數控車床故障分析及維修措施

張淑梅

摘要： 數控車床作為機械加工中精密加工的一部分，因其精度高且可加工零件的復雜程度高而逐漸成為我國現代化加工的關鍵技術之一，在我國機械加工領域得到廣泛應用。但是，由于車床的使用頻率較高，所以在使用過程中很容易出現故障，這時就需要對其進行故障檢修。本文主要是對數控車床的故障類型以及維修措施進行了分析和研究，以期為數控車床的故障檢修提供建議和參考。

Abstract： As a part of precision machining in machining， CNC lathe has gradually become one of the key technologies for modern processing in China due to its high precision and high complexity of machinable parts. It has been widely used in the field of machining in China. However， due to the high frequency of use of lathes， they are prone to failure during use， and it is necessary to troubleshoot them. This paper mainly analyzes and studies the fault types and maintenance measures of CNC lathes in order to provide suggestions and references for the troubleshooting of CNC lathes.

關鍵詞： 數控車床；故障；維修

Key words： CNC lathe；failure；maintenance

中圖分類號：TG519.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）14-0182-02

0 引言

隨著機械加工技術的快速發展，數控技術應運而生，而電子控制技術的進步也給數控技術的發展提供了保障。進入21世紀以來，隨著數控裝置的推廣，其價格也逐漸降低，這就給數控車床在企業中的應用提供了極大的便利，將其引入工業生產后工件的加工效率、精度以及工件質量都有顯著提高，但是隨著數控車床的不斷使用，其必然會出現各種故障，這對于數控車床的繼續使用以及工業生產都會產生很大的威脅。因此，對數控車床的故障進行分析，并對其維修措施進行探討，對于數控車床的使用以及工業生產都具有重要的意義。

1 數控車床故障類型

對數控車床的故障類型進行研究后發現，數控車床的故障可以分為確定性故障和隨機性故障兩大類，其具體內容如下文所示。

1.1 確定性故障 確定性故障主要是指一些條件都出現時，確定會出現的故障，確定性故障是數控車床最常見的故障類型之一。在實際生產中常見的確定性故障有：硬件故障和軟件故障等，而且確定性故障一般都需要重新更換零部件或者操控軟件后才能夠重新使用。但是，由于確定性故障在生產過程中一般都具有規律性，所以在維修時也便于維修人員快速找出導致故障產生的原因，進而針對這些故障進行維修，這大大縮短了維修時間，便于數控機床能夠快速的投入到生產中。

1.2 隨機性故障 隨機性故障是指數控機床在運行過程中突發的故障，具有一定的偶然性，且根據常規的檢修方法和故障產生規律不易找出故障原因的故障。對數控車床的隨機性故障產生原因進行研究后發現，隨機性故障的產生大多與數控車床的安裝過程、數控程序設計過程、以及工人操作習慣有關。因此，在實際維修過程中，遇到隨機性故障時其維修難度會比較大，且經過維修車床正常使用后，在后期的運行過程中車床床仍會產生同樣的故障。因此，為了確保車床正常的使用性能，避免數控車床偶然性故障的發生，就必須要在安裝、軟件設計以及工人操作過程中進行小心、謹慎，以期盡可能減少數控車床的隨機性故障，提高數控機床的工作效率和使用率。

2 對于數控車床故障的診斷

2.1 全面檢查 當數控車床發生故障需要進行維修時，維修人員一定好做好故障現場的全面檢查和故障記錄，才能夠保障維修人員能夠快速的獲取有關故障機床維修的實際情況和數據。在對產生故障的數控機床進行維修時，維修人員首先應該查看以往的故障維修記錄，并對操作人員進行操作情況詢問，然后找出故障產生的可能原因，經過確認后提出專業的維修意見和解決方案，最后按照維修方案進行維修。同時，在故障維修過程中維修人員還需要對數控車床的實際運行狀況以及故障進行細致的觀察和研究，并對數控車床的控制線路進行檢修，以確保數控機床的外接線路和控制線路無故障存在，然后連接電源后對其運行情況進行觀察，并對異常情況進行記錄并分析原因。

2.2 認真分析 隨著數控機床技術的不斷發展，如今數控機床的系統中都預留有自診斷系統和故障報警系統，但是一旦遇到故障，維修人員仍然需要對機床設備進行認真的檢查，找出故障產生的原因，然后有針對性的進行故障維修和設備保養。而且，由于故障還具有隨機發生性，所以在進行數控車床分析時，不能按照習慣思維來進行故障維修，還應該多方面考慮，認真分析和排查數控車床中可能存在的原因和影響因素。在故障檢測和故障維修過程中，維修人員還應該對車床的機械傳動系統、液壓系統以及氣動系統進行全方位的檢查，做好故障的檢查和原因排除工作，只有這樣才能夠準確的找出故障產生的原因，然后有針對性的進行維修，從而避免同樣故障的再次發生。

3 數控車床常見故障的維修

3.1 軸承類故障 對于數控車床而言，其核心在于傳統系統，而作為傳統系統的核心部件，傳動軸是由于承載了數控車床工作的主要荷載和傳動力，所以在數控車床的故障類型中，軸承類故障是數控車床中常見的故障。在數控車床故障發生時，維修人員對其軸承的傳動狀況以及機床的整機工作情況進行分析，若數控車床主軸的單向推力球軸承發生損壞，就會影響機床的正常傳動，檢測到故障后對其進行維修和更換，就可以實現對車床的維修。若傳動軸發生斷裂等情況，就需要根據實際工作情況，對傳動軸進行更換，更換原則為更換直徑更大的軸承作為傳動軸，以優化數控車床的傳動機構，而在維修過程中，也可以通過調整數控機床的轉速，重新布局軸承的位置等來對車床的轉速進行調整，從而有效的解決數控車床的故障。

