数控机床故障特点的分析与维修技巧

数控机床故障特点的分析与维修技巧

魏仁进

（航宇救生装备有限公司湖北441003）

摘要：近些年数控机床的普遍使用，数控机床技术开始向高速、精密、复合、智能方向发展，发展空间以为广阔。现在的数控机床是综合新技术的产物，设备造价高，一次性投入较大，相应的，机床的操作和维修要求也很高。另外数控机床结构复杂，可能引起故障的原因有很多，因此相关人员在维修时一定要掌握其故障特点，对症下药，维护数控机床的安全运行操作。

关键词：数控机床；故障特点；维修技巧

前言：

随着科学技术的迅猛发展，数控机床经历了多个阶段的发展历程。数控机床由原来硬件数控发展到软件数控阶段，计算机技术在数控机床中的应用更使数控机床史进入了一个新的阶段。因此数控机床的维修技术越来越重要，相关人员应及时对数控机床进行检修，及时排除故障，使企业的损失降到最低。

一、机床故障检测与维修重要性

随着科学技术的进步，传统的检测与维修技术已经满足不了现在的需求，对维修理论与技术的改进研究就显得势在必行，数控机床过程控制的特点使得一旦零部件发生故障就会使机床停止运行，影响了生产效率，若没有进行及时的检测维修，还可能造成大的经济损失。因此，在平时就要做好对机床的保养和维护，降低故障发生率。对于故障也要及时的进行合理的处理，最大程度降低故障带来的损失，通过做好机床的故障监测与维修来提高企业的效益和零部件生产加工质量。

1.1数控机床故障的特点

不同于传统机床，外部硬件操作引起的故障是数控修理中的常见故障。一般都是由于检测开关、液压系统、气动系统、电气执行元件、机械装置出现问题引起的。这类故障有些可以通过报警信息查找故障原因。对一般的数控系统来讲都有故障诊断功能或信息报警。维修人员可利用这些信息手段缩小诊断范围。而有些故障虽有报警信息显示，但并不能反映故障的真正原因，这就需要根据报警信息和故障现象来分析解决。

在机械传动的结构中，执行件的位置误差故障，可以说都是机械元件因素引起的。但在机电一体化的数控机床传动中，就不一定是这样了。比如掉刀现象，这是垂直滑板的导轨镶条、丝杠螺母、导轨润滑方面大家都知道的简单故障，但对数控机床则不然，往往是由于电气伺服控制系统或有关伺服元件产生了问题，造成表面类似掉刀的现象。同样，在伺服电机＋滚珠丝杠螺母的卧式转动上，如数控铣的纵、横向滑板运动，如果产生运动不平稳，跳动式跃进，许多也不是机械原因造成的，而是电气原因造成的，如果一时分不清机、电原因，不妨采用机电分离的方式判断。

二、数控机床故障分析

2.1数控机床机械部件故障

进给传动系统、主传动系统、箱体、回转工作台、底座和刀具交换装置共同构成了数控机床的机械部件。底座和箱体属于支撑部件，一般情况下工作状态稳定，很少出现故障；回转工作台和刀具交换装置具有自我诊断功能，不会出现大的故障；最容易出现意外故障的就是进给传动系统和主传动系统。连接件、导轨、轴承和滚珠丝杆螺母属于进给传动系统；而主传动系统包括主轴、轴承和传动齿轮。进给系统容易出现滚珠丝杠噪声和导轨移动部件运动不良的故障现象；主传动系统容易出现主轴噪声和主轴发热的故障现象。例如一台数控车床加工中心主轴松刀失控，经过检查发现输出端有信号，电源输出正常，进一步检查发现电源打开时电磁阀不能完成吸合动作，确定阀体出现异常，更换后正常工作。

