數控機床機械故障診斷方法的研究及應用

王偉奇

摘 要：目前，數控機床在一些比較大型的工廠中被廣泛應用，對整個廠子的安全生產起著至關重要的作用，如果數控機床在生產中出現機械故障，會嚴重影響到生產進程和生產效率，因此，能及時對數控機床機械故障進行診斷具有十分重要的意義，對此，本文主要闡述了數控機床機械故障的幾種診斷方法。

關鍵詞：數控機床；機械故障；診斷方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.016

0 引言

數控機床是我國比較重要的生產設備，整體構造十分復雜，是一種比較先進的機械設備，由于數控機床的內部比較精密，因此在維護上具有很大的難度，數控機床正廣泛用于大型工廠的生產線中，一旦出現機械故障對廠子會造成非常嚴重的經濟損失，為了將損失降到最低，及時有效的診斷方法是十分重要的。

1 數控機床的組成結構

數控機床的技術性比較強，在內部結構組成上非常繁雜，主要由傳動帶組件、基本組件、定位裝備以及其他輔助設備等組成，數控機床屬于自動化設備的一種，通過獲取命令來進行工作，不需要人工進行操作，為了保證數控機床的工作效率，因此，需要其具備一定的質量標準，即具備變形抵抗力、抗震效果好、自動散熱性等特點。

一般來講，數控機床的故障主要是機械故障、軟件故障以及電氣故障這三種，軟件故障主要是因為工程設計師在對機床進行編程時，存在不合理的設計或編程失誤以及參數設置錯誤等，都會引發軟件故障，只需正確修改編程，正確設置參數即可進行修復；電氣故障則分為執行電器障礙、元件檢驗障礙等；機械故障產生的原因比較多，外界碰撞、溫度異常、力度過大等都會發生機械故障，要求各維護管理人員實時對數控機床進行監測，一旦出現故障要及時進行診斷及修復，從而減少經濟損失[1]。

2 數控機床機械故障的診斷方法

數控機床在發生機械故障時，可以通過幾個步驟來完成對故障的分析，第一，查看機床的工作狀態是否出現異常情況；第二，對數控機床的整個工作流程進行監測，檢查工作程序情況；第三，確定數控機床故障發展趨勢，預測數控機床未來運行情況。技術水平比較高的維修人員，可以根據一些細節從而判斷是否發生故障，比如溫度、聲音等，如果這些細節沒有發生變化則說明數控機床處于正常狀態，如果不正常則表明數控機床存在一定的故障。

2.1 數控機床機械故障簡易診斷法

（1）視覺觀察法。主要是通過人的視覺直觀的檢查數控機床的運行情況，首先，觀察數控機床零件有沒有受到損傷、一些部件是否出現松動、有沒有存在漏油等情況；其次，檢查數控機床機械的顏色變化情況，是否因溫度異常引起機械故障；接著，檢測機床油箱內部顏料的顏色，確定沉積物的含量有沒有超過標準；再接著，通過觀察廢棄金屬的數量確定機床零件是否受到損傷；最后，檢查數控機床的軸承是否有損壞情況。

（2）聽覺診斷法。數控機床屬于一種精密的機械，因此，機床在進行工作時會發出比較有規律的聲音，維修檢測人員可以根據機床所發出的聲音情況判斷是否出現故障，機床出現雜音、重音等情況則說明機床存在安全故障問題，當有渙散或無規則的聲音出現，可能是機床的零件有松動的狀態，要是有連續不斷的碰撞聲音出現，說明數控機床內部受到了撞擊，從而引發故障。

（3）觸覺診斷法。一般來講，觸覺診斷法可以通過兩種方式來診斷故障。

第一，先用手指輕觸機床的表面溫度，在溫度不高得情況下，再使用手掌或手背觸碰機床表面，從而確定數控機床的正確溫度。

第二，使用皮膚對機床進行觸碰，感受機床的震動程度是否正常，并通過不斷觸碰來找到故障發生的位置[2]。

（4）嗅覺診斷法。利用嗅覺主要是通過溫度來判斷機床故障的位置，機床在運行中，機床內部零件在進行劇烈摩擦之后會使零件部位出現高溫，由于各零部件上的可燃物經過高溫氧化時就會出現一些氣味，維修檢測人員便可根據這氣味確定發生故障的位置。

2.2 數控機床機械故障精密診斷法

精密診斷法與簡易診斷法存在一定的聯系，是對數控機床進行簡易診斷之后進行記錄，維修檢測人員通過計算機、傳感器的等設備對之前的數據進行分析和檢測，從而準確判斷故障發生的原因及位置，從而進行及時的維修處理。

（1）溫度檢測。在進行溫度檢測時，主要分為兩種檢測方式，即接觸型檢測方式和非接觸型檢測方式。

第一，接觸型溫度檢測，就是利用熱敏涂料、電動機等直接接觸測量貼片、溫度計等裝置進行溫度檢測，判斷溫度是否正常。

第二，非接觸型溫度檢測，這種檢測方式的技術性比較強，需要配備相關先進的溫度檢測設備，比如紅外熱像儀、紅外掃描儀等遙感設備對一些比較危險的物體進行測溫，相比于接觸型溫度檢測方法，非接觸型溫度檢測方法的檢測結果更準確，也更安全。

（2）震動測試。數控機床有一部分機械故障比較隱蔽，無法正常進行檢測，機床的異常震動情況也常常會引起一些機械故障，普通方法檢測的結果不夠精確，因此，需要使用傳感器對機床設備所出現的振幅進行檢測，對震動產生的各種數據進行詳細的記錄，從而確定故障的位置。

（3）噪聲檢測。即使用相關的噪聲測量儀等設備對噪音數據進行記錄與分析，尤其是在進行機床內部檢測時，一些零部件檢測難度大，只能通過震動和噪聲信息進行檢測，從而判斷故障發生的位置[3]。

2.3 油樣分析法

數控機床在運行中，各零部件之間存在一定的摩擦，通過使用潤滑油等，使潤滑油在流動中伴隨著一些金屬碎屑，而維修檢測人員則可以通過對潤滑油樣進行檢測，從而判斷故障發生的位置和原因。

2.4 無損探傷法

就是通過對機床的外部和內部存在的傷痕進行檢測，這種檢測方法不會影響機床的安全，效率也比較高，但需要注意一點，只能在機床內部沒有危險情況下才可以進行檢測。

3 結束語

數控機床機械故障能否被及時診斷出來對廠子的生產有重要的影響，一旦數控機床發生故障，就會造成生產線停產，會帶來嚴重的經濟損失，要求相關維修檢測人員，可以熟練掌握檢測方法，并針對實際情況選測適當的檢查方法，從而提高診斷效率，及時進行維修，減少經濟的損失。

參考文獻：

[1]于國慶.淺論數控機床機械故障的診斷[J].科技經濟導刊，2016（11）：51.

[2]汪立俊.數控機床機械故障診斷方法的研究及運用[J].才智，2016（28）：279.

[3]黃祥.“望、聞、問、切”在數控機床機械故障診斷中的應用[N]. 長春大學學報，2012（04）：382-385.