數控機床常見故障的維修方法及防範措施
摘要：數控機床的身價從幾十萬元到上千萬元，一般都是企業中關鍵產品關鍵工序的關鍵裝置，一旦故障停機，其影響和損失往往很大。但是，人們對這樣的裝置往往更多地是看重其效能，而不僅對合理地使用不夠重視，更對其保養及維修工作關注太少。主要研究數控機床常見故障的維修和防範措施。
關鍵詞：數控機床；數控系統；點檢
1 常見的維修方法
數控裝置維修是一項很複雜、技術含量很高的一項工作，數控裝置與普通裝置有較大的差別。
1.1 利用數控系統的自診斷功能
一般CNC系統都有較為完備的自診斷系統，無論是發那科系統還是西門子系統，數控系統上電初始化時或執行中均能對自身或介面做出一定範圍的自診斷。維修人員應熟悉系統自診斷各種報警資訊。根據說明書進行分析以確定故障範圍，定位故障元器件，對於進口的數控系統一般只能定位到板級，其片級維修一般可依靠各數控系統的廠家售後維修部門。
1.2 利用PLC程式的邏輯查詢
現在一般CNC控制系統均帶有PLC控制器，大多為內建式PLC控制。維修人員應根據梯形圖對機床控制電器進行分析，在CRT上直觀地看出CNC系統I/O的狀態。通過PLC程式的邏輯分析，方便地檢查出問題存在部位，如FANUC-OT系統中自診斷頁面等。根據圖紙PLC梯圖進行分析，定位機床與CNC系統介面故障，以確定故障部位是機械、電器、液壓還是氣動故障。
現場操作人員是數控機床最親密的夥伴，操作人員也是各種故障的第一發現人。因此，當故障發生後，維修人員一般不要急於動手，先與操作人員進行充分的溝通，要仔細詢問故障發生時機床處在什麼工作狀態、表現形式、產生的後果、是否誤操作，故障能否再現等，這樣有助於維修人員快速分析和判斷故障原因。
2 數控機床的抗干擾措施
機床數控系統中既包含高電壓、大電流的強電裝置，又包含低電壓、小電流的控制與訊號處理裝置，即弱電裝置。強電裝置產生的強烈電磁干擾對弱電裝置的正常工作構成
極大的威脅。此外，系統所處生產現場的電磁環境較惡劣，系統外各種動力負載的干擾、供電系統的干擾、大氣中電磁波的干擾等都會對系統內的弱電裝置產生嚴重影響，由於弱電裝置是控制強電的裝置，所以，一旦弱電裝置受到干擾，最終將導致整個系統的癱瘓。
2.1 減少供電線路和訊號線路的干擾可採取以下措施
（1）數控機床遠離具有中、高頻電源的裝置。
（2）數控機床不要和大功率且頻繁起停的裝置用同一供電幹線供電。
（3）對於電網電壓較長時間的欠電壓、過電壓和電壓波動的場合安裝交流穩壓器。
（4）採用電源濾波器。電源濾波器的作用是雙向的，它不僅可以阻止電網中的噪聲進入裝置，也可以抑制裝置所產生的噪聲汙染電網。
（5）採用帶遮蔽層的隔離變壓器。隔離變壓器是一種應用相當廣泛的電源抗干擾裝置，它最基本的作用是實現電路與電路之間的電氣隔離，解決裝置與裝置之間產生的干擾。
（6）模擬訊號傳輸線的配線應儘可能短，並使用遮蔽線。
（7）光電編碼器、手搖脈衝發生器、光柵尺等的輸出訊號在接收電路端並聯電容，抑制高頻干擾。光電編碼器電纜的遮蔽層雙端接地。
（8）電動機驅動電纜遮蔽層雙端接地。
（9）動力線和訊號線分開走線。
（10）控制訊號線採用遮蔽雙絞線。
2.2 減少機床電氣控制系統中的干擾可採取以下措施
（1）在電源輸入部分加壓敏電阻保護（浪湧吸收器），對線路中的瞬變、尖蜂等噪聲進行抑制。
（2）感性負載加裝吸收電路，抑制瞬態噪聲。系統中的感性負載如繼電器、接觸器、電磁閻、電動機等在關斷時會產生強烈的脈衝噪聲，影響其他電路的正常工作，必須在感性負載處加裝吸收電路，抑制瞬態噪聲。直流電感元件（直流繼電器線圈）並聯續流二掇管。交流接觸器、電磁閥、繼電器的線圈並聯RC阻容吸收器。三相交流電動機的電樞繞組之間並聯RC阻容吸收器。
