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普（pǔ）通機床和數控機床（chuáng）的故障（zhàng）維修策略

2023-10-25 來源：河南技師學院作者：溫永濤

摘要：先進的工業製造離不開機床的發展，但是我國的機（jī）械（xiè）行業大（dà）而不強，缺少維護和維修人員。文章介紹了普通車床和數控車床常（cháng）見的機械故障（zhàng）和電氣故障，並分別探討了普通（tōng）機床和數控機床的兩類故障的維修策（cè）略。希望能對機械操作及維修人員（yuán）有幫助。

關鍵（jiàn）詞：雕（diāo）刻機；絲杠螺母副；車床；主軸；發信盤

20世紀90年代以來我國數控機床產量以年均（jun1）18% 的速度迅速增長，從 2002 年開始，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為國家的戰略物資，不僅大力發展（zhǎn）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（duì）我國實行封（fēng）鎖和限製政策。因此（cǐ），大力發展以數控技術為核心的（de）先進製造技術已成為世界各發達（dá）國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家（jiā）地位的重要途（tú）徑。

2000 年以來，我國機床行業每年以兩位（wèi）數的（de）速度增長，迎來了快速發展階段，機床行業的整（zhěng）體素質提高很多（duō）。從 2002 年起，中國連（lián）續 7 年成為世界機床消費第一大國，但由於技術水平低下，維護和故障維修水平不高，我國機床行業“大而不強（qiáng）”。

1、普通機（jī）床和數控機床的故障類型

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

1.1 機械故障

1.1.1 普通車床的機械（xiè）故障

（1）車（chē）螺紋時絲杠正常旋轉進給箱無法正常移動（dòng）。開合螺（luó）母掛到開的位置時，絲杠空運行溜板箱不移動，開合螺母掛（guà）到合的位置時絲杠帶動溜板箱移動，當刀具接觸到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（fǎ）接（jiē）觸到工件，溜板箱受力較小（xiǎo），絲杠還（hái）能帶（dài）動溜板箱移動，當車（chē）刀接觸到工（gōng）件時，溜板箱受力較大，會停止移動，無法加正常加工零件。

（2）重切削時主軸（zhóu）轉速（sù）降低或自行停車。切削深度過大，主軸轉（zhuǎn）速降低嚴重時（shí）會停車，主軸箱還伴有少許（xǔ）黑煙（yān）冒出，主要原因（yīn）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（sōng）或磨損嚴重，傳動帶磨損嚴重後（hòu）會出現（xiàn）斷裂。

1.1.2 數控車床的機械故障

有很多操作工沒有維（wéi）護經驗，特別（bié）是小作坊式加工。他們隻（zhī）要求機（jī）床能夠運行（háng），沒有過多地關注維護設（shè）備，這是不正確的。機械設備跟人的身體一樣是有年（nián）限的，人的身體勞（láo）動強度大了，需要休息，設備（bèi）在長時間使用後也需（xū）要停機維護。如果設備一直工作不維護，時間長了加工出來的產品就會不合格，還會導致設備的（de）損壞。

（1）設備磨損故障。在數控機（jī）床（chuáng）維修中，有操作人員對設備維（wéi）護不重視，導致設備正常磨損期變短，設備加工出來的產品（pǐn）不合格。特別是玉石雕刻機（jī），加（jiā）工出的產品誤差達 0.5 mm。如此大的加工誤差不是（shì）一天（tiān）形成的，是由於機床長期得不到維護，誤差剛開始比較小，半年之後就達到 0.5 mm。

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

（3）急停報（bào）警故障。機床超程後急停報警無法消除，按下超程按鈕不鬆開同時按下複位鍵，急停報警還是（shì）無法消（xiāo）除。

1.2 電（diàn）氣故障（zhàng）

1.2.1 普通車（chē）床（chuáng）的電氣故障

普通車床電氣櫃（guì）裏麵的元件比較少，主要包括開關電源、接觸（chù）器、繼（jì）電器、保險等元器件。普通車床的電路分為主電路和控製電路兩部分。

主軸旋轉的控製電（diàn）路容易產生電氣故障，導致主軸不轉。主（zhǔ）軸的控製線路主（zhǔ）要是控製主電路的接（jiē）觸器，當控製（zhì）線（xiàn）路接通時，主軸主電路上的接觸器線圈得電，繼而接觸（chù）器主觸點閉合，主（zhǔ）軸電機得電啟動並帶動主軸旋轉（zhuǎn）。主軸不轉的原因，從控製電路來分析，主要是主軸啟動按鈕（niǔ）發生故障。主軸啟動按鈕是由塑料製作而成，而且按鈕開（kāi）關有些地方的工藝是薄壁，所以時間長了（le）按鈕開關（guān）容易老化，薄壁的地方容易斷裂。普通車床的按鈕（niǔ）開關使用比較頻（pín）繁，也縮短了按鈕（niǔ）開關的使用壽命。

