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分析了数控机床常见的故障形式，阐述了故障诊断内容和诊断方法，并提出了日常维护措施。采用合理的诊断方法迅速排除故障，保证机床的正常运行。保证日常维护不仅提高了数控机床的可靠性和有效利用率，而且还为企业创造了更多的经济效益。

 

关键词：数控机床；故障诊断；维护

　　数控机床是指装备有数控系统、采用数字信息对机床运动及其加工过程进行自动控制的机床，它是将机械技术、电子技术、自动检测技术、计算机控制技术、传感器技术、液压及气压传动技术等和加工工艺集中于一体的自动化设备，具有高精度、高效率、高适应的特点，适用于多品种、中小批量复杂零件的加工。数控机床已成为现代制造技术中不可缺少的设备，在机械加工领域已得到推广使用，为机械制造业的发展创造了条件。如今，随着新材料和新工艺的出现，对数控机床的要求越来越高，数控机床向着高速化、高精度、工序集约化、机床智能化和微型化的方向发展。然而，在数控机床的先进性与高智能化给企业带来巨大效益的同时，其复杂性也给设备的故障诊断与维修工作带来了难度。数控机床品种繁多，要求维修技术人员具有很高的综合分析能力。因此，如何提高数控机床的诊断与维修效率、减少停机时间进而保障生产的顺利进行成为了生产过程中的关键问题。

　　１数控机床常见故障类型

　　数控机床在生产过程中发生的故障种类很多，一般按起因、性质、发生部位可分为机械故障和电气故障。机械故障包括机械传动机构及附件故障，是指机械部件因偏离其设计状态而丧失部分或全部功能的现象，主要是因机械安装、调试和操作使用不当等原因引起的机械传动故障或者因导轨运动摩擦过大或润滑系统出现故障导致的，主要表现为传动噪声大、加工精度低、运行阻力大、机械部件动作不进行、机械部件损坏等。电气故障包括弱电故障和强电故障。弱电部分主要指数控系统、ＰＬＣ控制器、ＣＲＴ显示器以及伺服驱动单元等电子电路，这部分又有硬件故障与软件故障之分。硬件故障主要是指上述各装置的印刷电路板上的集成电路芯片、分立元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障；常见的软件故障有加工程序出错、系统程序和参数的改变或丢失、计算机的运算出错等。强电故障指继电器、接触器、开关、熔断器、电源变压器、电磁铁等元器件以及由其所组成的电路发生故障。强电部分的故障经常发生，必须引起足够的重视。为了减少或杜绝故障的发生，首先应重视设备的管理，开机润滑、定期检查、维护保养，有故障及时排除；其次在生产管理方面，严禁超负荷运转和违章操作，只有正确操作和精心维护，才能使数控机床始终处于良性运行状态。

　　２数控机床的故障诊断内容及方法

　　２．１数控机床的故障诊断内容

　　数控机床的故障诊断是实现故障维修的前提，只有准确无误地判定故障所在部位，才能及时排除故障。数控机床的故障诊断主要包括以下几个方面的内容：（１）数控系统诊断。根据ＣＲＴ显示屏上显示的报警信息以及各模块上发光二极管等器件的指示，可判断出故障的大致部位。（２）伺服驱动诊断。通过操作面板将数控指令输入数控系统后，观察机床运行状态，以工作台移动是否到位、是否返回参考点来判断伺服系统故障所在。（３）部件测量诊断。通过对数控机床加工零部件的测量，根据所测量数据是否有偏差来判定机床有无故障。（４）辅助装置诊断。液压系统要求无泄漏，压力、流量符合技术要求。润滑系统要求清洁无污，油路畅通，油泵正常工作。

