數控機床常見故障分析

摘要：數控機床及由數控機床組成的制造系統，是改造傳統產業、構建數字化企業的重要基礎設備。筆者從五個方面分析了數控機床常見的故障和診斷的一般規律，以減少數控機床在使用過程中出現的故障。

關鍵詞：數控機床 常見故障 分析

數控機床是一種技術含量很高的機、電、儀一體化高效的自動化機床，以其精度高、效率高、能適應小批量多品種復雜零件的加工等優點，越來越多地得到推廣及應用。其產生故障的復雜原因也經常給維修人員造成不少困難。下面筆者對數控機床經常出現的一般故障進行檢測分析，供同仁參考，以期提高數控機床的工作效率。

一、感官分析法

感官分析法就是利用感官分析來判斷故障可能產生的部位。這是一種最基本、最常用的方法，利用該方法進行檢測分析，通常需要細致、認真地觀察機床故障的現場狀態。首先，觀察設備運行中有無異常震動，有無異常發熱，各種連接線路、開關、傳動機構有無松動、斷開、接觸不良等現象；其次，觀察可能發生故障的電路板、電控元件的表面狀況，檢查有無熏黑、電火花、斷裂等現象；最后，對機械運行的外部狀態進行觀察，如潤滑系統是否正常，冷卻系統是否充足通暢，刀具部分是否有損壞，機械裝配部分是否有松動、變形、脫落等，從而逐步縮小檢查范圍，判斷常見故障產生的原因及部位，及時采取有效措施。這種方法看似簡單，卻是數控機床故障分析的首要切入點，不僅適用有故障報警系統的較為先進的設備，而且也適用于沒有故障報警系統的早期數控機床。

二、利用數控系統的自診功能

數控系統的自診，是利用系統內部自診斷程序或專用的診斷軟件，對系統內部的關鍵硬件以及系統的控制軟件進行自我診斷、測試的診斷方法。它主要包括開機自診斷、在線監控與脫機測試這三個方面內容。其中，包括系統的軟件報警功能和硬件報警功能。

1.軟件報警

現代CNC系統都具有自診斷功能。在系統工作中，能定時用自診斷程序對系統進行快速診斷。一旦檢測到故障，系統立即將故障以分類報警的方式顯示在CRT上或點亮面板上報警指示燈。維修時，可根據報警內容提示查找故障的問題所在。

2.硬件報警

現代CNC系統中設置了眾多的硬件報警指示裝置。例如，在數控裝置上的各種邏輯元件、記憶元件、伺服驅動單元、測量反饋裝置等部件上設有發光二極管或多段數碼管，通過指示燈的亮與滅、數碼管的顯示狀態（如數字編號、符號等），為維修人員指示故障所在位置及其類型。因此，在處理數控連續過程中，如果直觀法不能奏效，可以借助審視報警裝置，觀察有無報警指示，然后根據指示查閱隨機說明書，依照指示處理故障。

3.核對系統參數

數控機床在工作過程中一般不需要操作者直接進行手工加工，但設備是按照人的意圖進行工作的，這就必須在人和設備之間建立某種聯系，也稱為信息載體，以此控制設備進行加工。它直接影響到機床的性能。數控機床在設計和制造過程中，雖已考慮到系統的可靠性、穩定性問題，但不可能排除外界的一些干擾，而這些干擾有可能引起存儲器內個別參數的變化。同時，人為誤操作也極有可能造成系統參數改變，導致機床出現動作異常。另外，各部分參數還可能直接影響到系統的間隙補償功能，從而產生加工誤差。因此，在故障分析過程中，如果嘗試上述幾項方法后，問題仍不能解決，可核對系統參數，檢查各過程參數輸入是否正確，判斷是否由于參數變更導致的故障，即所謂的“軟”故障。

4.利用數控系統的演示功能

現代數控系統設置了CRT圖形顯示系統，可以顯示參數狀態，有的還可以進行二維圖形的軌跡顯示，甚至可以實現三維彩色動態圖形顯示。通過此功能的參數顯示，可以檢查到數控系統是否將信號輸入到機床；機床各種主令開關、行程開關等通斷觸發的形狀信號是否按要求正確輸入到數控系統中；通過軌跡顯示，可以觀察到刀具的運行軌跡，分析軌跡的正確性，判斷機床刀具是否正常運行，從而找到機床運行過程中可能產生的各類偏差，找到癥結所在。

5.分析機械傳動部分

數控機床雖然實現了數控系統對機床的高精度自動化控制，通過機床的伺服驅動系統帶動機械本體部件作精確的進給運動，但在數控系統未見異常的情況下，也不應忽視機械部件對機床的影響。其中，主要考慮直線進給傳動鏈，如絲杠螺母副；回轉進給運動傳動鏈，如齒輪轉動、蝸輪蝸杠傳動；工作臺、拖板等支撐部件；冷卻、轉位、夾緊等輔助裝置等部件的內在影響。

機床故障的產生原因是多方面的。對于較為復雜的故障，需要將幾種方法綜合運用，才能正確判斷出故障產生的原因，診斷故障發生的具體部位，從而及時解決故障，減小數控機床給生產帶來的損失，有效提高機床的使用效率。

（作者單位：吉林省長春市通鋼集團公司）