數控機床故障分析及改進

周豪

摘要：數控機床是科技發展的產物，他能有效的降低工人的勞動負荷，是一種值得推廣的設備。但是，數控機床在使用時，也會出現故障。為了消除故障，可從數控機床的設計、安裝及維護提高設備運行性能。

Abstract：

CNC?machine?tools?is?the?product?of?the?development?of?science?and?technology，?he?can?effectively?reduce?the?labor?load，?is?a?kind?of?equipment?to?be?promoted.?However，?n?c?machine?tools?in?use，?will?fail.?In?order?to?eliminate?the?fault，?but?from?the?design?of?the?nc?machine?tool?to?improve?equipment?performance，?installation?and?maintenance.

關鍵詞：數控機床;設備故障;故障分析;故障改進

Key?words：?CNC?machine?tools;?Equipment??failure;?Fault?analysis;?Failure?to?improve

1.前言

隨著科技的發展，降低人類勞動量是現代化工廠的一個發展趨勢。數控機床作為一種常見的智能加工設備，在工廠中得到了廣泛應用。而數控機床也與其他機械一樣，會出現各種問題，如電機故障、工作臺故障、刀位故障等，為了提高數控機床的運行效率，探討數控機床故障的改進措施就顯得非常有必要。

2.數控機床常見故障

2.1?機床電機故障

由于變頻電機具有良好的穩定性、轉差損耗很小及較高的價格優勢等特點，再加上變頻電機能以很高的轉速運行，還能進行無級調速等優勢，因此當前很多數控機床都以使用變頻電機作為首選設計方案。雖然變頻電機具有如此多的有點，但在實際應用中，電機還是會遇到各種問題，其中最常見的故障有以下幾種：

首先，數控機床在正常運行時，電機的聲音一般比較平穩，不會出現尖銳的噪聲。但是，當機床使用了一定時間之后，就可能會出現不正常的雜音。這主要是由于數控機床的調速電機不正常運行導致的。當電機的軸承損壞之后，電機就不能平穩的運行，這將導致電機出現噪聲。其次，電機在運行過程中，會因機械摩擦及其它原因產生大量的熱量。此時，如果軸承中使用的潤滑劑不能承受高溫，就會加速潤滑劑的流失。當潤滑劑減少到一定程度時，軸承就不能得到很好的潤滑，這也是造成調速電機產生噪聲的一個重要原因之一。

其次，由于很多機器零件都需要較高的加工精度，因此，為了提高數控機床的加工精度，在機床的設計時就需要保證機床整體的振動不能超過規定范圍。但是，在機床實際運行過程中，隨著使用時間的增長，機床的振動幅度也會增加。其中的原因有很多，例如軸承本身質量不達標或軸承使用時間過長，將導致軸承損壞，當軸承損壞之后，電機運行過程中就會伴隨著劇烈的振動;當電機的緊固螺絲沒有擰緊時，電機也會出現振動現象[1];另外，皮帶輪與電機軸之間的配合問題也會導致電機振動。

最后，電機發熱問題也不容忽視。因為電機的機械特性和電氣特性都是在一定的溫度條件下測得的，而當電機溫度升高時，電機的特性將可能受到影響。當電機溫度過高時，還可能會燒毀電機。

2.2?機床工作臺故障

數控機床的工作臺是直接參與零件加工的部件，當工作臺出現故障時特征非常明顯，一般都表現為工作臺突然停止工作。而導致工作臺故障的原因卻不那么單一，其可能原因各種各樣。要找到到底是什么原因導致了數控機床工作臺故障，就需要逐步進行排查。例如將工作臺復原，再運行，看故障是否重現;手動轉動絲杠，看是否會出現阻力突然曾大的情況等。

2.3車床刀位故障

車床刀位主要有兩種故障形式，一種是車刀無法定位，另一種是零件精度嚴重不足。對于前一種故障形式，主要原因可能是電動刀架上的霍爾元件出現問題，而導致換刀時，無法將信息反饋到控制其中，而造成電動刀架不斷轉動的情況。對于第二種情況，有兩種原因可造成零件加工精度嚴重不足。第一種情況是絲杠的連接松動，使得機床在沒有零件時，能正常運行。但當加工零件時，由于符合作用，而使刀具偏離原位。另一種情況是電動刀架無法鎖緊導致的，當機床換刀之后，如果刀具沒有鎖緊，也會在加工零件時，由于符合作用導致零件尺寸誤差劇烈變大。

3.針對數控機床常見故障的一些改進建議

3.1完善數控機床的設計方案

為了從根本上避免數控機床出現以上常見的故障，應該從數控機床的設計過程中就有意識的完善機床的設計，增加機床的可靠性。機床的設計主要可從電氣方面和機械方面完善。電氣方面容易出現問題的是電氣元件，這應根據機床的不同部位的工作環境作手，增加工作的冗余值，選擇能適應更惡劣環境的電氣元件。例如，電動刀架中需要用到的霍爾元件，由于它是反饋刀位信息的重要元件，并且數控機床運行過程中，需要頻繁換刀。因此，對霍爾元件的選擇就應該滿足頻繁換刀的需求，并將其性能適當增加，以防止使用過程中不必要的損壞。

3.2按要求安裝數控機床

機床的裝配精度將嚴重影響著機床的整體性能，而當機床的設計精度達到需要的標準之后，影響機床整體的精度的重要因素就是機床的安裝步驟了。因此，在裝配數控機床時，一定要安裝設計要求，嚴格按照步驟進行安裝。例如在對主軸進行安裝時，由于主軸的精度將直接影響零件的精度。因此，在安裝過程中，應該不斷的檢查其精度，并通過其他部件重復控制主軸的安裝精度，以避免出現主軸精度問題。

3.3加強故障排查工作

機床的故障應該“防患于未然”。數控機床的故障具有較強的隱藏性，因此很多故障出現時，都會有一定的潛伏期。而故障在潛伏期中雖然不會立即使機床出現嚴重后果，但卻會持續破壞機床的性能，最終使機床的多個部位出現故障，降低設備性能。因此，為了提高設備的使用壽命，應該定期檢查機床可能出現的故障，增加發現潛伏故障的幾率，并將故障及時排除。

4.總結

數控機床中常見的故障有刀位故障、工作臺故障和調速電機故障，它們都是嚴重影響數控機床正常運行的重要因素。為了提高數控機床的運行效率，就需要避免這些常見故障對機床的影響。通過探討，可以從完善機床設計方案、提高機床安裝精度和加強日常維護等方面來降低機床出現故障的幾率。

參考文獻：

[1]張世亮.數控機床故障的分析及處理[J].科技與企業，2012（09）

[2]凌萬春.數控機床故障的診斷和維修[J].機電工程技術，2012（08）