机械自动化设备故障排查手册

一、手册目的与适用范围本手册旨在为机械自动化设备运维人员提供系统化故障排查方法与实用解决方案，助力快速定位、解决设备故障，保障生产线稳定运行。手册适用于工业机器人、自动化生产线、数控机床等典型设备，覆盖机械结构、电气系统、控制系统、传感器与执行器等核心模块的故障分析与处理。二、故障排查基本流程高效排查需遵循“信息收集→初步检查→分系统排查→故障定位→修复验证”逻辑，步骤如下：（一）故障信息收集操作人员访谈：询问故障现象（异响、报警、动作异常）、触发条件（启动/负载变化时）、发生频率（偶发/持续）及设备近期状态（过载、撞击等）。运行记录查阅：调取设备日志、报警记录（PLC故障代码、触摸屏报错），结合产量、能耗变化辅助判断。（二）初步检查外观与环境：观察设备振动、烟雾、漏油；检查环境（温湿度、粉尘）是否超限；确认急停、安全门是否误触发。电源与指示灯：验证供电（测电压、查空开）；观察PLC、驱动器等指示灯状态，初步判断故障模块。（三）分系统针对性排查聚焦机械、电气、控制或传感/执行器模块，遵循“由表及里、由简至繁”原则逐步排查（方法见后续章节）。（四）故障定位与验证通过测试法（短接传感器、强制输出执行器）、替换法（更换疑似故障备件）或仪器检测（万用表、示波器）定位故障点，验证原因（如换传感器后故障消失，确认原传感器损坏）。（五）修复与验证维修后空载试运行（观察平稳性、报警）和带载测试（模拟生产工况），确保故障彻底解决。三、分系统故障排查方法与案例（一）机械结构故障排查机械故障多表现为动作卡滞、异响、精度下降，核心排查传动、支撑、紧固件等部件。1.传动系统（皮带/链条/联轴器）故障现象：皮带打滑（负载停转）、链条跳齿（传动不同步）、联轴器异响（撞击声）。排查步骤：目视检查皮带/链条磨损（皮带龟裂、链条销子松动）；测皮带张紧度（按压下沉超15mm则松）、链条下垂量（水平传动≤2%链长）；查联轴器同心度（塞尺测轴向/径向间隙，超0.1mm需调）。处理方法：皮带打滑：调张紧轮/换新皮带；链条跳齿：换磨损链节、调张紧装置；联轴器异响：重新找正、换弹性垫。案例：某分拣机皮带打滑，排查发现张紧轮弹簧失效。换弹簧并调张紧度后，设备恢复正常。2.轴承与导轨故障现象：轴承异响（周期性“嗡嗡”声）、导轨滑块卡滞（阻力大）。排查步骤：听棒抵轴承座听异响，判断磨损；手动推滑块，感受导轨阻力（正常顺滑无卡顿）；查导轨润滑（油膜均匀、油量充足）。处理方法：轴承异响：换同型号轴承（加热安装防轴颈损伤）；滑块卡滞：清洁导轨、补润滑脂，必要时换滑块。3.紧固件与连接故障现象：部件松动（电机底座螺栓松导致振动）、连接断裂（同步带轮键槽磨损）。排查步骤：目视螺栓/螺母松动痕迹（油漆标记错位）；扭矩扳手复紧关键螺栓（参考手册扭矩值）；查键/销配合间隙（超差则换）。处理方法：松动部件：复紧+装防松垫圈；连接断裂：换新键/销，修复轴/轮毂。（二）电气系统故障排查电气故障多表现为无法上电、元件烧毁、线路短路，需关注电源、线路、电气元件。1.电源系统故障现象：设备无电（灯不亮）、电压异常（频繁重启）、短路跳闸（空开断）。排查步骤：查总/分路空开状态（跳闸、触点烧灼）；测进线电压（三相380V±10%、单相220V±10%正常）；排查电源模块输出（如24V电源是否稳定）。处理方法：空开跳闸：查短路点（摇表测绝缘，重点查电机、加热管），修复后复位；电压异常：加稳压器或联供电部门；电源模块坏：换同规格开关电源（功率匹配）。2.线路与接头故障现象：接触不良（设备间歇性停机）、线路破损（短路/漏电）、接头氧化（发热）。排查步骤：目视线缆破损、老化（绝缘层裂、铜丝外露）；拉接头（航空插头、端子排）查松动，万用表测接头电阻（≤0.1Ω正常）；摇表测疑似破损线路绝缘（相间、对地≥1MΩ正常）。