摘　要：數(shù)控機(jī)床是實(shí)施現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的主要設(shè)備，它在使用過(guò)程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)故障，文章闡述了數(shù)控機(jī)床的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)和故障診斷維修的一般方法。
　　【關(guān)鍵詞】 數(shù)控機(jī)床；故障診斷；維修
　　數(shù)控機(jī)床是一種高精度，高效的自動(dòng)化機(jī)床，它綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，信息技術(shù)，自動(dòng)控制，精密測(cè)量，現(xiàn)代機(jī)械制造等各個(gè)領(lǐng)域的新的技術(shù)成果，是機(jī)械加工領(lǐng)域中典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。由于其經(jīng)濟(jì)性能好，生產(chǎn)效益高，是實(shí)施現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的機(jī)械設(shè)備，在生產(chǎn)上處于越來(lái)越重要的地位。因此，數(shù)控機(jī)床數(shù)量的多少與技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。當(dāng)前，我國(guó)的數(shù)控機(jī)床的擁有量遠(yuǎn)不如發(fā)達(dá)國(guó)家，為了提高機(jī)床的使用率，提高系統(tǒng)的可靠性，數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維修技術(shù)顯得越來(lái)越重要，維護(hù)保養(yǎng)和維修水平直接影響到機(jī)床的使用率。下面我結(jié)合近年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，淺談一下數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的基本方法。
　　一、數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)
　　談起診斷，必須先清楚了解機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)。我們簡(jiǎn)單的將數(shù)控機(jī)床分為三部分，即：
　　CNC、伺服系統(tǒng)和PLC。CNC的作用就相當(dāng)于人腦，起指揮作用。伺服就相當(dāng)于人的四肢，是實(shí)現(xiàn)功能的，在實(shí)現(xiàn)功能的同時(shí)，它會(huì)進(jìn)行各種各樣的插補(bǔ)計(jì)算，其中有的插補(bǔ)運(yùn)算，例如FANUC32i系統(tǒng)，它實(shí)行插補(bǔ)運(yùn)算時(shí)是nm級(jí)，而輸出時(shí)又轉(zhuǎn)換成μm級(jí)輸出，足以說(shuō)明它的精密。PLC主要實(shí)現(xiàn)邏輯操作，用邏輯控制量“1”和“0”這兩種狀態(tài)來(lái)控制設(shè)備。例如氣動(dòng)、液壓、潤(rùn)滑、冷卻、排屑器等裝置。那么這三大部分是如何連接的呢？這就是我們所說(shuō)的兩條總線，即FSSB(伺服總線)，I/OLink（串行總線）這兩條總線把三大部件連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)控制運(yùn)動(dòng)的功能。
　　二、數(shù)控機(jī)床故障診斷的一般方法
　　對(duì)于數(shù)控機(jī)床的故障診斷，一般首先檢查操作方法是否錯(cuò)誤。在數(shù)控加工過(guò)程中，操作是比較繁瑣的，對(duì)于初學(xué)者尤為重要，有以下幾點(diǎn)必須注意：1.通電后各坐標(biāo)是否回零，注意數(shù)控銑和數(shù)控車回零的坐標(biāo)先后是不相同的，有的先回X坐標(biāo)，有的則先回Z坐標(biāo)，這要根據(jù)具體的機(jī)床而言；2.機(jī)床各非急停按鈕是否被按下，正常情況下，非急停按鈕都是在未按下?tīng)顟B(tài)的；3.機(jī)床各坐標(biāo)是否在極限位置，如果機(jī)床在原點(diǎn)附近，回零時(shí)，必須先向相反方向移動(dòng)，到減速區(qū)后再回零。通常這個(gè)距離是設(shè)定好的。其次是注意觀察故障出現(xiàn)是有規(guī)律的還是偶然的，對(duì)于有規(guī)律的故障則是因?yàn)闄C(jī)床存在某確定的問(wèn)題，對(duì)于偶然性的故障，則可能是由于連續(xù)線接觸不良、干擾、電源不穩(wěn)定等臨時(shí)故障引起的，然后是檢查出現(xiàn)故障是否和周圍環(huán)境有關(guān)等等。總之，引起數(shù)控機(jī)床故障的原因是多種多樣的，這樣就使得數(shù)控機(jī)床的故障具有復(fù)雜性和特殊性。具體來(lái)講，處理數(shù)控機(jī)床故障方法主要有以下幾種：
