是和数控系统连接的ECU可能连接松动,二是和主轴的机械连接可能出现问题。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。
　　二、数控机床的维护
　　对于数控机床来说,合理的日常维护措施可以有效地预防和降低数控故障的发生几率。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。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,一旦落在数控系统内的印制线路或电子器件上,就会引起元器件之间绝缘电阻下降,甚至导致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实时监控,一旦发现超出正常的工作电压,就会使系统不能正常工作,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,尽量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。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。
　　数控机床是现代化企业进行生产的重要物质基础,是完成生产过程的重要技术手段。强化管理是关键,“防”“治”的结合是解决数控机床“使用难、维修难”的唯一途径。 总之,在面对数控机床故障和维修问题时,首先要防患于未然,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,了解机床本身的结构和工作原理,这样才能做到有的放矢。
　　(作者单位:山东省莱芜市高级技工学校)