处理方法：接触不良：重插接头、换老化端子；线路破损：包扎或换线；接头氧化：清洁+涂导电膏（铜鼻子）。3.电气元件（接触器/继电器/断路器）故障现象：接触器不吸合（设备不启动）、触点烧灼（异响、打火）、继电器误动作（信号异常）。排查步骤：测元件线圈电压（与额定值一致？）；目视触点烧灼程度（熔焊需换）；手动按铁芯，测试触点通断（清脆无卡顿？）。处理方法：线圈故障：换同型号元件（电压匹配）；触点烧灼：打磨（轻烧）或换元件；机械卡滞：拆解清洁铁芯、换弹簧。（三）控制系统故障排查控制故障多表现为程序异常、通讯中断、设备误动作，核心排查PLC、触摸屏、程序逻辑。1.PLC故障故障现象：PLC死机（运行灯灭）、报警灯亮、程序无输出（设备不动）。排查步骤：观察状态灯（RUN/ERROR），判故障类型（如ERROR亮查代码）；编程软件连PLC，监控I/O状态（与实际一致？）；查PLC供电（24V）、通讯线（以太网电缆松动？）。处理方法：程序死机：断电重启（保留程序）；代码报警：按手册排查（如“SF”亮→换IO模块）；逻辑错误：对比备份程序，修正误改逻辑（如定时器设错）。2.触摸屏/工控机故障故障现象：黑屏（无显示）、触摸失灵（操作无响应）、通讯故障（连不上PLC）。排查步骤：查供电（24V）、背光灯（亮？）；测试触摸灵敏度（偏移、无响应区？）；查通讯线（RS485/网线）连接与通断（万用表测线序）。处理方法：黑屏/失灵：换触摸屏（备份程序后恢复）；通讯故障：重设参数（波特率、站号），修/换线。3.程序逻辑故障故障现象：设备误动作（气缸无故伸缩）、动作不执行（按钮按无反应）、循环异常（计数错）。排查步骤：监控PLC输入（按钮信号触发？）、输出（电磁阀得电？）；查程序联锁条件（如安全门未关→设备不启动）；验证定时器、计数器设定值（定时过短→动作未完成？）。处理方法：误动作：排查输出触发逻辑，加互锁；不执行：查输入（传感器信号到位？），修正条件；循环异常：重校计数器、调定时器参数。（四）传感器与执行器故障排查传感器/执行器是设备“感官”“四肢”，故障多表现为检测失效、动作异常。1.传感器（接近/光电/编码器）故障现象：接近开关不检测（金属靠近无信号）、光电误检测（无遮挡触发）、编码器计数错（定位偏差）。排查步骤：查安装位置（接近开关与被测物间距≤检测距离80%）；万用表测输出（如NPN接近开关→检测到物体输出低电平）；清洁光电镜头、查编码器接线（AB相接反？）。处理方法：检测失效：调位置、换新传感器；误检测：遮干扰光源（加遮光板）、调灵敏度；计数错：重接线（AB相序）、换编码器（码盘磨损）。2.执行器（气缸/电机/电磁阀）故障现象：气缸动作慢（漏气）、电机过热（过载）、电磁阀不换向（无动作）。排查步骤：气缸：听漏气（查接头、密封圈）、测两端气压（压力表）；电机：测绕组电阻（三相平衡度≤5%正常）、查负载（联轴器卡死？）；电磁阀：测线圈电压（得电？）、手动推阀芯（卡滞？）。处理方法：气缸漏气：换密封圈、接头；动作慢：查气源压力（≥0.4MPa）；电机过热：减负、换轴承（异响时）；电磁阀不换向：换线圈（电压正常）、拆洗阀芯（卡滞时）。四、预防维护建议故障是“隐患爆发”，预防性维护可大幅降故障率：（一）定期巡检与记录制巡检表：日查振动、温度、异响；周查润滑、紧固件、传感器；月查电气触点、线路绝缘。建维护档案：记录故障现象、原因、处理，形成“健康台账”（如某轴承夏季易损，提前更换）。（二）润滑与清洁润滑：按手册给轴承、导轨、丝杠补脂/油（油品匹配，如导轨用锂基脂、丝杠用合成油）；清洁：周用压缩空气吹扫电柜、传感器；月清设备油污、粉尘，防积尘短路。（三）备件与培训备件储备：备足易损件（皮带、传感器、接触器），确保型号匹配；技能培训：定期学新设备原理、案例，开展“故障模拟演练”。五、附录：