（3）保證良好的“接地”。“接地”是數控機床安裝中一項關鍵的抗干擾技術。數控系統和電氣櫃中的控制裝置必須按照使用說明書的要求進行“接地”，否則電網中的許多幹擾因素都會通過“地線”對機床的執行產生干擾。
3 數控機床的點檢
由於數控機床集機、電、液、氣等技術為一體，所以對它的維護要有科學的管理，有目的地制定出相應的規章制度。對維護過程中發現的故障隱患應及時清除，避免停機待修，從而延長裝置平均無故障時間，增加機床的利用率。開展點檢是數控機床維護的有效辦法。
以點檢為基礎的裝置維修，是日本在引進美國的預防維修制的基礎上發展起來的一種點檢管理制度。點檢就是按有關維護檔案的規定，對裝置進行定點、定時的檢查和維護。其優點是可以把出現的故障和效能的劣化消滅在萌芽狀態，防止過修或欠修，缺點是定期點檢工作量大。這種在裝置執行階段以點檢為核心的現代維修管理體系，能達到降低故障率和維修費用，提高維修效率的目的。
數控機床的點檢，是開展狀態監測和故障診斷工作的基礎，主要包括下列內容：
（1）定點：首先耍確定一臺數控機床有多少個維護點，科學地分析這臺裝置，找準可能發生故障的部位。只要把這些維護點“看住”，有了故障就會及時發現。
（2）定標：對每個維護點要逐個制訂標準，例如間隙、溫度、壓力、流量、鬆緊度等等，都要有明確的數量標準，只要不超過規定標準就不算故障。
（3）定期：多長時間檢查一次，要定出檢查週期。有的點可能每班要檢查幾次，有的點可能一個或幾個月檢查一次，要根據具體情況確定。
（4）定項：每個維護點檢查哪些專案也要有明確規定。每個點可能檢查一項，也可能檢查幾項。
（5）定人：由誰進行檢查，是操作者、維修人員還是技術人員，應根據檢查部位和技術精度要求，落實到人。
（6）定法：怎樣檢查也要有規定，是人工觀察還是用儀器測量，是採用普通儀器還是精密儀器。
（7）檢查：檢查的環境、步驟要有規定，是在生產執行中檢查還是停機檢查，是解體檢查還是不解體檢查。
（8）記錄：檢查要詳細做記錄，並按規定格式填寫清楚。要填寫檢查資料及其與規定標準的差值、判定印象、處理意見，檢查者要簽名並註明檢查時間。
（9）處理：檢查中間能處理和調整的要及時處理和調整，並將處理結果記人處理記錄。沒有能力或沒有條件處理的，要及時報告有關人員，安排處理。但任何人、任何時間處理都要填寫處理記錄。
（10）分析：檢查記錄和處理記錄都要定期進行系統分析，找出薄弱“維護點”，即故障率高的點或損失大的環節，提出意見，交設計人員進行改進設計。
數控機床的點檢可分為日常點檢和專職點撿二個層次。日常點檢負責對機床的一般部件進行點檢，處理和檢查機床在執行過程中出現的故障，由機床操作人員進行。專職點檢負責對機床的關鍵部位和重要部件按週期進行重點點檢和裝置狀態監測與故陣診斷，制定點檢計劃，做好診斷記錄．分析維修結果，提出改善裝置維護管理的建議，由專職維修人員進行。數控機床的點檢作為一項工作制度，必須認真執行並持之以桓，才能保證機床的正常執行。
從點檢的要求和內容上看，點檢可分為專職點檢、日常點檢和生產點檢三個層次，數控機床點檢維修過程示意圖。①專職點檢負責對機床的關鍵部位和重要部位按週期進行重點點檢和備狀態監測與故障診斷定點檢計劃，做好診斷記錄，分析維修結果，提出改善裝置維護管理的建議。②日常點檢負責對機床的一般部位進行點檢，處理和檢查機床在執行過程中出現的故障。③生產點檢負責對生產執行中的數控機床進行點檢，並負責潤滑、緊固等工作。點檢作為一項工作制度必須認真執行並持之以恆，這樣才能保證數控機床的正常執行。
4 結語
詳細記錄從故障的發生、分析判斷到排除全過程中出現的各種問題，採取的各種措施，涉及到的相關電路圖、相關引數和相關軟體，其間錯誤分析和排故方法也應記錄並記錄其無效的原因。總結故障排除過程中所需要的各類圖樣、文字資料，若有不足應事後想辦法補齊，而且在隨後的日子裡研讀，以備將來之需。
參考文獻
［1］?包雲霞如何提高數控機床的精度［J］數控天地，2005，（7）
