數控機床常見故障及維修處理措施分析

張瑞珍，祁蕾，劉曉風

（新疆石河子職業技術學院，新疆 石河子 832000）

數控機床設備管理是一項復雜的工作，不僅要掌握設備管理知識，還要具備豐富的維修保養經驗。對設備管理人員的基本要求是有過硬的技術，能理論結合實際，能熟練操控數控機床的各項菜單內容及操作面板，與此同時，要能在短時間內鑒別數控機床的故障并迅速解決問題。

1 數控機床故障診斷

1.1 直觀檢查法

直觀檢查就是維修人員根據工作經驗，通過對故障中發出的聲音、光以及氣味等的觀察，判斷故障可能發生在哪個區域，繼而確定故障類型。

例如，數控機床運行一段時間后，顯示器會提示“無顯示故障”，此時機床正常運轉。當工作人員停機再重新啟動后，故障情況消失。經過維護了解到，設備工作中出現振動故障時會出現此情況。由此判斷，應該是設備中的一些元件接觸不良而引發的問題。

1.2 初始化復位法

在數控機床正常工作過程中，有時會出現瞬時故障，一般是系統發生報警提示。對于這樣的情況，可實施硬件復位或關閉電源的方法來解決故障問題。如果系統出現這幾種混亂情況時，可采用系統化清除，例如掉線、線路板連接或者電池壓力弱等。重點關注的問題是系統在清除前，需要拷貝好系統內的數據，防止丟失數據造成損失。如果依舊無法排除故障，就需排查硬件故障。比如數控機床在工作時，啟動自動運行后，系統沒有反應，屏幕上只有菜單，且手動操作和編輯功能可以正常使用，用戶的參數及程序也沒有異常。針對這種情況，可以利用初始化復位法來清理復位系統，達到解決數控機床故障的目的。

1.3 換件診斷法

現代數控系統的設計一般使用模塊化，不同模塊所發揮的功能不同。隨著數控技術的更新換代，電路規模隨之擴大，使用的技術愈發復雜，使用傳統的診斷方法，往往無法有效將故障鎖定在一個很小的范圍內。在實際使用過程中，利用換件診斷法能縮短停機時間，準確定位故障位置，快速排除故障。數控系統中的電路板、模板、集成電路以及其他零件等都采用統一型號，因此，可利用互換的方法來檢查故障是否發生轉移，從而快速確定發生故障的位置。比如，在診斷數控系統故障過程中，有一個軸部件無法正常運轉，表現出抖動、不規則運動等情況，可利用該方法快速定位故障位置。

在實施換件診斷時，需要注意以下幾點：①關閉電源后再進行電路板或者組件更換；②在電路板更換時，交換排查工程中，要對設置的參數值進行對應改變；③當電路板上有跳線或者其他線來改變電阻、電容時，所有的調換都需要與原版參數相同；④換件后的模板輸入與輸出要一致，不然會讓故障情況愈發嚴重；⑤在確定某一部位要進行替換后，提前對有連接的線路及電器進行詳細檢查，保證沒有故障后才可以更換，避免重新替換的原件受到損壞。

1.4 自診法

目前，數控系統都有自動檢查功能，能夠實時監控系統中硬件、軟件的運轉情況。系統通過自我診斷功能可隨時了解到系統和主機接口的有關情況，對于展現出的故障代碼信息，可以快速診斷出故障位置屬于機械部分還是數控部分，從而提高診斷和維修效率。在診斷過程中，可針對報警信號來判定故障部件，然后結合對應措施進行處理。此外，還可利用原理分析、故障分析、啟動診斷等方法進行排除。

2 故障診斷原則

（1）先內后外。數控機床是機、電、液的組合體，生產中發生故障，基本上就在這三部分。為了提高故障診斷技術，應按照先內后外的排查原則。

（2）先易后難。實際經驗表明，機床故障多數是并存且互相交錯，操作人員觀察、描述的內容常常讓維護人員無從下手。此時，可采取先易后難的原則，層層遞進，快速解決機床故障。

