主頁 > 技術文章（zhāng） > 對工業自動化機床的故障（zhàng）排除技術 2025-09-02

對工（gōng）業自動（dòng）化機床的故（gù）障排除技（jì）術

摘（zhāi）要：MY-6132數控車床是設計精巧的經濟型車床，配備高可靠性（xìng）的華興（xìng）數（shù）控係統。即（jí）可用（yòng）於教學，也可用於工廠生產。床身導軌選（xuǎn）用耐磨鑄鐵，床鞍及溜板貼塑處理。進給傳動采用（yòng）滾珠（zhū）絲（sī）杆副（fù）。外（wài）形全封閉防護。該機床（chuáng）采用機電一體化方（fāng）式設計，采（cǎi）用四刀位自動回轉刀架，操作簡便、效率高，通過編程對各種盤類、軸類零（líng）件（jiàn）能自動完成內（nèi）外（wài）圓柱麵、圓錐麵、圓弧麵、螺紋等工（gōng）序的切削加工，並能進行切槽、鑽擴、鉸（jiǎo）孔等工作。本（běn）文主要分析了數控機床電氣係統故障（zhàng）的（de）調查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程（chéng）,一（yī）旦查明了原因,故障也（yě）就幾乎等於（yú）排除了。因此故障分析診斷的方法十分重要。
一、故障的調查與（yǔ）分析：
    這是排故的第一階段,是非常關鍵的階段,主要應作好下列工作：
    1、詢問調查在接到機床現場出現故障要求排除的信息（xī）時,首先應要求操作者盡量保（bǎo）持現場故障狀態（tài）,不做任何處理,這樣有利於迅速精確地分析故障原因。
    2、現場檢查到達現（xiàn）場後,首先（xiān）要驗證操作者提供的（de）各種情況的準確性、完整性,從而核實初步判斷的準確度。由於操作者的水平,對故障狀況描述不清甚至完全（quán）不準確的（de）情況（kuàng）不乏其例,因此到（dào）現場後仍然不要急於（yú）動手處理,重新（xīn）仔細調查各種情況,以免破壞了現場,使排故增加難度。
    3、故障分析（xī）根據已知的故障狀（zhuàng）況按上節所述故障分（fèn）類辦法分析故障類型,從而確定排故原則。由於大多數故障是（shì）有指示的,所以一般情況下,對照（zhào）機床（chuáng）配套的數控係統診斷手冊和使用說明書,可以列出產生該故障的多種可能的（de）原因。
    4、確定原因（yīn）對（duì）多種可能的原因進行排查從中找出本次（cì）故障的真正原因（yīn）,這時對維（wéi）修人員是一（yī）種對該機床（chuáng）熟悉程度、知識水平、實踐經驗和分析（xī）判斷能力的綜合考驗。
    5、排故準（zhǔn）備有的故障的排除方法可能很簡單,有些故障（zhàng）則往往較複（fù）雜,需要（yào）做一係列的準（zhǔn）備工作,例（lì）如工具（jù）儀表的準備、局（jú）部的拆卸、零部件的修理（lǐ）,元器件的采購甚至排故計劃步驟的製定等等。
   下麵把電氣故障（zhàng）的常用診（zhěn）斷方法綜列於下。
    (1)直觀（guān）檢查法這是故障分析之初（chū）必用的（de）方法,就是利用感（gǎn）官的檢查。
    ①詢問向故障現場人員仔細詢問故障（zhàng）產生的過程、故障表象及（jí）故障後果,並且（qiě）在整個分（fèn）析判（pàn）斷過（guò）程中可能要多次詢問。
    ②目視總體查看機床（chuáng）各部分工作狀態（tài）是否處於正常狀態（tài）(例如（rú）各坐標軸位置、主軸狀態、刀庫、機械手位置等),各電控裝置(如數控係統、溫控裝置、潤滑裝置等)有無報警指示,局部查看有無保險燒煆,元（yuán）器（qì）件燒焦、開裂、電（diàn）線電（diàn）纜脫落,各操作元件（jiàn）位（wèi）置正確與否等等。
    (2)儀器檢查法使用常規電工儀（yí）表,對各組（zǔ）交、直流（liú）電源電壓,對相關直（zhí）流及脈（mò）衝信（xìn）號等進（jìn）行測量,從中找尋可能的（de）故障。例（lì）如用萬用（yòng）表檢（jiǎn）查（chá）各電源情況,及對某些電（diàn）路板上設（shè）置的相關（guān）信號（hào）狀態測量（liàng）點的測（cè）量,用（yòng）示波器觀察相關（guān）的脈動信號的幅值、相位甚至有無,用PLC編程（chéng）器查找PLC程序中的故障部位及原（yuán）因等。
    (3)信號與報警指示（shì）分析法
    ①硬件報警指示這是指包括數控係統、伺服係統在內的各電子、電器裝置（zhì）上的各種狀態和故障指示燈,結合指示燈狀態（tài）和相應的功能說明便可獲知指示內容及故障原因與排除方法。
    ②軟件報警指示如前所述的係統軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設有報警顯（xiǎn）示,依據顯示的報警號對照（zhào）相應的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方（fāng）法（fǎ）。
    (4)接口狀態檢查法現代數控係統多將PLC集成於其中,而（ér）CNC與（yǔ）PLC之間（jiān）則（zé）以一係列接口（kǒu）信號形式相互通訊聯接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失（shī）相關的,這些接口信號有的可以在相應的接口板和輸入/輸出板上有指（zhǐ）示燈顯示,有的可以通過（guò）簡單操作在CRT屏幕上顯示,而所有的（de）接口信號都可以用PLC編程器調出。
