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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（zào）離不開機床的發展，但是我國的機械行業大而不強，缺（quē）少維護（hù）和維修人員。文章介紹了普通車床和（hé）數控車床常見（jiàn）的機械故障和電氣故障，並分別探討（tǎo）了普通機床和數控（kòng）機床的兩類故障的維修策略。希望能對機械操作及維修人員有幫助（zhù）。

關（guān）鍵詞：雕刻機；絲杠螺母副；車床；主軸；發信盤

20世紀90年代以來我（wǒ）國數控機床產量以（yǐ）年均18% 的（de）速度迅速增長，從 2002 年開始（shǐ），數控機床已成為我國機械製（zhì）造業的主流裝備。工業發達國家還將數控技術及數控裝備列（liè）為國家的戰（zhàn）略物資，不僅（jǐn）大力發展自己的數控技術及產業，而且在“高精尖”數控關鍵技術和裝備方麵對我（wǒ）國實行封鎖和限製政策。因此，大力發展（zhǎn）以數控技術為核心的（de）先進製造技（jì）術已成為世界各發達國家加速經濟發展、提（tí）高綜合國（guó）力和國家地位的重要途徑。

2000 年以來，我國機床（chuáng）行業每年以兩位數的速度增長（zhǎng），迎來了快速發展階段，機床行業的（de）整體素質提高很多。從 2002 年起，中國連續（xù） 7 年成為世界機床消費第一大國，但由（yóu）於技術水平低下，維護和故障（zhàng）維修水平不高，我國機床行業（yè）“大而不強”。

1、普通機（jī）床（chuáng）和數控機床的故（gù）障類型

數控機床的故障分為機（jī）械故障和電氣故障兩大（dà）部分，具體如（rú）下（xià）。

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（gàng）正常旋轉進給箱無法正常移動。開合螺母掛到開的位置時，絲杠空運行溜板（bǎn）箱不移動，開合螺母掛到合的位置時絲杠帶動溜板箱移動，當刀具接觸到（dào）工件時溜板箱不能正常移動。溜板箱的移動

是靠上下兩個瓦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，由於無法接觸到工件，溜板箱受力較小，絲杠還能（néng）帶動溜板箱（xiāng）移動，當車刀接觸到工件時，溜（liū）板箱受（shòu）力較大，會停止移動，無法（fǎ）加正常加工零件。

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

1.1.2 數控車床的機械故障

有很多操作工沒有（yǒu）維護經驗（yàn），特別是（shì）小作坊式加工。他們隻要求機床能夠運行，沒有（yǒu）過多地關注維護設備，這是不正確的。機械（xiè）設備跟（gēn）人的身體一樣是有（yǒu）年限（xiàn）的，人的身體勞動強度大了，需要休息（xī），設備在長時（shí）間使用後也需要停機（jī）維護。如果設備一直工作不維護，時（shí）間長了加工出來的產品就會不合格，還會導致（zhì）設備的損壞。

（1）設備磨損故障。在數控機床維修中，有操作人員對設備維護不重視，導致設備正常磨（mó）損期變短，設備（bèi）加工出來的產品不（bú）合格。特別是玉石（shí）雕刻機，加工出（chū）的產品誤差（chà）達 0.5 mm。如此大的加工誤差不是一天形成的，是由於機床長期得不到維護，誤差剛（gāng）開始比較小，半年之後就達（dá）到 0.5 mm。

（2）機床主（zhǔ）軸轉速與實際輸入代碼 S 值不（bú）一致。使用數控機床低擋運行時，低擋最高轉速是 650 r/min，可（kě）實際轉速卻達到 1 100 r/min。

（3）急停報警故障。機床（chuáng）超程後急停報警無法消除，按下超程按鈕不鬆開同時按下（xià）複位鍵，急（jí）停報警還是無法消除。

1.2 電氣故障

1.2.1 普通車床的電氣故（gù）障

普通車床電氣（qì）櫃裏麵的元件比較少，主要包括開關電（diàn）源、接觸器、繼電器（qì）、保險等元（yuán）器件。普通車床（chuáng）的電路分為主電（diàn）路和控製電路兩部分。

主軸旋轉的控製電路容易產（chǎn）生電氣故障，導致主軸（zhóu）不轉。主軸的控製線路（lù）主要是控製主電路的接觸器（qì），當控製線路接通時，主軸（zhóu）主電路上的接觸器（qì）線圈（quān）得電，繼而接觸器主觸點閉合，主軸電機得電啟動（dòng）並帶動主軸旋轉。主軸不轉的原因，從控製電路來分析，主要是（shì）主軸啟動按鈕發生故障。主軸啟動按（àn）鈕是由塑料（liào）製作而成（chéng），而且按（àn）鈕（niǔ）開關有些地方的工藝是薄壁（bì），所以時間長了按鈕開（kāi）關容易老化，薄壁的地（dì）方容易斷裂。普通車床的按鈕開關使用比較頻繁，也縮短了（le）按鈕開（kāi）關（guān）的使用壽命（mìng）。

