对数控机床维修的思考和总结

【摘要】文章首先讨论了数控机床的维修管理，并进行了分析总结，具有深刻的理论意义和广泛的实际应用意义。

【关键词】数控机床；维修管理；数控机床；故障诊断；诊断策略

【中图分类号】 TG659 【文献标识码】A

【文章编号】1674-1145（2008）06-0203-02

进入21世纪，随着数控技术的飞速发展，数控设备已遍布全世界，不仅工业发达国家已广泛采用，就是发展中国家也大量使用。我国自改革开放以来也引进了不少先进的设备，这些设备的特点是以大规模集成电路为主的数控设备，这些设备功能强，生产效率高，但是复杂，它涉及机械、电器、液压、气动、光学、与计算机技术等许多领域，尤其在故障诊断、状态监测方面涉及数字测试技术与计算机网络技术。因此，它的维修在理论上、方法上、和手段上与普通的设备相比都有很大的区别，给维修工作带来很大的困难。目前，由于企业缺乏数控设备维修这方面的专业人才，数控机床的维修工作很大程度只能依赖外部的力量。一旦数控设备出现故障，哪怕是很小的问题都得停机等待维修，给企业正常的生产带来很大的影响，越来越多的企业用户希望能够依靠自身的力量来解决数控设备的故障问题，因此，提高设备维修技术人员的素质和能力，就显得尤为重要。

一、数控机床的维修管理

对数控机床的维修，不仅需要正确地诊断所发生的故障，而且还必须有效地实施维修管理。制定合理的机床维修保养制度，能够有效地做到预防故障发生和提高维修保养效率，特别是对于数控机床使用大户尤其具有重要的意义。数控机床的维修管理主要包括以下三个方面：

（一）预防维修管理

预防维修管理是通过建立一套适合本单位的数控机床维修及保养管理制度，实现定期对数控机床实施不同复杂度等级的维护与保养措施，从而最大程度地保证数控机床始终处于最佳工作状态。它包括预防维修保养的计划、保养实施范围、保养人与监督者以及实施日期等内容的制订与实施，从而获得设备状态的现时信息，为故障发生时进行诊断和维修提供重要参考。

（二）故障诊断与维修保养资料管理

对已进行的维修保养和故障诊断，及时将维修保养资料整理归档，既形成了完整的设备使用历史资料，为该设备后续的维护保养提供了真实详细的参考依据，也可以使维修保养人员不断总结、积累经验，促进维修技术水平的提高。数控机床作为一种一次性投入大、技术含量高、维修复杂的高价值固定资产，要想充分发挥其使用价值为企业创造利润，就需要数控机床的相关工作人员不断积累对设备的认识和使用管理经验，整理完整有效的设备档案资料是达到这一目标的重要手段。

（三）维修备件的管理

为了提高数控机床的维修保养效率，建立适合本企业特点的备品备件管理是十分必要的。

二、例1

某配套FAGOR 8030的立式加工中心，在回参考点时出现参考点位置不稳定、参考点定位精度差的故障。根据经验，导致脉冲编码器同步出错的主要原因是编码器零位脉冲不良或回参考点速度太低。由于参考点零位脉冲检查需要由示波器进行，维修时一般可以先检查回参考点速度和位置增益的设置，并确认系统的位置跟随误差值在128 m 以上。当参数设置正确，可能的原因是“零脉冲”信号不良。由于零位脉冲的信号脉宽较窄，它对干扰十分敏感，因此必须针对以下几方面进行检查。

首先是编码器的供电电压必须在+5V±0.2V的范围内，当小于4.75v时，将会引起“零脉冲”的输出干扰。其次，编码器反馈的屏蔽线必须可靠连接，并尽可能使位置反馈电缆远离干扰源与动力线路。此外，编码器本身的“零脉冲”输出必须正确，满足系统对零位脉冲的要求。经检查该机床在手动方式下工作正常，参考点减速速度、位置环增益设置正确，测量编码器+5V 电压正常，回参考点的动作过程正确。初步判定故障是由于编码器零位脉冲受到干扰而引起的。接着检查发现，该轴编码器连接电缆的屏蔽线脱落，重新连接后，参考点定位恢复稳定，定位精度达到原机床要求。

三、例2

某配套SIEMENS 3M 数控系统的立式加工中心，工作中经常无规律地出现“死机”、系统无法正常起动等故障。关机后再开机，有时可以正常起动，有时需要等待较长的时间才能起动，起动后正常工作的时间不定，有时可以连续工作数天；有时却只能工作几小时或几十分钟。

此故障随机性大，无任何规律可寻，属于比较典型的“软故障”。鉴于机床在正常工作期间，所有的动作、加工精度都满足要求。因此，可以初步判断数控系统本身的组成模块、软件、硬件均无损坏，发生故障的原因主要来自系统外部的电磁干扰或外部电源干扰等。维修时首先对数控系统、机床、车间的接地系统进行了认真检查，纠正了部分接地不良点；对系统的电缆屏蔽连接，电缆的布置、安装进行了整理、归类；对系统各模块的安装、连接进行了重新检查与固定等基础性的处理。经过以上处理后，机床在当时经多次试验，可以正常起动。但维修时的试验并不能完全代表故障已经被彻底解决，经过两个月运行，操作者反映，故障的发生频率较原来有所降低，但故障现象仍然存在。根据分析，基本确定引起机床故障的原因在输入电源部分。对照机床电气原理图检查，系统的直流24V输入使用的是普通的二极管桥式整流电路，这样的供电方式在电网干扰较严重的场合，通常难以满足系统对电源的要求。最后，采用了标准的稳压电源取代了系统中的二极管桥式整流电路，运行两年有余，无此类故障发生。值得注意的是，若该机床系统的DC24V 电源滤波电容器(10 000 F／63V)不良，使输出波形中的交流脉动成分较大，也会造成上述故障。

四、结语

除了认真做好上述几项工作外，还必须编制数控机床维修图册、典型修理工艺规程、备件制造工艺规程，制定各种维修技术标准，做好数控机床的修前技术准备工作；在数控机床维修中推广应用新技术、新工艺、新材料，做好数控机床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。只有这样，才能做好数控机床的维修工作，保障数控机床的正常运行，从而保障企业生产的顺利运行。

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【作者简介】周磊（1975- ），男，湖南长沙人，广东技术师范学院工业实训中心助理实验师，研究方向：数控技术教学。

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