浅谈数控机电设备的故障诊断与维修
周游
摘? 要：数控机电设备故障是指数控机电设备不能实现其功能运转，在使用过程中遇到了阻碍。该文将立足数控机电设备，探讨数控机电设备的故障类型、故障诊断方法及维修方法，以期为有识之士提供参考，有效排除数控机电设备故障，提高数控机电设备运行效率。
关键词：数控机电设备;故障诊断;维修方法
中图分类号：TH39? ? ? ? 文献标志码：A
0 前言
随着我国机械制造行业飞速发展，机电工程项目明显增多，如何有效利用各类数控机电设备，成为行业内关注的重点问题。数控机电设备在运行过程中容易出现故障问题，为了使其正常运行，需要采用科学方法诊断故障、排除故障。
1 数控机电设备的故障
1.1 类型
当数控机电设备功能丧失，零件加工制造会停止运行，可能会导致生产任务失败。数控机电设备故障有大小之分，小型故障会暂时阻碍加工制造，而大型故障可能会造成重大经济损失，甚至威胁工作人员的人身安全。数控机电设备故障还可以分为独立故障和从属故障，独立故障是指数控机电设备自身出现了问题，并不受到其他设备的影响;从属故障是指数控机电设备本身虽然没有出现问题，但受到其他设备的影响陷入停滞状态。数控机电设备按频率可以分为早期、偶然和损耗故障，第一类故障是指数控机电设备在初期使用阶段，由于设计不足等出现了故障问题，数控机电设备无法正常应用。由于设计失效，机械处于磨合状态，机械零件可能会大批量损坏。这一类故障的出现频率比较高。第二类故障是指数控机电设备在应用一段时间后，由于外部环境影响出现了故障问题，偶然因素直接造成了设备故障。这一类故障的出现频率为常数，在数控机电设备使用的7～10年期间可能发生。第三类故障是指数控机电设备被实时监测到的故障，由于数控机电设备的使用年限不断延长，其功能会逐渐减退。
1.2 特点
对数控机电设备进行观察，发现数控机电设备设备具有随机性、连续性等特征。数控机电设备产生故障原因可能有很多，由于故障原因复杂，故障维修并不容易。数控机电设备一般价格昂贵，如何延长数控机电设备的使用寿命，成为各个企业关注的重点问题。数控机电设备具有故障转移性，表层故障可能发展为深层故障，单一故障可能发展为交叉故障。执行者输入指令信号，使数控机电设备按照标准程序运作，如果数控机电设备未按照指令信号操作，则视为数控机电设备出现故障。
2 数控机电设备的故障诊断维修方法
2.1 替换方法
数控机电设备的部分故障与数控系统相关，数控系统内部结构繁杂，在短时间内不容易判断数控机电设备的故障位置，确定数控机电设备的故障类型。在诊断这一类型的故障问题时，可以应用替换方法，应用备用控制板替换出现问题的控制板。如果在更换备用控制板后，数控机电设备正常运作，则说明怀疑出现问题的控制板确实损坏。同类型控制系统的控制板相互替换，能够快速定位故障出现的位置，辅助故障诊断、故障排除等工作。发达国家的机械制造行业发展迅速，对替换方法大力创新。以美国Bryant公司为例，对在检查数控内圆磨床故障时应用替换方法，并将E轴作为基准点。E轴不断运动，位移超过了最大误差值，就会伴随系统报警——“Excess Following Error”。在系统报警后，可以将E轴实际位置与参考点位置进行对比。故障诊断人员手动移动E轴，对可能出现的故障进行分析，发现当E轴在0到14区间内出现了数值急剧变化，说明在这一区间内出现故障。经过分析发现了位置反馈系统的问题，对编码器、电缆等进行了检查。技术人员更换了位控板，采用了替换方法进行故障诊断，发现编码器联轴节断开，在更换之后编码器正常运转。美国公司对替代方法的应用对我国有着重要的启示作用，在数控机电设备故障诊断时，应该把握替换方法的应用要点，发挥替换方法的应用优势。
2.2 自诊断方法
就目前来看，我国部分工厂引进了现代化的数控机电设备，数控系统本身具有自主诊断的功能，能够发现系统内部存在的问题，及时解决故障问题。自诊断功能如今已经成为检验数控机电设备性能的关键一环，因此可以依靠其自诊断功能，对故障问题进行有效排查。当数控机电设备出现故障，显示器上的故障指示灯会发亮。我国重型装配车间大多引入了重型机床，重型机床数控系统有自诊断功能，如果在应用过程中出现报警，指示灯会发亮，并显示故障代码。查阅重型数控机床的故障诊断手册，可以判断机床的故障类型，发现机床的故障原因。故障诊断人员在追溯故障源头后，需要根据故障诊断手册进行实践操作，直到故障消失。
2.3 PLC程序分析
数控机电设备出现故障可能是逻辑功能无法实现的，此时需要对数控机电设备的PLC程序进行分析，判断故障位置，并对故障零件等进行维修，使数控机电设备正常运行。PLC程序分析在数控机电设备故障诊断中非常常见，以大立车为例，当发现大立车x轴回油槽大量溢油，可以对线路进行检查，看是否出现了堵车情况。大立车故障维修手册中说明，x轴定时润滑与定程润滑负责供油，可以根据供油指示判断故障，并应用编程器进行动态监测，查看PLC程序运转是否正常。继电器应该按照程序控制输出信号，技术人员需要使电磁阀保持通达状态。技术人员可以应用万用表进行节点测量，此时可能发现中间继电器出现故障，更换中间继电器可以使数控机电设备重新运行。
2.4 广域网诊断
为了使数控机电设备处于正常运行状态，需要构建监测系统，在数控机电设备上形成不同的监测点，并获取数控机电设备的运行数据。广域网诊断需要使科研中心、研究所等进入广域网络之中，并依靠动力学分析理论等，构建数控机电设备模型，模拟数控机电设备的故障状态，采用故障软件等分析数控机电设备的故障机理。科研中心、研究所等擁有最先进的科研技术，掌握着最为丰富的故障诊断知识，能够提出科学有效的故障处理方法，解决数控机电设备存在的故障问题。
2.5 综合故障维修
数控机电设备故障维修应该遵循既定流程，技术人员首先应该确定故障问题出现的位置。以电气故障为例，在确定数控机电设备出现电气故障之后，可以开展4项工作。1）技术人员需要分析系统内是否存在短路情况，电气短路会阻碍电流输送，使电气部件损坏。如果出现短路，应该立刻改变接线位置。2）技术人员需要启动NC，看是否出现了飞车、振动等问题。如果出现了异常情况，应该在第一时间按下急停按钮，使数控机电设备停止运行。3）技术人员需要对显示器进行观察，看显示器是否有报警信号，并查阅操作说明书分析故障类型，按照操作说明解决故障问题。4）技术人员在NC启动的情况下，需要应用编程器分析计算机程序逻辑关系，确定数控机电设备的给定值、指令值，如果二者比例失衡，则说明设备出现故障，如继电器损坏、插头接线位置错误等，此时应该根据故障位置更换继电器、使插头接在正确位置等。此外还需要查找数控机电设备的反馈值，如果反馈值出现错误，可能电子元件出现损坏，要立刻更换电子元件。
3 结论
综上所述，我国的经济社会飞速发展，机械制造行业迎来前所未有的发展机遇。在机械制造行业迅猛发展的背景下，数控机电设备应用范围更加广泛，需要采用高效技术，提高数控机电设备的运作效率。数控机电设备容易出现运转失灵的情况，技术人员需要对数控机电设备进行故障诊断，采用高效的故障维修方法。
参考文献
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