控機(jī)床故障診斷與維修的概念

        數(shù)控機(jī)床(Numerically controlled Machine Too1)采用了計(jì)算機(jī)數(shù)控(computerized Numerical contro1)系統(tǒng)，因此也稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床或CNC機(jī)床。數(shù)控機(jī)床綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、精密測(cè)量、現(xiàn)代機(jī)械制造和數(shù)據(jù)通信等多種技術(shù)，是機(jī)械加工領(lǐng)域中典型的機(jī)電一體化設(shè)備，適于多品種，中小批量的復(fù)雜零件的加工。
        要保持?jǐn)?shù)控機(jī)床的完好率，就要求對(duì)數(shù)控機(jī)床的可靠性、可維修性和可用性提出更高的標(biāo)準(zhǔn)，衡量可靠性的主要指標(biāo)是平均故障間隙時(shí)間MTBF，MTBF就是數(shù)控機(jī)床在使用過(guò)程中發(fā)生了N次故障，每次故障修復(fù)后又投入使用，測(cè)其每次故障前工作持續(xù)時(shí)間為t1，t2……tN0，其平均故障間隙時(shí)間MTBF=T／N。(T為t1，t2……tN0之和)。可維修性的衡量指標(biāo)是平均修復(fù)時(shí)間(MTTR)。MTTR是規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，機(jī)床在任一規(guī)定的維修級(jí)別上，修復(fù)性維修總時(shí)間與在該級(jí)別上被修復(fù)產(chǎn)品的故障總數(shù)之比。簡(jiǎn)單地說(shuō)就是排除故障所需實(shí)際直接維修時(shí)間的平均值，MTTR＝(Σti)／n(ti為第i次修復(fù)時(shí)間，n修復(fù)次數(shù))，可用性是在要求的外部資源得到保證的前提下機(jī)床在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)刻或時(shí)間區(qū)間內(nèi)處于可執(zhí)行規(guī)定的功能狀態(tài)的能力。它是產(chǎn)品可靠性、維修性和維修保障的綜合反映。可靠性是從延長(zhǎng)其正常工作時(shí)間來(lái)提高產(chǎn)品可用性，而維修性則是從縮短因維修的停機(jī)時(shí)間來(lái)提高可用性。
        近幾年國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)MTBF大都超過(guò)lO000h，但國(guó)際上先進(jìn)企業(yè)數(shù)控系統(tǒng)MTBF已達(dá)80000h，雖然我國(guó)機(jī)床工業(yè)取得了較大進(jìn)步，每年的產(chǎn)量達(dá)到了千臺(tái)以上，但我國(guó)的機(jī)床大都水平較低且有缺門(mén)。一些用戶對(duì)數(shù)控機(jī)床的故障還不能及時(shí)做出正確的判斷和準(zhǔn)確地排出故障，生產(chǎn)廠家的售后服務(wù)又不能及時(shí)地到現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)。目前，國(guó)內(nèi)各行業(yè)中的數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)動(dòng)率平均僅達(dá)到25％左右。

        數(shù)控機(jī)床故障的類型與特點(diǎn)

        數(shù)控機(jī)床的故障是指機(jī)床不能完成預(yù)定功能的事件或狀態(tài)稱為故障，即喪失完成規(guī)定的功能，按故障引起的結(jié)果可分為致命性故障和非致命性故障，前者會(huì)使產(chǎn)品不能完成規(guī)定任務(wù)可導(dǎo)致人或物的重大損失，最終使任務(wù)失敗；后者不影響任務(wù)完成，但會(huì)導(dǎo)致非計(jì)劃的維修。按故障的統(tǒng)計(jì)特性又可分為獨(dú)立故障和從屬故障。前者是指不是由于另一產(chǎn)品故障引起的故障，后者是由另一產(chǎn)品故障引起的故障。按照數(shù)控機(jī)床故障頻率的高低又可分為早期故障、偶然故障和耗損故障。

        如圖所示，早期故障是指機(jī)床使用初期，由于設(shè)計(jì)或生產(chǎn)等原因引起的故障，在這段時(shí)間內(nèi)，機(jī)械處于磨合階段，機(jī)械零件或電子元器件經(jīng)受不了初期的考驗(yàn)而損壞。所以故障發(fā)生的頻率相對(duì)來(lái)講要高一些。偶然故障是指機(jī)床投入使用一段時(shí)間后，產(chǎn)品的故障率降到較低的水平，但基本上處于平衡狀態(tài)，此時(shí)，可以認(rèn)為故障率為常數(shù)，這個(gè)時(shí)期，機(jī)床的故障主要是由偶然因素引起的偶然故障，是機(jī)床的主要使用期，一般為7～10年。耗損故障是通過(guò)事前檢測(cè)或監(jiān)測(cè)可預(yù)測(cè)到的故障，是由于機(jī)床的規(guī)定隨時(shí)間增加而逐漸衰退引起的，耗損故障可以通過(guò)預(yù)防維修，防止故障發(fā)生，延長(zhǎng)使用壽命，或在將到耗損期前及時(shí)更新以保證機(jī)床的使用壽命。

        控機(jī)床故障的特點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床一般由數(shù)控系統(tǒng)，包含伺服電動(dòng)機(jī)和檢測(cè)反饋裝置的伺服系統(tǒng)、強(qiáng)電控制柜、機(jī)床本體和各類輔助裝置組成。

        數(shù)控機(jī)床的復(fù)雜性使其故障具有復(fù)雜性和特殊性，引起數(shù)控機(jī)床故障的因素有很多，不能只看故障的現(xiàn)象，要透過(guò)現(xiàn)象去檢查引起故障的綜合因素，找到引起故障的根源，采取合理的方法給予排除。

        數(shù)控機(jī)床故障診斷及排除方法