数控机床故障设置及排除装置探讨

吴军

（华东交通大学，江西 南昌 330013）

数控机床故障设置及排除装置探讨

吴军

（华东交通大学，江西 南昌 330013）

数控机床的技术要求非常高，它是自动化机床的机、电、仪等现代化高科技技术的具体表现，将各个领域的新科技手段运用到一起，组成新的工业控制技术.不同的控制系统的数控机床，在性能与结构中也存在着很大的差异性，但是数控机床的故障确诊方法是一致的.本文对数控机床常见故障的分类与处理方法、数控机床的故障诊断技术、常用故障排除方法、数控机床的维护保养四个方面进行了简单的论述.

数控；运动控制；顺序程序；故障诊断系统

数控机床是机电行业中非常典型的数字产品，它的特点是高精准性、高效率性、高适应性.数据机床技术已经被我国的广大地区大力推广与广泛的应用，数控机床给机械制造行业创造了高效的发展前景，和高回报的经济效益.数控机床的控制系统具有复杂性、先进性、智能性等特点，在数控机床运行的过程中，无论哪一个环节发生故障或是失效的现象，都会造成数据机床的停止生产.因此说，数据机床故障排除和设置装置是非常重要的工作.

1 数控机床常见故障的分类与处理方法

1.1按故障发生的部位分类

按照数控机床的故障出现的部位进行分类，可以分为硬件故障和软件故障两种.硬件故障常会出现在控制电子元件、电路板、接插件、低压开关等部位，出现的故障现象多为松动或是烧毁，在进行处理的时候，要么是简单的维修，要么是更换新的元部件.软件故障多数是出现在PLC的编程中，在进行维修时，可以使用修改编程中的数据或者是重新输入数据的方法，严重的故障可以采用修改PLC数据的方法处理故障；软件故障包括零件加工的程序出现的故障.在发生数据控制系统出现的软件故障的时候，要及时的与生产的厂家进行联系，请求厂家援助，以便解决故障问题.

1.2按故障发生时是否有指示分类

按照在发生故障的时候是否出现了指示进行分类，可以分为有诊断故障与无诊断故障.有诊断故障是在现有的数控机床系统中，存在CNC自控诊断系统，在数控机床工作的过程中，会产生针对软、硬件的适时监控程序，在发现有故障的时候，会发出警报进行提示，有效系统还会自动在显示器中出现文字提示，方便使用者排查故障原因.无诊断故障其中有一部分是由有诊断故障的缺陷导致的，在出现这种情况的时候，维修工作人员要熟悉发生故障以前的数控机床工作的状态，和发生故障时机床的运行情况等进行有效的分析，才能开展处理工作.在进行数控机床的维修时，可以借助生产厂家提供的诊断手册，找出故障发生的原因、位置，进行有效的排除等.

1.3按机床的运转稳定性能来分类

可以参照数控机床的稳定性来区分机床的故障问题，当机床在运行一段时间以后，有时会出现机床的运动性能下降的情况，虽然机床处于正常的运转状态，但是加工生产的产品却是不合格的，例如：机床的定位精度不够准确，反向发生死区，数据坐标在运行的过程中发生不平稳的现象等，都是导致机床不稳定性的因素.这种故障的排除方法是使用机床的检测仪器进行确诊，包括机床的误差机、电等环节，调节好机床系统中的机械传动环节、数据开展系统、随动系统等.

1.4按故障出现频度和范围分类

按照数控机床故障出现的频度与范围进行分类，可以分为随机性和系统性两大类.随机性的故障是在偶然间发生的，在进行诊断的时候非常的困难，毛病主要是出在数据机床的机械结构的部件中，有时部件的某一个位置出现了错位，电气线路中的静态工作出现异位，机床的不稳定性，过高的电气温度等都可以引发故障.系统性的故障主要是指在一定状态下出现的具有一定规律性的故障，在进行这类故障的排除时，要反复的进行有效的分析、研究，最终得到故障排除的结果.

