浅谈数控机床典型故障维修

摘 要：数控机床是当前制造业普遍使用的机电一体自动化设备，因为其生产效率高被各行各业使用到实践生产中去。但是这样技术含量高，机电已融为一体的自动化机床，系统构成比较复杂，机械结构多样化，一旦其中任何环节出现故障，都可能对于数控机床的运行造成负面影响。作者由此出发，积极探究当前数控机床典型故障，并且结合自身维修经验，提出对应的维修策略，以供参考。

关键词：数控机床；典型故障；故障维修

1 数控机床的概况

所谓数控机床是指装载有程序控制的自动化机床，其能够逻辑地处理具有控制编码或者其他符号指令规定的程序，以输入数控装置的方式对于机床系统实现控制。作为典型的机电一体化产品，其有着以下的优势：其一，加工适应性强，适应模具产品单件生产；其二，加工精度高，加工质量有保证；其三，多坐标联动功能能够加工复杂形状的零件；其四，加工自动化程度高，有利于减轻劳动强度；其五，对于操作人员和维修人员的要求比较高。一般情况下由加工程序载体，数控装置，伺服与测量反馈系统，机床主体和数控机床辅助设备构成。复杂的结构构成多样化的运行模式，使得数控机床的保养和故障维修工作变得更加复杂和多样化，这就要求维修人员能够根据不同的情况，采取对应的数控机床故障维修策略，以保证数控机床处于最好的运行状态。

2 数控机床的典型故障与维修策略

相对于传统机床来讲，基于计算机控制技术的数控机床出现故障的可能性不大，但是并不代表其不会出现故障。一般来讲，数控机床出现的故障可以分为以下几个方面：

2.1 进给传动链故障

进给传动链属于内联系传动链，两末端是主轴和刀架，作用是实现刀具纵向或横向的移动。一般情况下数控机床的导轨都是以滚动摩擦副的方式来进行的，也就是进给传动链故障主要是因为运动质量下降，比如机械部件没有运动到指定位置，运行出现突然中断，定位不精确，轴承噪声变大等，此时就会出现进给传动链故障。对于此类型故障而言，需要从以下几个角度入手去进行维修：其一，提高传动精度，实现对于各个运动副预紧力的调整，使得松动环节被调整，传动间隙被消除；其二，提高传动刚度，对于丝杠螺母副，支承部件的预紧力，丝杠本身尺寸，进行调整和改善，以达到理想的传动刚度；其三，注重对于运动精度的调整，在保证运动强度和精度的基础上，实现运动部件质量的减小，由此减小旋转零件的直径和质量。

2.2 主轴部件故障

数控机床主轴转动系统出现故障，是由于主轴部件的运行状态存在了异常，一般来讲其主要表现为以下几个方面的内容：其一，主轴出现了发热的情况，可能是因为轴承损伤，预紧力过大，润滑油质量不高，润滑油太多或者太少，此时应该做好如下工作：实现对于轴承的修复和更换；对于预紧力进行调整；实现对于主轴箱的清洗，更换润滑油，定期对于润滑状态进行检查；其二，主轴噪声过大，可能是因为主轴部件动平衡不良，齿轮磨损，轴承出现损坏，润滑没有达到理想水平，加工件不直，工装夹具选择不当等因素导致的，对此应该也做到具体问题具体分析：实现动平衡的重做；修理或者更换齿轮；更换轴承；调整或者更换传动带；调整润滑油量，实现对于加工工件的校直处理，调整滚珠丝杠之间的间隙。

2.3 自动换刀装置故障

无数实践证明，具有自动换刀装置的加工中心机床50%以上的故障与自动换刀装置有关，主要表现在：刀库运动故障、定位误差过大、机械手夹持刀柄不稳定、机械手运动误差较大等。对此故障应该着手做好以下几个方面的工作：其一，在进行自动换到装置设置的过程中，应该尽可能的选择可靠性高的元件，无论是传感，还是气动，或者是液压，都应该合理选择，如果遇到元件出现运转不正常的话，应该及时进行更换，避免故障的不断蔓延；其二，避免将超重，超长的刀具融入到刀库中去，避免机械手在换刀的时候与其他部件出现干涉，做好平时的管理工作，限定操作规程，并且树立规范意识和安全意识；其三，对于装配刀进行检验，保证其安装方案的可靠性，采用顺序换刀的方式，并且对于刀具的顺序进行合理安排，避免出现两者不一致的情况。

2.4 各轴运行位置上的行程开关压合故障

很多时候为了保证数控机床自动化工作的可靠性，往往会采用大量检测运动位置的行程开关。但是在经过长期运行之后，运动部件的运动特性会慢慢发生变化，行程开关的压合装置的可靠性和行程本身的品质特性也发生了改变，此时就可能诱发各种故障。对此方面的故障维修，应该积极做好如下几个方面的工作：其一，定期对于行程开关压合的状态进行检查，如果发现其行程开关压合存在故障的可能性，就应该积极采取措施进行改善调整，甚至可以更换此环节，以避免其故障的不断恶化；其二，注重行程开关压合运行环境的管理和控制，保证在平时日常数控机床运作的过程中，不会出现各种不利于开关压合运行的行为，由此保证其能够在理想的环境下运行，避免在此方面出现各种故障。

3 结束语

数控机床作为复杂的机电一体化产品，其故障维修工作内容比较多，工作难度比较大，往往都需要专业化技术维修人员去开展各项工作。经过无数数控机床维修人员的归纳和总结，认为在数控机床维修的过程中可以以以下的诊断方式来处理：其一，直接观察法，就是通过手眼耳鼻等器官去对于数控机床故障进行判断和分析；其二，自诊断功能查找法，就是利用数控机床控制系统的自我诊断功能，通过指示报警提示和软件提示，对于其运行状态进行分析，以找到诊断的切入点；其三，功能程序测试法，就是将数控系统的常用功能和特殊编程融合在一起，形成功能测试程序，由此去检查系统的各个功能；其四，置换备件法，也就说对于各种可能存在故障的部件进行更换，由此去一一推断发生故障的环节，由此实现对于故障范围的缩小，并且最终找到故障所在。

参考文献

[1]高鹏.浅谈数控机床的电气故障维修[J].职业，2010，8：116.

[2]王勇.数控机床伺服进给系统典型故障分析及维修[J].机床与液压，2013，14：157-159.

[3]彭邦华.从一个典型故障的处理过程探讨数控机床维修基本方法的运用[J].装备维修技术，2008，4：5-8.

[4]宋麒麟.数控机床控制及故障诊断系统设计与实现[D].华东理工大学，2012.

作者简介：陶建海（1972-），男，汉族，山东威海，本科，一体化教师，高级实习指导教师，研究方向：电气自动化设备安装调试与维护。