数控机床故障诊断论文.doc

数控机床故障的常用诊断方法数控机床故障的常用诊断方法东北电力大学自动化工程学院摘要数控机床故障的诊断是数控机床维修的关键一般来说随着故障类型的不同采取的故障诊断的方法也就不同本文从数控机床故障诊断的内容原则方法等方面入手来简要阐述一下数控机床故障的诊断方法关键词故障故障诊断诊断内容诊断原则诊断方法中图分类号TG156NortheastDianliCollegeUniversitySchoolofAutomationEngineering132000数控机床故障的常用诊断方法前言系统可靠性是指数控系统在规定的条件和规定的时间内完成规定功能的能力故障是指系统在规定的条件和规定的时间内失去了规定的功能数控机床是个很复杂的大系统它涉及光机电液气等很多技术发生故障是难免的机械磨损机械锈蚀机械失效插件接触不良电子元器件老化电流电压波动温度变化干扰噪声软件丢失或本身有隐患灰尘操作失误等都可导致数控机床出故障数控机床是各企业加工线上的关键生产设备如果发生故障而维修又跟不上它的长时间停机将给生产带来巨大损失为了将这种损失减少到最低一方面必须提高生产设备的可靠性另一方面可以通过尽量缩短设备故障诊断和维修时间来实现生产设备的可靠性不论有多高其发生故障都是不可避免的因此用户最关心的还是在设备出现故障征兆信号时如何提前进行诊断以及发生故障之后如何及时进行维修等这就要求设备制造企业对其所生产的设备及售出产品能够提供快捷的服务和技术支持并能对产品的故障提供及时灵活的诊断和维修随着网络技术的发展基于网络的故障诊断系统的出现很好的解决了上述问题基于网络的故障诊断系统就是利用计算机网络让故障诊断专家系统通过网络获取机床的异常或故障资料并对其进行分析得出可能的异常或故障原因后再通过网络及时地反馈诊断结果供制造企业的设备维修人员参数控机床故障的常用诊断方法考数控机床故障诊断内容故障诊断的内容动作诊断监视机床各动作部分判定动作不良的部位诊断部位是和机床主轴状态诊断当机床电机带动负载时观察运行状态点检诊断定期点检液压元件气动元件和强电柜操作诊断监视操作错误和程序错误数控系统故障自诊断不同的数控系统虽然在结构和性能上有所区别但随着微电子技术的发展在故障诊断上有它的共性数控机床故障诊断原则在故障诊断时应掌握以下原则1先外部后内部数控机床是集机械液压电气为一体的机床故其故障的发生也会由这三者综合反映出来维修人员应先由外向内逐一进行排查尽量避免随意地启封拆卸否则会扩大故障使机床大伤元气丧失精度降低性能2先机械后电气一般来说机械故障较易发觉而数控系统故障的诊断则难度较大些在故障检修之前首先注意排除机械性的故障往往可达到事半功倍的效果数控机床故障的常用诊断方法3先静后动先在机床断电的静止状态通过了解观察测试分析确认为非破坏性故障后方可给机床通电在运行工况下进行动态的观察检验和测试查找故障而对破坏性故障必须先排除危险后方可通电4先简单后复杂当出现多种故障互相交织掩盖一时无从下手时应先解决容易的问题后解决难度较大的问题往往简单问题解决后难度大的问题也可能变得容易3数控机床故障诊断的方法1直观检查法它是维修人员最先使用的方法在故障诊断时首先要询问向故障现场人员仔细询问故障产生的过程故障表象及故障后果并且在整个分析判断过程中可能要多次询问其次是仔细检查根据故障诊断原则由外向内逐一进行观察检查总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态例如各坐标轴位置主轴状态刀库机械手位置等各电控装置如数控系统温控装置润滑装置等有无报警指示局部特别要注意观察电路板的元器件及线路是否有烧伤裂痕等现象电路板上是否有短路断路芯片接触不良等现象对于已维修过的电路板更要注意有无缺件错件及断线等情况再次是触摸在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安装状况各插头座的插接状况各功率及信号导线如伺服与电机接触器接线的联接状况等来发现可能出现故障的原因数控机床故障的常用诊断方法2仪器检查法使用常规电工仪表对各组交直流电源电压对相关直流及脉冲信号等进行测量从中找寻可能的故障例如用万用表检查各电源情况以及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量用示波器观察相关的脉动信号的幅值相位甚至有无用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等等3功能程序测试法功能程序测试法是将数控系统的GMSTF功能用编程法编成一个功能试验程序并存储在相应的介质上在故障诊断时运行这个程序可快速判定故障发生的可能起因功能程序测试法常应用于以下场合机床加工造成废品而一时无法确定是编程操作不当还是由于数控系统故障引起的数控系统出现随机性故障一时难以区别是外来干扰还是系统稳定性差时闲置时间较长的数控