2.2急停报警故障

数控装置操作面板和手持单元上，均设有急停按钮，用于当数控系统或数控机床出现紧急情况，需要使数控机床立即停止运动或切断动力装置的主电源；当数控系统出现自动报警信息后，须按下急停按钮。待查看报警信息并排除故障后，再松开急停按钮，使系统复位并恢复正常。该急停按钮及相关电路所控制的中间继电器的一个常开触点应该接入数控装置的开关量输入接口，以便为系统提供复位信号。

2.3电气故障

电器件、电线电缆、接插件等的不正常状态导致损坏，需要修理甚至更换才可排除故障。另外还有PLC逻辑控制程序中产生的故障，需要输入或修改某些数据甚至修改PLC程序方可排除的故障。实例故障列举例如：一台国产数控机床出现机床失控，经过初步检查，发现伺服机电内检测原件的反馈信号接反了，重新接好反馈信号之后恢复正常。

数控车床发生过载报警，经检查后发现机械负载正常，再进一步检查发现，速度控制单元上电机电流上限设置偏低，将电机电流重新设置到正常值上恢复正常。

2.4电源故障

电源是电路板的能源供应部分，电源不正常，电路板的工作必然异常。而且，电源部分故障率较高，修理时应足够重视，在外观法检查后，可先对电源部分进行检查。

三、数控机床故障的维修技巧

3.1精检维修

对于数控机床故障的诊断可以使用由外到里的检测方法，因为技术的进步，数控机床内部出现故障的概率相对较小，很多故障的出现并不是内部原因引起的，因此在检测故障时，要尽量避免机床的拆卸，而应是由外向内的进行检查，可以先根据直观上的观察对零部件磨损程度，是否有脱落松动，连接情况是否良好等进行检查，否则可能会对机床精度产生不利影响。检测可以分为电气和机械两个部分进行，也可以先断电监测，后通电监测，寻找故障产生原因。因为数控机床的性能很大程度上受到参数值的影响，因此维修人员也可以通过调整参数，来诊断故障。

3.2遵照检修顺序

虽然数控机床的自动化程度很高，但仍属于机械加工设备，机械部件出现故障的频率比较高，且容易察觉，维修人员在进行检修时先检查机械部件，再进行数控部分的检测。数控机床出现的故障较多，复杂多变时，要先解决简单的故障问题，简单问题的排除在一定程度上可以降低复杂故障的难度系数，对解决复杂故障有很大的帮助。

3.3操作规范化

维修人员在进行数控机床的检修时，维修的操作步骤一定要符合要求，不可私自更改。元器件的拆换要科学、合理，不可凭自己的主观想法私自更换，降低器件的使用效率。拆卸元器件时要使用专门的吸锡器或者吸锡绳，不可以强行硬取。在拆线路板时一定要记清楚线路板的位置、对应的电缆序号以及固定线路板的螺丝位置；线路板的焊接不可以破坏整体的阻焊膜，只允许刮开焊接点的阻焊膜；线路板上的印刷线路不可随意切断，印刷线路比较密集，容易误切其他的线路；测量线路的组织时需使用红、黑表笔，并将阻值大的数据作为参考。

3.4掌握专业技能和经验进行维修

由于数控机床一般都具有一定的自测功能，诊断就可以借助这一功能令机床进行自我诊断。若进行一系列的外部检查后没有发现问题，就可以考虑是否是内部原因引起的故障。可以通过更换可能发生故障的零部件，观察机床是否能够正常运转。具有较高技知识经验和技术能力的维系人员还可以以机床的运行原理为基础，对故障进行分析推断，断定故障的产生原因，采取先易后难的顺序对数控机床进行监测维修。

结束语：

从上文可以看出，数控技术的飞速发展要求数控操作人员具备专业的技术技能和高素质，及时掌握新知识和数控机床故障诊断的新方法，不断的改善提升维修的力度和技术，促进数控技术更好地发展。

参考文献：

[1]严爱珍.机床数控原理与系统[M].机械工业出版社，2002.

[2]宋建武，杨丽.数控机床回参考点故障分析与排除[J].组合机床与自动化技术，2008.