數控機床的機械故障分析與維修

穆臨平

（太原理工大學機械工程學院，山西 太原 030024）

1 數控機床的常見機械故障

1.1 系統故障與隨機故障

系統故障主要指的是在特定情況下，數控機床必定會產生某類問題或故障。而隨機性故障與實際情況關聯不大，其往往是因為部分偶然因素而引發的故障。相較于系統故障而言，隨機性故障其分析與排除的難度較大，需要耗費大量的實踐才能真正弄清其中原因。導致隨機性故障產生的原因主要包括：控制系統元件受磨損而無法正常作業，導致工作特定飄移；機械長時間運作使得其局部出現錯位、松動等情況；電器元件可靠性降低，難以將其功能發揮出來等。這要求維修人員具有豐富的工作經驗，通過多次經驗與多方判斷后方可以準確排除。

1.2 破壞性故障與非故障性故障

結合數控機床在運轉環節所產生的各類故障以及實際所產生的破壞程度，可以劃分其故障為破壞性故障與非破壞性故障兩類。不同故障所導致的破壞均有所差別，其中破壞性故障往往需要實施大范圍修理，通常會有短路的問題出現，維修起來具有較大難度，并且在實際維修時會存在一定的危險性，需要盡可能對其徹底修復，防止同類問題反復出現。

1.3 軟件故障與硬件故障

根據數控機床機械故障的實際情況可以將其劃分為軟件故障與硬件故障兩類。其中軟件故障通常是由于編程不當而引起的，要求修改原來的程序。而硬件故障則要求對相應元件進行檢測或更換來進行處理。相較來說，處理起來軟件故障難度較低，結合所需修改機床參數，實施多次檢測后及時修改原來程序便可以讓機床恢復正常作業。

2 數控機床的機械故障的診斷與維修

2.1 簡易診斷法

簡易診斷法主要是的是維修人員次安全相應檢測儀器、百分表、水準儀、工具光學儀等設備來檢測機床，并采取聽、聞、問、摸、看等方式來結合元件或機床的聲音、溫度、顏色、外貌與氣味來對其故障進行診斷。該類方式可以有效檢測劣化趨勢，將故障部位確定下來，具有良好的診斷有效性，不過該種方式往往需要具有較高水準的工作人員來完成，所以存在較大的局限性。

2.2 精密診斷法

精密診斷法是基于簡易診斷法來詳細描述和記錄疑難故障，并安排專業的診斷人員來利用先進的自動化診斷設備，如傳感設備、計算機等來分析和檢測機械故障。根據實際檢測所得結果，故障部位以及原因來將相應的維修方法與時間確定下來。該種方法是對簡易診斷法的延伸與擴展，專門用來對使用簡易診斷法難以處理的疑難問題進行處理。具體包括如下幾方面內容：

（1）噪聲監測。噪聲監測主要指的是采取噪聲測量計、聲波計來有效收集和分析機床與軸承在運作過程中所產生的噪聲信號，用來對齒輪與軸承的故障狀態進行識別與判斷。在診斷機床機械故障過程中，噪聲與振動均是非常關鍵的數據信息，通過測定其強度能夠有效確認機床的異常部位，隨后實施定量分析。

（2）振動測試。振動測試主要是采用傳感器裝置來測量整體疥瘡或是局部的振級，包括了位移速度、加速度以及幅頻特征等內容，以便于能夠對故障進行準確的監測與預測。

（3）溫度檢測。溫度檢測可以分為接觸型溫度檢測與非接觸型溫度檢測兩種。其中接觸型溫度檢測主要是利用溫度計、熱電偶、測量貼片等裝置溫度來直接與熱敏涂料、電動機以及齒輪箱進行測量。非接觸型溫度檢測主要是利用現代化的遙測設備，如紅外測溫儀、紅外熱像儀以及紅外掃描儀來對危險物體的溫度進行測量。該種方式操作較為便捷，且所得結果準確程度也較高。

（4）裂紋監測。裂紋監測中通常采取的是磁性探傷法、超聲波法、電阻法以及發射法來進行，其主要目的是為了能夠準確描述機床元件的裂紋形狀。如若機床元件出現疲勞裂縫極易引發嚴重的安全事故，所以，要結合具體材料性質來采取相應的監測方式，確保監測的有效性。

（5）油液分析。通常情況下，油液分析主要是采用現代化的原子吸收光譜儀來對潤滑油或液壓油中所摻雜的金屬微粒與雜質進行檢測，深入分析雜質的大小、數量以及成分，從而準確判斷出元件磨損的狀態、程度與原因。

3 結 語

總而言之，數控機床的機械故障會在很大程度上影響到了整體機床的運行效果與質量，所以相關工作人員應當要能夠正確分析其故障類型與原因，并采取有效的檢測與維修方式，切實維護數控機床的運行安全與穩定。