數控機床常見故障分析及預防探討

宗春滿

【摘 要】科技的進步，促進工業建設得到快速發展。數控機床是工業現代化過程中不可或缺的一個重大發明，我國現代絕大多數工業產品都應用到數控機床技術，筆者通過長期的實踐和理論研習，總結出數控機床在實踐中常見的五大故障，并且羅列了集中實踐中較長應用的故障排查辦法，最終從理論層面給出相關故障出現后的檢修指導意見。本文就數控機床常見故障分析及預防展開探討。

【關鍵詞】數控機床;常見故障;處理方法

引言

隨著當前社會的不斷進步，社會對于數控機床的需求量也越來越大，這就使得近些年來對于數控機床的故障類別也越來越多，那么所需要整理的應對方案也就越來越多。一旦數控機床不能正常使用，將影響所生產的產品質量以及生產效率。所以重視起數控機床的常見故障應及時修復和維護，可以有效的保證制造企業的經濟效益和生產率。

1數控機床概述

數控機床指采用數控技術控制的機床，數控（NC）技術是利用數字信息對機床運動和工作過程進行控制的技術，計算機數字控制（CNC）是在計算機輔助控制下實現數控的技術。數控機床綜合應用了計算機技術、自動化技術、精密測量技術、機械制造和機床設計等先進技術的機電一體化產品。從1952年至今，數控機床按照控制機發展，已經歷了六代，從前三代的NC至CNC、MNC、PC的階段。正向著高速、高效、多功能、智能化、高精度、高可靠性、柔性化和集成化方向發展。數控機床主要用于加工結構復雜、高精度零件，由于其具有較好的靈活性、高效生產率、質量穩定性、高柔性、勞動條件好以及有利于現代化管理等特點，所以存在初期投資大、維修困難以及使用費用高等問題。數控機床由控制介質、CNC、PLC、伺服驅動、輸入/輸出、位置檢測以及輔助單元等部分組成。其工作過程如下：根據圖紙安排工藝及編程，將程序輸入數控裝置并存儲;調程序至加工緩沖區，數控裝置自動處理;輸入控制命令到相應執行部件，加工出符合要求的零件。數控機床的使用壽命和效率高低不僅取決于機床本身精度和性能，而是很大的程度上取決于它的正確使用及定期維護，主要內容包括嚴格遵守操作規程，認真做好機床定時保養;平時對數控裝置、存儲電池、系統備份等多記錄，對可能出現問題及時預買備件;對發生的故障進行及時診斷和搶修，減少停機時間，保障生產。

2數控機床常見故障

實踐中數控機床常見的故障有以下幾個方面：一是進給傳動鏈故障，這是由于市面上數控機床在大多使用滾動摩擦的導軌，在長期使用過程中容易造成質量下滑，發生像機械部件運行中斷、定位不準確、噪聲大等不良現象;其二是主軸部件故障，因為數控機床機構方面的劣勢，導致主軸的自動調速裝置和刀柄自動拉緊裝置容易發生故障;其三是自動換刀裝置故障，當刀庫運動發生故障時，數控機床的定位誤差會加大，導致換刀動作難以完成，最終使機床無法工作。其四是行程開關壓合故障，在數控機床中，行程開關的作用是檢測各軸運動位置，確保作業自動化完成，但是在機床長期運行中運動部件容易發生變形，從而影響到機床的使用。其五是配套附件的故障，包括冷卻裝置、排屑器、導軌防護罩、冷卻液防護罩、主軸冷卻恒溫油箱等部件的故障。

