论文部分内容阅读
（胜利油田井下作业公司 山东东营 257000）
摘 要：数控车床是一种高效的自动化机床，由于其高效、便捷的特点，在石油管材螺纹加工厂得到了廣泛的应用，而其故障的出现在大大提高石油管材螺纹加工缺欠产生几率的同时，也严重影响了加工厂的生产效益，本文将结合生产单位在加工过程中出现的故障实例，浅谈一下数控车床故障分析及处理的方法。
关键词：螺纹加工厂、数控车床、故障
一、引言
胜利石油工程公司井下作业公司油管厂是中石化下属的后勤保障单位，成立于1997年，主要从事常规油套管及特种油套管生产工作。油管厂的主要螺纹加工设备为8台数控车床，其中使用发那科系统的数控车床7台，使用西门子系统的1台，由于从事油套管生产时间较长，部分车床随着使用年限的增加，故障出现的频次也有所升高，为了更好的解决生产中遇到的设备故障问题，油管厂通过对近年来设备故障分析汇总，不断总结经验，力求做到故障分析精准，处理方法准确有效。
二、几种常见故障类型
1.数控车床常见故障通常和可分为系统故障及床侧故障，系统故障又可以分为软件和硬件故障。由于软件问题、操作失误、程序错误、参数设置或者其它干扰因素导致机床不能正常工作，这类原因所造成的故障称为数控系统的软故障。
2.由于数控系统的硬件损坏导致的故障称为系统硬件故障，数控系统的硬件包括CPU模块、显示模块、存储器模块、伺服轴控制模块、PLC接口模块、显示器、电源模块等。数控系统硬件出现故障时，必须将损坏的硬件修复或更换，车床才能恢复正常工作。
3.数控车床床侧故障是指车床出现的非控制系统的故障，包括机械故障、强电系统故障、液压系统故障等。床侧故障还可分为主机故障和辅助装置故障。
三、故障诊断的一般步骤及方法
（一）故障诊断的一般步骤
发生故障时，为了更快地让机床恢复工作，首先应正确地把握故障情况并进行妥善处理，通常首先了解故障发生时间、频次，进行了什么操作，故障内容，然后根据掌握的故障情况进行具体的故障原因分析。
（二）常用故障诊断的方法
1.根据报警号进行故障诊断。利用车床显示的报警号进行故障诊断是数控车床故障诊断的常用方法之一。如果车床发生了故障，且CRT上显示有报警号，首先要根据报警号内容进行相应的诊断。报警号大多情况下并不能直接指出故障源，而是显示一种现象，维修人员可根据该现象进行分析，缩小检查范围，有目的地进行某个方面的检查。
2.根据控制系统LED或数码管的指示进行故障诊断。控制系统的LED或数码管指示同样是一种常用的自诊断指示方法。如果LED或数码管和故障报警号同时报警，综合两者的报警内容，可以进一步缩小故障范围。在CRT上报警号未出现时，LED或数码管指示则是唯有的报警内容了。
3.功能程序测试法。当数控机床无法确定是编程、操作不当或者数控系统故障时，将G、M、S、T、F功能的全部指令编写成一个试验程序并在这台机床上运行，可快速判断出是哪个功能不良或丧失。
4.梯形图排除法。床侧故障是数控机床的常见故障，对这类故障的诊断、维修，要求工作人员熟练掌握系统诊断功能和PLC系统的应用，数控系统的PLC是通过运行梯形图来检测机床侧故障的，所以当出现难以判断的故障时可以通过分析产生故障的梯形图来确定故障原因，逐个排除，最后确诊故障。
5.测量比较法。一般数控车床在模版或单元上都设有检测端子，用万用表等仪器对这些端子的电平进行测试，将测试值与正常值做比较，同样可以判断出故障的原因和部位。
四、近年来油管厂车床故障及处理方法统计
油管厂对2014年1月至2016年3月间数控车床所出现的故障及处理方法进行了统计，如下：
1.时 间：2014.1
设备名称：QK1319D（西）
故障表现：701报警
原因分析：伺服准备信号没有接通
处理方法：将KA8继电器更换
2.时 间：2014.3
设备名称：QK1319D（东）
故障表现：工作中突然黑屏
原因分析：气缸或定尺24V信号线有接地的地方
处理方法：找到电线破皮处，用绝缘胶布包起来
3.时 间：2014.5
设备名称：e-6140
故障表现：显示器启动不了，按电源开关，接触器吸合后接着跳脱。
原因分析：Z轴行程开关24V接地
处理方法：更换Z轴行程开关信号线
4.时 间：2014.7
设备名称：e-6140
故障表现：车床无法返原点
