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數(shù)控機(jī)床是利用數(shù)字技術(shù)控制機(jī)械制造的設(shè)備，集強(qiáng)、弱電于一體，如果電氣系統(tǒng)的某些部分出現(xiàn)故障，就會(huì)使機(jī)床停機(jī)，影響正常生產(chǎn)，所以如何正確維護(hù)電氣系統(tǒng)和出現(xiàn)故障時(shí)能及時(shí)搶修是保障生產(chǎn)正常進(jìn)行的關(guān)鍵。
一、數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的日常維護(hù)
對(duì)數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)進(jìn)行合理的日常維護(hù)和保養(yǎng)，可使設(shè)備保持良好的狀態(tài)，有效地預(yù)防和降低數(shù)控機(jī)床的故障發(fā)生率，保證安全生產(chǎn)，減少停機(jī)損失。日常保養(yǎng)的宗旨是：延長元器件的磨損周期，防止電器元件的的不正常損壞，延長使用壽命，防止惡性故障的發(fā)生。
1.制定完備的設(shè)備管理規(guī)程
針對(duì)機(jī)床的具體性能和加工對(duì)象制定操作規(guī)程，建立工作、故障、維修檔案，包括保養(yǎng)內(nèi)容及各個(gè)功能元器件的保養(yǎng)周期。
2.不隨便開啟電氣柜門
機(jī)加工車間的空氣中都含有灰塵、油霧及金屬粉末等污染物，如果它們落入數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的印制線路板或電子器件上，很容易引起元器件之間絕緣電阻下降，甚至導(dǎo)致元器件及印制線路板損壞。因此一般不允許隨便打開柜門，除非要進(jìn)行必要的調(diào)整和維修。
3.電壓檢查
經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控裝置用的電網(wǎng)電壓，保證數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓在額定值的＋10%～-15%的范圍內(nèi)波動(dòng)，一旦出現(xiàn)超出正常的工作電壓，就會(huì)造成系統(tǒng)不能正常工作。
4.檢查電氣柜散熱通風(fēng)裝置
經(jīng)常檢查各功能模塊使用的冷卻風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，風(fēng)道過濾網(wǎng)是否堵塞，并及時(shí)清除灰塵，否則會(huì)造成數(shù)控柜溫度過高，系統(tǒng)過熱而引發(fā)故障。
5.長期不用數(shù)控機(jī)床的保養(yǎng)
數(shù)控機(jī)床閑置不用時(shí)，應(yīng)保證每月給數(shù)控系統(tǒng)通電，讓機(jī)床鎖住，使其空運(yùn)行。如果數(shù)控系統(tǒng)閑置半年以上不用，要將電刷從直流伺服電動(dòng)機(jī)中取出來，以免由于化學(xué)腐蝕作用使換向器表面腐蝕，造成換向性能受損，甚至損壞整臺(tái)電動(dòng)機(jī)。
二、數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)的故障診斷與分析
故障的調(diào)查與分析是數(shù)控機(jī)床故障排除非常關(guān)鍵的階段，應(yīng)做好這些工作：
1.詢問調(diào)查
出現(xiàn)故障后，應(yīng)向操作者仔細(xì)詢問故障的全過程、故障現(xiàn)象及故障產(chǎn)生的背景情況，依此做出初步判斷。
2.現(xiàn)場(chǎng)檢查
對(duì)操作者提供的各種情況，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)分析檢查，仔細(xì)觀察工作寄存器和緩沖寄存器中尚存的內(nèi)容，了解已經(jīng)執(zhí)行過的程序內(nèi)容。觀察各個(gè)印制電路板上是否有報(bào)警紅燈，然后按復(fù)位鍵，如報(bào)警消失，故障多為軟件故障，否則屬于硬件故障。
3.故障分析
