數控加工中心機床常見故障診斷與解決措施

撰文/陳輝雄

數控加工中心機床常見故障診斷與解決措施

撰文/陳輝雄

近年來，數控加工技術的應用領域不斷擴大，為傳統制造業帶來了革命性的變化，提高了產品的制造水平和制造能力。數控加工技術已經成為現代加工發展的大趨勢，并逐漸引領我國制造業進入了數字化發展時代。本文以加工中心為例，簡述了數控加工中心機床常見故障的診斷方法，并提出相應的解決措施，希望能為相關人員提供幫助。數控加工；加工中心；故障診斷；解決措施

■515041 汕頭市職業技能鑒定指導中心 廣東 汕頭

數控技術的出現和發展，結合傳統工業生產設備的改進，大大促進了我國機械制造業的發展。采用數控技術的各類機床是一種高效靈活的自動化機床，可以很好地解決中小批、多變、復雜精密零件的加工問題。數控加工技術經歷了多代變化，不斷適應社會生產需要，促進了工業生產設備更新以及生產自動化的快速發展。

1　加工中心

加工中心是帶有刀庫以及自動換刀裝置的一種多工序數控機床。工件經過一次裝夾之后，可以對兩個及以上的表面自動完成鏜、銑、絞、鉆等多種工序的加工，在加工過程中還可以完成自動換刀，大大提高生產的自動化程度和生產效率。但是，使用加工中心還要受到諸多因素的制約，并不是說有了合格的加工中心就可以獲得良好的經濟效益和預期的使用效果。在使用加工中心之前，必須配備具有熟練操作技術的人員以及對機床加工進行精確編程。充分了解所使用機床的加工工藝、性能以及特點，選擇合適的加工對象，采用合理的工藝措施，同時在組織管理上要充分認識到普通機床與加工中心之間存在的不同，對設備定期進行維護與保養。

2　數控加工中心機床常見故障診斷與解決措施

當數控機床發生故障時，維修人員應該多做觀察、調查與試驗，而不是急于動手處理。故障調查主要是向操作人員仔細詢問出現故障的全過程，查看故障記錄。因此，對于操作人員來說，當發現數控機床出現故障時，應該采取急停措施，停止系統運行。如果故障不能排除，則需要及時通知維修人員進行修理維護，并且還應對故障做詳細記錄，為維修提供可靠資料。圖1為故障診斷處理過程。

圖1　故障診斷處理過程

2.1故障現象：刀庫中刀具與主軸刀交換時掉刀

原因及維修：換刀時換刀點漂移或機械手抓刀時主軸箱沒有到位。重新設置換刀點，重新操作主軸箱運動，使其回到換刀點位置。

2.2故障現象：刀庫轉動不到位

故障發生原因可能有以下幾點：

2.2.1液壓系統出現故障，導致液壓閥出現問題或油路不暢通。檢查液壓系統。

2.2.2刀庫負載過大或者出現阻滯現象。檢查刀庫裝刀是否合理。

2.2.3傳動機構存在誤差或電動機轉動故障。調整傳動機構或更換發動機。

2.2.4液壓馬達出現問題。檢查液壓馬達工作是否正常。

2.3故障現象：主軸定位不準確導致無法進行正常自動換刀

原因及維修：主軸定位之后發生位置偏移。機械部分結構簡單，檢查主軸驅動系統無任何警報，機床定位采用的是編碼器，定位動作正常，所以從故障的現象以及故障可能發生的部位來說電氣部分發生故障的可能性較小。檢查連接部分發現主軸與編碼器連接部分之間的間隙過大，編碼器連接套的緊固螺絲出現松動現象，說明影響主軸定位的機械原因是編碼器的連接。將螺釘按照要求進行固定，故障隨之排除。

2.4故障現象：自動換刀時發現主軸松刀動作緩慢

原因及維修：通常引起加工中心主軸松刀緩慢的原因有主軸松刀氣缸不良；氣動系統流量不足或壓力太低；機床主軸壓力系統出現故障。根據以上原因分析，首先對氣動系統壓力進行檢查，如果發現壓力表顯示壓力小于0.6MPa，則說明壓力過低。應打開壓力機，壓力上升，故障排除。