原因分析：Z轴编码器损坏
处理方法：更换编码器
5.时 间：2014.12
设备名称：S1-406（西）
故障表现：螺纹齿侧有台阶，重复定位精度误差过大
原因分析：用百分表测中拖板间隙为4～5丝，可能是斜铁和中拖板间隙过大造成
处理方法：中拖板和斜铁配刮，然后将Z轴丝杠备紧
6.时 间：2015.2
设备名称：S1-406（西）
故障表现：在工件加工时，出现424報警（Z轴伺服电机过载）
原因分析：Z轴丝杠备的过紧
处理方法：将Z轴丝杠备紧螺帽调节适当
7.时 间：2015.6
设备名称：QK1319D（东）
故障表现：1005号：INVERTER ALAME
原因分析：变频器报警
处理方法：变频器复位
8.时 间：2015.11
设备名称：QK1319F
故障表现：1001报警
原因分析：I/O板保险烧坏
处理方法：更换保险
9.时 间：2016.1
设备名称：QK1319D（西）
故障表现：出现黑屏及449、409＼401报警
原因分析：开关电源输出电压不够24V。定尺接近开关线有破损造成黑屏及报警。
处理方法：更换开关电源
五、检查与维修过程中的注意事项
1.在机床运转情况下打开防护罩检查时衣服可能会卷到旋转的主轴或其它部件中，因此在运转时检查机床要站在离机床稍远的地方进行。
2.在更换伺服部分单元时，必须关闭CNC装置电源以及强电部分的电源，如果只关闭掉CNC装置的电源，电源仍然会向伺服部分供电，在此情况下更换单元，单元会损坏，同时有可能发生触电事故。
3.关闭电源后，主轴放大器和伺服放大器的电压仍会保留一会，因此至少要在关闭电源20分钟后，再进行更换放大器的操作。
4.在运行检查机床前，要充分检查所输入的数据是否正确，如果用错误的数据操作机床，会使机床动作不正常，引起工件或机床损坏或出现安全事故。
六、结语
本文通过部分故障实例论述了在石油管材螺纹加工中数控车床常见的故障及诊断和解决方法，可以看出数控车床的故障诊断和维修对维修人员有着相当高的技术要求，车床修理人员要注重实践，在实践中不断提高自己的水平，只有灵活掌握各种故障诊断及处理方法，数控车床的修理才能更迅速，才能更好的提高工作效率。
摘 要：数控车床是一种高效的自动化机床，由于其高效、便捷的特点，在石油管材螺纹加工厂得到了廣泛的应用，而其故障的出现在大大提高石油管材螺纹加工缺欠产生几率的同时，也严重影响了加工厂的生产效益，本文将结合生产单位在加工过程中出现的故障实例，浅谈一下数控车床故障分析及处理的方法。
关键词：螺纹加工厂、数控车床、故障
一、引言
胜利石油工程公司井下作业公司油管厂是中石化下属的后勤保障单位，成立于1997年，主要从事常规油套管及特种油套管生产工作。油管厂的主要螺纹加工设备为8台数控车床，其中使用发那科系统的数控车床7台，使用西门子系统的1台，由于从事油套管生产时间较长，部分车床随着使用年限的增加，故障出现的频次也有所升高，为了更好的解决生产中遇到的设备故障问题，油管厂通过对近年来设备故障分析汇总，不断总结经验，力求做到故障分析精准，处理方法准确有效。
二、几种常见故障类型
1.数控车床常见故障通常和可分为系统故障及床侧故障，系统故障又可以分为软件和硬件故障。由于软件问题、操作失误、程序错误、参数设置或者其它干扰因素导致机床不能正常工作，这类原因所造成的故障称为数控系统的软故障。
2.由于数控系统的硬件损坏导致的故障称为系统硬件故障，数控系统的硬件包括CPU模块、显示模块、存储器模块、伺服轴控制模块、PLC接口模块、显示器、电源模块等。数控系统硬件出现故障时，必须将损坏的硬件修复或更换，车床才能恢复正常工作。
3.数控车床床侧故障是指车床出现的非控制系统的故障，包括机械故障、强电系统故障、液压系统故障等。床侧故障还可分为主机故障和辅助装置故障。
三、故障诊断的一般步骤及方法
（一）故障诊断的一般步骤
发生故障时，为了更快地让机床恢复工作，首先应正确地把握故障情况并进行妥善处理，通常首先了解故障发生时间、频次，进行了什么操作，故障内容，然后根据掌握的故障情况进行具体的故障原因分析。
（二）常用故障诊断的方法
