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数控机床综合应用了计算机、自动控制、精密测量、现代机械制造和数据通信等多种技术,是机械加工领域中典型的机电一体化设备,适于多品种、中小批量的复杂零件的加工。数控机床作为实现柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)和未来工厂自动化(FA)的基础已成为现代制造技术中不可缺少的设备,因此得到了巨大的发展。
数控机床的故障诊断与维修是数控机床使用过程中重要的组成部分,也是目前制约数控机床发挥作用的因素之一,因此学****数控机床故障诊断与维修的技术和方法有重要的意义。数控机床的生产厂商加强数控机床的故障诊断与维修的力量,可以提高数控机床的质量,有利于数控机床的推广和使用。数控机床的使用单位培养掌握数控机床的故障诊断与维修的技术人员,有利于提高数控机床的使用率。随着数控机床的推广和使用,培养更多的掌握数控机床故障诊断与维修的高素质人才的任务也越来越迫切。
数控机床故障(Fault)是指数控机床丧失了达到自身应有功能的某种状态,它包含两层含义:一是数控机床功能降低,但是没有完全丧失功能,产生故障的原因可能是自然寿命、工作环境的影响、性能参数的变化、误操作等因素;二是故障加剧,数控机床已不能保证其基本功能,这称为失效(Failure)。在数控机床中,个别零件失效不至于影响整机的功能,关键零件失效会导致整机丧失功能。
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数控机床在其使用寿命周期内故障频率遵循一定的规律,整个寿命周期大致可分为三个阶段,即初始使用阶段,相对稳定阶段、寿命终了阶段。
如图所示。三个阶段的故障特点见下表
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(1)设备初始使用期由于很少有器质性故障,出现故障也多为设备不适性小故障,一般好解决。如数控系统出现硬件引起的报警提示,一般不要去怀疑元器品质问题,而应查接线,接口是否有松动或其它不良情况。
(2)正常运行时,故障率很低且几近相等,一般不需很多备件库存,只需存储一些易损件,即可满足生产需求;
(3)在设备进入磨损期前安排大(项)修,并开始考虑备件库存,当费用太高,可考虑报废更新设备
(4)为确定设备“三包期”一年和设备折旧年限提供理论依据。
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数控系统是高度自动化、高度集成的系统。其加工条件、类型及工件等因素复杂多变,所以故障种类多、随意性大。数控机床和数控加工设备故障有多种分类,分类的目的是从数控机床故障不同的侧面对故障进行分析和研究。数控机床故障大致可以分为以下几大类:
故障分类
按故障的性质分类
按故障发生的部位分类
按故障产生的原因分类
按故障的指示形式分类
⑵电气控制系统故障:,电气控制系统故障通常分为“弱电”故障和“强电”故障两大类”:
“弱电”部分是指控制系统中以电子元器件、集成电路为主的控制部分。数控机床的弱电部分包括CNC、PLC、MDI/CRT以及伺服驱动单元、输为输出单元等。“弱电”、分立电子元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。软件故障是指在硬件正常情况下所出现的动作错误、数据丢失等故障,常见的有加工程序出错,系统程序和参数的改变或丢失,计算机运算出错等。
“强电”部分是指控制系统中的主回路或高压、大功率回路中的继电器、接触器、开关、熔断器、电源、变压器、电动机、电磁铁、行程开关等电气元器件及其所组成的控制电路。这部分的故障虽然维修、诊断较为方便,但由于它处于高压、大电流工作状态,发生故障的几率要高于“弱电”。
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