數控機床常見(jiàn)故障的原因查找與處理

隨著(zhù)近些年數控機床加工行業(yè)的飛速發(fā)展，數控機床的產(chǎn)銷(xiāo)量也有了很大的提升。但是隨之而來(lái)的是龐大的機床維護問(wèn)題?？墒峭捎谑褂谜邔C床不太了解，造成只要遇到問(wèn)題都得讓廠(chǎng)家派人到現場(chǎng)處理。為了解決大家的這個(gè)問(wèn)題，我們鑫騰輝的工程師們結實(shí)際為您總結了以下數點(diǎn)有關(guān)數控機床常見(jiàn)問(wèn)題排除的方法，供您參考。

一、數控機床常見(jiàn)故障分類(lèi)

1、確定性故障   

確定性故障是指控制系統主機中的硬件損壞或只要滿(mǎn)足一定的條件，數控機床必然會(huì )發(fā)生的故障。這一類(lèi)故障現象在數控機床上最為常見(jiàn)，但由于它具有一定的規律，因此也給維修帶來(lái)了方便確定性故障具有不可恢復性，故障一旦發(fā)生，如不對其進(jìn)行維修處理，機床不會(huì )自動(dòng)恢復正常.但只要找出發(fā)生故障的根本原因，維修完成后機床立即可以恢復正常。正確的使用與精心維護是杜絕或避免故障發(fā)生的重要措施。

2、隨機性故障   

隨機性故障是指數控機床在工作過(guò)程中偶然發(fā)生的故障此類(lèi)故障的發(fā)生原因較隱蔽，很難找出其規律性，故常稱(chēng)之為“軟故障”，隨機性故障的原因分析與故障診斷比較困難，一般而言，故障的發(fā)生往往與部件的安裝質(zhì)量、參數的設定、元器件的品質(zhì)、軟件設計不完善、工作環(huán)境的影響等諸多因素有關(guān).隨機性故障有可恢復性，故障發(fā)生后，通過(guò)重新開(kāi)機等措施，機床通?？苫謴驼?，但在運行過(guò)程中，又可能發(fā)生同樣的故障。加強數控系統的維護檢查，確保電氣箱的密封，可靠的安裝、連接，正確的接地和屏蔽是減少、避免此類(lèi)故障發(fā)生的重要措施。

二、數控機床常見(jiàn)的故障

1、主軸部件故障

立式加工中心由于使用調速電機，數控機床主軸箱結構比較簡(jiǎn)單，容易出現故障的部位是主軸內部的刀具自動(dòng)夾緊機構、自動(dòng)調速裝置等。為保證在工作中或停電時(shí)刀夾不會(huì )白行松脫，刀具自動(dòng)夾緊機構采用彈簧夾緊，并配行程開(kāi)關(guān)發(fā)出夾緊或放松信號。若刀具夾緊后不能松開(kāi)，則考慮調整松刀液壓缸壓力和行程開(kāi)關(guān)裝置或調整碟形彈簧上的螺母，減小彈簧壓合量。此外，主軸發(fā)熱和主軸箱噪聲問(wèn)題，也不容忽視，此時(shí)主要考慮清洗主軸箱，調整潤滑油量，保證主軸箱清潔度和更換主軸軸承，修理或更換主軸箱齒輪等。

2、進(jìn)給傳動(dòng)鏈故障   

在數控機床進(jìn)給傳動(dòng)系統中，普遍采用滾珠絲杠副、靜壓絲杠螺母副、滾動(dòng)導軌、靜壓導軌和塑料導軌。所以進(jìn)給傳動(dòng)鏈有故障，主要反映是運動(dòng)質(zhì)量下降。如：機械部件未運動(dòng)到規定位置、運行中斷、定位精度下降、反向間隙增大、爬行、軸承噪聲變大(撞車(chē)后)等。對于此類(lèi)故障可以通過(guò)以下措施預防：

（1）提高傳動(dòng)精度

調節各運動(dòng)副預緊力，調整松動(dòng)環(huán)節，消除傳動(dòng)間隙，縮短傳動(dòng)鏈和在傳動(dòng)鏈中設置減速齒輪，也可提高傳動(dòng)精度。

（2）高傳動(dòng)剛度  

調節絲杠螺母副、支承部件的預緊力及合理選擇絲杠本身尺寸，是提高傳動(dòng)剛度的有效措施。剛度不足還會(huì )導致工作臺或拖板產(chǎn)生爬行和振動(dòng)以及造成反向死區，影響傳動(dòng)準確性。  

