【文章內(nèi)容簡介】 — 和系統(tǒng)的設(shè)計、結(jié)構(gòu)或性能等缺陷有關(guān)而造成（分固有性和隨機性）。 非關(guān)聯(lián)性故障 — 和系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)與制造無關(guān)的故障。 2）從故障發(fā)生的狀態(tài)分類 突然故障 — 發(fā)生前無故障征兆，使用不當。 漸變故障 — 發(fā)生前有故障征兆，逐漸嚴重。 3)按故障發(fā)生的性質(zhì)分類 軟件故障 — 程序編制錯誤、參數(shù)設(shè)置不正確、機床操作失誤等引起。 硬件故障 — 電子元器件、潤滑系 統(tǒng)、限位機構(gòu)、換刀系統(tǒng)、機床本體等硬件損壞造成。 干擾故障 — 由于系統(tǒng)工藝、線路設(shè)計、電源地線配置不當?shù)纫约肮ぷ鳝h(huán)境的惡劣變化而產(chǎn)生。 4）按故障的嚴重程度分類 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 第 5 頁 共 19 頁 危險性故障 — 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，機床安全保護系統(tǒng)在需要動作時，因故障失去保護動作，造成人身或設(shè)備事故。 安全性故障 — 機床安全保護系統(tǒng)在不需要動作時發(fā)生動作，引起機床不能起動。 5）按故障發(fā)生時間分類 （ 1） 早發(fā)性故障：這類故障是由于設(shè)備在設(shè)計、制造、裝備、安裝、調(diào)試、等方面存在問題而引起的。 （ 2）突發(fā)性故障：主要是由各種不利因素和外界影響共同作用 的結(jié)果，其發(fā)生特點是具有偶然性，一般與機床使用時間無關(guān)，因而是難以預(yù)測的。但它一般容易排除，因此通常不影響機床的壽命。 （ 3）漸進性故障：主要是由產(chǎn)品參數(shù)的劣化過程（磨損、腐蝕、疲勞、老化）逐漸發(fā)展而形成的。其特點是發(fā)生的概率與使用時間有關(guān)，且只是在產(chǎn)品的有效壽命的后期才表現(xiàn)出來。漸進性故障一經(jīng)發(fā)生，就標志著產(chǎn)品壽命的終結(jié)。因而它往往是機械進行大修的標志。由于這種故障是逐漸發(fā)展的，因此，通常是可以進行預(yù)測的 。 （ 4）復(fù)合性故障：這類故障包括上述故障特征，其故障發(fā)生時間不定。設(shè)備工作能力耗損過程的速度與其 耗損的性能有關(guān)。 數(shù)控機床產(chǎn)生的故障規(guī)律 與一般設(shè)備相同，數(shù)控機床的故障率隨時間變化的規(guī)律可用 下 圖的浴盆曲線 (也稱失效率瞌線 )表示。整個使用壽命期，根據(jù)數(shù)控機床的故障頻率大致分為三個階段，即早期故障期、偶發(fā)故障期和耗損故障期。 1．早期故障期 這個時期數(shù)控機床故障率高，但隨著使用時間 的增加迅速下降。這段時間的長短，隨產(chǎn)品、系統(tǒng)的設(shè)計與制造質(zhì)量而異，約為 10個月。數(shù)控機床使用初期之所以故障頻繁，原因大致如下： 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 第 6 頁 共 19 頁 (1)機械部分 機床雖然在出廠前進行過磨合，但時間較短，而且主要是對主軸和導(dǎo)軌進行磨合。由于零件的加工表面存在著微觀的和宏觀的幾何形狀偏差，部件的裝配可能存在誤差，因而，在機床使用初期會產(chǎn)生較大的磨合磨損，使設(shè)備相對運動部件之間產(chǎn)生較大的問隙，導(dǎo)致故障的發(fā)生。 (2)電氣部分 數(shù)控機床的控制系統(tǒng)使用了大量的電子元器件，這些元器件雖然在制造廠經(jīng)過了嚴格的篩選和整機考機處理，但在實際運 行時，由于電路的發(fā)熱，交變負荷、浪涌電流及反電勢的沖擊，性能較差的某些元器件經(jīng)不住考驗，因電流沖擊或電壓擊穿而失效，或特性曲線發(fā)生變化，從而導(dǎo)致整個系統(tǒng)不能正常工作。 (3)液壓部分 由于出廠后運輸及安裝階段的時問較長，使得液壓系統(tǒng)中某些部位長時間無油，氣缸中潤滑油干涸，而油霧潤滑又不可能立即起作用，造成油缸或氣缸可能產(chǎn)生銹蝕。 此外，新安裝的空氣管道若清洗不于凈，一些雜物和水分也可能進入系統(tǒng)，造成液壓、氣動部分的初期故障。除此之外，還有元件、材料等原因會造成早期故障，這個時期一般在保修期以內(nèi)。因此，數(shù)控機 床購回后，應(yīng)盡快使用，使早期故障盡量地顯示在保修期內(nèi)。 2．偶發(fā)故障期 數(shù)控機床在經(jīng)歷了初期的各種老化、磨合和調(diào)整后，開始進入相對穩(wěn)定的偶發(fā)故障期，即正常運行期。正常運行期約為 7～ 10 年。在這個階段，故障率低而且相對穩(wěn)定，近似常數(shù)。偶發(fā)故障是由于偶然因素引起的。 3．耗損故障期 耗損故障期出現(xiàn)在數(shù)控機床使用的后期，其特點是故障率隨著運行時間的增加而升高。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的基本原因是數(shù)控機床的零部件及電子元器件經(jīng)過長時間的運行，由于疲勞、磨損、老化等原因，使用壽命已接近完結(jié)，從而處于頻發(fā)故障狀態(tài)。 數(shù)控機床故障率曲線變化的 3 個階段，真實地反映了從磨合、調(diào)試、正常工作到大修或報廢的故障率變化規(guī)律，加強數(shù)控機床的日常管理與維護保養(yǎng)，可以延長偶發(fā)故障期。準確地找出拐點，可避免過剩修理或修理范圍擴大，以獲得最佳的投資效益。 