2.5故障現象：電池電壓降低

原因及維修：FANUC系統在工作一段時間之后，屏幕顯示器會出現電池電壓降低警報，當警報出現后，應在一周之內更換電池，否則將會導致儲存器內的內容丟失。

2.6故障現象：主軸串行通信錯誤

原因及原因：CNC與串行主軸放大器（SPM）之間發生通訊錯誤。故障原因可能包括：

2.6.1CNC印刷電路板故障。

在母板上安裝了CNC側的主軸控制回路。如果發生故障，則需要更換模板。

2.6.2連接電纜接觸不良。

檢查電纜是否為雙絞線，是否連接正常。檢查CNC與串行主軸放大器（SPM）的電纜連接是否良好。檢查插頭與電纜連接是否緊固，確認沒有任何切斷或折斷的地方。

2.7故障現象：300號報警（要求返回參考點）

原因及維修：串行脈沖編碼器內的機械絕對位置數據丟失。拆下串行脈沖編碼器的位置反饋信號或更換串行脈沖編碼器，導致警報發生。需要用下述方法，重新記憶機床位置。

2.7.1不具有返回參考點功能：進行無擋塊式參考點設定，記憶參考點位置。更換串行脈沖編碼器時因為參考點的停止位置與更換前的位置不同，需要變更柵格偏移量正確調整停止位置。

2.7.2具有返回參考點功能：只在發生報警的軸進行手動返回參考點。如果發生了其他報警導致無法手動返回參考點時，可以把參數1815#5設為0，解除其他警報后手動返回參考點，返回參考點之后按復位鍵，解除警報。

2.8故障現象：700號報警（過熱：控制單元）

原因與維修：如果 CNC 控制單元的外圍溫度過高，就會發生此報警。作為安裝條件，如果周圍溫度過高就會引發報警，CNC的環境溫度不能超過55 ℃。過熱則應采取改善散熱條件或者降溫措施。

3　加工中心的使用、維修以及保養

加工中心具有知識密集和技術密集的特點，因此，維護人員不僅僅要具有加工工藝、機械以及氣動、液壓等方面的知識，也必須具有驅動、計算機、測量技術以及自動控制等方面的知識，這樣才能全面了解與掌握加工中心，及時做好維修工作。維修人員在維修前應該對加工中心有一個詳盡的了解，要仔細閱讀加工中心的有關資料，包括機床特點、結構、數控系統的工作原理圖，機床驅動部分的結構圖，以及他們之間的聯系方式。

對加工中心使用經驗較少的單位，一般不要急于要求操作人員產生經濟效益，編程與操作人員需要一定的時間熟悉操作過程。加工中心機床本身的結構也需要一定時間的磨合，機床一般經過3至6個月的磨合就可以投入正常使用。對于加工中心來說，理論上可以24小時進行連續工作，但是為了提高利用率，發揮加工中心的優勢，應該盡量先在普通機床上完成零件的大切削量的粗加工。

加工中心的維護主要包括故障排除和日常維護兩個方面。機床的故障排除與維修人員的經驗和技能有很大關系，平時應該注意維修人員的管理、學習和培訓。日常維護應嚴格按照機床說明書上的具體規定，對設備進行定期潤滑、清理和檢查，必要時可以請機床生產廠家或者其派出機構代為維修與保養。

4　結語

加工中心的應用越來越廣泛，應用好加工中心，提高生產效率和零件加工質量，是每個使用者都十分關心的問題。本文針對數控加工中心機床在加工過程中經常出現的故障，分析了各種故障可能出現的原因，并給出了行之有效的維修方法。實踐證明，這些方法能有效地提高加工中心故障產生后診斷的準確性和處理質量，提高工作效率，對其它數控機床的故障診斷及維修也具有普遍意義。

參考：

[1]董小鵬，王炳然，張麗娟.我國數控技術的現狀及發展趨勢[J].機電產品開發與創新，2011(12):11-12.

[2]吳藝龍，何超龍.數控機床進口、使用與管理中存在的問題[J].現代制造，2011(14):112-113

[3]楊紹奎.中小企業如何用好數控機床[J]制造技術與機床，2010 (15):149- 151.

[4]吳鋼華.淺談我國數控技術的發展與前景[J]制造技術與機床，2011 (19):40 -41.

作者簡介：

陳輝雄（1963－），男，廣東汕頭人，汕頭市職業技能鑒定指導中心機械工程師，研究方向為機械數控加工中心技術。