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普通機床和（hé）數控機床的故障維修策略

2023-10-25 來源：河南技師學院作者（zhě）：溫（wēn）永濤

摘要：先進的工業製造離不開機床的發展，但是我國的機械行（háng）業大而不強，缺少維護（hù）和維修（xiū）人員。文章介紹了普通車床和（hé）數控（kòng）車床常見的機械（xiè）故（gù）障和電氣故障，並分（fèn）別探討了普通機床和數控機床的（de）兩類故障的維修策略。希望（wàng）能對機械操作及維修（xiū）人員有幫（bāng）助。

關鍵詞：雕刻機；絲杠螺母副；車床；主（zhǔ）軸；發信盤

20世紀90年代以來我國數控機床產量以年（nián）均18% 的速度迅速增長，從 2002 年（nián）開始，數控機床已成為我國機械製造業的主流裝備（bèi）。工業發達國家還將數控技術及數控裝備列為（wéi）國（guó）家的戰略物資，不僅大力發展自己的數（shù）控技（jì）術及產業，而且（qiě）在“高精尖”數控關鍵技（jì）術和裝備方（fāng）麵對我國實行封鎖和限（xiàn）製政策。因此，大力發展以數控技術為核心（xīn）的先進製造技術已成為世界各發達國家（jiā）加速經濟發展、提高綜合國力和國家地（dì）位（wèi）的重要途徑。

2000 年以來，我國機床行業每年以兩（liǎng）位數的速度（dù）增長，迎來了快速（sù）發展階段，機床行業的（de）整體（tǐ）素質提高很（hěn）多。從 2002 年起，中國連續 7 年成為世界機床消（xiāo）費第一大國（guó），但由於技術水平低下，維護和故障維修水平不（bú）高，我國機床行業“大而不強”。

1、普通（tōng）機床和數控機床的故障類型

數（shù）控機床的故障分為機械故障和電氣故障兩大部分（fèn），具體如下。

1.1 機械故障

1.1.1 普通車床的機械故障

（1）車螺紋時絲杠正常（cháng）旋轉進給箱無（wú）法正常移動。開合螺母掛到開的位（wèi）置（zhì）時，絲杠（gàng）空運行溜板箱不移動，開（kāi）合（hé）螺母掛到合的位置時絲杠帶動（dòng）溜板箱移動，當（dāng）刀具接（jiē）觸到工件時（shí）溜板箱不（bú）能正常移動。溜板箱的移動

是靠上下兩個瓦（wǎ）塊抱死絲杠帶動溜板箱移動，當其中一個瓦塊脫落時絲杠帶動溜板箱運行，由於無法接觸到（dào）工件，溜板箱受力較小，絲杠還（hái）能帶動溜板箱移動，當車刀接觸到工件時，溜板箱受力較大，會停（tíng）止移動，無法加正常加工零件。

（2）重切削時主軸轉速降低或自行停車。切（qiē）削深度過大，主軸轉速降低嚴重時會（huì）停車，主軸箱還伴有少許黑煙冒（mào）出，主要原因是主軸箱摩擦離合器調整過鬆或磨損，電動機傳動帶（dài）過鬆或磨損嚴重，傳動帶磨損嚴重後會出現斷裂。

1.1.2 數控車床的機械（xiè）故障

有很（hěn）多操作工沒有（yǒu）維護經驗，特別（bié）是小作坊式加工。他們隻要求機床能夠運行，沒有過多地（dì）關注維護設備，這是不正確的。機械設備跟人的身體一樣是有年限的，人的身體勞動強度大了，需要（yào）休息，設備在長時（shí）間使用後也需要停機維護。如果設備一直工作不維護，時（shí）間長了加工出來的（de）產（chǎn）品就會不合格，還會導致設備的損壞。

（1）設備磨損故障。在數控機床維修中，有操作（zuò）人員對設備維護不重視，導致設（shè）備（bèi）正常磨損期（qī）變（biàn）短，設備加工出（chū）來的產品不合格。特別是玉石雕刻機，加工出的產品誤（wù）差達 0.5 mm。如此大的加工誤差（chà）不是（shì）一天形成的，是由於機床長期得不到維（wéi）護，誤差剛開始比較小，半年之後就達到 0.5 mm。