數(shù)控系統(tǒng)的可靠性 數(shù)控機床除了具有高精度、高效率和高技術(shù)的要求外，還應(yīng)該具有高可靠性。 系統(tǒng)可靠性是指數(shù)控系統(tǒng)在規(guī)定的條件和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力，故障是指系統(tǒng)在規(guī)定的條件和規(guī)定的時間內(nèi)失去了規(guī)定的功能。 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 第 7 頁 共 19 頁 數(shù)控機床是復(fù)雜的大系統(tǒng)，它涉及光、機、電、液等很多技術(shù)，發(fā)生故障是難 免的。機械銹蝕、機械磨損、機械失效，電子元器件老化、插件接觸不良、電流電壓波動、溫度變化、干擾、噪聲，軟件丟失或本身有隱患、灰塵，操作失誤等都可導(dǎo)致數(shù)控機床出故障。 衡量的指標有： MTBF—— 平均無故障時間 MTTR—— 排除故障的修理時間 平均有效度 A—— A=MTBF/（ MTBF+MTTR） 數(shù)控機床維修的特點 1）數(shù)控機床是高投入、高精度、高效率的自動化設(shè)備； 2）一些重要設(shè)備處于關(guān)鍵的崗位和工序，因故障停機時，影響產(chǎn)量和質(zhì)量； 3）數(shù)控機床在電氣控制系統(tǒng)和機械結(jié)構(gòu)比普通機床復(fù)雜，故障檢測和診 斷有一定的難度。 第三章 數(shù)控機床常見故障診斷與維修 數(shù)控 機床 系統(tǒng)的故障診斷 數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷一般有故障檢測、故障判斷、隔離及故障定位三個階段。第一個階段的故障檢測是對數(shù)控系統(tǒng)進行測試，判斷是否存在故障；第二階段是判斷故障性質(zhì)，并分離出故障部件或模塊；第三階段是將故障定位到可以更換的模塊或印制線路板上，以縮短修理時間。 初步判別 通常在資料較全時，可通過資料分析判斷故障所在，或采取接口信號法，根據(jù)故障現(xiàn)象判別可能發(fā)生故障的部位，而后再按照故障與這一部位的具體特點，逐個部位檢查，初 步判別。 報警處理 a． 系統(tǒng)報警的處理：數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，一般在顯示屏或操作面板上給出故障報警信號和相應(yīng)的信息。通常系統(tǒng)的操作手冊中都有詳細的報警信號、報警內(nèi)容和處理方法。由于系統(tǒng)的報警設(shè)置單一、齊全，維修時可根據(jù)每一報警后面給出的信息與處理辦法自行處理； b． 機床報警和操作信息的處理：機床制造廠根據(jù)機床的電氣特點，應(yīng)用 PLC程序，將一些能江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 第 8 頁 共 19 頁 反映機床接口電氣控制方面的故障或操作信息以特定 電氣故障的常用診斷方法 直觀檢查法 直觀檢查法是故障分析之初必用的方法， 就是利用感官的檢查 。 （ 1） 詢問向故障現(xiàn)場人員仔細詢問故障產(chǎn)生的過程 、 故障表象及故障后果，并且在整個分析判定過程中可能要多次詢問 。 （ 2） 目視總體查看機床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài) (例如各坐標軸位置 、 主軸狀態(tài) 、刀庫 、 機械手位置等 )，各電控裝置 (如數(shù)控系統(tǒng) 、 溫控裝置 、 潤滑裝置等 )有無報警指示，局部查看有無保險燒煅，元器件燒焦 、 開裂 、 電線電纜脫落，各操作元件位置正確和否等等 。 儀器檢查法 使用常規(guī)電工儀表，對各組交 、 直流電源電壓，對相關(guān)直流及脈沖信號等進行測量，從中找尋可能的故障 。 例 如用萬用表檢查各電源情況，及對某些電路板上設(shè)置的相關(guān)信號狀態(tài)測量點的測量，用示波器觀察相關(guān)的脈動信號的幅值 、 相位甚至有無，用 PLC 編程器查找 PLC 程序中的故障部位及原因等 信號和報警指示分析法 （ 1） 硬件報警指示這控系統(tǒng) 、 伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電子 、 電器裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀能說明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因和排除方法 。 （ 2） 軟件報警指示如前所述的系統(tǒng)軟件 、 PLC 程序和加工程序中的故障通常都設(shè)有報警顯示，依據(jù)顯示的報警號對照相應(yīng)的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障 排除方法 。 參數(shù)調(diào)整法 數(shù)控系統(tǒng) 、 PLC 及伺服驅(qū)動系統(tǒng)都設(shè)置許多可修改的參數(shù)以適應(yīng)不同機床 、 不同工作狀態(tài)的要求 。 這些參數(shù)不僅能使各電氣系統(tǒng)和具體機床相匹配，而且更是使機床各項功能達到最佳化所必需的 。 因此，任何參數(shù)的變化 (尤其是模擬量參數(shù) )甚至丟失都是不答應(yīng)的；而隨機床的長期運行所引起的機械或電氣性能的變化會打破最初的匹配狀態(tài)和最佳化狀態(tài) 。 此類故障多指故障分類一節(jié)中后一類故障，需要重新調(diào)整相關(guān)的一個或多個參數(shù)方可排除 。 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 第 9 頁 共 19 頁 常見電氣故障維修和排除 電氣故障的分析過程也