數(shù)控系統(tǒng)的故障原因分析及排除方法

由于數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化程度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以故障率也較普通機(jī)床設(shè)備高，維修難度系數(shù)也較大，同時(shí)對(duì)數(shù)控機(jī)床維修人員的專業(yè)技術(shù)要求也非常高，當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障后，能快速排查原因及拿出有效的維修方案，非專業(yè)維修人員做到這點(diǎn)并非簡(jiǎn)單。技術(shù)工程師憑借多年對(duì)數(shù)控機(jī)床及工業(yè)設(shè)備的維修經(jīng)驗(yàn)來和大家分享數(shù)控系統(tǒng)的故障原因分析及排除方法。

一、故障分類分析

（一）系統(tǒng)故障和隨機(jī)故障

按故障的出現(xiàn)的必然性和偶然性，分為系統(tǒng)性故障和隨機(jī)性故障。系統(tǒng)性故障是指機(jī)床和系統(tǒng)在某一特定條件下必定會(huì)出現(xiàn)的故障，隨機(jī)性故障是指偶然出現(xiàn)的故障。因此，隨機(jī)性故障的分析和排除比系統(tǒng)性故障困難的多。通常隨機(jī)性故障往往會(huì)因?yàn)?a target="_blank">機(jī)械結(jié)構(gòu)局部松動(dòng)、錯(cuò)位、控制系統(tǒng)中元器件出現(xiàn)工作特性飄移，電器元件工作可靠性下降等原因造成，需經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)和綜合判斷才能排除。

（二）診斷顯示故障和無(wú)診斷顯示故障

按故障出現(xiàn)時(shí)有無(wú)自診斷顯示，可以分為有診斷顯示故障和無(wú)診斷顯示故障兩種。如今的數(shù)控系統(tǒng)有比較豐富的自診斷功能，出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)停機(jī)、報(bào)警而且會(huì)自動(dòng)顯示相應(yīng)報(bào)警的參數(shù)號(hào)，這樣可以讓維護(hù)人員很快找到故障原因。而無(wú)診斷顯示故障，一般是機(jī)床停在某一位置不能動(dòng)，手動(dòng)操作也沒法，維護(hù)人員只能根據(jù)出現(xiàn)故障前后現(xiàn)象來分析判斷，排除故障難度就比較大。

（三）破壞性故障和非破壞性故障

以故障有無(wú)破壞性，分為破壞性故障和非破壞性故障。對(duì)于破壞性故障就像伺服失控造成撞車，短路燒斷熔絲等，維護(hù)難度較大，有一定危險(xiǎn)，修后這些現(xiàn)象是不能重復(fù)出現(xiàn)的。而非破壞性故障可經(jīng)過多次反復(fù)試驗(yàn)至排除，就不會(huì)對(duì)機(jī)床造成危害。

（四）機(jī)床運(yùn)動(dòng)特性質(zhì)量故障

此類故障發(fā)生后，機(jī)床會(huì)照常運(yùn)行，不會(huì)有報(bào)警顯示，但加工出的工件不合格。對(duì)于這些故障，必須在檢測(cè)儀器配合下，對(duì)機(jī)械、控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)等采取一些綜合措施。

（五）硬件故障和軟件故障

按發(fā)生故障的部位分為硬件故障和軟件故障。硬件故障只要通過更換某些元器件就可以排除，但是軟件故障是編程錯(cuò)誤導(dǎo)致的，因此需要修改程序內(nèi)容或修訂機(jī)床參數(shù)來排除。

（六）數(shù)控機(jī)床常見的操作故障

1、防護(hù)門未關(guān)，機(jī)床不能運(yùn)轉(zhuǎn)。2、機(jī)床未回參考點(diǎn)。3、主軸轉(zhuǎn)速S超過zui高轉(zhuǎn)速限定值。4、程序內(nèi)沒有設(shè)置F或S值。5、進(jìn)給修調(diào)F%或主軸修調(diào)S%開關(guān)設(shè)為空擋。6、回參考點(diǎn)時(shí)離零點(diǎn)太近或參考點(diǎn)速度太快，引起超程。7、程序中G00位置超過限定值。8、刀具補(bǔ)償測(cè)量設(shè)定錯(cuò)誤。9、刀具換刀位置不正確。10、G40撤銷不當(dāng)，引起刀具切入已加工表面。11、程序中使用了非法代碼。12、刀具半徑補(bǔ)償方向錯(cuò)誤。13、切入、切出方式不當(dāng)。14、切削用量太大。15、刀具鈍化。16、工件材質(zhì)不均勻，引起振動(dòng)。17、機(jī)床被鎖定（工作不動(dòng)）。18、工件未夾緊。19、對(duì)刀位置不正確，工件坐標(biāo)系設(shè)置錯(cuò)誤。20、使用了不合理的G功能指令。21、機(jī)床處于報(bào)警狀態(tài)。22、斷電后或報(bào)過警的機(jī)床，沒有重新回參考點(diǎn)或復(fù)位。

二、故障實(shí)例分析及解決方式

例1：數(shù)控銑床主軸旋轉(zhuǎn)，高速檔位和低速檔位無(wú)法轉(zhuǎn)換成功，但有轉(zhuǎn)換動(dòng)作

分析有以下幾個(gè)原因：限位故障;變速齒輪有損壞;油箱缺油壓力不足;變速油缸內(nèi)密封圈老化導(dǎo)致有桿腔與無(wú)桿腔聯(lián)通，造成壓力不穩(wěn)，變速齒輪變速不到位。

故障解決步驟：首先檢查油箱，液壓油充足，排除壓力不足。觀看齒輪，齒輪完好無(wú)磨損嚴(yán)重現(xiàn)象。檢查變速油缸限位發(fā)現(xiàn)限位變換不到位，調(diào)整油缸頂桿，故障仍存在。檢查變速油缸，發(fā)現(xiàn)密封圈老化，更換密封圈。故障排除。此故障是因?yàn)槊芊馊匣瘜?dǎo)致油缸內(nèi)部泄露，有桿腔與無(wú)桿腔液壓油聯(lián)通，導(dǎo)致壓力不足。因此可見，油缸密封圈因潤(rùn)滑油清潔程度、油溫、活塞使用頻率、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等，都容易導(dǎo)致密封圈老化失效。所以根據(jù)生產(chǎn)使用頻率需要定期檢查或更換密封圈。

例2：數(shù)控銑床X軸重復(fù)定位不準(zhǔn)

分析有以下原因：X軸光柵尺尺頭松動(dòng)或光柵尺上有異物;X軸伺服電機(jī)編碼器故障;絲杠與絲母磨損嚴(yán)重;絲杠與伺服電機(jī)之間聯(lián)軸節(jié)松動(dòng)，存在反向間隙;軸承損壞。

故障解決步驟：首先分析光柵尺裝在工作臺(tái)下部，維修不方便，并且光柵尺有防塵裝置，故障概率較小。檢查電機(jī)編碼器，無(wú)松動(dòng)和破損現(xiàn)象。聽絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí)聲音，因無(wú)異常聲音，排除軸承損壞。檢查絲杠與電機(jī)聯(lián)軸節(jié)發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸節(jié)螺絲松動(dòng)，禁錮螺絲，故障排除。此故障是因?yàn)闄C(jī)床使用頻率高，加工時(shí)機(jī)床產(chǎn)生震動(dòng)，導(dǎo)致連接部位螺絲松動(dòng)。因此數(shù)控機(jī)床要定期對(duì)絲母座、聯(lián)軸器、電機(jī)禁錮螺絲定期禁錮，減少故障停機(jī)，影響生產(chǎn)。