数控设备常见故障处理及检修工作研究

索永圣

摘 要：随着时代和科技的发展，出现了数控设备。数控设备是一种精良设备，数控设备的使用情况对企业的生产效率以及经济效益有直接影响，因此数控设备出现故障就会影响企业的经济效益。文章分析数控设备的常见故障，并提出了几点检修措施。

关键词：数控设备；故障；检修；方法；保养

数控设备应用了计算机、自动控制、自动检测以及精密机械设计和制造等先进技术，其技术密集度以及自动化程度都很高。和传统的设备相比，数控设备具有较高的零件加工精度、生产效率、自动化程度和产品稳定性等，也可以完成普通设备难以完成的高精度曲面零件的加工以及复杂型面的加工。虽然数据设备优点众多，可是也存在着一定的问题，因为数控设备具有很多零件和复杂的油路电路系统等，其出现故障的概率高于传统设备。因此，引导检修人员快速掌握新技术，依据故障以及故障前后的现象进行分析和判断，进而排除故障是一个重要工作。

1 常见的设备

数控设备的结构非常复杂，其机械电气、液压等系统应用了大量先进技术，这些促使设备故障诊断和维修工作的难度增加。下面介绍了数控设备的常见故障，并提出了相应的处理办法。

1.1 硬件以及软件故障

排除硬件方面的故障可以将已经损坏的器件修复或者替换。软件方面的故障是由于出现了错位的程序编制或者参数，只要修改对应的程序内容或者参数就可以排除故障。

1.2 系统性以及随机性故障

只要满足一定的条件，数控设备就发生故障，这是系统性故障。在相同条件下，偶然发生的一两次故障，这是随机性故障，所以分析和排除随机性故障比较困难，这种故障一般和数控系统中部分元器件特性漂移、机械结构的局部松动、机床电气元件可靠性下降等因素相关，排除此种故障就需要不断试验和综合性判断解决。

1.3 破坏性以及非破坏性故障

例如，伺服系统失去控制，导致的飞车，此类故障为破坏性故障，维修人员在检修的时候不能将故障重演，只能通過现场人员的介绍和具体描述，然后检查和分析，最后排除故障，所以此类故障具有较高技术难度，同时也有一定的危险。

1.4 有诊断以及无诊断显示故障

当前的数控设备具有很多自行诊断的功能，例如我国配置的德国西门子公司以及日本fanuc公司的数控系统都具有上百条警报。而有诊断显示的故障大多和控制部分相关，可以依据警报内容，及时发现是什么引起故障的。针对没有诊断显示的故障，只能依据故障出现前后现象实施分析和判断，在进行合理处理，具有较高的难度。

1.5 运动品质特性下降的故障

数控设备发生此类故障时还可以继续运行，只是加工出的产品不合格，所以不会发出任何警报，只有通过检测仪器的检测才能找到引起故障的因素。

2 故障处理

2.1 对故障信息进行充分的了解

数控设备发生故障之后，不能急于处理。在对故障记录进行查看之后，听取现场工作人员的介绍和描述，全面细致的了解故障。如果确定通电不会发生危险，就通电，然后仔细观察故障现象。特别是对故障发生时，设备发出的报警以及提示加以注意。如果设备没有发出警报，查看系统的工作状态以及系统诊断的结果、故障发生时运动轴的位置；故障发生时执行的命令以及操作；是否在以前发生类似故障；故障的发生频率等。

2.2 对故障原因进行分析

在对故障原因进行分析时，需要充分对现场进行调查，及时掌握一手资料，正确指出数控设备的故障；然后开拓思维，无论是液压系统，还是数控系统等，详细指出可能引发故障的因素，综合分析、判断和筛选。

3 常见故障的检测

3.1 快速检测和维修故障的原则

当数控设备出现多种故障时，坚持先简单后复杂的原则，即先对简单故障进行处理，在对复杂故障进行处理；坚持先机械后电气的原则，通常机械故障比较容易被发现，可是对数控系统故障进行诊断具有较大的难度，所以在将机械性故障排除和解决之后，就可以更好的处理系统故障；另外，坚持先外部后内部的原则，如果数控机床发生了故障，检修人员检修时是由外到内的，这样可以对数控机床在运行时的故障快速处理；最后，坚持先静后动的原则，首先观察、测试和分析机床断电静止时的状态，接着观察、测试和分析机床运行时的状态。依据这几点原则就可以较快的找出故障以及引起故障的原因。