（2）機床主軸轉（zhuǎn）速與實際輸入代（dài）碼 S 值不一致。使用數（shù）控機床低擋運行時，低擋最高轉速是 650 r/min，可實際（jì）轉速卻達到 1 100 r/min。

（3）急停報警故障。機床超程後（hòu）急停報警無法消除，按（àn）下超程按鈕不鬆開同時按下複（fù）位鍵（jiàn），急停報警（jǐng）還是無法消除。

1.2 電氣故障

1.2.1 普（pǔ）通車床的電氣故障

普通車（chē）床電氣櫃裏麵的元件比較（jiào）少，主要包括（kuò）開關電源、接（jiē）觸器、繼電器、保（bǎo）險等元器件。普通車床的電路分為主電路和控製電（diàn）路兩部分。

主軸旋轉的控製電路容易產（chǎn）生電氣故障，導致主（zhǔ）軸不轉。主軸的控製線路主要是控製（zhì）主電路的接觸器，當控製線路（lù）接通時（shí），主軸主電路上的接觸器線圈得電，繼而接（jiē）觸器主觸點閉合，主軸電機得電啟（qǐ）動並帶動主軸旋（xuán）轉。主軸不轉的原（yuán）因，從控製電路來分析，主要是主軸啟動（dòng）按鈕發生故障（zhàng）。主軸啟動按鈕是由（yóu）塑料製作而成，而且按（àn）鈕開關有些地方的工藝是薄（báo）壁，所以時間長（zhǎng）了按（àn）鈕開關容易老化，薄壁的地方容易斷裂。普通車床的按鈕開關使用比較（jiào）頻繁，也縮短了按鈕開關的使用壽（shòu）命。

1.2.2 數控車床的電氣故障

數控車床最容易出現電氣故障（zhàng）的部位是四工位刀架，出現如刀架找不到刀位、不能鎖緊報警、無法正常啟動報警等故障。以大連機床廠生產機床為例做簡（jiǎn）要介紹，數控車床上的發信盤，當需要某個刀位時，相應的發信盤（pán）就會有信號。發信盤（pán）和磁鋼的位置要對應上，如果發信盤和（hé）磁鋼的（de）位置不能完全對應會出現兩種情（qíng）況。第一（yī）種情況是刀架會不停旋轉（zhuǎn）找不到自己的位置，導致（zhì）機（jī）床報警換刀超時；第二種情況是（shì）刀架可以正常正轉，旋刀反轉（zhuǎn）鎖緊，但是刀架位置不對。此外（wài），顯示器也容易出現故障，如機床顯（xiǎn）示器帶電的情況下不亮，甚至顯示器上的（de）字看不清楚。此類故（gù）障會影響（xiǎng）數控機床的正常運行，甚至導致設（shè）備使用壽命縮短。

2、普通機床故障的（de）維（wéi）修策略

機械設備（bèi）的使（shǐ）用是有年限的，也就是說設備也是有使用壽命。在對設備維修時，可以看（kàn）作為人診病，對設備進行望、聞、切。“望”就是對設備先進行（háng）觀察，主要觀察設備的型號、係統、麵板等。“聞（wén）”就是聽設備的運行聲音，在維修的時候把“聞”放在最後一（yī）步，當詢問完操作人（rén）員後，能夠作出正確的判斷後再開機啟動聽（tīng）設備有無（wú）異常聲音。“切”就是用手（shǒu）觸碰設備，去判斷設備有沒有發熱等（děng）情況。

設備的維修方法多種多樣，要（yào）根據具體情況具體分析。車床使用較長時間後，各部件開始老化，線（xiàn）頭（tóu）出現鬆動、破皮，會出現漏電情況。設備的漏電（diàn）保護措（cuò）施做（zuò）得（dé）還是很到位的，當機床（chuáng）控製（zhì）電路漏電時，機床保險會起作用（yòng）。查找電（diàn）路時首先要根據電路圖查（chá）找熔斷器，可（kě）以使用萬用表測量熔斷器的阻值是通的（de）還是（shì）無窮（qióng）大，來判斷熔斷器是否燒壞。在更換熔斷器後，主軸會恢複正常轉動，如（rú）果使用（yòng）不長時（shí）間後，熔斷器又燒壞，就要檢查線路漏電點，完全解決故障。

