數控機床故障分析與診斷系統的設計

劉慶輝

摘 要：數控機床是一種裝有程序控制系統的自動化機床。數控機床在運行的過程中，能夠加快工業生產，提高我國工業生產的效率。該文就數控機床故障研究的重要性、數控機床故障分析以及數控機床故障診斷系統設計展開討論。

關鍵詞：數控機床;故障分析;診斷系統設計

中圖分類號：TH17? ? 文獻標志碼：A

數控機床是當前我國生產中最常用的儀器設備之一，數控機床的健康運行對我國工業生產具有很重要的意義。數控機床結合了電氣控制、自動化控制等技術，要想保證機床正常運行，需要加快數控機床的故障分析領域的研究速度，促進我國數控機床發展水平的提高。

1 數控機床故障分析

數控機床的常見故障有系統故障、隨機故障、破壞性故障、非破壞性故障、硬件故障、軟件故障等，故障可以根據元件原因、性質原因分為2類。元件原因主要表現有噪聲、加工出的成品質量不合格等，這一類故障屬于機械故障，機械故障主要體現在數控機床操作過程出現異常的現象，象主軸振動引起加工零件表面粗糙度較高、主軸卡夾不牢固、工件運行中飛出、加工尺寸有誤等。上述這些現象是由于機械問題引起的，出現這一類故障時，檢修就會十分麻煩。另一類是性質原因故障，在這一類故障中表現出的現象有元件松動、數控機床焊接位置接觸不良等，主要產生的原因是外界因素或者電壓不穩造成的，因此在數控機床發生故障時，我們可以根據數控機床表現出來的現狀分析大致原因，進行診斷，這樣能夠提高數控機床故障檢測與維修的效率。

2 數控機床故障診斷系統設計

數控機床故障診斷方法有直觀判斷法、功能測試法、敲擊法、局部升溫法、更換元件法、參數檢測法等，下面我們就根據這些方法一一進行闡述。

2.1 直觀判斷法

直觀判斷法，顧名思義就是通過直觀的視覺、聽覺等判斷數控機床故障的位置。直觀法主要包括詢問、目視、觸摸、通電等步驟。在數控機床正常運行時，發出的聲音與氣味等具有一定的規律性，當數控機床出現故障時，可能會出現特別的氣味或者雜音等現象。因此我們可以通過直觀法，判斷數控機床出現故障的位置。

2.2 功能測試

功能測試法比較適合用于長期閑置的數控機床，當長期閑置的數控機床剛投入使用時，很容易直接生產出工業廢品，通過功能測試法，確認功能正常時再投入生產，能夠保證生產的質量。

在工廠中，有一臺配有FANUC 0MC 數控系統的江蘇多棱TH6363B 臥式加工中心。運行自動加工程序后，出現零件尺寸誤差大現象時，系統無報警。由于系統無警報，我們難以判斷故障出自哪里，使用功能程序測試法，將存儲在功能測試帶中的程序輸入系統，并進行空運行，測試過程如圖 1 所示。在程序運行至刀補的環節，我們發現數控機床程序顯示形狀不符合規則，于是判斷是刀補環節出現了故障，因此將電路更改為集成電路后，數控機床開始正常運行，由此可見，在數控機床故障分析中，功能測序法十分重要。

2.3 敲擊法

數控機床的故障分為很多種，有時由于故障問題比較小，會出現時有時無的現象，所以必須從小抓起，才能夠確保數控機床運行的安全性，因此當問題比較小時，我們可以通過敲擊法來判斷故障所在的位置。故障出現時有時無的現象時，大多數原因是由于數控機床中焊接部分出現松動引起的接觸不良，因此當我們使用絕緣的物體進行敲擊時，接觸不良的位置可能會突然接好或者突然斷開，由此我們就能夠判斷出故障的大致位置。在敲擊法中需要注意的是，應該選取絕緣性質的物體進行敲擊，防止出現連電等危險。

2.4 局部升溫法

工廠中的數控機床經常長時間的運行，部分元件老化嚴重，老化的會導致機器出現時好時壞的故障現象，這種情況下，老化的元件不能繼續使用，否則會影響整個數控機床的正常運行，如何判斷具體是哪個老化元件有問題，可以采用局部升溫法來查找。局部升溫法是對機床的局部進行升高溫度處理，溫度升高后，對正常的元件沒有什么影響，但是能夠使老化的元件在短時間內損壞，通過程序測試法等方法，就能夠找出損壞的元件，并且進行更換，就能夠使數控機床恢復正常運行。

2.5 更換元件法

更換元件法是指當我們確定數控機床的故障后，使用相同型號的元件對發生故障的元件進行替換，替換后檢測數控機床的運行是否正常，如果數控機床的運行正常，就說明故障分析正確，但是當更換元件后，我們檢測數控機床時，發現故障仍然存在，就需要對故障進行重新分析檢測。

2.6 參數檢測法

在使用數控機床時，需要輸入數控機床相關參數，但是在機床運行時，突然斷電等情況的發生會影響數控機床中參數的穩定，這時需要對參數進行清空，并且重新輸入。參數不正確時，數控機床運行也會出現故障，生產出的產品也會出現質量不合格的現象，因此應該仔細檢查參數是否正確，確保數控機床的運行環境安全。

3 結語

總而言之，我們可以根據數控機床的故障所表現出的癥狀對其進行分析，根據經驗判斷出故障發生的大概原因，然后通過故障診斷方法進行故障診斷，能夠有效診斷出故障所在位置。數控機床在正常運行時，出現的故障一共分為幾個種類，分別是接觸不良、元件老化、參數不正確等，針對具體問題進行解決，能夠延長數控機床的使用年限，降低工廠數控機床生產的成本。

參考文獻

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