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數控機床的故障診斷與（yǔ）維修探究

2018-5-29 來源：哈爾濱石油學院（yuàn）作者：王雪峰（fēng）

【摘要】數控（kòng）機床在長（zhǎng）期的生產運行中，難免會出現各種各樣的（de）故障。機床一旦發生故障，會導致運行不暢或者停止，對生產進度造成不利（lì）的影響。這就要求機床維修人員能夠對機床故（gù）障（zhàng）快速的進行診斷，並（bìng）采取恰當有效的措施排（pái）除故（gù）障，恢複生產。本文對數控機床的常（cháng）見故障的診斷和維修（xiū）方法進行研究和探討（tǎo）。

【關鍵詞】數控（kòng）機床；故障；診斷；維修

數控機床在現代加工（gōng）製造業中發揮著（zhe）重要的作（zuò）用，已經成為現（xiàn）代零部件生產加工的主要設（shè）備。但是無論是（shì）哪種數控機床，也無論其（qí）又多高的可靠性，在長期執行生產加工任務時都難免會產生（shēng）各（gè）種各樣或大或小的故障。當數控（kòng）機床發（fā）生故障時，機床運行受阻（zǔ）甚至停止，為順利生產造成阻礙，直接影響生產進（jìn）度，即使機床保持運行狀態，在加工精度和加工效（xiào）率（lǜ）方麵也會受到影響（xiǎng）。數（shù）控（kòng）機床一旦發生故障，在診斷和維修方（fāng）麵是存在一定難（nán）度的。因此，對於機床維修人員來說，熟練掌握機床維修技能，具有快速進行故障診斷的能力是十分必要的。

1、數控機床的常見故障類型

1.1 係統故障

係統性故障是數控機床最為常見（jiàn）的故障，當超過（guò）某種設定的限度或者滿足（zú）一定的條件的情況下必然發（fā）生的故（gù）障。比如機床冷卻係統，當油標下降到最低刻度線以下，就必然會發生超溫警報，係統必然發生停機故障。或者當某一軸沿著（zhe）某一方向出現了超限移動，機床就會發出（chū）超程報警。對於此（cǐ）類故障，隻需要加強日常維護，按要求（qiú）正確操作和使用就會有效的避免故障發生。

1.2 隨（suí）機故障

隨機故障是機床在正常的生產運行過程中，在相同的工況條件下偶爾發（fā）生的故障。相對於其它故障困難，這種（zhǒng）故障因為（wéi）具有偶然性，診斷起（qǐ）來就難度較大。導致此類故障發生的原（yuán）因很多（duō），比如零部（bù）件裝配不當、組（zǔ）件排列不當、參數設定不合、人工（gōng）操作失誤（wù）、日常維（wéi）護不（bú）到位、運行環境等因素的影響。

1.3 報警故障和無報警（jǐng）故障

報警顯示故障，當有故障發生（shēng）時，機床報警裝置會有報（bào）警通知，當硬件（jiàn）係統發（fā）生故（gù）障時，係（xì）統上的LED指示會亮起（qǐ）發出報警指示。數（shù）控（kòng）機床的硬件（jiàn）數控中，每（měi）一個（gè）單元都裝置有報警指示燈，包括控製麵板、線路板（bǎn）、伺服單元等，包括一些外設裝置上。當（dāng）這些硬（yìng）件單元有故障發生（shēng）時（shí），燈光（guāng）亮起提醒工作（zuò）人員有（yǒu）故障發生，以及時診斷並排除故障。數（shù）控係統的係統程序或者加工程序出現錯誤或者數據丟失、計算機（jī）等軟件係統發生故障，就會在顯示器上有報警信息顯示出來，同（tóng）時可能還會伴有（yǒu）報警信號。現代（dài）數控機床的數控係統通常都具（jù）有自（zì）我故障診斷的工，當有故障發生（shēng）時，係統會自行檢測並判斷出（chū）故障類型（xíng），並發生故障出來指示。對於軟件故（gù）障報警，維修人員可通（tōng）過技術資料中相關的報警故障（zhàng）處理（lǐ）方法來排除故障。有些故障發生起來（lái）比較突然（rán），沒有硬件報（bào）警顯示，也沒有（yǒu）軟件報警顯示，對於這種無報警故障，診斷起來難度相對要大得多（duō）。這就（jiù）需要根據實際的情況結合專業技術和經驗來對故障進行診（zhěn）斷。