數(shù)控電氣系統(tǒng)上出現(xiàn)同一種故障的原因可能多種多樣，因此分析時(shí)要把相關(guān)的原因都列出來。一般情況下，對(duì)照機(jī)床配套的數(shù)控系統(tǒng)診斷手冊(cè)和說明書，可以列出產(chǎn)生故障的多種可能的原因。例如，CKA6150數(shù)控車床在正常運(yùn)行中，主軸急停，并出現(xiàn)報(bào)警信息。造成的原因可能有：(1)主軸電機(jī)繞組短路：(2)主軸驅(qū)動(dòng)桿上逆變送器用的晶體管模塊損壞；(3)電路板故障等。
4.確定原因排除準(zhǔn)備
排除故障前，需要做一系列的準(zhǔn)備工作，例如工具儀表的準(zhǔn)備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購等。
對(duì)多種可能的原因進(jìn)行排查從中找出本次故障的真正原因，如前例，首先檢測(cè)主軸電機(jī)繞組，發(fā)現(xiàn)阻值正常，排除有關(guān)因素；接下來檢測(cè)驅(qū)動(dòng)桿輸出信號(hào)，發(fā)現(xiàn)三項(xiàng)輸出電壓信號(hào)存在偏差，卸下驅(qū)動(dòng)板，檢測(cè)逆變送器晶體模塊，發(fā)現(xiàn)損壞。只要更換晶體管模塊，故障就排除了。
三、數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障診斷的一般方法
數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)在使用過程中可能發(fā)生故障，包括強(qiáng)電線路故障和數(shù)控系統(tǒng)故障，出現(xiàn)故障的原因是多樣的，如強(qiáng)電線路故障，有的可能是繼電器接觸器線路故障，有的可能是傳感器故障；而數(shù)控系統(tǒng)故障，有的可能是PLC裝置、NC裝置、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等硬件故障，有的可能是數(shù)據(jù)或程序丟失、處理錯(cuò)誤等軟件故障。所以在檢修過程中，要分析故障產(chǎn)生的原因和范圍，然后逐步排除，直到找出故障點(diǎn)，切勿盲目亂動(dòng)，否則不但不能解決問題，還可能使故障進(jìn)一步擴(kuò)大。下面列舉幾種電氣故障診斷中常用的幾種方法。
1.直觀法
維修人員通過對(duì)故障發(fā)生時(shí)各種光、聲、味等異常現(xiàn)象的觀察，認(rèn)真查看系統(tǒng)的各個(gè)部分，將故障范圍縮小到一個(gè)模塊或一塊印制線路板。例如，元器件有無燒焦或松動(dòng)，印制線路板有無元件破損、斷裂、過熱，電氣柜和器件有無焦糊味，繼電器是否有跳閘現(xiàn)象，熔絲是否熔斷，電纜有無破裂和損傷等。
直觀法是檢查故障的最基本方法，往往一絲異常，就是問題所在。
2.自診斷功能法
現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)具備了較強(qiáng)的自診斷的功能，可提供豐富的診斷信息，包括硬件、數(shù)控通道、標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)、用戶零件程序等方面的診斷信息，能隨時(shí)監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件的工作狀態(tài)，為故障診斷提供極大的方便。一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即在面板上顯示報(bào)警信息或用發(fā)光二極管指示故障的大致原因，同時(shí)中斷運(yùn)行而停機(jī)。利用自診斷功能，也能顯示出系統(tǒng)與主機(jī)之間接口信號(hào)的狀態(tài)，這樣可以判斷出故障是發(fā)生在機(jī)械部分還是在數(shù)控系統(tǒng)部分，并指出故障的大致部位。數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的硬件是由各種電子元器件組成的，而各電子、電器裝置上等部件上都有各種狀態(tài)和故障指示燈，通過結(jié)合指示燈的亮與滅和數(shù)碼管的顯示狀態(tài)便可獲知故障所在位置及其類型。