　　（1）直觀法。即靠人的感管功能（視、聽(tīng)、觸、嗅等），借助一些常用工、量具對(duì)機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和判斷的過(guò)程，將故障范圍縮小到一個(gè)模塊或一塊印刷線路板；
　　（2）替換法。利用備用模塊或電路板替換有故障疑點(diǎn)的模塊或電路板，觀察故障轉(zhuǎn)移的情況，這是常用而簡(jiǎn)便的故障檢測(cè)法；
　　（3）自診斷功能法。數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能，已經(jīng)成為衡量數(shù)控系統(tǒng)特性的重要指標(biāo)，數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能按診斷的時(shí)間先后可以分為啟動(dòng)自診斷，在線自診斷和離線診斷，一旦發(fā)生異常，便會(huì)出現(xiàn)報(bào)警信息，但通常顯示的報(bào)警都是一種綜合故障的反映，要尋找故障原因，還需進(jìn)一步排查。
　　（4）參數(shù)檢查法。數(shù)控機(jī)床的參數(shù)設(shè)置是否合理，參數(shù)的變化會(huì)直接影響機(jī)床的性能，甚至機(jī)床不能正常工作，出現(xiàn)故障，參數(shù)通常放在磁滄存儲(chǔ)器或由電池保持的RAM中，一旦外界干擾成電池電壓不足，會(huì)使系統(tǒng)參數(shù)丟失或發(fā)生變化引起混亂現(xiàn)象。因此，參數(shù)檢查是一項(xiàng)重要的診斷。
　　（5）功能程序測(cè)試法。功能程序測(cè)試法就是將數(shù)控系統(tǒng)的常用功能和特殊功能用手工編程或自動(dòng)編程的方法，編制成一個(gè)功能測(cè)試程序，送入數(shù)控系統(tǒng)，故障診斷時(shí)運(yùn)行這個(gè)試驗(yàn)程序，借以檢查機(jī)床執(zhí)行這些功能的準(zhǔn)確性和可靠性，進(jìn)而判斷出故障發(fā)生的可能原因。
　　（6）測(cè)量法。測(cè)量法類似于對(duì)比法，是利用萬(wàn)用表、鉗形電流表、相序表、示波器、頻譜分析儀等儀器，對(duì)故障疑點(diǎn)進(jìn)行電流、電壓和波形測(cè)量，與正常值進(jìn)行比較，分析故障所在位置。
　　三、數(shù)控機(jī)床的維修
　　對(duì)于數(shù)控機(jī)床的維修，重要的是發(fā)現(xiàn)故障。特別是數(shù)控機(jī)床的外部故障。有時(shí)診斷過(guò)程比較復(fù)雜，但一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，解決起來(lái)比較簡(jiǎn)單。對(duì)外部故障診斷應(yīng)遵從以下兩條原則：首先要熟練掌握機(jī)床的工作原理和動(dòng)作順序。其次，要會(huì)利用PLC梯形圖。NC系統(tǒng)的狀態(tài)顯示功能或機(jī)外編程器監(jiān)測(cè)PLC的運(yùn)行狀態(tài)，一般只要遵從以上原則，小心謹(jǐn)慎，一般的數(shù)控故障都會(huì)及時(shí)排除。還有些故障不產(chǎn)生故障報(bào)警信息，只是動(dòng)作完不成，這些就要根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)，機(jī)床的工作原理和PLC運(yùn)行情況來(lái)分析判斷了。例如，我們上次在實(shí)驗(yàn)就有這樣一個(gè)例子，在數(shù)控車床上，用轉(zhuǎn)塔來(lái)?yè)Q刀，有一個(gè)2刀位始終找不到位置，導(dǎo)致?lián)Q刀不正確，其他刀位均是正常的，在故障排查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)PLC的邏輯信號(hào)是正常的，然后打開(kāi)刀架上部的端蓋，轉(zhuǎn)了一下編碼器，看是不是接觸不良引起的，繼續(xù)進(jìn)行換刀動(dòng)作，這次發(fā)現(xiàn)故障消除了，過(guò)了一會(huì)，這個(gè)故障又重現(xiàn)了，Z后的結(jié)論是，編碼器存在一定的問(wèn)題，在2號(hào)刀位其反饋信號(hào)不能被系統(tǒng)識(shí)別，導(dǎo)致刀架檢測(cè)不到具體位置，需要更換編碼器。
　　數(shù)控機(jī)床故障產(chǎn)生的原因是多種多樣的，有機(jī)械問(wèn)題、數(shù)控系統(tǒng)的問(wèn)題、傳感元件的問(wèn)題、驅(qū)動(dòng)元件的問(wèn)題、強(qiáng)電部分的問(wèn)題、線路連接的問(wèn)題等。在檢修過(guò)程中，要分析故障產(chǎn)生的可能原因和范圍，然后逐步排除，直到找出故障點(diǎn)，切勿盲目的亂動(dòng)，否則，不但不能解決問(wèn)題，還可能使故障范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。總之，在面對(duì)數(shù)控機(jī)床故障和維修問(wèn)題時(shí)，首先要防患于未燃，不能在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)問(wèn)題后才去解決問(wèn)題，要做好日常的維護(hù)工作和了解機(jī)床本身的結(jié)構(gòu)和工作原理，這樣才能做到有的放矢。