例如，在对意大利角钢数控生产线以及我国角钢加工数控设备实施维修时，故障现象为：准据手动或自动无法进行，驱动伺服报警，就可以判断数控设备为“准据调整故障”，就可以考虑引起故障的原因为冲头已断卡在角钢以及凹模中；传输信号的电缆已经断了；伺服系统出现问题；模架滑板被污物卡死。

3.2 快速检测和维修故障

3.2.1 检查数控设备机械部分故障的方法

首先，是主轴部件，由于数控设备是电气调速，此外主轴箱内部具备较为简单的结构，故障可能出现于自动拉紧刀柄或则变档的装置，也可能由于主轴运动精度不够稳定。

其次，行程开关的故障。为了保障数控机床工作稳定，数控设备使用了大量形成开关，以限制运动。机床在工作很长时候之后，可能引起故障的是运动部件变化了运动特性、行程开关本身性质、将行程开关压合的装置。

最后，进给传动链的故障。由于大部分数控设备使用了滚动摩擦副，进给传动链出现故障的主要表现就是运行品质的下降。具体表现为下降的定位精度、过大的反向间隙、过大的轴承噪声等。在检修这种故障时需要调整运动以及补偿环节等。

3.2.2 检查数控系统的方法

首先，直观法。维修人员仔细听故障发出的各种声音、闻故障发生时的味道、看故障发生时的光等特殊现象，可以缩小故障的范围。这需要维修人员具备较强的综合判断能力。

其次，参数诊断法。数控系统的参数是通过大量试验，不断调整得到的，这些参数对数控机床的性能有直接影响，并存储于存储器中，如果收到外界环境的打扰或者数控设备自身电量不足，就会引发改变或者丢失参数的现象，进而引起系统混乱，最终机床无法正常工作。

想要排除故障就要对参数进行核对和修正。所以机床如果长时间不工作，在启动系统的时候就会出现故障，根据故障的具体特征，对相关参数实施检查和核对。

接着，是交换法。这种方法简单易行，可以有效判断现场故障。维修人员在对故障进行大概分析和判断后，检修人员要准备好良好的器件，例如模板、集成电路芯片等，接着将可能发生故障的部位替换掉，如果故障被排除，就可以缩小故障范围于某一个器件上。此种方法需要大量完善的器件。所以在维修数控设备的过程中，管理好备用器件是非常重要的工作。

然后，自诊断功能法。如果数控系统发生故障，可以应用其自身的自诊断功能，准确发现故障部位，这是一种最常用的有效维修措施。自诊断方法有：开机自诊断、在线诊断、离线诊断。每当数控系统开始通电，系统内部的自诊断软件会逐个检测系统中的重要硬件、软件，然后就会在CRT上显示出检测结果，如果检测不合格，CRT上就会显示出报警信息或者发生故障的部分，这是开机自诊断。当系统正常运作时，其内部诊断程序就开始运行，测试和检查系统自身、和数控装置相连的其他设备等，及时显示出相关的故障信息，系统一直通电，在线诊断就不会终止。离线诊断指如果CNC系统发生故障或者对其进行判断是否发生故障时，在检查数控系统时可以将其和机床分离，便于进一步定位故障，最大程度的缩小可能的故障范围。

再次，局部升温法。數控系统在长时间运行之后，就会出现元器件老化的现象，降低系统的性能。如果元器件没有完全损坏，故障就会经常出现。此时，为了完全暴露损坏的部件，可以用热吹风机或者电烙铁局部升温可能老化的元器件，加快元部件的老化速度，进而有针对性的解决问题。

最后，更新建立法。如果CNC或者PLC因为电网干扰或者其他偶然因素出现特殊情况或者死机，就要将相关内存区清除，再次冷启动或者热启动。并且重新设置CNC的参数，就能排除故障。

在维修数控设备时，经常用到的方法就为以上几种，这几种方法适用的具体情况不同，所以要准确选择维修方法，并且综合应用多种方法排除故障。

此外，设备保养和设备检修同样重要。可以对数控设备进行日检、周检、月检、季检。日检是检验主轴润滑系统、设备零件，尤其是清除设备零件中的铁屑，对安全电压进行检查等。周检指检查数控设备的整体，有没有液体的渗漏、各个连接是否结实等，也要校对部分设备的精度。月检就是检查电源以及空气干燥器。如果电压正常，频率等不正常，就要测量和调整数控设备的相关部位。季检就是检查整体设备、液压以及主轴润滑系统。如果发现问题，就要清洗有关元件等。

4 结束语

在维修数控设备时，不仅要掌握相关技术，还要具备丰富的实践经验，进而准确判断各种故障，发现引起故障的原因，还要定期检查数控设备，更好地促使数控设备服务生产。

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