2 数控机床的故障诊断技术

2.1起动诊断

在使用起动诊断的时候，从通上电源开始，数控机床的内部就会自动生成诊断系统的程序.将数控机床系统中的软件与硬件系统进行有效的诊断，其中包括：CPU、存储器等数据机床程序中的单元模块，软盘单元中的各项装备等.在确认好各个环节的项目以后，整体系统进入了运行的准备之中.反之，则会启动指示报警系统，表示自动诊断程序没有完成工作，数控机床系统不能进入正常的运行状态.

2.2在线诊断

在线诊断的方法就是运用CNC系统和CNC的装置将每一个随动系统的单元、随动系统的电机、主轴随动系统的单元、主轴随动系统的电机、外部设备等综合进行自动的诊断和检查工作.只要在保证供电的情况下，在线诊断系统就可以继续进行.

2.3离线诊断

在数控机床发生故障以后，停止数控机床的运行，由生产的厂家或者是专业的维修团队运用特有的数据机床诊断软件、检测设备等进行的诊断过程称为离线诊断.将数控机床的故障范围设定在最小，例如：设定在机床的功能模块中、某一处的电路线中、某个环节中的芯片中、机床的某个元件中等，这是一种精准性非常高的故障诊断方法.

3 常用故障排除方法

3.1经验法

使用经验法排除故障，首先要求工作人员具有较高的知识面，其次是熟悉机床的结构设计，拥有综合性的判断能力.在进行数控机床的故障诊断过程中，工作人员运用多年的工作经验，评估数据机床的故障原因.例如：通过发生故障时出现的光、声音、机械味道等评断出故障发生的原因，这样就可以将机床故障的范围缩小，节省了诊断的时间，提升了故障的效率.

3.2CNC系统自诊断功能法

在数控机床系统中设置了智能程序，使得机床系统具有很强的自诊断的能力.可以随时的检测到数据机床中的故障，尤其是在硬件系统和软件系统中，随时掌握动态情况.发生异常现象时，自检系统可以发出指示报警系统，方便工作人员及时的进行机床的故障检修工作.同时，也可以运用CNC系统进行自诊断功能，对产生故障的地方进行导通、定位处理，将故障的范围缩小在一定的范围之内，以便更好的判断出数据机床故障出现在系统的哪一个部位.

3.3功能程序测试法

功能程序测试法是将数字控制系统中的常用功能与一些特殊的功能以手工编制程序或者是自动编制程序的方法组成功能程序测试的系统，数控机床的系统通过组成的功能程序输入的数据信息，启动系统自身带有的控制机制，从而检查出数控机床系统功能中的准确性、可靠性，通过这些功能的运行，诊断出故障发生的起因.这种方法通常应用于长期不使用的数据机床的第一次重新启动的检查中，或是在数控机床加工过程中出现废品时，系统没能及时的预警的情况下使用，对于在检查的过程中，很难检查出故障发生的原因时，使用这种方法最有效.

3.4代换法

代换法可以看作是一种借鉴了家电维修技术的验证方法，是维修工作人员使用自己配置的数据控制元件对数控机床的元部件进行替换的过程，这种方法可以得到两种结果，一种是非常顺利的将故障排除，另一种是将故障缩小到可以控制的范围，例如：印刷线路板、芯片等，减少了检测故障、排除故障的时间，提升了工作的效率.

3.5交换法

交换法是在维修工作人员缺少配件的情况下，将数控机床系统中具有同等功能的元部件进行交换使用，包括：模块、集成电路芯片、印刷线路板等元部件.进行交换以后，要观察故障的变化情况，以此，就可以判定出故障发生的位置.

