淺析數(shù)控機床常見故障的診斷維修與保養(yǎng)

摘 要：由于數(shù)控機床設(shè)備機器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且價格較為昂貴，所以掌握對數(shù)控機床的日常保養(yǎng)和故障診斷以及維修技術(shù)是非常必要的。不僅可以降低日常的維護(hù)費用，而且還可以延長機床的使用壽命。本文主要分析了對數(shù)控機床日常主要故障的診斷方法和維修保養(yǎng)操作。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機床 故障 診斷

中圖分類號：TG659文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）05（a）-0245-01

數(shù)控機床由機、電、液三個部分組成，操作中就需要相關(guān)技術(shù)和知識的基礎(chǔ)，掌握數(shù)控機床的常見故障的診斷和維修保養(yǎng)技術(shù)能夠降低日常的維護(hù)費用、小部件的更換周期、避免嚴(yán)重機械事故的發(fā)生，還有利于延長機床的使用壽命，使機床盡可能能夠在最佳狀態(tài)保持最長的時間。本文主要對數(shù)控機床的日常主要故障的診斷方法和維修排除進(jìn)行分析和研究。

1 組成數(shù)控機床機械的結(jié)構(gòu)

數(shù)控機床主要是由有以下幾個部分的機械構(gòu)成：立柱、床身、工作臺等機床的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部件；用于實現(xiàn)進(jìn)給運動的進(jìn)給運動傳動系統(tǒng)；用于實現(xiàn)構(gòu)件的輪回和工件的定位系統(tǒng)，如數(shù)控回轉(zhuǎn)操作界面；用于實現(xiàn)機床主運動的主運動傳動系統(tǒng)；用于實現(xiàn)某些輔助運動和功能的建設(shè)系統(tǒng)，如潤滑劑、液壓、冷卻劑，加熱劑以及防護(hù)裝置、刀架、排屑系統(tǒng)以及自動換刀系統(tǒng)；各項反饋裝置和構(gòu)件等；其他特殊功能結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，例如精度檢測、操作監(jiān)控系統(tǒng)、圖形轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、刀具破損檢測系統(tǒng)等。數(shù)控機床和其他的普通機床相比，不需要人工的進(jìn)行手動操作，而是隨著數(shù)控指令的給出自動地進(jìn)行加工操作的，這就免除了人工調(diào)試和人工修改的操作。所以，數(shù)控的機械結(jié)構(gòu)必須要滿足自動化的控制條件，還要求機械結(jié)構(gòu)靈敏度較高，具有較強的剛度和抗振性，精度穩(wěn)定性好，熱變形不能過大，安全可靠；適應(yīng)集成和復(fù)雜工藝的功能。

2 常見故障的診斷方法

本文主要介紹的是普通的診斷方法不能判斷的一些常見故障，它需要通專業(yè)的技術(shù)人員運用精密的儀器，通過先進(jìn)的檢測手段對其進(jìn)行高精度的定性或定量檢驗和測定，并通過對故障出現(xiàn)的位置和儀器所得的數(shù)據(jù)的分析，得出故障出現(xiàn)的原因，最后確定所要采取的最佳維修辦法。通常先運用簡易診斷法首先確定出數(shù)控機床當(dāng)前的工作狀態(tài)，再通過精密診斷的方法確定產(chǎn)生故障的原因和最佳的維修辦法。

2.1 裂紋監(jiān)測

裂紋監(jiān)測主要包括電阻法、超聲波法、磁性探傷法、聲發(fā)射法等幾種方法。由于機械結(jié)構(gòu)所使用的材料性質(zhì)不同，測量裂紋的方法也有所不同。通過監(jiān)測來觀察零件的內(nèi)部機體結(jié)構(gòu)的裂紋情況和狀態(tài)，若沒有及時發(fā)現(xiàn)一些細(xì)小的裂縫，則就會很容易導(dǎo)致一些重大事故的方式。

2.2 油液分析

油液分析主要是對測量零件的磨損情況進(jìn)行分析。針對潤滑油或液壓油中的各種金屬微粒和外來雜質(zhì)等殘余物，可利用原子吸收光譜儀進(jìn)行其大小、形狀、成分和深度的分析，從而判斷出對管道部件的原因機理和磨損程度，進(jìn)而有效地掌握零件的磨損情況。

2.3 噪聲監(jiān)測

噪聲監(jiān)測所使用的主要工具有噪聲測量計和聲波計等，測量的主要對象為機床齒輪和軸承，通過監(jiān)測判斷出機械在運行過程中信號的變化，并總結(jié)出信號的變化規(guī)律，再結(jié)合振動和噪聲的分析和識別，確定出齒輪和軸承的故障程度及維修方法。測量進(jìn)行之前，第一步要進(jìn)行強度的測定，如果確認(rèn)強度存在異常時，就要做定量的分析測定。