1.2.2 數控車床的電氣故障

數控車床最容易出現（xiàn）電氣故障的部位是四工位刀架，出現如刀架（jià）找不到刀位、不能鎖緊報警、無法正常啟動報警等（děng）故障。以大連機床廠生（shēng）產機床為例做簡要介紹，數控車床上的發信盤，當需要某個刀（dāo）位時，相應的發信盤（pán）就會（huì）有信號。發信盤和（hé）磁鋼的位置要對應上，如果發信（xìn）盤和（hé）磁鋼的位置不能完全對應會出現（xiàn）兩種情況。第一種情（qíng）況是刀架會不停旋轉找（zhǎo）不到自己的位置，導致機床報警換刀超時；第二（èr）種情況是刀架可以正常正轉，旋刀反轉鎖緊，但是刀架位置不對。此外，顯（xiǎn）示器也容易出現故障，如機床顯示器帶電的情（qíng）況下不亮，甚至顯示器上的字看不清楚。此類故障會影響數控機床的正常運行，甚至導致設備使用壽命（mìng）縮短。

2、普通機床故障的維修（xiū）策略

機械設備的使用是有年限的，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（jìn）行望、聞、切。“望”就是對設備先進（jìn）行觀察，主要觀察設備的型號、係統、麵板（bǎn）等。“聞”就是聽設備的（de）運行聲音，在維修的時候把“聞（wén）”放在最後一步，當詢問完操作人員（yuán）後，能夠作出正（zhèng）確的判斷後再開機啟動（dòng）聽設備有無（wú）異常聲音。“切”就是用手觸碰設備，去判斷設備有沒有發熱等情況。

設（shè）備的維修方法（fǎ）多種多樣，要根（gēn）據具體情況具體分析。車床使用較長（zhǎng）時間後（hòu），各部件開（kāi）始老（lǎo）化，線頭（tóu）出現鬆動、破皮，會出現漏電情況。設備的漏（lòu）電保護措（cuò）施做得還是很到（dào）位的（de），當機床控製電路漏（lòu）電時，機床保險會起作用。查找電路時首先要根據電（diàn）路圖查找熔斷器，可以使用萬用表測量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。在更換熔斷器後，主軸（zhóu）會恢複正常轉動，如果使（shǐ）用不長時間後，熔斷器（qì）又（yòu）燒壞，就要檢查線路（lù）漏電點，完全（quán）解決故障。

2.1 普（pǔ）通機床機械故障維修方法

（1）車螺紋時絲杠正常旋轉進給箱無法正常移（yí）動的維修方法。要打開溜板（bǎn）箱檢（jiǎn）查瓦塊，如（rú）果（guǒ）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，當車（chē）刀開（kāi）始加工時絲杠正常旋轉而溜板箱不移動。對此（cǐ），需要調整摩擦離合器，修磨（mó）或更換摩擦片（piàn），適當（dāng）調緊（jǐn）傳（chuán）動帶或更換磨損嚴重的（de）傳動帶（dài）。

（2）重（chóng）切削時主軸轉速降低或自行停車的維修方法。應檢查並調整電動機（jī）傳動帶的鬆緊度；再調整摩擦離合器的摩（mó）擦片間隙。如果還存在問題，則應該檢查相關（guān）元件的（de）磨損情況，如果磨損（sǔn）嚴重，就需要修理（lǐ）或更換相應元件。

2.2 普通機床電氣（qì）故障維修方法

以大連機床集團有限責任公司的普通車床為例，介紹電氣故障的維修方法。

（1）車（chē）床的快速按鈕故障的（de）維修方法。車床的快速按鈕在操（cāo）作手柄端部，當搬動手柄時床鞍和小滑板移動。在床鞍移動時按下快（kuài）速按鈕，這時床鞍快速（sù）移動以增加效率。快速按（àn）鈕設計的位置合理（lǐ），但是手柄的設計有缺陷（xiàn），手柄裏麵的接線頭容易脫落或者裏麵的電線容易破皮，從而導致漏電（diàn），漏電首先會燒（shāo）毀熔（róng）斷器（qì）。熔（róng）斷器燒毀後（hòu）主軸不能正常運轉，但是機床顯示燈顯示機（jī）床有電，此時應該更換熔斷器把漏電點用膠帶絕緣，使機床恢（huī）複正常。

（2）急停按鈕故障的維（wéi）修方法。急停按鈕在車床上的固定和啟動按鈕一樣，固定端時間長了（le）會鬆（sōng）動甚至（zhì）斷裂。因此（cǐ），急（jí）停按（àn）鈕也是機械設備後期容易出故障的一個重要部位，在使用急停（tíng）按鈕時，要注意按鈕是否鬆動，如果出現鬆（sōng）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（fǎ）。設備發生（shēng）磨損後，需要使用潤滑油進行及時維護。如果磨損情況較（jiào）為嚴重，則需要對磨損部位進行修理或直接更換相應（yīng）元件。

