數控機床常見故障與維修淺析

程渤翔 杜玉磊

摘要：21世紀是科學技術飛速發展的時代，也是制造業空前繁榮的時代。在科學技術的日趨推動下，以計算機信息科學技術為代表的數字化控制技術被廣泛應用于各行各業。本文中，筆者以數控技術在機床生產領域的應用為研究對象，就常見故障的檢測與維修展開分析。

關鍵詞：數控機床;故障診斷;故障維修

1數控機床的使用與維修

1.1數控機床的分類和應用

數控機床設備往往內部結構較為復雜，且價格相對高昂。因此，針對數控機床的日常故障診斷與檢測維修是降低企業運行成本、提高企業生產效率的重要手段。在實際的檢測與維修中，往往要根據不同的工藝類型具體分析。

1.2數控機床的維修的特點

作為一門一體化技術，數控機床綜合了各種自動技術，構成要素為數控系統和伺服系統等，就維修而言，明顯地區別于普通機床，以下幾方面為維修此機電一體化產品應遵循原則：首先對于數控系統工作原理和處理常見故障方面要熟悉。其次，對于NC、PLC充分利用的知識要熟練，根據故障信息能夠把故障找出。

2.3診斷數控機床故障的步驟

首先，對出現故障的機床進行實地調查，對操作者詳細詢問發生故障的具體情況，這樣就以操作者的講述對故障原因進行初步判斷;其次，結合以往的經驗，進行現場的維修;詳細檢查故障的根源，盡可能的縮小故障的范圍，進而確定故障的發生點，同時，采取有針對性的解決措施;再次啟動機床，確認是否將故障真正的排除;向操作者詳細講解和說明;指導操作者掌握在操作機床過程中對引發故障的注意事項，使同樣故障再次發生盡量免避;同時，對維修的經過詳細進行記錄，將數據提供給以后維修作為指導和借鑒。

2數控機床常見故障診斷

2.1主軸部件

數控機床的主軸是直接進行加工產品的部件，這對主軸要求相應較高。不僅需要要高精度、高硬度、防振和耐磨等特點，還要結構上必須很好地解決刀具安裝、軸承配合等。因此，主軸的故障也是最常見的，主要有驅動系統、液壓系統等故障問題。例如，驅動系統有主軸旋轉不正常，首先應該檢查電動機是否正常，控制柜線路元器件是否有灰塵掩蓋而造成電路接觸不良;然后看機床加工是否負載過大，用排除法一步步細致檢查，確定故障問題。液壓系統跟驅動系統不一樣，一般不是突然發生故障，而是總會有一些現象，需要平時的關注，如看是否漏氣漏油，聽是否振動噪聲異常，以及液壓系統壓力表壓力是否正常等現象，從而及時解決故障。

2.2伺服系統的故障

伺服系統在數控機床設備中占有非常重要的地位，是實現數控機床加工目的的關鍵環節。因此，它也是故障發生頻繁的地方。伺服系統故障主要由驅動單元、機械傳動、測速電機、編碼器等方面導致，一般體現在無法正常啟動、進給位移不準確、加工速度不正常等方面。這些問題在操作面板的顯示屏上有報警內容或報警聲警示。機床維修人員可以根據顯示屏上的信息調閱故障代碼，依據機床伺服系統的技術手冊找出故障原因，及時解決問題，從而完成機床的維修工作。

2.3外部故障問題

主軸和伺服都是機床內部故障，但數控機床也會因為各種外部原因導致故障問題，如外部硬件損壞導致的故障，操作人員操作或調整處理不當所導致的故障。這類故障在設備剛投入的前期或操作人員更換時最易發生。如因為系統異常關機，重新啟動操作人員沒有按照廠家最初設置，各軸返回參考點，就會造成撞機事件。

3數控機床故障診斷的基本方法

（1）狀態診斷法。通過監測執行組件的工作狀態判定故障原因。在現代數控系統中，伺服進給系統、主軸驅動系統、電源模塊等部件主要參數的動、靜態檢測，及數控系統全部輸入輸出信號包括內部繼電器、定時器等的狀態，也可以通過數控系統的診斷參數予以檢查。

（2）常規診斷法。對數控機床的機、電、液等部分進行的常規檢查，通常包括：①檢查電源的規格（包括電壓、頻率、相序、容量等）是否符合要求;②CNC、伺服驅動、主軸驅動、電機、輸入/輸出信號的連接是否正確、可靠;③CNC、伺服驅動等裝置內的印制電路板是否安裝牢固，接插部位是否有松動;④CNC、伺服驅動、主軸驅動等部分的設定端、電位器的設定、調整是否正確。

（3）系統自診斷法。這是利用系統內部自診斷程序或專用的診斷軟件，對系統內部的關鍵硬件以及系統的控制軟件進行自我診斷、測試的診斷方法。主要包括開機自診斷、在線監控和脫機測試三個方面的內容。

（4）動作診斷法。通過觀察、監視機床的實際動作，判斷動作不良部位，并由此來追溯故障源。

4故障的調查與分析

數控機床系統故障的調查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程，一旦查明了原因，故障也就幾乎等于排除了。因此故障分析診斷的方法也就變得十分重要了，電氣故障的常用診斷方法如下：

（1）直觀檢查法。這是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的檢查。①詢問向故障現場人員仔細詢問故障產生的過程、故障表象及故障后果，并且在整個分析判斷過程中可能要多次詢問。②觸摸在整機斷電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、各功率及信號導線的聯接狀況等來發現可能出現故障的原因。

（2）儀器檢查法是使用常規電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關直流及脈沖信號等進行測量，從中找尋可能的故障。

（3）信號與報警指示分析法。①硬件報警指示。這是指包括數控系統、伺服系統在內的各電子、電器裝置上的各種狀態和故障指示燈。②軟件報警指示。如前所述的系統軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設有報警顯示。

6數控機床的保養

對于加工企業而言，在其正常運轉中，數控機床正常運行發揮著至關重要的作用，在日常對控機床的使用中，要使其處于良好狀態，一旦出現故障，及時進行修理和檢查。并對機床做好日常的保養工作。為此，對機床進行定期檢修，從而使數控機床故障發生率能夠減少到最低化，為數控機床的生產加工效率提供保障，促進了經濟效益的提升。以下幾方面為主要保養數控機床的具體措施：

一是在機床組成中，數控機床中直流電動機占據重要地位，在其使用過程中，電刷和換向器為易損部件，因此檢查和清洗以及更換這二種部件要定期進行。

二是適時試驗各坐標軸超程限位狀況。檢查時要用手單擊硬件限位開關，看超程報警是否出現，這是不可或缺環節。

三是電器柜內的空調設備對在穩定的溫度內各電器組件運行能夠提供保障功能，因此對其定期檢查是極為必要的，必須使電器柜內的冷卻度符合規定的標準，這是對空調設備故障使各電器組件出現過高溫度，導致其損壞進行防止的有效措施。

四是在對各電器部件運行的過程中，易受各種因素，包括振動的影響，非常容易發生松動，進而出現了接觸不良，嚴重的會損壞器件。因此定期檢查這些易松動的部件是極為必要的，為接觸良好提供保障。

5結語

隨著勞動力的短缺，數控機床在機械制造中的應用越來越普遍，同時，我國數控機床的自動化程度也在不斷提高。自動化程度的提高對維修人員的要求也就越來越高，因此，我國企業要多同西方等先進國家進行交流，提高維修水平，企業也要注重對機床維修人才的培養，打造高素質的維修團隊，保證數控機床的長期可靠運行，提高企業的利益。

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