淺析數控機床常見故障的診斷維修與保養

摘 要：由于數控機床設備機器內部結構復雜并且價格較為昂貴，所以掌握對數控機床的日常保養和故障診斷以及維修技術是非常必要的。不僅可以降低日常的維護費用，而且還可以延長機床的使用壽命。本文主要分析了對數控機床日常主要故障的診斷方法和維修保養操作。

關鍵詞：數控機床 故障 診斷

中圖分類號：TG659文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）05（a）-0245-01

數控機床由機、電、液三個部分組成，操作中就需要相關技術和知識的基礎，掌握數控機床的常見故障的診斷和維修保養技術能夠降低日常的維護費用、小部件的更換周期、避免嚴重機械事故的發生，還有利于延長機床的使用壽命，使機床盡可能能夠在最佳狀態保持最長的時間。本文主要對數控機床的日常主要故障的診斷方法和維修排除進行分析和研究。

1 組成數控機床機械的結構

數控機床主要是由有以下幾個部分的機械構成：立柱、床身、工作臺等機床的基礎結構部件；用于實現進給運動的進給運動傳動系統；用于實現構件的輪回和工件的定位系統，如數控回轉操作界面；用于實現機床主運動的主運動傳動系統；用于實現某些輔助運動和功能的建設系統，如潤滑劑、液壓、冷卻劑，加熱劑以及防護裝置、刀架、排屑系統以及自動換刀系統；各項反饋裝置和構件等；其他特殊功能結構系統，例如精度檢測、操作監控系統、圖形轉換系統、刀具破損檢測系統等。數控機床和其他的普通機床相比，不需要人工的進行手動操作，而是隨著數控指令的給出自動地進行加工操作的，這就免除了人工調試和人工修改的操作。所以，數控的機械結構必須要滿足自動化的控制條件，還要求機械結構靈敏度較高，具有較強的剛度和抗振性，精度穩定性好，熱變形不能過大，安全可靠；適應集成和復雜工藝的功能。

2 常見故障的診斷方法

本文主要介紹的是普通的診斷方法不能判斷的一些常見故障，它需要通專業的技術人員運用精密的儀器，通過先進的檢測手段對其進行高精度的定性或定量檢驗和測定，并通過對故障出現的位置和儀器所得的數據的分析，得出故障出現的原因，最后確定所要采取的最佳維修辦法。通常先運用簡易診斷法首先確定出數控機床當前的工作狀態，再通過精密診斷的方法確定產生故障的原因和最佳的維修辦法。

2.1 裂紋監測

裂紋監測主要包括電阻法、超聲波法、磁性探傷法、聲發射法等幾種方法。由于機械結構所使用的材料性質不同，測量裂紋的方法也有所不同。通過監測來觀察零件的內部機體結構的裂紋情況和狀態，若沒有及時發現一些細小的裂縫，則就會很容易導致一些重大事故的方式。

2.2 油液分析

油液分析主要是對測量零件的磨損情況進行分析。針對潤滑油或液壓油中的各種金屬微粒和外來雜質等殘余物，可利用原子吸收光譜儀進行其大小、形狀、成分和深度的分析，從而判斷出對管道部件的原因機理和磨損程度，進而有效地掌握零件的磨損情況。

2.3 噪聲監測

噪聲監測所使用的主要工具有噪聲測量計和聲波計等，測量的主要對象為機床齒輪和軸承，通過監測判斷出機械在運行過程中信號的變化，并總結出信號的變化規律，再結合振動和噪聲的分析和識別，確定出齒輪和軸承的故障程度及維修方法。測量進行之前，第一步要進行強度的測定，如果確認強度存在異常時，就要做定量的分析測定。

2.4 溫度檢測

溫度檢測主要可包括接觸型和非接觸型兩種類型。接觸型主要采用的工具是溫度計、測量貼片、熱電偶、熱敏涂料直接接觸軸承、齒輪箱、電動機等，直接對表面的溫度進行測量；非接觸型所使用的測量儀器比較先進，主要包括紅外測溫儀、紅外掃描儀、紅外熱像儀等，不用接觸物體表面就可以監測到其表面溫度，操作靈活簡便，并且操作精密程度高。通常運用在機床運行中發熱異常的情況下進行檢測。

2.5 振動磨損檢測

通過振動計巡回檢測器，對機床上已安裝的某些特征點傳感器進行檢測，得到機床上特定測量點的特征性數據，如位移速度、總振級的大小、振幅頻率和加速度等，從而對故障進行診斷和監測。

3 排除數控機床故障的手段和方法

3.1 復位、初始化法

由于編程或瞬間故障的產生，機械故障報警系統往往會使數控機床停止運作，這時可以強行地斷開硬件電源，再按復位按鈕或復位鍵，通過復位來清除故障的產生。但是如果由于連接線路接觸不良、掉電，系統存儲器壓力過小等引起的故障報警，就必須得對故障報警系統進行復位處理。在對系統進行復位之前，首先要確保數據已經備份，若進行初始化操作之后故障仍然沒有排除，就需要通過硬件診斷進行分析。

3.2 微調法

若已經正確的設定系統的參數，但是數控機床仍然不能正常的使用，則就要進一步地調節某些參數，通過這種微調的方式，能夠實現系統和其他電氣系統的最佳控制。在主軸轉速模擬電壓控制功能有效時，通過主軸倍率對主軸實際的轉速進行微調，使其保持當前檔位最佳轉速。

3.3 參數設置法

正確設定系統參數能夠保障機床的正常運作，如若系統的參數設定產生了一些差錯，就可能會造成數控機床的某些功能喪失。由于用戶在編制程序中所產生的錯誤也同樣會引發故障報警而使得機器停止運作，這時應啟動系統的快速搜索功能，就能保證在最短時間內找到問題所在，并對其進行及時地處理，保障數控機床能夠正常的運行。如果在啟動時出現主軸的實際轉速和設定轉速不一致的狀況，仍能夠使用主軸轉速模擬電壓控制功能，則有兩種主軸轉速輸入方式：一種是s代碼設定刀具相對于工件外圓的切線速度（米/分），這時可稱為恒線速控制模式；另一種是s代碼設定主軸的固定轉速（轉/分），如果不改變s碼的值，則主軸的轉速保持不變，這時的狀態可稱為恒轉速控制狀態。

3.4 模塊替換法

模塊替換法是現今應用最為廣泛的故障維修辦法，所用時間短，效率高。診斷出故障所在的系統模塊，并用正常的模塊進行替換，并設置好相應的參數，使機床快速地進行正常的運作。

3.5 提高改善抗干擾能力

數控機床大多運用專用的穩壓電源，通過提高抗干擾能力，來提高電源的負載能力。如果遭遇到強烈的干擾，通常采用接地的方式，利用電容濾波法降低高頻的干擾，這樣能夠有效地避免供電開關電源發生故障。

數控設備加工昂貴，內部結構復雜，如果出現故障，就要擁有較多的維修費用。所以必須要掌握一定的常見數控機床故障診斷和維修方法，并在平時的工作中不斷地積累對故障的診斷方法，降低維修產生的不必要的費用，有效地延長數控設備的使用壽命。

參考文獻

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