2.1 普通機床機械故障維修方法

（1）車螺（luó）紋時絲杠正常旋轉進給箱無法正常移動的維修方法。要打開溜板箱檢查瓦塊，如果（guǒ）有一個瓦塊脫（tuō）落，會出現不加工零件時絲（sī）杠（gàng）可以帶動溜板箱，當車刀開（kāi）始加工時絲杠正常旋轉而（ér）溜板箱不移動。對此，需要調整摩擦（cā）離合（hé）器，修磨或（huò）更換摩擦片，適當調緊傳動帶或（huò）更換磨損嚴重的傳（chuán）動帶。

（2）重切（qiē）削時主軸轉速降低或（huò）自行停車（chē）的維修方法。應檢查並調整電動（dòng）機傳動帶的鬆緊度；再（zài）調整摩擦離合器的摩（mó）擦片間隙。如果還存在（zài）問題，則（zé）應該檢查相關元（yuán）件的磨損情況，如果磨損嚴重，就需要修（xiū）理或更換相應元件。

2.2 普通機（jī）床電（diàn）氣故障維修方法

以大連（lián）機床集團有限（xiàn）責（zé）任公司的普通車床為例，介紹電氣故障的（de）維修方法。

（1）車床的快速按（àn）鈕故障的維修方法。車床的快速按（àn）鈕在操作手柄端部，當搬（bān）動（dòng）手柄（bǐng）時床鞍和小滑板移動。在床鞍移動時按下快速按鈕，這時床（chuáng）鞍快速移（yí）動以增（zēng）加效率。快速按鈕設計的位（wèi）置合（hé）理，但是（shì）手柄的（de）設計有缺陷，手柄裏麵的接線頭容易脫落或者裏麵的電線容易破皮，從而導（dǎo）致漏電，漏電首先會燒毀熔斷（duàn）器。熔斷器燒毀後主軸不（bú）能正常運（yùn）轉，但（dàn）是機床顯示（shì）燈顯示機床有電，此時應該更（gèng）換熔（róng）斷器把漏電（diàn）點用（yòng）膠帶絕緣，使機床恢複正常。

（2）急停按鈕故障的維修方法（fǎ）。急停按鈕在車床（chuáng）上的固定和啟動按鈕一樣（yàng），固定端時間長了會鬆動甚至（zhì）斷（duàn）裂。因此，急停（tíng）按（àn）鈕也是（shì）機械設備後期容易出故障（zhàng）的一（yī）個重要部位，在使用急停按鈕時，要（yào）注意按鈕是否鬆動（dòng），如果出（chū）現鬆動要立即緊固。

3、數控機床故障的維修策略

3.1 數控機床機械故障維修方法

（1）設備磨損的維修方法。設備發生（shēng）磨損後，需要（yào）使（shǐ）用潤滑（huá）油進行及時維護。如（rú）果磨（mó）損情（qíng）況較為嚴重，則需要對磨損部位（wèi）進行修理或直（zhí）接更換（huàn）相應元件。

（2）機床主軸轉速與（yǔ）實際（jì）輸入代碼 S 值不一致的維修方法。需要檢查高低速擋（dǎng）杆是否掛到位置，查看（kàn）PMC 信號顯示狀態可以直接觀察擋杆是否（fǒu）到位。步（bù）驟（zhòu）如下：首先，按下係統（tǒng）按鈕打開係統參數，按下軟鍵 PMC 找到 PMCDGN 軟鍵，按下（xià） PMCDGN 軟鍵（jiàn）找到STATUS 軟鍵，按下 STATUS 軟鍵屏幕顯（xiǎn）示檢（jiǎn）測畫麵並找（zhǎo）到 X3.4 和 X3.5 位，查看輸入位的信號變化。當擋位掛到 75-830-2500 時，X3.4 位的狀態顯示 1，X3.5位的狀態顯示 0；擋位掛到 20-216-650 時，X3.4 位狀態（tài）顯示 0，X3.5 位狀態顯示 1。如果 X3.4 與 X3.5 位同時為（wéi） 0，在空擋位置，X3.4 與（yǔ） X3.5 位（wèi）同時為 1，就會出現（xiàn）代碼 S 值與實際轉速不一致，這時候就要重（chóng）複掛高低擋位置，直到 PMC 監測信號正確，主軸（zhóu）轉速代碼S 值和實際（jì）轉速一致（zhì）。如果重複（fù）掛擋還不能解決問題，需要改變傳感器位置。