3.6参数检查法

数据控制机床的性能是由数据控制参数决定的，为了防止在断电的情况下，发生RAM参数丢失的问题，通常会在控制板中安装锂电池，但是，当锂电池没有电量或是受到外界影响的时候，就会出现数据遗失的问题，导致了数据机床无法正常运转.当发生这些情况的时候，要依据出现故障的原因、报警的信息情况，进行参数数值的检查与校对情况.还有一种情况就是在机械的运转过程中，出现的元部件磨损现象，或是发生电子电器的元部件转变性能的情况发生，都会导致机床的性能减退，需要将参数进行有效的调整处理，保证机床的正常运转和加工产品的精准度.

3.7轻敲法

在数控机床出现不稳定的情况时，可以使用轻敲的方法轻敲电路板的插件和电缆信号连接线，然后再轻敲印刷线路板中的重要元部件.这种方法弥补了由于系统的多块印刷线路板之间的焊接在接触不良的情况下，出现的故障问题.在使用轻敲的方法时，敲击的部位如果有故障问题，会通过敲击排查出来.

4 数控机床的维护保养工作

4.1电气系统保养工作

电气系统保养工作包括：控制温度、防止潮湿、防止灰尘、防止松动，前两个因素是指数控机床运作的环境要具有稳定性，在经济条件允许的情况下，可以使用空调进行控温与防湿处理工作.还有特别的注意数控机床在运转的过程中会出现的振动现象，为了保证正常的运转工作，可以经常的进行各个元部件之间的连接，元部件安装使用的螺钉等的检查工作.

4.2液压系统和冷却润滑维护保养工作

在数控机床的运行过程中，液压油由于使用的时间过长倒转了液压油的变质问题，管道会受到工作的压力和环境的影响会出现密封圈破坏的问题，或是液压油的油污污染了管道的问题，因此，要定期的清理管道和过滤器，防止数控机床发生故障.

4.3数控系数维护保养工作

定期的检查冷却风机的运转情况，定期的清理风道，保证风道过滤网没有灰尘或者是其他的物体堵塞的情况.每年都要更换RAM中的电池，保证RAM的正常通电.在有电式纸带阅读机的数控机床的，还有经常的清理机器，保证机器在读取数据信息的时候，不会出现错误.

4.4机械部件的维护工作

首先，要进行位置的检查工作，包括：主轴润滑油的油箱油位，刀库的回零位置，机床主轴回换刀点的位置等重要的位置，保证它们的正常运转.其次，要进行可靠性的检查，主要包括：丝杆、床体的松动情况，刀具在机械运行中的可靠性，行程开关与电磁阀的工作情况.再次，要定期的清理过滤网等设备，并保证油量的充足.最后，定期的调整主轴皮带与主轴刀具夹的松紧程度，液压缸的活塞位置，确保精准度.

结束语

综上所述，数控机床在工业生产中越来越受到重视，因此，有必要对于数控机床系统故障与诊断技术进行有效的探索、研究、发展等工作.在掌握了机床故障的真实原因和基本的排除方法，通过实践生产的经验积累，总结故障诊断的新方法、新手段、新理念等，能够保证数控机床系统的稳定性、可靠性等，大大的提升了机床的效率，确保了数控机床的正常工作.

〔1〕王锋.数控机床故障设置及排除装置的研发[J].温州职业技术学院学报，2012（2）：48-50.

〔2〕冯文妍.数控机床的常见故障诊断、排除与维护保养方法的探讨 [J].装备制造技术，2015（6）：257-259.

〔3〕王益辉.对数控机床常见故障及排除方法的探讨[J].黑龙江科技信息，2009（8）：47.

〔4〕孙建仁.机床数控系统常见故障与排除的探讨[J].机床电器，2004（5）：19-21.

〔5〕沈胜利，张芬.经济型数控车床自动换刀装置的故障分析及排除 [J].制造业自动化，2012（6）：63-66.

〔6〕赵东泉，邓荣琦.数控机床内置参数在数控机床常见故障排除中应用研究 [J].科技信息，2011（4）：210-211.

〔7〕李文，高健.数控机床原点的设置方法与故障诊断[J].青岛职业技术学院学报，2013（5）：45-47.

TG659

A

1673-260X（2015）12-0030-03