（3）提高運動(dòng)精度   

在滿(mǎn)足部件強度和剛度的前提下，盡可能減小運動(dòng)部件的質(zhì)量，減小旋轉零件的直徑和質(zhì)量，以減小運動(dòng)部件的慣性，提高運動(dòng)精度。  

（4）導軌

滾動(dòng)導軌對贓物比較敏感，必須要有良好的防護裝置，而且滾動(dòng)導軌的預緊力選擇要恰當，過(guò)大會(huì )使牽引力顯著(zhù)增加。靜壓導軌應有一套過(guò)濾效果良好的供油系統。 

3、自動(dòng)換刀裝置故障

自動(dòng)換刀裝置故障主要表現在：刀庫運動(dòng)故障、定位誤差過(guò)大、機械手夾持刀柄不穩定、機械手運動(dòng)誤差較大等。故障嚴重時(shí)會(huì )造成換刀動(dòng)作卡住，機床被迫停止工作。 

（1）刀庫運動(dòng)故障   

若連接電機軸與蝸桿軸的聯(lián)軸器松動(dòng)或機械聯(lián)接過(guò)緊等機械原因，會(huì )造成刀庫不能轉動(dòng)，此時(shí)必須緊固聯(lián)軸器上的螺釘。若刀庫轉動(dòng)不到位，則屬于電機轉動(dòng)故障或傳動(dòng)誤差造成。若現刀套不能夾緊刀具，則需調整刀套上的調節螺釘，壓緊彈簧，頂緊卡緊銷(xiāo)。當出現刀套上／下不到位時(shí)，應檢查撥又位置或限位開(kāi)關(guān)的安裝與調整情況。 

（2）換刀機械手故障 

若刀具夾不緊、掉刀，則調整卡緊爪彈簧，使其壓力增大，或更換機械手卡緊銷(xiāo)。若刀具夾緊后松不開(kāi)，應調整松鎖彈簧后的螺母，使最大載荷不超過(guò)額定值。若刀具交換時(shí)掉刀，則屬于換刀時(shí)主軸箱沒(méi)有回到換刀點(diǎn)或換刀點(diǎn)漂移造成，應重新操作主軸箱，使其回到換刀位置，重新設定換刀點(diǎn)。

4、各軸運動(dòng)位置行程開(kāi)關(guān)壓合故障  

在數控機床上，為 保證自動(dòng)化丁作的可靠性，采用了大量檢測運動(dòng)位置的行程開(kāi)關(guān)。機床經(jīng)過(guò)長(cháng)期運行，運動(dòng)部件的運動(dòng)特性發(fā)生變化，行程開(kāi)關(guān)壓合裝置的可靠性及行程開(kāi)關(guān)本身品質(zhì)特性的改變，對整機性能產(chǎn)生較大影響。一般要適時(shí)檢查和更換行程開(kāi)關(guān)，可消除因此類(lèi)開(kāi)關(guān)不良對機床的影響。

5、配套輔助裝置故障   

液壓系統。液壓泵應采用變量泵，以減少液壓系統的發(fā)熱。油箱內安裝的過(guò)濾器，應定期用汽油或超聲波振動(dòng)清洗。常見(jiàn)故障主要是泵體磨損、裂紋和機械損傷，此時(shí)一般必須大修或更換零件。   氣壓系統。用于刀具或工件夾緊、安全防護門(mén)開(kāi)關(guān)以及主軸錐孔吹屑的氣壓系統中，分水濾氣器應定時(shí)放水，定期清洗，以保證氣動(dòng)元件中運動(dòng)零件的靈敏性。閥心動(dòng)作失靈、空氣泄漏、氣動(dòng)元件損傷及動(dòng)作失靈等故障均由潤滑不良造成，故油霧器應定期清洗。此外，還應經(jīng)常檢查氣動(dòng)系統的密封性。潤滑系統。包括對機床導軌、傳動(dòng)齒輪、滾珠絲杠、主軸箱等的潤滑。潤滑泵內的過(guò)濾器需定期清洗、更換，一般每年應更換一次。冷卻系統。它對刀具和工件起冷卻和沖屑作用。冷卻液噴嘴應定期清洗。排屑裝置。排屑裝置是具有獨立功能的附件，主要保證自動(dòng)切削加工順利進(jìn)行和減少數控機床的發(fā)熱。因此排屑裝置應能及時(shí)自動(dòng)排屑，其安裝位置一般應盡可能靠近刀具切削區域。

