探究數控機床機械維修中的維修方式及調整方法

王冰

【摘要】隨著數控機床的普及和應用，為保障其在生產過程中能夠正常運行，對其維修方式及調整方法的發展也必須要跟上腳步。本文立足于數控機床生產運行過程中的實際，對其出現故障后的檢測、維修、調整的方式方法進行了深入分析，并給出針對性建議。

【關鍵詞】數控機床、故障、機械維修、

隨著當代科技的飛速發展，各行各業中的數字化也越發的普及，工業自然也不例外。數控機床的普及，不僅僅增加了在有效時間內的工作效率，更能減小在實際生產操作中形成的誤差，大大的提升了加工對象的精度。而為了使數控機床能夠良好的運行，除了平時必要的保養之外，在其發生故障時，科學、安全的檢測及維修方法更是重中之重。

一、數控機床的機械結構要求

（一）數控機床的機械結構組成

數控機床是一臺集合高精度、高穩定性、高生產率為一體的現代化生產工具。其主要的機械結構包括：機床基礎件、主傳動系統、進給傳統系統、工件回轉及定位裝置、實現部件動作和輔助功能的裝置以及特殊功能裝置。

（二）數控機床的機械結構要求

因為在加工的過程中，高速切割加工件時，刀具與加工件的碰撞剛度非常大，為了不造成數控機床的損壞，所以需要其具有優秀的動靜態剛度及良好的抗震性；同時，因為刀具與加工件的高速摩擦會產生大量的熱量，所以還需要數控機床具有優秀的熱穩定性；為保證加工件的精度以及減少誤差，數控機床在加工過程中還必須具有優秀的運動精度以及低速穩定性；最后，也是最為重要的，為保障操作員工的安全，數控機床必須具有優秀的操作及安全防護性能。

二、數控機床的機械故障檢測方法

機械故障的定義是機械結構因偏離其設計狀態而喪失部分或全部的功能。而在實際的生產過程中，因為操作的不當，或其他原因，難免總會產生不同的機械故障。為了保證盡快使數控機床恢復正常工作狀態，故障維修前的診斷檢測便顯得尤為重要。

（一）檢測診斷的順序

當數控機床發生故障時，為了避免因為隨意拆卸、啟封等原因造成故障擴散、機床精度降低等問題，檢測診斷應該從外向內進行，逐一排查；

由于數控機床存在機械、電氣、液壓多方面的技術及元件，所以在檢測診斷時也要從多方面進行考慮，因為機械故障往往比較容易發現，而液壓電氣的問題往往存在大量的邏輯思考，從而導致校驗緩慢，所以為了保障診斷效率，要先進行機械性故障的檢查，再對液壓、電氣進行檢測診斷；

在故障的檢測診斷過程中，要先進行斷電狀態的檢測，通過觀察分析，在確保通電之后不會造成故障擴散，甚至是粉碎性故障的情況下，才能進行通電的動態觀察檢測，從而找出故障。

（二）故障的診斷方法

現代的機械故障檢測診斷，主要依靠兩種方法：

1.實用診斷法

實用診斷法是指維修工通過螺絲刀、萬用表、水平儀、轉速表等工具對數控機床進行一般性檢測，同時，再利用身體的感官進行診斷的方法。其中，感官診斷的方法與中醫相似，分為：

望，也就是對故障的數控機床進行觀察，觀察機械系統有無損傷、變形，再觀察故障發生時加工件的情況，對故障位置形成初步分析；

聞，也就是聽，聽數控機床在工作過程中的聲音，正常的數控機床在工作運行過程中的聲音往往是均勻且有規律的，如果聲音雜亂、有金屬碰撞聲，則說明機床內部存在元件變形、松動等問題；

問，在進行故障判定時，要多向故障機床的操作員進行詢問，因為操作員是最熟悉該機床性能的人，往往通過操作員的話語就能對故障愿意進行初步判斷；

切，也就是對故障機床進行觸摸，看看其在運行過程中是否存在溫度過高、劇烈震動、箱體爬行等問題；

嗅，在數控機床發生故障后，往往會因為局部溫度的升高而產生焦糊味，通過對味道來源的追蹤，可以較為準確的判斷發生故障的位置。

2.精密診斷法

實用診斷法雖然可以快速、高效的診斷出故障部位，但有時因為數控機床的高度復雜性，所以會產生許多疑難故障，這時就需要精密診斷法來對疑難故障進行診斷。

精密診斷法主要是指：對利用實用診斷法診斷故障之后出現的疑難問題，進行利用專業的維修手段，對故障機床的數據進行信息化分析，最后采取最有效的維修方式的方法。

雖然精密診斷法比實用診斷法更加具體化、科學化，但是在實際應用過程中，因為維修時間或檢測成本等諸多問題，往往還是用實用診斷法來檢測數控機床的故障原因，只有在實用診斷法無法檢測的疑難問題上，才會使用到精密診斷法。