［2］?付芩數控機床的除錯及故障排除［J］中國裝置工程，2010，（11）
［3］?冀敏數控機床維修與排故［J］技術與創新管理，2008，（1）
關鍵詞：數控機床；數控系統；點檢
1 常見的維修方法
數控裝置維修是一項很複雜、技術含量很高的一項工作，數控裝置與普通裝置有較大的差別。
1.1 利用數控系統的自診斷功能
一般CNC系統都有較為完備的自診斷系統，無論是發那科系統還是西門子系統，數控系統上電初始化時或執行中均能對自身或介面做出一定範圍的自診斷。維修人員應熟悉系統自診斷各種報警資訊。根據說明書進行分析以確定故障範圍，定位故障元器件，對於進口的數控系統一般只能定位到板級，其片級維修一般可依靠各數控系統的廠家售後維修部門。
1.2 利用PLC程式的邏輯查詢
現在一般CNC控制系統均帶有PLC控制器，大多為內建式PLC控制。維修人員應根據梯形圖對機床控制電器進行分析，在CRT上直觀地看出CNC系統I/O的狀態。通過PLC程式的邏輯分析，方便地檢查出問題存在部位，如FANUC-OT系統中自診斷頁面等。根據圖紙PLC梯圖進行分析，定位機床與CNC系統介面故障，以確定故障部位是機械、電器、液壓還是氣動故障。
現場操作人員是數控機床最親密的夥伴，操作人員也是各種故障的第一發現人。因此，當故障發生後，維修人員一般不要急於動手，先與操作人員進行充分的溝通，要仔細詢問故障發生時機床處在什麼工作狀態、表現形式、產生的後果、是否誤操作，故障能否再現等，這樣有助於維修人員快速分析和判斷故障原因。
2 數控機床的抗干擾措施
機床數控系統中既包含高電壓、大電流的強電裝置，又包含低電壓、小電流的控制與訊號處理裝置，即弱電裝置。強電裝置產生的強烈電磁干擾對弱電裝置的正常工作構成
極大的威脅。此外，系統所處生產現場的電磁環境較惡劣，系統外各種動力負載的干擾、供電系統的干擾、大氣中電磁波的干擾等都會對系統內的弱電裝置產生嚴重影響，由於弱電裝置是控制強電的裝置，所以，一旦弱電裝置受到干擾，最終將導致整個系統的癱瘓。
2.1 減少供電線路和訊號線路的干擾可採取以下措施
（1）數控機床遠離具有中、高頻電源的裝置。
（2）數控機床不要和大功率且頻繁起停的裝置用同一供電幹線供電。
（3）對於電網電壓較長時間的欠電壓、過電壓和電壓波動的場合安裝交流穩壓器。
（4）採用電源濾波器。電源濾波器的作用是雙向的，它不僅可以阻止電網中的噪聲進入裝置，也可以抑制裝置所產生的噪聲汙染電網。
（5）採用帶遮蔽層的隔離變壓器。隔離變壓器是一種應用相當廣泛的電源抗干擾裝置，它最基本的作用是實現電路與電路之間的電氣隔離，解決裝置與裝置之間產生的干擾。
（6）模擬訊號傳輸線的配線應儘可能短，並使用遮蔽線。
（7）光電編碼器、手搖脈衝發生器、光柵尺等的輸出訊號在接收電路端並聯電容，抑制高頻干擾。光電編碼器電纜的遮蔽層雙端接地。
（8）電動機驅動電纜遮蔽層雙端接地。
（9）動力線和訊號線分開走線。
（10）控制訊號線採用遮蔽雙絞線。
2.2 減少機床電氣控制系統中的干擾可採取以下措施
（1）在電源輸入部分加壓敏電阻保護（浪湧吸收器），對線路中的瞬變、尖蜂等噪聲進行抑制。
（2）感性負載加裝吸收電路，抑制瞬態噪聲。系統中的感性負載如繼電器、接觸器、電磁閻、電動機等在關斷時會產生強烈的脈衝噪聲，影響其他電路的正常工作，必須在感性負載處加裝吸收電路，抑制瞬態噪聲。直流電感元件（直流繼電器線圈）並聯續流二掇管。交流接觸器、電磁閥、繼電器的線圈並聯RC阻容吸收器。三相交流電動機的電樞繞組之間並聯RC阻容吸收器。
（3）保證良好的“接地”。“接地”是數控機床安裝中一項關鍵的抗干擾技術。數控系統和電氣櫃中的控制裝置必須按照使用說明書的要求進行“接地”，否則電網中的許多幹擾因素都會通過“地線”對機床的執行產生干擾。
3 數控機床的點檢