數(shù)控機(jī)床停機(jī)故障多數(shù)是由軟件錯(cuò)誤或操作不當(dāng)引起的，所以系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，要考慮先檢查軟件，這樣可以避免盲目拆卸機(jī)床而帶來許多麻煩。而軟件中的故障通常都設(shè)有報(bào)警顯示，依據(jù)顯示的報(bào)警號(hào)對(duì)照相應(yīng)的診斷說明手冊(cè)便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。信號(hào)與報(bào)警指示分析法是當(dāng)前維修時(shí)最為有效的一種方法。
3.參數(shù)檢查法
數(shù)控機(jī)床的參數(shù)設(shè)置是否合理直接關(guān)系到機(jī)床能否正常工作。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障而無報(bào)警時(shí)應(yīng)及時(shí)核對(duì)系統(tǒng)參數(shù)，通常這些數(shù)值不允許修改。參數(shù)一般存放在磁泡存儲(chǔ)器或由電池保持的CMOSRAM中，一旦由于外界的干擾或電池電量不足，會(huì)使個(gè)別參數(shù)丟失或變化而引起混亂現(xiàn)象，使機(jī)床無法正常工作，這時(shí)通過核對(duì)修正參數(shù)，就能排除故障。經(jīng)過長期運(yùn)行的數(shù)控設(shè)備，由于繼續(xù)傳動(dòng)部件磨損、電氣元器件性能變化等原因，也需對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，如有關(guān)電氣時(shí)間參數(shù)設(shè)定、坐標(biāo)軸精度定點(diǎn)補(bǔ)償?shù)取Ｓ行C(jī)床的故障往往就是因?yàn)槲醇皶r(shí)修改某些不適應(yīng)的參數(shù)引起的。當(dāng)然，這些故障都是軟故障。這種方法對(duì)維修人員的要求很高，不僅要十分了解系統(tǒng)主要參數(shù)，而且要有豐富的電氣調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。
4.儀器檢查法
通過使用故障診斷儀器儀表，力求將故障源定位在元器件上，做到這一點(diǎn)，才有可能降低維修費(fèi)用并大大減少停機(jī)時(shí)間，并且能較徹底地了解故障的性質(zhì)和原因。例如用示波器觀察相關(guān)的相位、電壓的幅值；用邏輯探針測(cè)量數(shù)字電路的脈沖、電平，可以粗略判斷邏輯芯片的好壞；進(jìn)行CRT顯示器電路的維修；用PLC 編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。
5.備件置換法
當(dāng)分析出故障大致起因的情況下，為了縮短停機(jī)時(shí)間，可以利用備用的印制電路板、集成電路芯片、模板或元器件替換有疑點(diǎn)的部分，然后再去檢查修復(fù)故障板。它實(shí)際上是在驗(yàn)證分析、判斷的準(zhǔn)確性。但在用備用電路板替換之前，必須先斷電，檢查備用電路板是否完好，同時(shí)檢查備用電路板的設(shè)置狀態(tài)與原電路板的狀態(tài)是否一致，有的數(shù)控系統(tǒng)在更換了主板后，還需要進(jìn)行一些特定的操作。如FANUC公司的FS-10系統(tǒng)，應(yīng)先輸入9000~9031號(hào)選擇參數(shù)，然后輸入0000~8010號(hào)的系統(tǒng)參數(shù)和PC參數(shù)。總之，一定要先仔細(xì)閱讀相關(guān)資料，嚴(yán)格按照要求進(jìn)行操作，以免造成更大的故障。這種方法簡單易行，是現(xiàn)場(chǎng)判斷時(shí)常用的方法。
6.轉(zhuǎn)移法
當(dāng)不能確定故障板又沒有備件的情況下，可以將CNC系統(tǒng)中具有相同功能的兩塊電路板、集成電路芯片、模板或元器件互相交換，觀察故障現(xiàn)象是否隨之轉(zhuǎn)移，從中判斷故障部位。實(shí)際上這個(gè)方法是備件置換法的另一種方式，注意事項(xiàng)與上述備件置換法類同。
這些方法各有其特點(diǎn)，按照不同的故障現(xiàn)象，可以同時(shí)選用幾種方法靈活應(yīng)用，對(duì)故障進(jìn)行綜合分析，才能逐步縮小故障范圍，較快地排除故障。
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