三、數控機床機械故障的維修方式及調整方法

（一）主軸部分機械故障

1.主軸過載

主軸系統的過載報警，是數控機裝主軸的自我保護機制一般發生于主軸進行強力切削，正反轉頻繁等電流增加動作的情況下。

具體的解決方法應結合實際，舉個例子：在XH714型立式加工中心，加工過程中頻繁出現過載報警。

解決過程：故障的主要表現為Z軸電流過大，停機后報警消失，再開始工作一段時間繼續報警。首先要判定故障發生的具體位置，將Z軸電動機與機械主體脫開，然后運行機器，在一段時間后未發生報警故障，即判定為機床負荷異常，導致電動機故障，主要由于機械絲杠或運動部位過緊造成。解決方法：首先調整Z軸的絲杠緊固螺母，效果不明顯，再對Z軸而對鑲條螺栓進行調節，機床負載減輕，故障消除。

2.主軸振動噪聲

軸承、傳動軸以及齒輪是數控機床主運動系統中主要使用的零部件，一般在齒輪或者軸承發生損壞的時候會產生噪聲。總的來說，噪聲產生的原因主要分為三種：一是主軸機械零件損壞產生故障；二是驅動裝置中再生回路引發的故障；三是主軸驅動裝置設置參數錯誤引發的故障。

舉個例子：在立式加工中心鏜孔的過程中精度下降，圓柱度超差，主軸噪音過大。

解決過程：首先檢查主軸各部分的參數設定，在確保無誤后，再檢查驅動單元、電動機等部分，再次確定無誤。這時重點檢查主軸機械零件部分，發現軸承損壞，在更換同規格軸承后，噪聲消失，故障排除。

3.加工精度偏差過大

機床在運輸過程中受到沖擊；機械零件安裝不牢固或發生變化這兩種情況是影響加工精度的主要問題，具體的解決方法是，檢查各個可能影響加工精度的部位，找到問題根源之后重新安裝或緊固。

4.主軸在進行切削時震動過大

形成這種故障有五種可能：一是主軸箱連接松動，解決方法為恢復精度的情況下緊固主軸箱與機床的連接螺絲；二是軸承預緊力過低導致游隙過大，解決方法為其次增加軸承預緊力，但不宜過高，否則會導致軸承的損壞；三是軸承預緊螺母松動，解決方法為然后是緊固預緊螺母；四是主軸軸承發生損壞，解決方法為更換軸承；五是主軸與主軸箱之間超差，解決方法為通過修理主軸與主軸箱，確保他們的精度要求。

（二）進給系統部分故障

1.導軌

導軌部分的主要故障主要分為兩類：

（1）導軌刮傷

導軌刮傷的主要原因有：一是由于機床長時間的使用，使地基與床身的水平度發生變化，導軌某些位置負載過大，解決方法為調整機床的水平度或者調整導軌的精度；二是長期加工較短工件時導軌某些位置磨損嚴重，解決方法為合理分布較短工件的加工位置，確保導軌負載平均；三是導軌潤滑不良，解決方法是合理添加潤滑劑。

（2）導軌移動零件無法運動或運動不良

發生這種故障的主要原因有三個：一是導軌面刮傷，解決方法為用180號砂布修理刮傷痕跡；二是導軌壓板刮傷，結局方法為拆下導軌壓板，調整間隙；三是鑲條與導軌之間縫隙過小，解決方法是調整鑲條螺栓，放松鑲條與導軌之間的縫隙，同時保證0.03毫米的塞尺不能通過。

2.絲杠

絲杠的主要故障及其維修方法主要分成以下幾種：因潤滑不足發生的爬行溜板，解決方法為為各油路添加潤滑油；滾珠絲桿產生毛刺或研傷，解決方法為修理或者更換絲杠；絲杠的軸承發生故障或損壞，解決方法更換損壞的軸承。

（三）ATC刀具自動交換裝置故障

據統計，ATC刀具自動交換裝置故障占數控機床故障的一半以上。，其主要故障現象為：刀庫中的運動故障；機械手持刀定位產生誤差；機械手持刀不穩定；機械手切削動作不準確。在這些現象產生時，都會因為換刀的動作停止，而導致整機停機。

結論

綜上所述，數控機床的故障種類繁多，而且每個維修員的維修思路也有著千差萬別，本文僅僅分析了部分機械故障。在實際的維修過程中，希望各維修員能秉持望、聞、問、切、嗅的診斷方法，才能根據具體故障對癥下藥。

參考文獻

[1]田亞丁. 淺談數控機床機械故障的診斷與維修[J]. 山東工業技術，2015，（16）：3.