由於數控機床集機、電、液、氣等技術為一體，所以對它的維護要有科學的管理，有目的地制定出相應的規章制度。對維護過程中發現的故障隱患應及時清除，避免停機待修，從而延長裝置平均無故障時間，增加機床的利用率。開展點檢是數控機床維護的有效辦法。
以點檢為基礎的裝置維修，是日本在引進美國的預防維修制的基礎上發展起來的一種點檢管理制度。點檢就是按有關維護檔案的規定，對裝置進行定點、定時的檢查和維護。其優點是可以把出現的故障和效能的劣化消滅在萌芽狀態，防止過修或欠修，缺點是定期點檢工作量大。這種在裝置執行階段以點檢為核心的現代維修管理體系，能達到降低故障率和維修費用，提高維修效率的目的。
數控機床的點檢，是開展狀態監測和故障診斷工作的基礎，主要包括下列內容：
（1）定點：首先耍確定一臺數控機床有多少個維護點，科學地分析這臺裝置，找準可能發生故障的部位。只要把這些維護點“看住”，有了故障就會及時發現。
（2）定標：對每個維護點要逐個制訂標準，例如間隙、溫度、壓力、流量、鬆緊度等等，都要有明確的數量標準，只要不超過規定標準就不算故障。
（3）定期：多長時間檢查一次，要定出檢查週期。有的點可能每班要檢查幾次，有的點可能一個或幾個月檢查一次，要根據具體情況確定。
（4）定項：每個維護點檢查哪些專案也要有明確規定。每個點可能檢查一項，也可能檢查幾項。
（5）定人：由誰進行檢查，是操作者、維修人員還是技術人員，應根據檢查部位和技術精度要求，落實到人。
（6）定法：怎樣檢查也要有規定，是人工觀察還是用儀器測量，是採用普通儀器還是精密儀器。
（7）檢查：檢查的環境、步驟要有規定，是在生產執行中檢查還是停機檢查，是解體檢查還是不解體檢查。
（8）記錄：檢查要詳細做記錄，並按規定格式填寫清楚。要填寫檢查資料及其與規定標準的差值、判定印象、處理意見，檢查者要簽名並註明檢查時間。
（9）處理：檢查中間能處理和調整的要及時處理和調整，並將處理結果記人處理記錄。沒有能力或沒有條件處理的，要及時報告有關人員，安排處理。但任何人、任何時間處理都要填寫處理記錄。
（10）分析：檢查記錄和處理記錄都要定期進行系統分析，找出薄弱“維護點”，即故障率高的點或損失大的環節，提出意見，交設計人員進行改進設計。
數控機床的點檢可分為日常點檢和專職點撿二個層次。日常點檢負責對機床的一般部件進行點檢，處理和檢查機床在執行過程中出現的故障，由機床操作人員進行。專職點檢負責對機床的關鍵部位和重要部件按週期進行重點點檢和裝置狀態監測與故陣診斷，制定點檢計劃，做好診斷記錄．分析維修結果，提出改善裝置維護管理的建議，由專職維修人員進行。數控機床的點檢作為一項工作制度，必須認真執行並持之以桓，才能保證機床的正常執行。
從點檢的要求和內容上看，點檢可分為專職點檢、日常點檢和生產點檢三個層次，數控機床點檢維修過程示意圖。①專職點檢負責對機床的關鍵部位和重要部位按週期進行重點點檢和備狀態監測與故障診斷定點檢計劃，做好診斷記錄，分析維修結果，提出改善裝置維護管理的建議。②日常點檢負責對機床的一般部位進行點檢，處理和檢查機床在執行過程中出現的故障。③生產點檢負責對生產執行中的數控機床進行點檢，並負責潤滑、緊固等工作。點檢作為一項工作制度必須認真執行並持之以恆，這樣才能保證數控機床的正常執行。
4 結語
詳細記錄從故障的發生、分析判斷到排除全過程中出現的各種問題，採取的各種措施，涉及到的相關電路圖、相關引數和相關軟體，其間錯誤分析和排故方法也應記錄並記錄其無效的原因。總結故障排除過程中所需要的各類圖樣、文字資料，若有不足應事後想辦法補齊，而且在隨後的日子裡研讀，以備將來之需。
參考文獻
［1］?包雲霞如何提高數控機床的精度［J］數控天地，2005，（7）
［2］?付芩數控機床的除錯及故障排除［J］中國裝置工程，2010，（11）
［3］?冀敏數控機床維修與排故［J］技術與創新管理，2008，（1）