机械部件的故障诊断是目前数控机床的故障诊断中的薄弱环节。由于故障的表现形式多样,难以界定故障源是造成机械部件故障诊断困难的最根本的原因。从故障产生的本质上来分析故障的成因是解决这个问题的最好方法。按故障机理和故障模式分类将从故障源头界定故障的类型,简化了看似复杂的故障。齿轮和轴承的振动模型有多种表现形式,由于建立模型的角度不同,所建立的模型也各有特点。
一、数控机床电气故障的分类
数控机床的电气故障分类方法很多,按照故障出现的位置、故障性质和结构可以分为:第一是硬件故障和软件故障,硬件故障是指电气元件、CNC 硬件系统、电线电缆、接插件等产生不正常状态甚至损坏的故障,硬件故障是需要修理甚至更换才可排除的。而软件故障一般是指PLC 和NC 程序或参数设置不当或误修改产生的故障,这类故障往往需要对设备的系统和参数比较熟悉,甚至需要重新装载整个系统的参数即对系统初始化才能排除。第二是 必然性故障和或然性故障,必然性故障是指数控机床自身某个部分出现了变化,引起机床异常的现象,这类故障往往有确定的原因,分析和排除也相对较容易。或然性故障是指数控机床偶尔发生的故障, 故障发生没有一定规律可循,时好时坏,造成的原因可能是电气飘逸、接地松动或温度变化等外围影响,自身元器件可能没有明显的异常,这类故障诊断起来往往比较困难。第三是系统故障和外围故障,系统故障是指数控系统本身的故障,当然可能是数控或是伺服系统硬件异常造成或是软件上的问题,解决这类型故障需要维修人员对数控系统本身有较深的了解。外围故障是指除了数控系统以外的电气元件造成的故障,当然处理外围故障最关键的是需要严格按照设备的电气原理图分析、查找问题。
二、数控机床电气故障的查找方法
首先是外观检查法,看从设备外观上查看大致情况,包括查看设备的电器柜,看是否有开关跳闸、是否有元件烧坏等情况。听如果是设备运行中的故障,可以听设备的什么部分是否有异响,从而锁定故障源。闻电器柜元件在某些短路的情况下通过闻气味可以很快的判断出来。触摸在数控系统单元、伺服驱动单元出现故障或电机故障时通过触摸这些部件外部,感受温度是否明显升高也可以帮组缩短查找故障时间。其次是万用表检测,在外围故障出现的情况下,最常见的查找方式是根据设备的电气原理图分析可能发生的故障部分,然后用万用表线路,当然可以用断电测试或带点测试配合判断故障。再次是根据报警查找,数控机床都有一套诊断软件,设备一旦发生故障,都有故障的提示,出现故障时就方便了维修人员缩小排查范围。但是,任何数控系统的诊断都有使用的局限,所以维修人员不能在任何时候过于依赖诊断系统,报警只能是维修人员的一个参考手段。数控系统往往因为参数错乱或操作人员在输入加工程序时不小心改动了数控参数而停机,或是设备运行过程异常,所以出现软件故障时,就应该对可能引起故障的参数做仔细的检测,这就要求维修人员对软件参数有相当的熟悉, 必要时也可从新装置CNC 数控和伺服数控做初始化。最后是对换法,当电气元件出现不容易判断的故障或是备件有限暂时无法找到替代是就需要对换法,就是把怀疑损坏的元件和机床上同型号其他备件互换,如果故障现象依然,那就可以排除这个元件没有问题,反之就是该元件损坏,就需要找新的元件更换。
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