3.2 噪音劇烈引發的故障 一般情況下數控車床運行時，其噪音很小，而當數控車床的噪音很大時，就表明數控車床已經出現了故障。因此，維修人員應該根據噪聲源的位置，準確的找出數控車床的故障問題所在，只有這樣才能夠及時的解決數控車床的故障。數控車床在運行時，其各個運動副之間獨立做旋轉或者往復直線運動，運動副做周期性的接觸和分開，以實現數控機床的功能。通過對數控機床噪音方面的問題進行研究后發現，隨著溫度的升高，噪音也會隨之增大，或者也可以說噪音是隨著工作符合和工件磨損的程度來決定的，負荷越大、磨損越嚴重就會導致噪音越大。而且，噪音量的增大與數控車床內的潤滑程度有關，若潤滑不及時或者潤滑液不足都會導致數控車床零部件由于摩擦而導致噪音的產生。針對數控車床的噪音問題，維修人員要將其按照運動副區分開來，按照實際接觸的情況，做好數控車床運動副的調整和修理或者做好運動副內損壞零部件的更換和處理，以保持軸的精度要求，而且還應該對運動副進行詳細的檢查，以保證各傳動管道以及物料進出通道的疏通和清理工作。

3.3 刀架導致的故障 若數控車床出現機械卡阻等問題，就會因其刀盤卡死不動，進而燒毀刀架電極，損壞刀架接觸器和控制繼電器等零部件，從而損壞數控車床刀具刀架。刀架一旦出現問題時，維修人員就應該針對其進行一一排查，盡可能將故障縮小到一定的檢修范圍內，然后根據故障原因和類型，逐一進行檢查和分析，只有這樣有針對性的進行檢修和問題查找，才能夠找到問題，并進行維修。若在維修時發現某刀具在刀盤上重復回轉，這可能是由于刀位的原因導致了元件的損壞，在這種情況下只有更換元件就可以消除這些故障。但是，在一般情況下，對刀盤上的刀具進行換刀時，往往會由于換刀不到位或者換刀位超前，而對數控車床的加工精度產生很大的影響，這主要是由于在刀架上，磁鋼位于圓周上，對于元件而言，無論是刀具靠前護著靠后，都會導致數控車床產生故障，針對這種故障類型和情況，在使用過程中，就需要對刀架進行鎖緊，然后松開磁鋼盤，進而確保在使用過程中，待加工元件與磁鋼之間具有一定的位置，進而完美的解決這類故障和問題。

4 實例分析

4.1 實例一 配置有FANUC-Oi-mate系統的數控車床，出現無法編程現象，而且也無法對對刀值進行修正，而在使用過程中還伴隨有警報聲。維修人員通過試運行將其與正常系統進行對比分析，結果發現，同系統被鎖住的情況是一樣的，這就表明系統的該故障是由于系統的開關被損壞所導致的，維修人員將其進行短接處理后，無法解決該故障，之后維修人員對系統故障所產生的梯形圖進行觀察和研究后發現，系統中X55沒有信號輸入和反饋，即故障處在X55線路上，隨后維修人員利用萬用表對X55進行檢查后發現，信號無法輸入的原因主要是由于操作面板上，軸承類零部件選擇開關接線部分出現脫落所導致的，這些導致了信號輸入不正常現象，進而引起了系統內部PLC邏輯關系等措施，這些都是故障產生的根本原因，維修人員針對該故障產生原因進行解決后，數控車床就實現了正常運轉。

4.2 實例二 若數控車床在操作時，操作不當就會導致數控車床出現突然停車等問題，這時就需要對數控車床的面板和數控車床控制柜進行檢查和研究，通過研究后發現，導致數控車床停機檢修的主要問題是由于Y軸電機電路板上的保險管被燒壞所導致的，在詳細檢查Y軸的相關零部件后發現，電動機的外表皮出現部分刮破、損傷等情況的發生，而正是由于這些被劃破部分導致了電動機電路面板與車床外殼部分相接觸，進而導致數控車床短路現象的產生，燒壞了Y軸電動機電路面板上的保險管，損壞了Y軸上的保險裝置，在對Y軸電動機進行更換后，發現數控車床運行正常。

5 數控車床維修

作為專業的數控車床維修人員，做好數控車床的日常檢查、故障研究和維修等工作，不僅能夠預防和處理各種故障，而且還可以在一定程度上延長數控車床的使用性能和使用壽命，提高數控車床的壽命周期。而且，對數控車床進行日常檢查和維修，也能夠在一定程度上保護數控車床操作人員免于因為數控車床失控而造成受傷等情況的發生，這不論是在經濟上還是在時間上都會實現巨大的經濟效益，有利于數控車床的運行。

對于故障而言，要從確定性故障和隨機性故障這兩部分入手進行分析。首先，對于確定性故障，維修人員一定要定期對數控車床進行維護和保養，并針對故障進行合理的維修和養護；對于隨機性故障，維修人員要針對數控車床的控制系統進行及時維修和養護，保證機床的正常接地和工作。只有通過這一系列的措施才能夠實現減少確定性故障和隨機故障的目的。并且，對于數控車床進行檢修和維護時，一定要在保養、檢修過程中穿插防御性維護，只有這樣才能夠確保故障發生的概率。

6 結論

綜上所述，隨著數控加工技術的快速發展和不斷完善，數控機床由于其加工零件的高精度以及高效率，而在機械加工過程中發揮著不可替代的租用，但是數控車床由于使用不當或者維護不力而出現諸多故障，所以為了確保數控車床的正常進行，維修人員一定要采取多種措施對數控車床常見故障和問題進行分析和討論，以及時地解決故障。

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