3常見故障診斷步驟

數控機床發生故障時，要先進行現場調查，向操作者了解故障整個過程，包括發生時機床的工作狀態（手動，自動、或是命令輸入模式或回零等）、自動時程序執行的具體程序段（直線，圓弧，輔助或定位等）以及機床的報警信息（機床或用戶報警等），然后根據信息區分出伺服驅動故障、CNC故障、PLC故障以及加工程序問題等。接下來，要查看故障設備現狀，包括到現場看到的現象，如有無碰撞或煙霧;包括現場聽到的一些聲音，如機床運行過程中絲杠及軸承有無異響，電機風扇、油冷機有無啟動等;還有觸覺及嗅覺，如驅動器風扇有無扇風，電氣柜里有無燒焦的味道等等。數控機床出現故障后，要仔細分析故障原因;要根據故障現象及報警記錄，認真對照系統說明書進行各項檢查，以便分析故障原因。詢問現場之后，理論結合實際，將故障進行大致劃分，如CNC故障、PMC或PLC故障、主軸故障和進給軸伺服故障等;然后根據故障部位，結合機床相關電氣或機械資料，進行分析，檢查判斷，直到找到故障點。故障檢測與診斷時要遵循先外后內、先機械后電氣、先靜后動、先公用后專用、先簡單后復分析以及先一般后特殊的方法進行。檢查時，可以檢查中間某段來對任務進行劃分，快速縮小故障范圍;對于能使用資料及可用機床自帶診斷的，要盡量用，以減少維修時間。對于排除故障之后，要逐級上電調試。機床上電調試時，對于不太確定的，要逐級上電檢查，發現故障及時排除;在調試過程中，如新裝電主軸要先慢速運行一段時間后，確定無異?，F象，再逐漸調高轉速;試運行機床時，要先手動緩慢自動，空載后再進行負載運行。對于維修過程中更換的零件，要進行詳細記錄。每一次維修過后，都要進行總結，包括分析思路、診斷過程、備件替換情況、參數修改情況以及修復后機床狀態，這可以為以后自己和同事維修提供支持及縮短處理時間。

4常見故障及處理方法

4.1通過使用測量的方法來縮小范圍，找出故障點進行維修

數控機床數一般在進行印制電路板制造時，會設置測量端子以便發生故障時及時檢查維修，我們在檢修時也要利用這些測量端子，并且參照電氣原理圖和控制系統的邏輯圖等資料，在發生故障的通道里，一點點檢測，一步步縮小范圍，找到發生故障的最小面積。這一方法的弊端是對測量人員的專業性要求較高，要檢修人員熟知數控機床的構造和電路原理圖，還要有很大的耐心去完成這項工程。

4.2主軸不能啟動

在使用過程中，主軸停止轉動，這在數控機床中比較容易發生：雖然電源指示燈正常，但電機不能及時啟動?？赡艿脑蛉缦拢厚R達本身就會失靈。數控機床變流器故障;輸入信號不能可靠地輸入逆變器。通過保護和判斷其功能，可以降低失敗的概率。因此，在分析數控機床時，首先要及時檢查電機的運行情況，分析逆變器的信號輸入是否正常，合理地檢查所有輸入信號，并考慮逆變器和數控系統是否導致了這一現象、原因。然后檢查主軸是否不能啟動，電機只能在一個方向啟動等。為了及時分析故障，若能在一個方向上啟動，在使用數控機床時必須消除變頻器和電機。在處理無法啟動的主軸故障時，先檢查機床電機是否正常，再檢查逆變器信號是否正常，再合理檢查逆變器。輸入轉換器的控制信號時，應先檢查轉換器的信號線和連接線，然后輸入相應的說明，觀察指示燈在使用過程中是否打開或關閉，系統是否有異常。在檢查電器線圈驅動電路裝置的過程中，還必須合理地檢查指示燈是否亮起或熄滅，故障是否由接觸不良引起。

4.3運用替換備件的方法維修數控機床

在數控機床發生了故障并且沒有報警信息的情況下，維修者可以先分析故障的起因條件，再利用備用的印刷電路板、集成電路芯片或元器件，將可疑的故障點替換下來，把范圍縮小到印刷線路板或芯片上，然后用備件替換損壞模塊，使數控機床迅速恢復正常運轉的狀態?，F在很多數控機床在維修中都采用這種方法，因為它是所有方法里最經濟實惠，并且高效節約時間的一種。

結語

總而言之，數控機床應該堅持市場導向原則，將數控產品的終端作為生產的目標，通過數控車床和高速高精高性能數控機床、重點行業關鍵設備等促進整個數控機床行業的發展。關于數控機床所出現的常見問題，應該重點分析和處理，促進數控機床的可持續發展。

參考文獻：

[1]馮文妍.數控機床的常見故障診斷、排除與維護保養方法的探討[J].裝備制造技術，2015.

[2]樊兆博.數控機床常見故障診斷及維護[J].科技風，2018.

（作者單位：齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司）