數(shù)控機(jī)床回零故障分析與排除

任志華

廣州市輕工技師學(xué)院 廣東廣州 510330

1 序言

數(shù)控機(jī)床的回零過程是指機(jī)床在起動(dòng)時(shí)將工作臺(tái)移動(dòng)到規(guī)定的初始位置，并確定初始位置的過程。回零過程需要進(jìn)行各種測(cè)量和控制操作，以確保機(jī)床在制造過程中始終保持在正確的位置。回零過程的原理是利用機(jī)床上的傳感器和控制器對(duì)工作臺(tái)的位置進(jìn)行測(cè)量和控制。在回零過程中，機(jī)床的控制器會(huì)根據(jù)已知的位置信息和實(shí)時(shí)的位置信息，調(diào)整機(jī)床的運(yùn)動(dòng)使其始終保持在規(guī)定的初始位置。此外，回零過程還可以通過算法來確保回零的準(zhǔn)確性。總的來說，回零原理是利用測(cè)量、控制和算法來確保數(shù)控機(jī)床始終處于正確的位置，并為制造過程提供可靠的基礎(chǔ)[1]。

2 回零故障的分類及故障成因

（1）常見的回零故障類型 回零故障可以根據(jù)出現(xiàn)故障的部位進(jìn)行分類。常見的故障類型如下。

1）軸運(yùn)動(dòng)故障。包括軸速度不穩(wěn)定、軸位置誤差大等問題。

2）傳動(dòng)系統(tǒng)故障。傳動(dòng)軸等部件出現(xiàn)故障。

3）控制系統(tǒng)故障。包括控制電路、控制軟件和傳感器等部件出現(xiàn)故障。

（2）常見的回零故障原因 造成回零故障的原因有很多，可以歸納為以下幾種。

1）部件損壞。包括軸、電動(dòng)機(jī)和傳感器等部件損壞。

2）電氣故障。包括電源、電路故障等。

3）操作不當(dāng)。

4）系統(tǒng)原因。包括軟件程序出錯(cuò)、軟件升級(jí)不當(dāng)?shù)葐栴}。

3 故障診斷與分析方法

出現(xiàn)回零故障時(shí)，可以進(jìn)行如下診斷和分析。

（1）現(xiàn)場(chǎng)觀察 在故障發(fā)生時(shí)，可以對(duì)機(jī)床的外觀和行為進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀察，以確定故障的類型和原因。

（2）故障代碼分析 當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，控制器可能會(huì)顯示故障代碼。分析這些代碼有助于確定故障的原因[2]。

（3）電氣系統(tǒng)檢查 檢查機(jī)床的電氣系統(tǒng)，包括電纜、連接器、傳感器和控制器等，以確定是否存在任何電氣故障。

（4）機(jī)械系統(tǒng)檢查 檢查機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)，包括軸承、齒輪、馬達(dá)等，以確定是否存在任何機(jī)械故障[3]。

（5）軟件分析 分析機(jī)床的軟件，包括回零程序等，以確定是否存在軟件問題。

（6）歷史記錄分析 分析機(jī)床的歷史記錄，包括故障歷史記錄、運(yùn)行歷史記錄等，以確定是否存在任何模式性故障。

4 實(shí)例分析

通過3個(gè)實(shí)際案例，展示不同回零故障的解決方法。

（1）實(shí)際案例一 某技術(shù)學(xué)院反饋，在未關(guān)閉機(jī)床電源的情況下進(jìn)行回零操作，回零總是不穩(wěn)定，導(dǎo)致加工異常。

1）分析過程如下。①根據(jù)操作人員反饋，發(fā)現(xiàn)回零不穩(wěn)定，但是機(jī)床在不操作回零的情況下加工正常。②通過分析，初步確定故障可能是由于機(jī)床系統(tǒng)、硬件或軟件出現(xiàn)故障引起的。③該機(jī)床使用的是機(jī)械式回零開關(guān)，繼續(xù)檢查。④進(jìn)一步檢查，發(fā)現(xiàn)由于長(zhǎng)時(shí)間加工，回零開關(guān)螺釘松動(dòng)，使得壓塊在回零時(shí)產(chǎn)生輕微位移。⑤正因?yàn)榛亓汩_關(guān)位置反饋不正確，導(dǎo)致每次回零均會(huì)產(chǎn)生誤差。

2）修復(fù)過程具體如下。①加固回零開關(guān)的緊固螺釘，以確保回零精度。②試加工，確認(rèn)機(jī)床恢復(fù)正常。

（2）實(shí)際案例二 某模具廠一臺(tái)數(shù)控車床每次回零后，均會(huì)發(fā)生加工零件尺寸不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