1.2.2 數（shù）控車（chē）床的電氣故障（zhàng）

數控車床最容易出現電氣（qì）故障（zhàng）的（de）部位是四工位刀（dāo）架，出現如刀架找不到刀位、不能鎖緊（jǐn）報警、無法正常啟動報警等故障。以大連（lián）機床廠生產機床為例做簡（jiǎn）要（yào）介（jiè）紹，數控車床上的（de）發信盤，當需要某（mǒu）個刀（dāo）位時，相應的發信盤就會有（yǒu）信號。發信盤（pán）和磁鋼的位置要對應上（shàng），如（rú）果發信盤和磁鋼的位置不（bú）能完全對應會出現兩（liǎng）種情況（kuàng）。第一種情況是刀架會不停旋（xuán）轉找不到自己的（de）位置，導致機床報（bào）警換刀超時；第二種情況是刀架可以正常（cháng）正轉，旋刀反（fǎn）轉鎖緊，但是刀架位（wèi）置不對。此外，顯示器也容易出現故障，如機床顯示器（qì）帶電的情況下不亮，甚至顯示器上的字看不清楚（chǔ）。此類故障（zhàng）會影響（xiǎng）數控機床的正常運行，甚至導致設備使用壽命縮短。

2、普通機床故障的維修策（cè）略

機械設備的使用是（shì）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（kě）以看作（zuò）為人診病，對設備進行望、聞（wén）、切。“望”就是對設備先進行觀察，主要觀察設備的型（xíng）號、係統、麵板等。“聞”就是聽設備的運行聲音，在維修的時候把“聞”放在最後一步（bù），當詢問完操作人員後，能夠作出正確的判斷後再開機啟動聽設備有無異常聲（shēng）音。“切”就是用手觸碰設備，去判斷（duàn）設備有沒有發熱等情（qíng）況。

設備的維修方法多種多樣，要根據（jù）具體情況具體分析。車床使用較長時間後（hòu），各部件（jiàn）開始老化，線頭出現鬆動、破皮，會出現漏電情況。設備的漏電保護（hù）措施做得還是（shì）很到位的，當機床控製電（diàn）路漏電時，機（jī）床保險會起作用。查找電（diàn）路時首先（xiān）要根據電路圖查找熔斷器，可以使用（yòng）萬用表測量（liàng）熔斷器的阻值是通的（de）還是無窮大，來判斷（duàn）熔斷器是否燒壞。在（zài）更換熔斷器（qì）後（hòu），主軸會（huì）恢複正常轉動，如果使用不長時間後，熔斷（duàn）器又燒壞，就要檢查線路漏電點，完全解決（jué）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（gěi）箱（xiāng）無法正（zhèng）常移動的維（wéi）修方法。要打開溜板箱檢查瓦（wǎ）塊，如（rú）果有一個瓦塊脫落，會出現不加工零件時絲杠可以帶動溜板箱，當（dāng）車刀開始加工時絲杠正常旋轉而（ér）溜板（bǎn）箱不（bú）移動。對此，需要調整摩擦離合器，修磨或更換摩擦片，適當調緊傳動帶或更換磨損嚴重的（de）傳動（dòng）帶。

（2）重切削時主軸轉速降低或自行停車的維修方法。應檢查（chá）並調（diào）整電動機傳動帶（dài）的（de）鬆緊度；再調整摩擦離合器的摩擦（cā）片間隙。如果還存在問題（tí），則應該檢查相關（guān）元件的磨損情（qíng）況，如果磨損嚴重，就需要修理或（huò）更換相（xiàng）應元件。

2.2 普（pǔ）通機床電氣故障維修方法

以（yǐ）大連機床集團有限責任公司的普通車床為例，介紹電（diàn）氣故障的維修方法。

（1）車（chē）床的快速按鈕故障的維修（xiū）方法。車床的快速按鈕在操作手（shǒu）柄端部，當搬動手柄時床鞍和小滑板移動。在（zài）床鞍移動時按下快速按鈕，這時床鞍快（kuài）速移動以增（zēng）加效率。快速按鈕設計的位置合理，但是手柄的設計有缺陷，手柄裏（lǐ）麵的接線頭容易脫落或（huò）者裏麵的電線容易破皮，從而導致漏電，漏電首先會燒毀熔斷器。熔斷器燒毀後主軸不能正常（cháng）運轉，但是機床顯示燈顯示機床有電，此時應該更換熔斷器把漏（lòu）電點用膠帶絕緣，使機床恢複（fù）正常。

（2）急停按鈕（niǔ）故障的維修方法。急停按鈕在車床（chuáng）上的固定和（hé）啟動按鈕一樣，固定端時（shí）間（jiān）長了會鬆動（dòng）甚至（zhì）斷裂。因此，急停按（àn）鈕也是機械設備後期容易出（chū）故障的一個重要部位（wèi），在使（shǐ）用急停按鈕時，要注（zhù）意按鈕是否鬆動，如（rú）果出現鬆動要立即緊固。

3、數控機床故障的維修策略

3.1 數控機床機械故障維修（xiū）方法

（1）設備磨損的維修方法。設備發生磨損後，需要（yào）使用（yòng）潤滑油進行及時維護。如果（guǒ）磨（mó）損情況較為嚴重，則需要對磨損部位進行修（xiū）理或直接更換相應元件。

