数控机床故障的分类及维修

张 强

（山西平阳重工机械有限责任公司，山西侯马 043003）

0 引言

随着材料科学、机械制造技术的不断进步，数控机床控制系统经历了晶体管、集成电路、大规模集成电路、计算机系统等几代的发展，出现了具有高精度和高可靠性的新型功能部件。比较有代表性的新型功能部件有高频电主轴和直线电机等，它们都促使数控机床机械传动结构越来越趋于简单。在使用过程中，机械传动结构故障表现的往往比较直观。下面就工作现场比较常见的电气类及元器件故障进行分析简单总结。

1 电气类及元器件的故障和原因分析

1.1 第一类：元器件工作不正常

故障现象：①气压不足；②液压系统压力不足；③液压系统电机不工作；④润滑系统工作异常；⑤主轴冷却系统报警；⑥X轴电机不能旋转报警等等诸如此类的。

原因分析：①气源压力不足；②压力继电器损坏；③管路堵塞；④加注液压油型号不正确；⑤润滑管路破裂；⑥冷却泵过滤网堵塞；⑦冷却电机主空气开关跳闸、热继电器断开；⑧报警轴的放大器/功率模块损坏，如FANUC 系统放大器模块上有报警代码等。

1.2 第二类：系统软件故障

故障现象：①数控系统不能正常启动，往往表现为系统程序停在某一界面，不继续执行；②在MMC 时MDI（Manul Data Input，手动输入数据）方式下编辑程序，不能输入结束符等。

原因分析：①采用NC 嵌入PC 或PC 嵌入NC 方式的数控系统硬件配置中有系统硬盘，大多采用机械硬盘，由于频繁启动或不正常关机容易造成硬盘磁道的损坏，造成系统文件不完整，所以数控系统控制软件不能正常启动。例如，某台TWI32 车削中心采用西门子840D 系统MMC103 人机交互，开机正常启动，在输入双主轴车削画面刀具参数时，显示界面出现乱码不能输入参数，判断是该功能程序出错系统文件损坏。拆下MMC103 硬盘连接到PC 上，发现此硬盘分为DOS-HSD、WINDOWS-HSD、840D-HSD 三个盘符，判断应该是840DHSD 盘的某个文件损坏，更换新的西门子硬盘，采用DMG 公司随机的系统光盘恢复MMC 后开机正常启动，可是原加工程序都没有，这样随然设备是修复了，但是并不能快速投入到生产中去。后来经过多次试验，利用计算机文件存储原理以及硬盘克隆工具，根据系统文件损坏的不同表现，判断出损坏的位置，快速精确恢复系统硬盘，保证修复后的设备马上投入生产。②MMC 系统文件出错。例如公司一台上重CKQ61160 数控车床，采用西门子840D 系统配置MMC103，使用中出现在MDI 方式下人工输入程序，每一行后面不能输入“小蝌蚪”的结束府，而是显示“；”，导致零件加工程序不能执行，机床无法使用。判断是MMC 的键盘按键或者MMC 主板等硬件故障，但送修多次后均未能修复此故障，导致该设备长期处于停机状态。后来通过恢复MMC 系统文件后，经然奇迹般地修复了此故障，机床恢复使用。后经过分析认为，应该是MMC 系统硬盘损坏但没有达到不能执行的状况，改变了某个文件的值或者执行结果导致的。

1.3 第三类：0 和1 的关系

经过多年的不断发展，数控机床的元器件及部件的制造水平已相当可靠、稳定，除非因为设计有缺陷或者首台试制的设备，才可能出现大的故障，一般平时工作中遇到最多的故障就是此类故障。如机械手伸出到位没到位、工作台升降到位没到位、刀库安全门关没关到位、尾座油缸伸出与缩回是否到位、主轴变速是否到位、润滑油压力不够等，都是可归结到0 与1 的关系方面。该元器件或者部件在工作逻辑关系中只有两种状态，即到位或不到位、锁紧或没锁紧、压力够或不够。

原因分析：①检测开关损坏；②检测开关位置不正确；③部件运动行程没到位，包括工作时间不够长、油压低、油管破损、接头枪动、油缸或气缸内部泄漏；④电缆断裂。

1.4 第四类：近因原则

此分类想表达的意思是，机床发生故障时在做什么或者说处于什么状态，故障原因就与正在做什么或者处于什么状态有关系。该分类主要是对稍微旧一些或者保养不到位设备，在发生故障时可快速判断故障原因，及时处理恢复生产。比如一台HTC4040N 数控车床发生NC 不能启动故障，现场检查24 V 空气开关跳闸，重新接通后启动设备又跳闸，判断24 V 电源接地。由于该设备长期从事油缸类工件加工，工作量是满负荷，致使设备保养严重不到位，Z 轴防护罩损坏，尾座后部盖板丢失，冷却液漏液严重。询问操作人员答复，设备在加工工件过程中尾座运动时发生故障，个人判断与尾座有关系。经检查尾座内部漏液严重，没有后部盖板，因急于生产曾经损坏的油缸检测开关并没有安装，包电缆的绝缘胶布脱落，接触到尾座导轨致使24 V电源接地造成此故障。重新包好电缆后，故障消除。

原因分析：当出现故障时，维修技术人员到现场后不要急于查找原因，首先要详细询问设备操作人员出现故障时设备在做什么或者处于什么状态，据此判断可能发生故障的部位、原因，再进一步进行检查。这样可能会比较快速地处理故障，恢复生产。

2 小结

数控机床是集电子技术、机械制造、计算机控制系统、运动控制软件等于一体的高度精尖的设备，在生产现场常见的故障有很多种类型。上文只是根据在日常工作中遇到的一些故障现象，进行总结和分类，目的是给相关人士以参考，达到维修现场快速处理的目的。