数控机床常见故障分析及预防探讨

1、    数控机床常见故障分析及预防探讨    宗春满【摘 要】科技的进步，促进工业建设得到快速发展。数控机床是工业现代化过程中不可或缺的一个重大发明，我国现代绝大多数工业产品都应用到数控机床技术，笔者通过长期的实践和理论研习，总结出数控机床在实践中常见的五大故障，并且罗列了集中实践中较长应用的故障排查办法，最终从理论层面给出相关故障出现后的检修指导意见。本文就数控机床常见故障分析及预防展开探讨。【关键词】数控机床;常见故障;处理方法引言隨着当前社会的不断进步，社会对于数控机床的需求量也越来越大，这就使得近些年来对于数控机床的故障类别也越来越多，那么所需要

2、整理的应对方案也就越来越多。一旦数控机床不能正常使用，将影响所生产的产品质量以及生产效率。所以重视起数控机床的常见故障应及时修复和维护，可以有效的保证制造企业的经济效益和生产率。1数控机床概述数控机床指采用数控技术控制的机床，数控（nc）技术是利用数字信息对机床运动和工作过程进行控制的技术，计算机数字控制（cnc）是在计算机辅助控制下实现数控的技术。数控机床综合应用了计算机技术、自动化技术、精密测量技术、机械制造和机床设计等先进技术的机电一体化产品。从1952年至今，数控机床按照控制机发展，已经历了六代，从前三代的nc至cnc、mnc、pc的阶段。正向着高速、高效、多功能、智能化、高精度、高可

3、靠性、柔性化和集成化方向发展。数控机床主要用于加工结构复杂、高精度零件，由于其具有较好的灵活性、高效生产率、质量稳定性、高柔性、劳动条件好以及有利于现代化管理等特点，所以存在初期投资大、维修困难以及使用费用高等问题。数控机床由控制介质、cnc、plc、伺服驱动、输入/输出、位置检测以及辅助单元等部分组成。其工作过程如下：根据图纸安排工艺及编程，将程序输入数控装置并存储;调程序至加工缓冲区，数控装置自动处理;输入控制命令到相应执行部件，加工出符合要求的零件。数控机床的使用寿命和效率高低不仅取决于机床本身精度和性能，而是很大的程度上取决于它的正确使用及定期维护，主要内容包括严格遵守操作规程，认真做

4、好机床定时保养;平时对数控装置、存储电池、系统备份等多记录，对可能出现问题及时预买备件;对发生的故障进行及时诊断和抢修，减少停机时间，保障生产。2数控机床常见故障实践中数控机床常见的故障有以下几个方面：一是进给传动链故障，这是由于市面上数控机床在大多使用滚动摩擦的导轨，在长期使用过程中容易造成质量下滑，发生像机械部件运行中断、定位不准确、噪声大等不良现象;其二是主轴部件故障，因为数控机床机构方面的劣势，导致主轴的自动调速装置和刀柄自动拉紧装置容易发生故障;其三是自动换刀装置故障，当刀库运动发生故障时，数控机床的定位误差会加大，导致换刀动作难以完成，最终使机床无法工作。其四是行程开关压合故障，在

5、数控机床中，行程开关的作用是检测各轴运动位置，确保作业自动化完成，但是在机床长期运行中运动部件容易发生变形，从而影响到机床的使用。其五是配套附件的故障，包括冷却装置、排屑器、导轨防护罩、冷却液防护罩、主轴冷却恒温油箱等部件的故障。3常见故障诊断步骤数控机床发生故障时，要先进行现场调查，向操作者了解故障整个过程，包括发生时机床的工作状态（手动，自动、或是命令输入模式或回零等）、自动时程序执行的具体程序段（直线，圆弧，辅助或定位等）以及机床的报警信息（机床或用户报警等），然后根据信息区分出伺服驱动故障、cnc故障、plc故障以及加工程序问题等。接下来，要查看故障设备现状，包括到现场看到的现象，如有