（2）機床主軸轉速與實際輸入（rù）代（dài）碼 S 值不一致（zhì）的（de）維修方法。需要檢查高低速擋杆是否掛到位置，查看（kàn）PMC 信號顯（xiǎn）示狀態可以直接觀察擋杆是否到位。步（bù）驟如下：首先，按下係統按鈕打開（kāi）係統參數，按下軟鍵 PMC 找到 PMCDGN 軟鍵，按下 PMCDGN 軟鍵找（zhǎo）到STATUS 軟（ruǎn）鍵，按下 STATUS 軟（ruǎn）鍵（jiàn）屏幕顯示檢測畫麵並找到 X3.4 和 X3.5 位，查看輸入位的信（xìn）號變化。當擋位掛到（dào） 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 位狀態顯示（shì） 0，X3.5 位（wèi）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，就會出現代碼 S 值與實際（jì）轉速不一致，這時候就（jiù）要重複掛高低擋位置，直到 PMC 監測信（xìn）號正確，主軸轉速代碼（mǎ）S 值和實際（jì）轉速一致。如果重複掛擋還不能解（jiě）決（jué）問題，需要改變傳感器位置。

（3）急停報警故障的（de）維修方法。數控機床（chuáng）的急停報警有按下急停按鈕報警（jǐng）和超程報警，隻要（yào）按下急停按鈕或（huò）者機床工作（zuò）台超出設（shè）定的行程，機床就會停止運行。硬限位是限位開關，可以通過改變限位開關位置設置限位點，當機床硬限（xiàn）位起作用時，可以（yǐ）通過機床麵板（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，這時急停報警不顯示，把工作（zuò）台移開（kāi）限位開關然後（hòu）鬆（sōng）開超程解除按鈕，機床報（bào）警完全消除（chú）。當硬限位開關內部塞滿切屑，開關活動觸點被（bèi）壓到（dào）後無法正常彈起，這時候機床急（jí）停（tíng）無法正常消除，需要檢（jiǎn）查限位開（kāi）關清理開關內（nèi）部的切屑，觸點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（dāo）架故障維修

機床長時間（jiān）使用（yòng）會導致有些螺絲鬆動，特別（bié）是經常運動的部分。刀架就是其中之一，當刀（dāo）架一直旋轉找不到刀位時，需要打開刀（dāo）架上端蓋子，看下發信盤是否鬆動，可以用（yòng）手觸碰圓形的發信盤。如果發信盤（pán）鬆動（dòng）可以（yǐ）把上麵（miàn）的緊固螺母鎖緊，在鎖緊螺母時要把發信盤（pán）的位置稍作調整，然後在 MDI 模式（shì）下換刀看是否正常，如果不正常就要向相反位置旋轉發信盤，直到找到正確位置。

如果發信盤沒有鬆動，就（jiù）要觀察發信盤是否燒壞。可以通過肉眼觀察發信盤是否有位置發黑（hēi），如果（guǒ）發信盤發黑說明發信盤已經燒壞（huài），這時（shí）發信盤就沒有（yǒu）維修價值，可以（yǐ）直接更換發信盤。此外，還可以觀察發信盤的接線端子，線是否鬆動或者線（xiàn）頭脫落，及時（shí）對（duì）接（jiē）線處進行緊固。

3.2.2 係統麵板顯示器（qì）故障維修

多（duō）數機械設（shè）備都安裝有顯示器，顯示器可以顯（xiǎn）示機（jī）械設備的工作坐標、運行程（chéng）序等。那麽給顯示器供電的電源（yuán）是由開關電源提供的，開關電源的輸入電壓是 220 V 交流電壓，輸出的電壓可以是 110 V 交流電壓或（huò）者 24 V 直流電壓，顯示器的電源電壓是 24 V 電壓。在使用機械（xiè）設備時（shí），顯示器顯示有電源但是亮度不夠或者完全不亮，這時（shí）候就需要檢（jiǎn）查開關電源。用萬用表測量一下顯示器的輸入電壓是多少伏，如果低於 20 V 顯示器就會（huì）不顯（xiǎn）示屏幕。可以通過調節開關電源輸出電壓值，把電壓調高到大於或等於 20 V，顯示器就會恢複正常。開關電源電壓變低，一般是由空氣潮濕造成，所以要（yào）保持（chí）電氣櫃的通風幹燥。如果測量顯示器輸入電壓大於或等於 20 V 就需要查找其他（tā）原因。

4、結束語

為了減少機床的（de）故障率，“要預防為主、養修結合”是機床使用和檢修工作的正確方針。根據（jù）機械設備的故障特征曲線— “浴盆曲線（xiàn）”，對機（jī）床（chuáng）進行（háng）計劃的維護、檢查與修理，預防急劇磨損的出現，是一種正確的（de）修理製度。此外，技術維修人員應該明確普通車（chē）床和數控車床故障特征和維修策略，對發（fā）生故障的設備及時采取正確的維修措施，避免設備“帶病”運行，為企業的生產保駕護航。

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