浅谈数控机床及其系统维修方法

任成

摘 要:科学技术的发展,对机械产品提出了高精度、高复杂性的要求,数控机床就是针对这种要求而产生的一种新型自动化机床。由于机床数控系统先进性、复杂性和智能化高的特点,若其任何部分发生故障与失效现象,从而造成生产停顿。因此,对数控机床的故障进行诊断与排除就显得十分必要。

关键词:数控机床故障诊断

中图分类号:TG519 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(b)-0119-01

1 数控机床的概念

数控机床是一种利用信息处理技术进行自动加工控制的金属切削机床,为了延长元器件的寿命和零部件的磨损周期,预防各种故障,同时掌握数控基础在其它行业的运用。

2 数控机床的特点

(1)具有高度柔性。

在数控机床上加工零件,主要取决于加工程序。直接影响到零件的加工精度；而且功率大小、回转速度影响到加工的效率；其同步运行、自动变速及定向准停等要求,影响到机床的自动化程度。

(2)加工精度高。

数控机床的加工精度一般可达到0.005mm～0.1mm,是按数字信号形式控制的,数控装置每输出一个脉冲信号,则机床移动部件移动一个脉冲当量,而且机床进给传动链的反向间隙与丝杠螺距平均误差可由数控装置进行补偿,因此,数控机床定位精度比较高。

(3)可靠加工同一批零件,齿轮传动等机构外,数控机床已在原普通机床传动链的基础上,作了大幅度的简化。

(4)在执行过程中,其驱动、检测等机构同时将有关信息反馈给数控装置,以便经处理后发出新的执行命令,而且减少了半成品的工序间周转时间,提高了生产效率。

(5)改善劳动条件。

数控机床操作者主要是程序的输入、编辑、装卸零件、刀具准备、加工状态的观测,数控机床一般带有固定刀位的自动转位刀架,零件的检验等工作,劳动趋于智力型工作,另外,工作环境清洁,安全。

(6)利于生产管理现代化。

3 数控机床故障维修的意义及特点

数控机床及时地诊断和维修可以确保系统安全运行,保证企业的经济效益。作为一种机、电、液、气、光高度一体化的产物,其维修侧重于电子、机械、液、气及光学的交叉点上,因而对维修的人才提出了更高的要求。

4 数控系统故障诊断方法

4.1 诊断步骤和要求

(1)故障诊断及判断、故障定位；(2)故障诊断要求:①故障检测方法简便有效。②使用的诊断仪器少而实用。③故障诊断的所需的时间尽可能短。

4.2 常用故障诊断方法

(1)直观法:(望闻问切)问—机床的故障现象、加工状况等；看—CRT报警信息、报警指示灯、元器件烟熏烧焦、电容器变形、开裂、保护器脱扣、触点火花等；听—异常声响；闻—电气元件焦糊味及其它异味；摸—发热、振动、接触不良等。

(2)CNC系统的自诊断功能:开机自诊断程序通电后执行对CPU、存储器、总线和模块及功能板、CRT、软盘等外围设备进行功能测试,确定主要硬件能正常工作。运行中的故障在CRT上报警信息,确定故障原因及排除方法。

(3)数据和状态检查:CNC系统的自诊断不但能在CRT上显示故障报警信息,而且还能以多页“诊断地址”和“诊断数据”的形式提供机床参数和状态信息；接口诊断功能可将所有开关量信号的状态显示在CRT上,“1”表示通,“0”表示断。利用状态显示可以检查数控系统是否将信号输出到机床侧,机床侧的开关信号是否已输入到系统,从而确定故障是在机床侧还是在系统侧；数控机床的参数是经一系列的试验和调整而获得的重要参数,是机床正常运行的保证,包括有增益、加速度、轮廓监控及各种补偿值等。

(4)报警指示灯显示故障除CRT软报警外,还有许多“硬件”报警指示灯,分布在电源、主轴驱动、伺服驱动I/O装置上,由此可判断故障的原因。

(5)备板置换法(替换法):用同功能的备用板替换被怀疑有故障的模版,或者将功能相同的模版或单元相互交换,观察故障的转移情况,就能快速判断故障的部位。敲击法:数控系统是由各种电路板组成,电路板上、接插件等处有虚焊或接口槽接触不良都会引起故障。可用绝缘物轻轻敲打疑点处,敲击处很可能就是故障部位。

(6)升温法:设备运行较长时间或环境温度较高时,机床就会出现故障,可用电吹风、红外灯照射可疑的元件或组件,确定故障点。

(7)功能程序测试法:当数控机床加工造成废品而无法确定是编程、操作不当还是数控系统故障时,或是闲置时间较长的数控机床重新投入使用时。将G、M、S、T、F功能的全部指令编写一个试验程序并运行在这台机床,可快速判断哪个功能不良或丧失。

(8)隔离法:隔离法是将某些控制回路断开,从而达到缩小查找故障区域的目的。

(9)测量比较法:为了检测方便,在模板或单元上设有检测端子,用万用表、示波器等仪器对这些端子的电平或波形进行测试,将测试值与正常值进行比较,可以分析和判断故障的原因及故障的部位。工件尺寸检测装置又分为机内尺寸检测装置和机外尺寸检测装置两种。工件尺寸检测装置仅在少量的高档数控机床上配用。

5 结语

随着数控技术的飞速发展,数控设备已大量使用。在数控机床维修中推广应用新技术、新工艺、新材料,做好数控的技术改造和局部改装设计管理工作,搞好数控机床维修用工、检、量具的管理,搞好数控设备维修的质量管理等工作。数控柜、操作面板及显示监控器是数控机床特有的部件。即使对于机械部件,数控机床和普通机床也是具有很大的区别的。从而保障企业生产的顺利运行。

参考文献

[1] 郑小年,杨克冲.数控机床故障诊断与维修[M].武汉:华中科技大学出版社.

[2] 刘光源.机床数控系统故障检测及维修[M].化学工业出版社.

[3] 李峰,李智民.数控机床系统应用及维护[J].