6、无碰撞或烟雾;包括现场听到的一些声音，如机床运行过程中丝杠及轴承有无异响，电机风扇、油冷机有无启动等;还有触觉及嗅觉，如驱动器风扇有无扇风，电气柜里有无烧焦的味道等等。数控机床出现故障后，要仔细分析故障原因;要根据故障现象及报警记录，认真对照系统说明书进行各项检查，以便分析故障原因。询问现场之后，理论结合实际，将故障进行大致划分，如cnc故障、pmc或plc故障、主轴故障和进给轴伺服故障等;然后根据故障部位，结合机床相关电气或机械资料，进行分析，检查判断，直到找到故障点。故障检测与诊断时要遵循先外后内、先机械后电气、先静后动、先公用后专用、先简单后复分析以及先一般后特殊的方法进行。检查时，可以

7、检查中间某段来对任务进行划分，快速缩小故障范围;对于能使用资料及可用机床自带诊断的，要尽量用，以减少维修时间。对于排除故障之后，要逐级上电调试。机床上电调试时，对于不太确定的，要逐级上电检查，发现故障及时排除;在调试过程中，如新装电主轴要先慢速运行一段时间后，确定无异常现象，再逐渐调高转速;试运行机床时，要先手动缓慢自动，空载后再进行负载运行。对于维修过程中更换的零件，要进行详细记录。每一次维修过后，都要进行总结，包括分析思路、诊断过程、备件替换情况、参数修改情况以及修复后机床状态，这可以为以后自己和同事维修提供支持及缩短处理时间。4常见故障及处理方法4.1通过使用测量的方法来缩小范围，找出故

8、障点进行维修数控机床数一般在进行印制电路板制造时，会设置测量端子以便发生故障时及时检查维修，我们在检修时也要利用这些测量端子，并且参照电气原理图和控制系统的逻辑图等资料，在发生故障的通道里，一点点检测，一步步缩小范围，找到发生故障的最小面积。这一方法的弊端是对测量人员的专业性要求较高，要检修人员熟知数控机床的构造和电路原理图，还要有很大的耐心去完成这项工程。4.2主轴不能启动在使用过程中，主轴停止转动，这在数控机床中比较容易发生：虽然电源指示灯正常，但电机不能及时启动。可能的原因如下：马达本身就会失灵。数控机床变流器故障;输入信号不能可靠地输入逆变器。通过保护和判断其功能，可以降低失败的概率。

9、因此，在分析数控机床时，首先要及时检查电机的运行情况，分析逆变器的信号输入是否正常，合理地检查所有输入信号，并考虑逆变器和数控系统是否导致了这一现象、原因。然后检查主轴是否不能启动，电机只能在一个方向启动等。为了及时分析故障，若能在一个方向上启动，在使用数控机床时必须消除变频器和电机。在处理无法启动的主轴故障时，先检查机床电机是否正常，再检查逆变器信号是否正常，再合理检查逆变器。输入转换器的控制信号时，应先检查转换器的信号线和连接线，然后输入相应的说明，观察指示灯在使用过程中是否打开或关闭，系统是否有异常。在检查电器线圈驱动电路装置的过程中，还必须合理地检查指示灯是否亮起或熄灭，故障是否由接触不良引起。4.3运用替换备件的方法维修数控机床在数控机床发生了故障并且没有报警信息的情况下，维修者可以先分析故障的起因条件，再利用备用的印刷电路板、集成电路芯片或元器件，将可疑的故障点替换下来，把范围缩小到印刷线路板或芯片上，然后用备件替换损坏模块，使数控机床迅速恢复正常运转的状态。现在很多数控机床在维修中都采用这种方法，因为它是所有方法里最经济实惠，并且高效节约时间的一种。结语总而言之，数控机床应该坚持市场导向原则，将数控产品的终端作为生产的目标，通过数控车床和高速高精高性能数控机床、重点行业关键设备等促进整个数控机床行