机床在投入使用前或对数控机床进行定期检修时4信号与报警指示分析法硬件报警指示这是指包括伺服系统数控系统在内的各电子电器装置上的各种状态和故障指示灯结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法软件报警指示如前所述的系统软件PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法数控机床故障的常用诊断方法5接口状态检查法现代数控系统多将PLC集成于其中而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接有些故障是与接口信号错误或丢失相关的这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入输出板上有指示灯显示有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出这种检查方法要求维修人员既要熟悉本机床的接口信号又要熟悉PLC编程器的应用6参数检查法数控系统PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床不同工作状态的要求这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的因此任何参数的变化尤其是模拟量参数甚至丢失都是不允许的而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化会打破最初的匹配状态和最佳化状态此类故障需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除这种方法对维修人员的要求是很高的不仅要对具体系统主要参数十分了解既知晓其地址熟悉其作用而且要有较丰富的电气调试经验7试探交换法即在分析出故障大致起因的情况下维修人员可以利用备用的印刷电路板集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分从而把故障范围缩小到印刷线路板或芯片一级采用此法之前应注意以下几点更换任何备件都必须在断电情况下进行许多印制电路板上都有一些开关或短路棒的设定以匹配实际数控机床故障的常用诊断方法需要因此在更换备件板上一定要记录下原有的开关位置和设定状态并将新板作好同样的设定否则会产生报警而不能工作某些印制电路板的更换还需在更换后进行某些特定操作以完成其中软件与参数的建立这一点需要仔细阅读相应电路板的使用说明有些印制电路板是不能轻易拔出的例如含有工作存储器的板或者备用电池板它会丢失有用的参数或者程序必须更换时也必须遵照有关说明操作鉴于以上条件在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料弄懂要求和操作步骤之后再动手以免造成更大的故障8测量比较法CNC系统生产厂在设计印刷线路板时为了调整和维修方便在印刷线路板上设计了一些检测量端子维修人员通过检测这些测量端子的电压或波形可检查有关电路的工作状态是否正常但利用检测端子进行测量之前应先熟悉这些检测端子的作用及有关部分的电路或逻辑关系9特殊处理法当今的数控系统已进入PC级开放化的发展阶段其中软件含量越来越丰富有系统软件机床制造者软件甚至还有使用自己的软件由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题会使得有些故障状态无从分析例如死机现象对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理比如整机断电稍作停顿后再开机有时则可能将故障消除维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律4结束语数控机床故障的常用诊断方法数控机床远程故障诊断及维修服务系统是一个复杂的网络系统涉及计算机网络数控技术通讯技术数据库技术虚拟现实技术设备故障诊断技术等多方面的细节问题数控机床的远程故障诊断技术的研究与运用对于改变目前我国数控机床开机不足故障停机时间长的现状具有重大的现实意义此外随着数控机床远程故障诊断技术的推广诊断知识在全行业共享必将使得数控机床故障诊断和维修水平得以迅速提高本文对于数控机床远程故障诊断技术的研究提供了数控机床故障的一种形式虽然这种形式还不能解决数控机床出现的所有故障但它代表了数控机床及其它机电设备今后故障诊断的一种方向随着研究的深入这种远程诊断的方法将得到广泛的应用参考文献韩鸿鸾主编数控机床维修实例中国电力出版社2毕敏杰主编机床数控技术M北京机械工业出版社1996朱文艺等3基于Internet的数控机床远程故障诊断系数控机床故障的常用诊断方法统研究J3机床与液压200594胡海刚等3基于Internet的远程故障诊断系统研究