淺析CNC機床常見故障及排除方法

摘 要：在機械加工中主要使用的設備是CNC，它在機械加工中起著至關重要的作用。文章圍繞CNC基本原理，對CNC的一般診斷方法原則和在加工過程中常見故障排除方法做了簡要分析。

關鍵詞：機械加工；CNC；基本原理；故障排除

前言

由于數控機床在加工使用中，經常出現一些故障，若不及時處理這些故障，除了影響到加工件的精度外，還能影響到CNC的工作效率，縮短車床的使用壽命。因此，我們要特別重視數控機床故障的發生，及時有效地對發生故障進行分析、排除，并做好記錄以便下次出現同樣故障時，可以很快排除故障，以此提高工作效率。

1 CNC故障診斷的基本原則及排除方法

我們必須在遵循數控車床故障診斷的基本原則下，采取有效合理的方法排除故障。

1.1 準確的診斷出CNC機床故障點，是排除故障的基礎

1.1.1 CNC的一般故障常是主機問題，這個很容易診斷，但電氣故障和數控系統的故障就不是那么容易診斷了。

1.1.2 CNC的加工技術越來越完善，因此車床出現故障的頻率也逐漸降低，絕大多數車床故障多是外部原因造成的。維修人員應先排查外部原因后排查內部原因，不應隨意啟封或拆卸，這樣有可能擴大故障范圍，造成CNC加工精度或性能降低。

1.1.3 CNC出現故障時，維修人員應先從斷電到通電開始排查，先對車床斷電，然后對車床觀察、測試、分析，排除非通電可能對可以預測性的通電后引起故障，然后通電。

1.1.4 如果同意機床同時發生多種故障時，必須要遵循優先考慮常見引起故障的因素，并由簡單到繁瑣的進行維修。這樣既能提高效率還能保證操作人員的正常生產。

1.2 排查CNC故障診斷的方法

排除CNC發生的故障方法，先診斷（查出故障源）；后分析（故障產生的原因）；最后排除（排除故障）。

1.2.1 利用CNC的自診斷功能。

1.2.2 目測、手摸、通電等直觀診斷方式。我們首先對車床出現的故障進行眼看、手摸、通電等方式，對其故障有個初步了解。

1.2.3 采用模塊互換法。將改故障機床操作面板的任意功能模塊與另一模塊互換，以此確定故障點。

1.2.4 采用儀器測量法。在CNC發生故障后，及時使用常規的檢測儀器對發生故障部位的電壓、脈沖信號等進行監測，并利用正常值進行比較分析。

1.2.5 采用敲擊法。由于機床上各個控制系統都是有電路板組成的，上面有著很多個焊接點，若焊接點處于虛焊或接觸不良都會引起故障的發生。方法是使用絕緣物體輕輕敲打疑點部位。若故障越發嚴重，就可以確定故障源。

2 CNC故障分析和排除方法

2.1 電機故障排除

當前，大多數級加工企業選用的CNC機床都是以變頻調速的電動機。這種電動機具有連接簡單方便、性價比高、穩定性高、無轉差損耗等優點。能進行高效率平滑調速，而且電機速度變換迅速、功率大、轉速高、性能穩定，還能進行無級變速。但是這種電動機也極易發生震動、電動機發燙、噪聲大等故障。

（1）變頻調速電動機噪聲引起的故障

電機軸承缺少潤滑油脂或是軸承的損壞都能引起變頻調速電動機發出噪聲。更換電動機軸承或者加些潤滑油即可。

（2）變頻調速電動機振動引起的故障

引起震動的原因一般是由于電動機的傳動皮帶太松，或是軸間隙過大、轉軸軸承的損壞等等。對于這些故障，我們同樣可以采取更滑電機軸承或軸承潤滑油脂，對后者可以對電機和床身的連接螺栓進行加固，然后看看皮帶輪動是不是能平衡，電機主軸與皮帶輪內孔尺寸配合間隙誤差是不是太大等。

（3）變頻調速電動機發熱故障

這種故障大部分原因是由于電動機軸承損壞、皮帶太松、軸承間隙過大等。對這些原因引起的發熱故障，我們同樣可以采取更換電機軸承或給軸承加適量潤滑油脂，然后查看風扇能否正常轉動，還有就是查看排風扇上有無污染物并對其清理等方法進行。

2.2 工作臺故障排除

數控機床工作臺常發生故障。在CNC進行加工零部件時，常常會出現工作臺突然間就停止工作，步進電機一直抖動不轉的現象。造成這一故障的原因多數是機械故障。這時，要重啟加工程序，如果工作臺運行到此位置時還發生同樣的故障，就基本可以確定是由于傳動系統的損壞、變形或者卡住異物等原因造成的。產生這種故障時，首先要關閉控制系統電源，然后用手旋轉絲杠，在旋轉到某一位置時，如果發現阻力特別大或者壓根轉不動，就可以確定此處存在故障。發生這種情況應先檢查一下機床的絲桿和鑲條是否間隙過大或是太緊而造成的。亦或是絲桿變形、絲桿槽類有鐵屑雜物阻塞等。

2.3 CNC刀具位置故障排除

2.3.1 在進行換刀操作時，電動刀架出現旋轉不止，不能定位。產生這一現象的原因主要是：當電動刀架旋轉位置到達程序正在調用的某一號刀具時，無法獲取應答信息，從而引起刀架不能停止旋轉，無法定位。發生這種情況時，應先檢查刀臺或刀庫的霍爾元件是否損壞。如果檢測元件時沒有信號輸出，說明是元件損壞，及時跟換即可。

2.3.2 空走刀時，刀具運轉正常，但加工零部件時就會產生很大的誤差

可能是由于絲桿的鏈接部位松動所導致的。刀具在空走時因為沒有阻力產生，所以溜板正常運行，可是加上零部件之后，原有的吃刀阻力增加，容易引起絲杠或絲母與車床連接處產生松動，從而引起在加工零部件的尺寸產生誤差。另一原因也可能是由電動刀架引起的。如果換刀號刀架不能自動鎖緊，從而引起吃刀時刀具偏離加工點，也可能發生上述故障。此時，需要對刀臺或刀庫以進行逐一檢查。

3 結束語

CNC是適用于精加工的精密機電設備，所以發生故障的原因也多種多樣并且相對于一般機床更為復雜。機械和電器這兩部分組成了數控機床，對這兩部分發生的故障進行分析，就是對整個CNC的分析，找出故障發生的部位，在最短時間內準確并迅速排除故障，以提高維修車床的效率。與此同時，我們也要尋找故障產生的規律，不斷積累故障檢查方法，只有這樣車床技術才能不斷地提高。

參考文獻

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