（2）機床主軸轉速與實際輸入代碼 S 值不一致的維修方法。需要檢查高低速擋杆是（shì）否掛到位置，查看PMC 信號（hào）顯示狀態可以直接觀察擋杆是否到位。步驟如下：首先，按下係統按鈕打開係統參數，按下軟鍵 PMC 找到 PMCDGN 軟鍵，按下 PMCDGN 軟鍵找到STATUS 軟鍵，按下 STATUS 軟鍵屏幕顯示檢測畫麵並找到 X3.4 和 X3.5 位，查看輸入位的信號變化。當（dāng）擋位掛到 75-830-2500 時，X3.4 位（wèi）的狀態（tài）顯示（shì） 1，X3.5位的狀態（tài）顯示 0；擋（dǎng）位掛到 20-216-650 時，X3.4 位狀態顯示 0，X3.5 位狀態顯示 1。如果 X3.4 與 X3.5 位同時為 0，在空擋位（wèi）置，X3.4 與 X3.5 位同時為 1，就會出現（xiàn）代碼（mǎ） S 值與實際轉速不一致，這時候就要重複掛高低擋位置，直到 PMC 監測信號正（zhèng）確，主軸轉速代碼S 值和實際轉速（sù）一致。如（rú）果（guǒ）重複掛擋還不能解決問題，需要改變（biàn）傳感器（qì）位置。

（3）急停報警故（gù）障的維修方法。數控機床的（de）急停報（bào）警有（yǒu）按下（xià）急停按鈕報警和超程報警（jǐng），隻要按下（xià）急停按鈕或者機床工作台超出設定的行（háng）程（chéng），機床就會停止運行（háng）。硬限位是限位開關，可（kě）以通過改變限位開關位置設置限位點，當機床硬限位起作（zuò）用時，可（kě）以通過機床麵（miàn）板上的超程按鈕消除報（bào）警（jǐng），按下超（chāo）程（chéng）按鈕鍵不鬆手然後同時按複位鍵，這時急停報（bào）警不（bú）顯示（shì），把工作台移開（kāi）限位開關然後鬆開超程解除按鈕，機床（chuáng）報警完全（quán）消除。當硬限位開關內部塞滿切屑，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（wèi）開關清理開關內部的切屑，觸點複位限（xiàn）位開關恢複正（zhèng）常（cháng）使用，急停報警消除。

3.2 數控機床電機（jī）故障維修方（fāng）法

3.2.1 四工位刀架故障維（wéi）修

機床長時間使用會導致有些螺絲鬆動，特別是經常運動（dòng）的（de）部分。刀架就（jiù）是其中之一（yī），當刀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。如果發信盤鬆動可以把上麵的緊固螺（luó）母鎖緊，在鎖緊螺母時要把（bǎ）發信（xìn）盤（pán）的位（wèi）置稍作調整，然後在 MDI 模式下（xià）換刀看是否正常，如果不正常就（jiù）要向相（xiàng）反位置旋轉發信盤，直到找到正確位置。

如果（guǒ）發信盤沒有鬆動，就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，如果發信盤發黑說明發信盤已（yǐ）經燒（shāo）壞，這時發信盤就沒有維修價值，可以直接更換發信盤。此（cǐ）外，還可以觀察發信盤的接線端子，線是否鬆動或者線頭（tóu）脫落，及時（shí）對接（jiē）線處進行緊固。

3.2.2 係統麵板顯示器故障維修

多數機械設備都安（ān）裝（zhuāng）有（yǒu）顯（xiǎn）示器，顯示器可以顯示機械設備的工作坐標、運行程（chéng）序（xù）等。那麽給顯示器供電的電源是由（yóu）開關電源提供的，開（kāi）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 交流電壓或者 24 V 直流電壓，顯（xiǎn）示器的電源電（diàn）壓是 24 V 電壓。在使用機（jī）械設備時，顯示器顯示有電源但是亮度不夠或者（zhě）完全不亮，這時候就需要檢查開關電源。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 顯示器就會不顯示（shì）屏幕。可以通過調節開（kāi）關電源輸出電壓值，把電壓調高到大於或等於（yú） 20 V，顯示器（qì）就會恢複正常。開關電源電壓變低，一般是由空氣潮濕造成，所以要保持電（diàn）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 就需要查找其他原因。

4、結束語

為了減少機床的故障率，“要預防為主、養修結（jié）合”是機床使用和檢修（xiū）工（gōng）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、檢查與修理，預防急劇磨損的（de）出現（xiàn），是一種正確的修理（lǐ）製度。此外，技術維修人員應該明確普通車床和數控車床故障特征（zhēng）和維修（xiū）策（cè）略，對發生故障的設（shè）備及時采取正確的維修措施，避免設（shè）備“帶病”運（yùn）行，為企業的生產保駕護航。

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