（3）先靜后動。在靜止狀態檢查過程中，確定機床設備具有破壞性時，要排除危險后才能接通電源，然后觀察動態情況，這也是保證診斷故障過程中的安全原則。

（4）從機到電。機械發生故障時，往往比較容易發現和解決。如果故障部位在數控系統，則會增加維修難度。

3 常見故障

（1）系統性故障。在數控機床故障中，系統性故障是較為常見的一種，通常發生系統故障是不會給數控機床設備帶來損壞和影響的。發生系統故障的主要原因是數控機床在維護時沒有按照標準實施，數控機床正常生產時，系統中設定的監控系統會自行檢測其內部，在出現數據異常時，就會發出警報，此時就易出現系統故障，從而引發數控機床系統故障。比如，數控機床運行過程中，一個零部件的參數超過了系統的標準參數，機床的檢測系統就會出現警報；在冷卻系統油標值處于系統最低時，檢測系統也會發生警報，這些問題都屬于系統性故障，會給正常運轉的數控機床帶來不良影響。

（2）隨機故障。隨機故障指偶然突發故障。比如，在設置有關數據參數時，沒有按照標準操作或者數據明顯設置錯誤，則會導致數控機床發生隨機故障。所以，在安裝數控機床過程中，一定要按照規范和流程進行安裝，對于技術、數據等參數設置，都必須按照標準設置，確保數控機床能夠正常生產。

（3）無警報和警報故障。數控機床在正常生產時，排除系統、隨機故障后所出現的故障統稱為無警報和警報故障，維修難度大，檢測困難。警報故障一般是在對數控機床系統診斷和檢測過程中發生，在對故障進行診斷時，對于故障發生的因素而做出對應的警報，只有這樣，維修人員才能明確發生故障的部位，從而確定實際的故障位置。比如說，當數控機床的故障發生在系統軟件部位的時候，數控系統的顯示界面就會顯示對應的警報信息。此外，有些硬件設備出現故障時，系統也會通過不同作用的指示燈來指明和顯示數控機床發生故障的位置，維修數控機床的工作人員就可以參考這些信息來定位和維護數控機床。

對比其他故障，無警報故障和警報故障的維護難度更大，在系統發生故障后，一般是無法輕易檢測出問題的。此時，技術維護人員就需要根據工作經驗以及數控機床發生的故障進行診斷分析。數控機床出現警報故障和無警報故障的因素較多，出現這種故障的因素可能有零件損害導致、環境干擾引發的影響及結構故障等等，引發故障的因素多，且都很復雜，因此，數控機床的維護人員需要定期對數控機床進行保養、維護和檢修，減少數控機床發生故障的概率，預防發生突發性的大型故障，給企業生產帶來較大影響。

4 故障診斷及維修方案

（1）系統故障診斷和維修。工作人員應時刻掌握機床運行情況，針對機床數據來嚴格設置數控機床的參數。在對系統故障實施診斷時，檢修人員要按照規定的系統參數來分析和診斷數控機床發生的故障，再根據顯示出對應規范的參數指令，并與常規參數進行比較、分析，如果參數有異常則表明機床有故障。

（2）重視與操作人員的交流。操作人員是對數控機床最了解的人，因此，在機床出現問題時，維修人員不妨先與操作人員溝通，了解機床運行情況以及故障發生前后的表現，將因操作失誤而導致數控機床發生的故障排除，再進行鑒別、診斷和定位故障位置，根據診斷結果實施對應的維修方案。

（3）利用PLC 程序排查機械故障。當數控機床出現機械故障時，維修人員可以利用PLC 控制器顯示的梯形圖對故障進行分析，借助PLC 程序中對系統的分析，確定故障來源。

（4）保養及維護。為了讓數控機床更好地運轉，需要定期對機床保養和維護，企業也需要定期對維修技術人員進行培訓，從而提高維修效率，減少機床發生故障的概率。

在保養和維護過程中，可根據如下幾點進行實施：①對數控機床直流電動機要加強維護和保養。直流電動機在使用中，容易受損的為換向器和電刷，因此，要定期檢查、更換這些部位的零件，保證直流電動機運轉正常；②對數控機床中的坐標軸定期進行承受限度試驗。此外，還需要對數控機床中的制冷設備加強維護和保養，若制冷設備出現故障，數控機床就無法正常運轉。此外，數控機床中的電子元件出現故障的概率較大，一般為電子元件松動和損壞，原因為機械振動導致。在維護和保養時，也要及時檢查這些位置；③數控機床零部件間的潤滑會對數控機床的運轉有直接影響，所以潤滑系統也需要定期保養和維護，才能確保機床正常運轉。

5 結束語

綜上所述，在日常工作過程中，要定期對數控機床進行維護和檢修，提高對數控機床故障的診斷和維修效率。制定科學有效診斷故障的方案，遵循對應的診斷原則來診斷和確定數控機床的故障，并實施高效的維修方案，及時有效地解決數控機床的故障問題，才能保證數控機床正常工作。