数控设备故障的维修和保养措施

张丽娜

(石家庄市装备制造学校，河北 石家庄 050800)

0 引言

数控技术也称计算机数控技术，它属于应用计算机实现数字程序控制的技术种类。该技术通常是借助计算机将存贮的控制系统执行对设备的运动轨迹与外设的操作时序逻辑控制功能。在具体应用阶段，使用计算机取代了以往硬件逻辑电路的相关数控装置，能够借助指令实施储存、处理、逻辑分析等过程[1]。在实际使用期间，受到机械磨损、零件老化、软件失效等多方面的影响，会导致数控设备产生相关故障，必须及时开展维修处理，以保障生产工作的顺利进行[2]。

1 数控设备故障类型

1.1 硬件故障

数控设备中的硬件设备主要涵盖各种电子元器件、润滑系统及限位结构等，系统出现故障后，通常会直接导致停机现象。如数控设备内部设置不合理，正常工作状态下要求的参数难以达到，导致在过度使用或者超出限制使用条件下，一些特定功能因故障不能使用，开机后强制使用也产生停机问题。同时，在受到周边其他硬件系统的影响下，也有可能发生停机现象。

1.2 软件故障

如果设备相关参数设置不合理，PLC逻辑控制程序出现错误，工作程序设计存在问题，就会导致故障。结合实践观察，在软件故障类型中，以控制系统软件受损最为突出。如果控制设备运行的参数没有得到合理设置，就可能导致意外事件发生。

1.3 干扰故障

主要在于工艺及配置不合理，整体系统工艺流程欠缺、电源线路设置没有达到规范化、空间区域装配不平衡等问题。以数控机床为例，无法实现对机床的准确定位、相关坐标运行表现出不平稳的状态等。按照故障排除的总体思路，需要对系统展开调查，借助有效的分析判断，作出处理。在分析故障期间，要结合以往工作经验，从当前数控设备运行的真实状态出发，实施有效的维护和处理措施。

2 数控设备故障的维修方法

2.1 现场观察法

观察法属于数控设备故障维修最基础的方法，在行动中，由专业维修人员通过观察产生故障时的相关现象，如亮光、响声、味道等，对数控设备系统的各个部位进行检查，凭借故障现象不断缩小范围，最终确定到某一个模块或者某块电路板。在锁定故障范围后，通过更换线路、零件等方法解决故障问题。例如发现数控机床设备在运转期间突然停机，就需要将数控柜打开并进行检查。在发现属于Y轴电机主电路保险丝烧坏的情况下，判断故障产生原因，最终观察到Y轴电机动力线出现磨损，其搭在机床后，形成短路所致。在维修期间，就可通过更换动力线来排除故障，保证机床正常工作。

2.2 参数检查法

在数控设备出现故障以后，要通过及时对比相关参数表检查设备系统参数是否发生变化。系统参数是数控设备运行的根本保证，通常将其储存于磁泡存储器或者CMOS RAM中，在受到电池因素或者外界有关因素干扰的情况下，就可能导致参数发生变化，严重者甚至会使参数丢失，进而促使数控设备无法正常运转[3]。在此状态下，就需要通过核对方式，及时修正参数实现维修，确保将故障予以排除。如在发现数控机床无法正常工作时，CRT没有出现报警反映，检查各系统发现系统间的连接单元完好无损，就要分析参数问题。通常是在受到外界干扰条件下，数控设备的磁泡存储器内存储数据混乱所导致的。只需要将相关存储内容执行清除操作，然后重新输入对应参数，就能够使数控设备恢复正常。

2.3 自诊断功能法

数控系统的自诊断功能属于判断性能的主要指标，它可以借助CRT的故障报警信息或者二极管指示故障来判断原因。从报警信息出发，通常PLC程序中含有对应的报警提醒装置，故障发生时予以报警，借助显示界面寻找出故障所在，进而采取针对性措施展开维修。值得注意的是，如果属于硬件设备的报警，在此状态下，通常是数控系统的电子设备，如故障显示灯发出指示，在处理此类故障时就应该结合使用说明书。如在数控设备配置的FANUC TOTEF系统中显示:ROM——TEST:ENO、RAM——TEST: 。表明ROM测试通过，RAM测试没有通过，RAW没有通过的判断属于参数丢失或者电池接触问题，最终通过更换电池能够解决故障问题。