2.4 溫度檢測

溫度檢測主要可包括接觸型和非接觸型兩種類型。接觸型主要采用的工具是溫度計、測量貼片、熱電偶、熱敏涂料直接接觸軸承、齒輪箱、電動機等，直接對表面的溫度進(jìn)行測量；非接觸型所使用的測量儀器比較先進(jìn)，主要包括紅外測溫儀、紅外掃描儀、紅外熱像儀等，不用接觸物體表面就可以監(jiān)測到其表面溫度，操作靈活簡便，并且操作精密程度高。通常運用在機床運行中發(fā)熱異常的情況下進(jìn)行檢測。

2.5 振動磨損檢測

通過振動計巡回檢測器，對機床上已安裝的某些特征點傳感器進(jìn)行檢測，得到機床上特定測量點的特征性數(shù)據(jù)，如位移速度、總振級的大小、振幅頻率和加速度等，從而對故障進(jìn)行診斷和監(jiān)測。

3 排除數(shù)控機床故障的手段和方法

3.1 復(fù)位、初始化法

由于編程或瞬間故障的產(chǎn)生，機械故障報警系統(tǒng)往往會使數(shù)控機床停止運作，這時可以強行地斷開硬件電源，再按復(fù)位按鈕或復(fù)位鍵，通過復(fù)位來清除故障的產(chǎn)生。但是如果由于連接線路接觸不良、掉電，系統(tǒng)存儲器壓力過小等引起的故障報警，就必須得對故障報警系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位處理。在對系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位之前，首先要確保數(shù)據(jù)已經(jīng)備份，若進(jìn)行初始化操作之后故障仍然沒有排除，就需要通過硬件診斷進(jìn)行分析。

3.2 微調(diào)法

若已經(jīng)正確的設(shè)定系統(tǒng)的參數(shù)，但是數(shù)控機床仍然不能正常的使用，則就要進(jìn)一步地調(diào)節(jié)某些參數(shù)，通過這種微調(diào)的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)和其他電氣系統(tǒng)的最佳控制。在主軸轉(zhuǎn)速模擬電壓控制功能有效時，通過主軸倍率對主軸實際的轉(zhuǎn)速進(jìn)行微調(diào)，使其保持當(dāng)前檔位最佳轉(zhuǎn)速。

3.3 參數(shù)設(shè)置法

正確設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)能夠保障機床的正常運作，如若系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定產(chǎn)生了一些差錯，就可能會造成數(shù)控機床的某些功能喪失。由于用戶在編制程序中所產(chǎn)生的錯誤也同樣會引發(fā)故障報警而使得機器停止運作，這時應(yīng)啟動系統(tǒng)的快速搜索功能，就能保證在最短時間內(nèi)找到問題所在，并對其進(jìn)行及時地處理，保障數(shù)控機床能夠正常的運行。如果在啟動時出現(xiàn)主軸的實際轉(zhuǎn)速和設(shè)定轉(zhuǎn)速不一致的狀況，仍能夠使用主軸轉(zhuǎn)速模擬電壓控制功能，則有兩種主軸轉(zhuǎn)速輸入方式：一種是s代碼設(shè)定刀具相對于工件外圓的切線速度（米/分），這時可稱為恒線速控制模式；另一種是s代碼設(shè)定主軸的固定轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分），如果不改變s碼的值，則主軸的轉(zhuǎn)速保持不變，這時的狀態(tài)可稱為恒轉(zhuǎn)速控制狀態(tài)。

3.4 模塊替換法

模塊替換法是現(xiàn)今應(yīng)用最為廣泛的故障維修辦法，所用時間短，效率高。診斷出故障所在的系統(tǒng)模塊，并用正常的模塊進(jìn)行替換，并設(shè)置好相應(yīng)的參數(shù)，使機床快速地進(jìn)行正常的運作。

3.5 提高改善抗干擾能力

數(shù)控機床大多運用專用的穩(wěn)壓電源，通過提高抗干擾能力，來提高電源的負(fù)載能力。如果遭遇到強烈的干擾，通常采用接地的方式，利用電容濾波法降低高頻的干擾，這樣能夠有效地避免供電開關(guān)電源發(fā)生故障。

數(shù)控設(shè)備加工昂貴，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如果出現(xiàn)故障，就要擁有較多的維修費用。所以必須要掌握一定的常見數(shù)控機床故障診斷和維修方法，并在平時的工作中不斷地積累對故障的診斷方法，降低維修產(chǎn)生的不必要的費用，有效地延長數(shù)控設(shè)備的使用壽命。

參考文獻(xiàn)

[1]何承鋼.C534J立式車床數(shù)控化改造[J].裝備維修技術(shù)，2009（1）.

[2]孫濤.數(shù)控機床故障診斷案例分析[J].中國制造業(yè)信息化，2011（3）.

[3]王德軍.經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)與可編程序控制器（PLC）接口設(shè)計[J].哈爾濱軸承，2005（4）.