2、數控機床常見故障的診斷與維修

2.1主軸刀與刀（dāo）庫故障

數（shù）控機床的主軸刀與刀庫故障，常見的類型主要有：

（1）交換刀具的過程中（zhōng）掉刀。當主軸刀與刀庫中的刀（dāo）具在進行交換的過（guò）程中，發生掉刀故障。故障的原因主要在於在換刀（dāo）的過程中，主軸箱沒有返回（huí）到換刀點（diǎn），也可能是換刀（dāo）點出現了飄移，機械手（shǒu）還沒有達到指定位置就開始抓到，以致於發生掉刀故障。對於此類故（gù）障的可以（yǐ）對（duì）主軸箱的運動軌跡進行重新的操作，使（shǐ）其達到預定的換刀點，如果是（shì）換（huàn）刀點故障就需要對換刀點重新進行設置。

（2）刀庫轉動（dòng）故障。這裏（lǐ）所說的刀庫轉動故障主要是指刀庫轉動沒有達到預定位置（zhì）點。導致此種故障發生（shēng）的（de）原因在於：第（dì）一，電機轉動（dòng）出現問題，傳動機構出現位置誤差。對電機進行更新，重新對（duì）傳

動機構進行調整。第二，液壓（yā）係統出現故障，油（yóu）路堵塞。對液壓（yā）係統進行全麵（miàn）檢查，疏通油路，更換液壓閥。第三（sān），刀庫阻滯。對刀庫進行檢查，查看裝刀是否（fǒu）恰當合理。（3）換刀（dāo）時主軸刀鬆刀不暢。數控機床加工中心在自（zì）動換刀的過程中，主軸刀鬆（sōng）刀不暢通，動作遲緩。對於此（cǐ）類故障主（zhǔ）要對主軸係（xì）統進行故障檢查和診斷，通常原（yuán）因在於：第（dì）一，氣動係（xì）統存在壓力不足；第二，拉力係統運行出現故障；第（dì）三，鬆刀氣缸（gāng）發生故障。對（duì）於此（cǐ）類故（gù）障，首先對主軸係統的氣動係（xì）統（tǒng）壓力進行檢查，如果壓力在0.6MPa以（yǐ）下，則說（shuō）明壓力不足，此時（shí）打開壓力機進行調壓，使壓力上升到標準範圍（wéi）內。（4）主（zhǔ）軸定位出現偏差。主軸（zhóu）在沒能（néng）達到預定的理想位置，定位出（chū）現偏差，通常（cháng）會首先考慮到（dào）主軸的電氣係統發生故障。對主軸係統進（jìn）行全麵檢查，發現驅動係統正常，沒有故障（zhàng）報警，定位編碼準確，動作也正確（què），則（zé）排除電氣係統（tǒng）發生故障。在此種情況下，故障（zhàng）原因很可能出現在編碼器的連接上。對（duì）連接處進行檢查（chá），連接處用於緊固的螺釘發生了鬆動，連接處存在較大的間（jiān）隙，這是導致主軸定位偏移的主要（yào）原因，隻需對連接緊固螺釘重新加以固定即可排除故障。

2.2 主軸串行通信故障。SPM與CNC的通訊發生了故（gù）障，通信出現錯（cuò）誤。對此故障進行診斷，故障原因可能包括以下幾點（diǎn）：第一，電纜連（lián）接問題。對SPM和（hé）CNC的連接電纜進行檢查，是否接觸完好，是否存在連（lián）接不良。電纜與插（chā）頭之間（jiān）是否完好連接，是否存（cún）在折斷或者破損。電纜確定是否是雙絞線（xiàn）電纜，連接是否與（yǔ）說明書的標示有出入。第二（èr），在CNC電路板母（mǔ）板上設置有（yǒu）用於控製主軸的電（diàn）路回路，如果問題出現在母板上，則需要對（duì）其進行更換。

2.3 電池電壓異常。機床（chuáng）數控（kòng）係統長時間的持續運行，電池能量損耗，電壓降低，顯示器上會對此有報警顯示。當出現電池電壓異常的（de）報警顯示時，就需（xū）要盡快對電池進行更換，以使電池保持足夠的（de）電壓（yā）維護係統運行，防止電壓（yā）故障造成存儲器中數據丟失。

3、結語

本文（wén）對數控機床的（de）常見（jiàn）故障類型進行分析，有些故（gù）障的發生是完全（quán）可（kě）以預先避免的，必然潤滑油、冷卻（què）液等，在日常機床維護中，定期對（duì）此類係統標線進行檢查，使其保持在標準允許範圍之內，就可（kě）以有效的防止此類（lèi）故障（zhàng）的（de）發展。對於機床故障的診斷（duàn）和排除（chú）與（yǔ）機床維（wéi）修工人本文的技（jì）術水平和（hé）經驗積累也有直接的關係。因此，機床故障維修人員應（yīng）該不斷學習，了解每（měi）一種機床的性能和詳細資料，當（dāng）機床發生故障時，能夠快速（sù）準確的找到故障（zhàng）原因（yīn）並排除故障。

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