2.4 原理分析法

从数控设备系统构成方向出发，按照逻辑关系展开分析，结合各系统部位的工作原理，对故障进行综合性判断。在应用原理分析法时，通常要求维修人员完全熟知数控设备的整个系统，对电路原理等具有深层次的了解。应用原理分析法寻找到故障所在后，通过检查、更换等手段解决故障。

如数控车床出现了Y轴失控的故障，在按照点动或者程序进给时，移动后无法停止。这种情况下就可以借助原理分析法，判断出故障位置可能出现在轴的位置环部位，通常属于位置反馈信号丢失所致。维修期间通过重新调整进给量，观察故障是否消除，若仍未消除，则判断机床失控，将位置测量装置的脉冲编码器拆下进行详细检查，如观察到编码器中的灯丝已断，就应该更换Y轴编码器。

2.5 功能程序测试法

功能程序测试法主要借助数控系统的功能，如螺纹切削、固定循环、直线定位等方式，在完成对功能测试程序的编制以后，将其送至数控系统中，通过观察该系统的运行状况，判断运行期间涉及到的相关系统的功能完整性，对其准确性与可靠性进行判断，有效辨别出故障出现的原因，并采取针对性措施予以维修和排除[4]。例如使用数控设备时，如果要对工件实施曲线加工，但是总呈现出爬行状况，就可以利用功能程序测试法进行判断，将自编功能测试程序植入后，观察机床运行状况。若发现数控系统正常运转，需要对曲线加工程序实施检查，通过控制每一段的加工过程，直到找寻出爬行现象，最终判断为指令代替有误，将指令更换后故障消除。

2.6 备板置换法

通过观察故障并结合经验进行判断后，已经能够辨明故障的大致原因。为了更加精准地找到问题所在，就可采用备板置换法。在操作中，主要利用备用的线路板、模板集成电路芯片等对疑似故障的部分进行替换，最终将故障范围逐渐缩小，最终落到某个芯片或者某个电路板。若发现数控设备的旋转中心台难以停止旋转，且没有任何报警信息出现，可判断其属于旋转工作台的简易位置控制器出现故障。为了落实故障部位，应用交换法将刀库和转台的位控器进行交换，在重新设定后观察运行状况。若发现变成刀库旋转难以停止且转台运行正常，就说明故障出现在位控器，对位控器进行维修或者更换后，及时消除故障。

3 数控设备的保养措施

数控设备的维护保养周期要从不同结构、使用状况等方面出发，综合考虑相关因素予以确定:①一级保养。在遵循一级保养时，按照1个季度保养1次的频率，单次保养时长控制在10～12 h。保养项目包括：清除灰尘、整理路线、紧固熔断器等。操作期间，为了保证数控设备能够正常工作运转，需要强化临时措施的应用，尽可能保证运行稳定。②二级保养。采用二级保养时频率为半年1次，保养时间多在3～6 d，在此阶段主要对继电器、热电器等予以检验，观察触头部位状况[5]。如果在检查期间发现存在烧毛状况，就应当及时处理，确保修整至平整状态。针对存在噪声的继电器，要认真辨明原因，满足修复条件者进行修复，不满足者则直接进行更换。

4 结语

数控设备在使用过程中应重点关注使用状态下的环境条件、良好的电源保证、制定有效的操作规程，并且相关的数控设备不宜进行长期封存。在判断故障时，可通过直观检查、自诊断方法、参数检查以及交换法或者转移法等手段辨明故障所在，并结合实际情况给予维修。数控设备作为现代制造行业的重要设备，自身具有自动化、结构复杂等特征。在具体应用期间，必须严格遵从规范化操作，提前做好防备，采用有效的保养和维修措施，及时消除故障，从而保障数控设备的正常运行，为安全有效生产创造有利条件，在保证产品质量的同时，提升工作效率，实现提高生产效益的目标。