1.根据报警号进行故障诊断。利用车床显示的报警号进行故障诊断是数控车床故障诊断的常用方法之一。如果车床发生了故障，且CRT上显示有报警号，首先要根据报警号内容进行相应的诊断。报警号大多情况下并不能直接指出故障源，而是显示一种现象，维修人员可根据该现象进行分析，缩小检查范围，有目的地进行某个方面的检查。
2.根据控制系统LED或数码管的指示进行故障诊断。控制系统的LED或数码管指示同样是一种常用的自诊断指示方法。如果LED或数码管和故障报警号同时报警，综合两者的报警内容，可以进一步缩小故障范围。在CRT上报警号未出现时，LED或数码管指示则是唯有的报警内容了。
3.功能程序测试法。当数控机床无法确定是编程、操作不当或者数控系统故障时，将G、M、S、T、F功能的全部指令编写成一个试验程序并在这台机床上运行，可快速判断出是哪个功能不良或丧失。
4.梯形图排除法。床侧故障是数控机床的常见故障，对这类故障的诊断、维修，要求工作人员熟练掌握系统诊断功能和PLC系统的应用，数控系统的PLC是通过运行梯形图来检测机床侧故障的，所以当出现难以判断的故障时可以通过分析产生故障的梯形图来确定故障原因，逐个排除，最后确诊故障。
5.测量比较法。一般数控车床在模版或单元上都设有检测端子，用万用表等仪器对这些端子的电平进行测试，将测试值与正常值做比较，同样可以判断出故障的原因和部位。
四、近年来油管厂车床故障及处理方法统计
油管厂对2014年1月至2016年3月间数控车床所出现的故障及处理方法进行了统计，如下：
1.时 间：2014.1
设备名称：QK1319D（西）
故障表现：701报警
原因分析：伺服准备信号没有接通
处理方法：将KA8继电器更换
2.时 间：2014.3
设备名称：QK1319D（东）
故障表现：工作中突然黑屏
原因分析：气缸或定尺24V信号线有接地的地方
处理方法：找到电线破皮处，用绝缘胶布包起来
3.时 间：2014.5
设备名称：e-6140
故障表现：显示器启动不了，按电源开关，接触器吸合后接着跳脱。
原因分析：Z轴行程开关24V接地
处理方法：更换Z轴行程开关信号线
4.时 间：2014.7
设备名称：e-6140
故障表现：车床无法返原点
原因分析：Z轴编码器损坏
处理方法：更换编码器
5.时 间：2014.12
设备名称：S1-406（西）
故障表现：螺纹齿侧有台阶，重复定位精度误差过大
原因分析：用百分表测中拖板间隙为4～5丝，可能是斜铁和中拖板间隙过大造成
处理方法：中拖板和斜铁配刮，然后将Z轴丝杠备紧
6.时 间：2015.2
设备名称：S1-406（西）
故障表现：在工件加工时，出现424報警（Z轴伺服电机过载）
原因分析：Z轴丝杠备的过紧
处理方法：将Z轴丝杠备紧螺帽调节适当
7.时 间：2015.6
设备名称：QK1319D（东）
故障表现：1005号：INVERTER ALAME
原因分析：变频器报警
处理方法：变频器复位
8.时 间：2015.11
设备名称：QK1319F
故障表现：1001报警
原因分析：I/O板保险烧坏
处理方法：更换保险
9.时 间：2016.1
设备名称：QK1319D（西）
故障表现：出现黑屏及449、409＼401报警
原因分析：开关电源输出电压不够24V。定尺接近开关线有破损造成黑屏及报警。
处理方法：更换开关电源
五、检查与维修过程中的注意事项
1.在机床运转情况下打开防护罩检查时衣服可能会卷到旋转的主轴或其它部件中，因此在运转时检查机床要站在离机床稍远的地方进行。
2.在更换伺服部分单元时，必须关闭CNC装置电源以及强电部分的电源，如果只关闭掉CNC装置的电源，电源仍然会向伺服部分供电，在此情况下更换单元，单元会损坏，同时有可能发生触电事故。
3.关闭电源后，主轴放大器和伺服放大器的电压仍会保留一会，因此至少要在关闭电源20分钟后，再进行更换放大器的操作。
4.在运行检查机床前，要充分检查所输入的数据是否正确，如果用错误的数据操作机床，会使机床动作不正常，引起工件或机床损坏或出现安全事故。
六、结语
本文通过部分故障实例论述了在石油管材螺纹加工中数控车床常见的故障及诊断和解决方法，可以看出数控车床的故障诊断和维修对维修人员有着相当高的技术要求，车床修理人员要注重实践，在实践中不断提高自己的水平，只有灵活掌握各种故障诊断及处理方法，数控车床的修理才能更迅速，才能更好的提高工作效率。