    (5)參數調整法數控係統、PLC及伺服驅動係統都設置許多可修改的參數以適應不同（tóng）機床、不同（tóng）工作狀態的要求。這些參數（shù）不僅能使各電氣係（xì）統與具體機床相匹配,而且更（gèng）是使機床各（gè）項功能達到最佳化所（suǒ）必需的。因此,任何參數的變化(尤其是模擬量參數（shù）)甚（shèn）至丟失都是不允許的（de）;而隨機床的長期運行所引起的機械或電氣（qì）性能的變化會打破最初的匹配狀（zhuàng）態和最佳化狀態。此類故障多指（zhǐ）故障分類一（yī）節中後（hòu）一類故障,需要重新調整相關的一個或（huò）多個（gè）參數方可排除。
    (6)備件置換法（fǎ）當故障分析結果集中於某（mǒu）一（yī）印製電路板上時,由於電（diàn）路（lù）集成度的不斷擴大而（ér）要把故障落實於其上某（mǒu）一區域乃至某一（yī）元（yuán）件是十（shí）分困難的,為了（le）縮短停機時間,在有相同備件的條件下可以先將備件換上（shàng）,然後再去檢查修複故障板。
    鑒於以上條件,在拔出舊板更換新板之前一定要先仔細閱讀（dú）相關資料,弄懂要求和操作（zuò）步驟之後再動手,以免造（zào）成更大的故障。
    (7)交叉換位（wèi）法當發現故障板或者不能確定是否故障板而又沒有備件的情況下,可以將係（xì）統中相同或相兼容的兩個板互換檢查,例如兩（liǎng）個坐（zuò）標的指令板或伺服板的交換從中判斷故障板或故（gù）障部位（wèi）。這（zhè）種交叉換位法應特別注意,不僅硬件接線的正確交換（huàn）,還要將一係列相應（yīng）的參數交換,否則不僅達不到目（mù）的,反（fǎn）而會產生新的故障造成思維的混亂,一定要事先考慮（lǜ）周全,設計好軟、硬件交換方案,準（zhǔn）確無誤再行交換檢查。
    (8)特殊處理法（fǎ）當今的數控（kòng）係統已進入PC基、開（kāi）放化（huà）的（de）發展階（jiē）段,其中軟件含量（liàng）越來越豐富,有係（xì）統軟（ruǎn）件、機床製造者軟件（jiàn）、甚（shèn）至（zhì）還有使用者自己的軟件（jiàn）,由於軟件（jiàn）邏輯的設計中不可避免的一些問題,會使得（dé）有些故障狀態無（wú）從分（fèn）析（xī）,例如死機現象。對於這種故障現象則可以（yǐ）采（cǎi）取特殊手段來（lái）處理,比如整機斷電,稍作停頓後再開機,有時則可能將故障消除。維修人員（yuán）可以在自己的長期實踐中摸索其規律或者其他有效的方法。
    二、電氣維修（xiū）與故障的排除：
    電氣故障的分析過（guò）程也就是故障的（de）排除過程,因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節的分析方法中已綜合介紹過了,本節則列（liè）舉幾個（gè）常見電氣故障（zhàng）做一（yī）簡要介（jiè）紹,供維修者參考。
    1、電源電源是維修係統乃至整個機床正常工作的能量來源,它的失效或者（zhě）故障輕者會丟失數據、造成停機。重者會毀壞係統局部甚至全部。西方國（guó）家由於（yú）電（diàn）力充足,電網質量高,因此（cǐ）其電氣係統（tǒng）的電源設計考慮較少,這對於我國有較（jiào）大波動和高次（cì）諧波的電力供電網來說就略顯不足,再加上某些人為的（de）因素,難免（miǎn）出現由電源而引起的故（gù）障。
   2、數控係統位置環故障
    ①位置（zhì）環報警。可能是位置測量（liàng）回路（lù）開路;測量元件損壞;位置控製建立的接口信號不存在等。
    ②坐標軸在沒（méi）有指令的情況下產生運動。可能是漂（piāo）移過大;位置環或速度環接成（chéng）正反饋;反饋接線開路;測（cè）量元（yuán）件損壞（huài）。
    3、機床坐標（biāo）找不到零點。可（kě）能是零（líng）方向在遠（yuǎn）離零點;編碼器損壞或接線開路;光柵（shān）零點（diǎn）標記移位;回（huí）零（líng）減速開關失靈。
    4、機床（chuáng）動態（tài）特性變差,工件加工質量下降,甚（shèn）至在一定速度下機（jī）床發生振動。這其中有很大一種可能是機械（xiè）傳動係統間隙過（guò）大甚至磨（mó）損嚴重或者導軌潤滑不充分（fèn）甚至磨損造成的;對於電氣控製係（xì）統來（lái）說則可能是速度環、位置環和相關參數已不在最佳（jiā）匹配（pèi）狀態（tài）,應在機械故障基本排除（chú）後重新（xīn）進行最佳化調整。
5、偶發性停機故（gù）障。這裏有兩種可能的情（qíng）況:一（yī）種情況是如前所述的相關軟件設計中的問題造成在某些（xiē）特定的操作與功能運行組合下的停機故障,一般情況（kuàng）下機床斷電後重新通電便會（huì）消失;另一種情況是（shì）由環境條件引起的,如強（qiáng）力（lì）幹擾(電網或周邊設備（bèi）)、溫度過高、濕度（dù）過大等。這（zhè）種環境因素往往（wǎng）被人們所（suǒ）忽（hū）視,例如南方地區將機床置於普通廠房甚至靠近敞（chǎng）開的大（dà）門附近（jìn）,電櫃長時間（jiān）開門運（yùn）行,附近有大量產生粉塵、金屬屑或（huò）水霧的設備等等。這些因素不僅會造成故障,嚴重的還會損壞係（xì）統與機床,務必（bì）注（zhù）意改善。

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