1）分析過程如下。①根據(jù)加工零件尺寸不穩(wěn)定的現(xiàn)象，初步判定為回零誤差所致[4]。②初步懷疑，回零部件的緊固螺釘在長(zhǎng)時(shí)間加工中產(chǎn)生了松動(dòng)，但經(jīng)過加固緊固螺釘、復(fù)位參數(shù)等措施均未恢復(fù)正常。③深入檢測(cè)后，發(fā)現(xiàn)故障的真正原因是軸承故障，由于軸承損壞或磨損，導(dǎo)致回零過程中運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定，從而造成回零誤差。

2）修復(fù)過程具體如下。①通過檢測(cè)軸承的損壞情況、確定型號(hào)，更換損壞的軸承，并重新調(diào)整、安裝，以確保回零精度。②試運(yùn)行，確定故障已經(jīng)排除。

（3）實(shí)際案例三 某加工廠一臺(tái)數(shù)控機(jī)床X軸回零失敗，顯示“X軸超程報(bào)警”。

1）分析過程如下。①現(xiàn)場(chǎng)觀察機(jī)床采用機(jī)械式的回零開關(guān)。②在回零過程中，壓塊也能正常壓到行程開關(guān)對(duì)應(yīng)回零的觸點(diǎn)，但機(jī)床沒收到零點(diǎn)到位的反饋。③拆開行程開關(guān)，發(fā)現(xiàn)開關(guān)內(nèi)部因進(jìn)水嚴(yán)重而損壞，即使零點(diǎn)到位也不能發(fā)送相關(guān)信號(hào)到系統(tǒng)，導(dǎo)致回零失敗而造成超程報(bào)警。

2）修復(fù)過程具體如下。①對(duì)相關(guān)電路進(jìn)行干燥處理。②確定開關(guān)型號(hào)，更換開關(guān)。③重新運(yùn)行回零功能，機(jī)床恢復(fù)正常。

5 回零故障的預(yù)防

正確安裝和使用是回零故障預(yù)防的關(guān)鍵因素。在安裝數(shù)控機(jī)床時(shí)，必須遵循正確的安裝步驟，以確保回零傳感器和編碼器的正確安裝。正確的使用方法能夠最大程度地避免回零故障的發(fā)生[5]。

1）定期維護(hù)是回零故障的預(yù)防方法之一，其目的在于保證數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定性。定期維護(hù)包括檢查傳感器、清潔編碼器及更換潤(rùn)滑油等。通過定期維護(hù)，可以有效防止回零故障的發(fā)生。

2）正確控制環(huán)境條件對(duì)回零精度也有重要的影響。環(huán)境因素，如溫度和濕度的變化，可能導(dǎo)致回零精度的下降。因此，嚴(yán)格控制環(huán)境因素對(duì)維護(hù)回零精度是非常重要的。

3）定期檢查和更換部件也是回零故障預(yù)防的重要方法。隨著數(shù)控機(jī)床的使用，零部件可能會(huì)磨損或損壞，導(dǎo)致回零誤差。定期檢查和更換零部件可以確保回零精度的穩(wěn)定性。

4）定期進(jìn)行機(jī)床的校準(zhǔn)和校驗(yàn)是預(yù)防回零故障的重要方法之一。包括校準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)、位置傳感器和編碼器等，以確保其準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。定期的校準(zhǔn)和校驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)并糾正潛在的偏差或錯(cuò)誤，從而提高回零的精度和可靠性[6]。

5）實(shí)施良好的線纜管理。良好的線纜管理對(duì)于預(yù)防回零故障至關(guān)重要。線纜應(yīng)該被整理并固定好，以避免與移動(dòng)部件有干擾或意外斷開連接。定期檢查和整理線纜可以保持其完整性，最大限度地減少在回零操作期間信號(hào)丟失或中斷的風(fēng)險(xiǎn)。

6）定期備份和軟件更新。定期備份機(jī)器的軟件設(shè)置并進(jìn)行軟件更新是預(yù)防回零故障的重要步驟。軟件故障或過時(shí)的固件可能導(dǎo)致回零過程的不穩(wěn)定性。通過保持軟件的最新狀態(tài)并備份可靠的設(shè)置，可以及時(shí)解決潛在問題，確保回零過程的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

總的來說，這些方法均可以在一定程度上防止數(shù)控機(jī)床的回零故障。

6 結(jié)束語

綜上所述，數(shù)控機(jī)床回零故障的預(yù)防與維修是一項(xiàng)十分重要的工作，涉及到多方面的技術(shù)與知識(shí)。通過正確安裝、定期維護(hù)、控制環(huán)境因素、更換零部件及定期調(diào)試等措施，可以最大程度地防止故障的發(fā)生并維護(hù)數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行。（ ）