（3）急停報警故障的維修（xiū）方法。數控機床的急停報警有按下急停按鈕報警和超程（chéng）報警，隻要按（àn）下（xià）急停按鈕或者機床工作台超出設定的（de）行（háng）程，機床就（jiù）會停止運行。硬限位是限位開關，可以（yǐ）通過改變限位開關（guān）位置設置限位點，當機床硬限位起作用時，可（kě）以（yǐ）通過機（jī）床麵（miàn）板（bǎn）上的超程按鈕消除報警，按下超程按鈕鍵不鬆手然後同時按複位鍵，這時急（jí）停報警不顯示，把工作台（tái）移開限位開關然後鬆開超程解（jiě）除按鈕，機床（chuáng）報警完全（quán）消除。當（dāng）硬限（xiàn）位開關內部塞滿切（qiē）屑，開關活動觸點被壓到後無法正常彈起，這時候機床急停無法正常消除，需要檢查限位開關清理開關內部的切（qiē）屑，觸點（diǎn）複位限位開關恢複正常使用，急停報警消除。

3.2 數控機床電機故障維修方法

3.2.1 四工位刀架（jià）故障維修

機床長時間使用會導致有些螺絲（sī）鬆動，特別是經常運動的部分。刀架就（jiù）是其中之一，當刀架一直旋轉找不（bú）到刀位時，需（xū）要打開刀架上端蓋子，看下發信盤是否鬆動，可以用手觸碰圓形的發信盤。如果（guǒ）發信盤鬆動可以（yǐ）把上（shàng）麵的（de）緊（jǐn）固螺母鎖緊，在鎖緊螺母時要把發信盤的位置稍作（zuò）調（diào）整，然後（hòu）在 MDI 模式下換刀看是（shì）否（fǒu）正常，如果不正常就要向相反位置旋轉發信（xìn）盤，直到找到（dào）正確位置。

如果發信盤沒有鬆動，就（jiù）要觀察發信盤是否（fǒu）燒壞。可以通過肉（ròu）眼觀察發信盤是否有位置發黑，如果發信盤發黑說（shuō）明發信盤（pán）已經燒壞，這時發（fā）信盤就沒有維修價值，可以直接更換發信（xìn）盤。此外，還可以觀察發信盤的接線端子（zǐ），線是否鬆動（dòng）或者線頭脫落，及時對接線處進行緊固。

3.2.2 係統（tǒng）麵板顯示器故障維修

多（duō）數機械設備都安裝有顯（xiǎn）示器，顯示器可以顯示（shì）機械設備的工作坐標、運行程序等。那麽給（gěi）顯示器供電（diàn）的電源是（shì）由開關電源提供的，開關電源的輸入電壓是 220 V 交流電壓，輸（shū）出（chū）的電壓可以是 110 V 交流電壓（yā）或者（zhě） 24 V 直流電壓，顯示器的電源電壓是（shì） 24 V 電壓。在使用機械設備時（shí），顯示器顯示有電源但是亮度不夠或者完全不亮（liàng），這時候就（jiù）需要檢查開關電源。用萬用表測量一下（xià）顯示器的輸入（rù）電壓是多（duō）少伏，如果低於 20 V 顯示器就會不顯示屏幕。可以通過調節開關電源輸出電壓（yā）值，把電壓調高到大於或等於 20 V，顯示器就會（huì）恢複正常。開關電源電壓變低（dī），一般是由（yóu）空氣潮（cháo）濕造成，所以要保持電氣櫃的通風幹（gàn）燥。如果測量顯示器輸入電壓大於或等於（yú） 20 V 就需要查找其他原因（yīn）。

4、結束語

為了減少機床的故障（zhàng）率，“要預防為主、養修結合（hé）”是機床使用和檢修工作的正確方針。根據機械設備的故障特征曲線— “浴盆曲線”，對機床進行計劃的維護、檢查與（yǔ）修理，預防急（jí）劇磨損的（de）出現，是一種正確（què）的修理製度。此外，技術維修（xiū）人員（yuán）應該明確普通車床和數（shù）控車床故障特征和維修策略，對（duì）發生故障的設備及時采取正確的維修措施，避免設備“帶病”運（yùn）行，為企業的生產保駕護航。

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