　　２．２数控机床的故障诊断方法

　　数控机床故障千变万化，原因比较复杂，应迅速诊断原因，及时排除故障。从维修实践中总结出的行之有效的故障诊断方法有直观法、系统自诊断法、部件交换法、升降温法和远程诊断法。（１）直观法。直观法是维修人员对机床故障诊断的第一步，应特别注意ＣＲＴ显示屏显示的报警信息、指示灯、电器元件烟熏烧焦等，利用人体的感觉器官通过对故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察，查找故障原因。（２）系统自诊断法。充分利用数控系统的自诊断功能，随时监视数控系统硬件和软件的工作状况。自诊断功能还能显示系统与主机之间的接口信息，能进一步诊断出故障发生在机械部分还是数控系统部分，判断出故障的大致部位。（３）部件交换法。当发现部件有故障或者不能确定是否是部件故障而又没有备件的情况下，将系统中相同或相兼容的两个部件互换检查，进一步缩小故障的范围。（４）升降温法。当数控机床运行时间较长或环境温度较高时，机床可能会出现故障，应立即停机一段时间，或用电吹风使之降温。对温度特性较差或因温度变化易加速产生故障的元器件应及时查明原因。（５）远程诊断法。借助网络手段将用户数控机床的专用接口与维修部门的故障诊断计算机连接，维修人员可通过计算机向用户发送诊断结论和处理方法，帮助用户排除故障。以上几种故障诊断法各有特点，但在实际应用中维修人员应根据数控机床的报警信息和诊断结果，结合自己实践中的维修经验，综合分析和判定故障产生的原因。

　　３数控机床的日常维护

　　数控机床作为企业的关键设备，只有确保它的正常使用寿命和效率，才能发挥其最大效益。实践证明，数控机床的平均无故障时间与其日常维护和保养有着密切的联系，精心的维护可使机床保持良好的技术状态，防止设备的非正常磨损，延缓劣化进程，避免突发故障，从而防患于未然，及时发现和消灭故障，以保障设备的安全运行，所以企业已将机床的维护和保养作为设备管理的一个重要环节。数控机床的日常维护主要包括数控系统维护、机械装置维护和电气系统维护。

　　３．１数控系统维护

　　数控系统是数控机床的核心，它由硬件和软件组成。通过对多家数控机床的生产企业走访和调研，数控机床９０％的故障来源于数控系统，如果操作人员对数控系统能够合理维护和细心保养，可以减少８５％的故障，能够将平均无故障时间延长１倍以上，所以要把数控机床维护的重点放在数控系统上。当然其他装置的维护也不能忽视。对于新购买的机床在使用之前应对ＣＮＣ装置和ＰＬＣ中的数据和参数进行备份。使用中应对操作面板和电路板进行不定期的清洁；数控系统的输入、输出装置应定期维护；存储器中的电池应定期检查和更换，若电池电压不足会造成数据丢失。数控机床如果长期不用，应每隔一个月给数控系统通电半小时以上，并让机床空运行，以驱走电子元件上吸附的潮气。数控系统如果发生故障，应立即按下急停开关，停止系统运行，保护好现场，协助维修人员做好维修前的准备工作。

　　３．２机械装置维护

　　数控机床的机械装置维护分为以下几部分：（１）定期检查主轴箱内的润滑系统，油量不足时应及时补充，并观察油箱温度，定时清洗过滤器。（２）定期检查调整滚珠丝杠螺母副的轴向间隙和导轨副的润滑情况，机床每次工作前至少加油一次。（３）开机前应观察机械回零位置是否正确，机械手换刀动作是否灵活到位，刀具锁紧是否可靠，发现故障应及时处理。（４）应定期清洁传动链，更换滤芯和密封件，防止液压系统泄漏。（５）应定期对数控机床进行精度检查和调整，严禁超性能使用。

　　３．３电气系统维护

　　电气系统维护时首先要注意安全，电气设备的接地或接零必须可靠。电控柜柜门完好，要求防尘、防潮、控温，减少周围环境对系统的影响。应经常清理电子元件上的油污和尘土，导线绝缘老化应及时更换。

　　４结束语

　　掌握数控机床故障诊断技术，不仅能够保障数控机床的正常运行，而且当数控机床发生故障时，通过故障现象，采用合理的诊断方法迅速排除故障，保证机床的正常运行。但在生产实践中，数控机床的加工精度、机械性能和故障率很大程度上取决于对机床的合理维护，只有正确使用机床，坚持做好日常维护，才能减少故障，延长机床使用寿命，提高生产效率。

　　参考文献：

　　［１］彭跃湘．数控机床故障诊断及维护［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００６．

　　［２］王侃夫．数控机床故障诊断及维护［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００５．

　　［３］李攀峰．数控机床维修工必备手册［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２０１１．

　　［４］张志军．数控机床维护与维修［Ｍ］．北京：北京理工大学出版社，２０１３．

　　［５］张赐杰．浅谈数控机床的常见故障诊断与维护［Ｊ］．机电信息，２０１２（９）：７１－７２．

　　［６］南朝子．数控机床的维护与常见故障诊断［Ｊ］．机械管理开发，２００８（３）：８９－９０．

　　作者：秦耀文

 

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