三、數控機床的常見(jiàn)故障排除方法

由于數控機床故障比較復雜，同時(shí)數控系統自診斷能力還不能對系統的所有部件進(jìn)行測試，往往是一個(gè)報警號指示出眾多的故障原因，使人難以入手。下面介紹維修人員任生產(chǎn)實(shí)踐中常用的排除故障方法。直觀(guān)檢查法 直觀(guān)檢查法是維修人員根據對故障發(fā)生時(shí)的各種光、聲、味等異?，F象的觀(guān)察，確定故障范圍，可將故障范圍縮小到一個(gè)模塊或一塊電路板上，然后再進(jìn)行排除。 初始化復位法

一般情況下，由于瞬時(shí)故障引起的系統報警，可用硬件復位或開(kāi)關(guān)系統電源依次來(lái)清除故障。若系統工作存貯區由于掉電、撥插線(xiàn)路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統進(jìn)行初始化清除，清除前應注意作好數據拷貝記錄，若初始化后故障仍無(wú)法排除，則進(jìn)行硬件診斷。

自診斷法

數控系統已具備了較強的自診斷功能，并能隨時(shí)監視數控系統的硬件和軟件的工作狀態(tài)。利用自診斷功能，能顯示出系統與主機之間的接口信息的狀態(tài)，從而判斷出故障發(fā)生在機械部分還是數控部分，并顯示出故障的大體部位( 故障代碼) 。

功能程序測試法

功能程序測試法是將數控系統的功能用編程法編成一個(gè)功能試驗程序，并存儲在相應的介質(zhì)上，如紙帶和磁帶等。在故障診斷時(shí)運行這個(gè)程序，可快速判定故障發(fā)生的可能起因。功能程序測試法常應用于以下場(chǎng)合: 機床加工造成廢品而一時(shí)無(wú)法確定是編程操作不當、還是數控系統故障引起; 數控系統出現隨機性故障，一時(shí)難以區別是外來(lái)干擾，還是系統穩定性個(gè)好; 閑置時(shí)間較長(cháng)的數控機床在投入使用前或對數控機床進(jìn)行定期檢修時(shí)。

備件替換法

用好的備件替換診斷出壞的線(xiàn)路板，即在分析出故障大致起因的情況下，維修人員可以利用備用的印刷電路板、集成電路芯片或元器件替換有疑點(diǎn)的部分，從而把故障范圍縮小到印刷線(xiàn)路板或芯片一級。并做相應的初始化起動(dòng)，使機床迅速投入正常運轉。

對于現代數控的維修，越來(lái)越多的情況采用這種方法進(jìn)行診斷，然后用備件替換損壞模塊，使系統正常工作。盡最大可能縮短故障停機時(shí)間，使用這種方法在操作時(shí)注意一定要在停電狀態(tài)下進(jìn)行，還要仔細檢查線(xiàn)路板的版本、型號、各種標記、跨接是否相同，若不一致則不能更換。拆線(xiàn)時(shí)應做好標志和記錄。一般不要輕易更換CPU 板、存儲器板及電地，否則有可能造成程序和機床參數的丟失，使故障擴大。

參數檢查法

系統參數是確定系統功能的依據，參數設定錯誤就可能造成系統的故障或某功能無(wú)效。發(fā)生故障時(shí)應及時(shí)核對系統參數，參數一般存放在磁泡存儲器或存放在需由電池保持的MOSRAM中，一旦電池電量不足或由于外界的干擾等因素，使個(gè)別參數丟失或變化，發(fā)生混亂，使機床無(wú)法正常工作。此時(shí)，可通過(guò)核對、修正參數，將故障排除。

原理分析法   

根據數控系統的組成原理，可從邏輯上分析各點(diǎn)的邏輯電平和特性參數，如電壓值和波形，使用儀器儀表進(jìn)行測量、分析、比較，從而確定故障部位。除以上常用的故障檢測方法之外，還可以采用拔插板法、電壓拉偏法、開(kāi)環(huán)檢測法等?？傊?，根據不同的故障現象，可以同時(shí)選用幾個(gè)方法靈活應用、綜合分析，才能逐步縮小故障范圍，較快地排除故障。

數控機床故障的產(chǎn)生原因是多方面的。對于不同的數控機床要采取不同的應對措施，對于較為復雜的故障，需要將幾種方法綜合運用，才能正確判斷出故障產(chǎn)生的原因，診斷故障發(fā)生的具體部位，從而及時(shí)解決故障，減小數控機床給生產(chǎn)帶來(lái)的損失，有效提高機床的使用效率。