數(shù)控機(jī)床故障分析及改進(jìn)

周豪

摘要：數(shù)控機(jī)床是科技發(fā)展的產(chǎn)物，他能有效的降低工人的勞動負(fù)荷，是一種值得推廣的設(shè)備。但是，數(shù)控機(jī)床在使用時，也會出現(xiàn)故障。為了消除故障，可從數(shù)控機(jī)床的設(shè)計、安裝及維護(hù)提高設(shè)備運行性能。

Abstract：

CNC?machine?tools?is?the?product?of?the?development?of?science?and?technology，?he?can?effectively?reduce?the?labor?load，?is?a?kind?of?equipment?to?be?promoted.?However，?n?c?machine?tools?in?use，?will?fail.?In?order?to?eliminate?the?fault，?but?from?the?design?of?the?nc?machine?tool?to?improve?equipment?performance，?installation?and?maintenance.

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床;設(shè)備故障;故障分析;故障改進(jìn)

Key?words：?CNC?machine?tools;?Equipment??failure;?Fault?analysis;?Failure?to?improve

1.前言

隨著科技的發(fā)展，降低人類勞動量是現(xiàn)代化工廠的一個發(fā)展趨勢。數(shù)控機(jī)床作為一種常見的智能加工設(shè)備，在工廠中得到了廣泛應(yīng)用。而數(shù)控機(jī)床也與其他機(jī)械一樣，會出現(xiàn)各種問題，如電機(jī)故障、工作臺故障、刀位故障等，為了提高數(shù)控機(jī)床的運行效率，探討數(shù)控機(jī)床故障的改進(jìn)措施就顯得非常有必要。

2.數(shù)控機(jī)床常見故障

2.1?機(jī)床電機(jī)故障

由于變頻電機(jī)具有良好的穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)差損耗很小及較高的價格優(yōu)勢等特點，再加上變頻電機(jī)能以很高的轉(zhuǎn)速運行，還能進(jìn)行無級調(diào)速等優(yōu)勢，因此當(dāng)前很多數(shù)控機(jī)床都以使用變頻電機(jī)作為首選設(shè)計方案。雖然變頻電機(jī)具有如此多的有點，但在實際應(yīng)用中，電機(jī)還是會遇到各種問題，其中最常見的故障有以下幾種：

首先，數(shù)控機(jī)床在正常運行時，電機(jī)的聲音一般比較平穩(wěn)，不會出現(xiàn)尖銳的噪聲。但是，當(dāng)機(jī)床使用了一定時間之后，就可能會出現(xiàn)不正常的雜音。這主要是由于數(shù)控機(jī)床的調(diào)速電機(jī)不正常運行導(dǎo)致的。當(dāng)電機(jī)的軸承損壞之后，電機(jī)就不能平穩(wěn)的運行，這將導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)噪聲。其次，電機(jī)在運行過程中，會因機(jī)械摩擦及其它原因產(chǎn)生大量的熱量。此時，如果軸承中使用的潤滑劑不能承受高溫，就會加速潤滑劑的流失。當(dāng)潤滑劑減少到一定程度時，軸承就不能得到很好的潤滑，這也是造成調(diào)速電機(jī)產(chǎn)生噪聲的一個重要原因之一。

其次，由于很多機(jī)器零件都需要較高的加工精度，因此，為了提高數(shù)控機(jī)床的加工精度，在機(jī)床的設(shè)計時就需要保證機(jī)床整體的振動不能超過規(guī)定范圍。但是，在機(jī)床實際運行過程中，隨著使用時間的增長，機(jī)床的振動幅度也會增加。其中的原因有很多，例如軸承本身質(zhì)量不達(dá)標(biāo)或軸承使用時間過長，將導(dǎo)致軸承損壞，當(dāng)軸承損壞之后，電機(jī)運行過程中就會伴隨著劇烈的振動;當(dāng)電機(jī)的緊固螺絲沒有擰緊時，電機(jī)也會出現(xiàn)振動現(xiàn)象[1];另外，皮帶輪與電機(jī)軸之間的配合問題也會導(dǎo)致電機(jī)振動。

最后，電機(jī)發(fā)熱問題也不容忽視。因為電機(jī)的機(jī)械特性和電氣特性都是在一定的溫度條件下測得的，而當(dāng)電機(jī)溫度升高時，電機(jī)的特性將可能受到影響。當(dāng)電機(jī)溫度過高時，還可能會燒毀電機(jī)。

2.2?機(jī)床工作臺故障

數(shù)控機(jī)床的工作臺是直接參與零件加工的部件，當(dāng)工作臺出現(xiàn)故障時特征非常明顯，一般都表現(xiàn)為工作臺突然停止工作。而導(dǎo)致工作臺故障的原因卻不那么單一，其可能原因各種各樣。要找到到底是什么原因?qū)е铝藬?shù)控機(jī)床工作臺故障，就需要逐步進(jìn)行排查。例如將工作臺復(fù)原，再運行，看故障是否重現(xiàn);手動轉(zhuǎn)動絲杠，看是否會出現(xiàn)阻力突然曾大的情況等。

2.3車床刀位故障

車床刀位主要有兩種故障形式，一種是車刀無法定位，另一種是零件精度嚴(yán)重不足。對于前一種故障形式，主要原因可能是電動刀架上的霍爾元件出現(xiàn)問題，而導(dǎo)致?lián)Q刀時，無法將信息反饋到控制其中，而造成電動刀架不斷轉(zhuǎn)動的情況。對于第二種情況，有兩種原因可造成零件加工精度嚴(yán)重不足。第一種情況是絲杠的連接松動，使得機(jī)床在沒有零件時，能正常運行。但當(dāng)加工零件時，由于符合作用，而使刀具偏離原位。另一種情況是電動刀架無法鎖緊導(dǎo)致的，當(dāng)機(jī)床換刀之后，如果刀具沒有鎖緊，也會在加工零件時，由于符合作用導(dǎo)致零件尺寸誤差劇烈變大。

3.針對數(shù)控機(jī)床常見故障的一些改進(jìn)建議

3.1完善數(shù)控機(jī)床的設(shè)計方案

為了從根本上避免數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)以上常見的故障，應(yīng)該從數(shù)控機(jī)床的設(shè)計過程中就有意識的完善機(jī)床的設(shè)計，增加機(jī)床的可靠性。機(jī)床的設(shè)計主要可從電氣方面和機(jī)械方面完善。電氣方面容易出現(xiàn)問題的是電氣元件，這應(yīng)根據(jù)機(jī)床的不同部位的工作環(huán)境作手，增加工作的冗余值，選擇能適應(yīng)更惡劣環(huán)境的電氣元件。例如，電動刀架中需要用到的霍爾元件，由于它是反饋刀位信息的重要元件，并且數(shù)控機(jī)床運行過程中，需要頻繁換刀。因此，對霍爾元件的選擇就應(yīng)該滿足頻繁換刀的需求，并將其性能適當(dāng)增加，以防止使用過程中不必要的損壞。

3.2按要求安裝數(shù)控機(jī)床

機(jī)床的裝配精度將嚴(yán)重影響著機(jī)床的整體性能，而當(dāng)機(jī)床的設(shè)計精度達(dá)到需要的標(biāo)準(zhǔn)之后，影響機(jī)床整體的精度的重要因素就是機(jī)床的安裝步驟了。因此，在裝配數(shù)控機(jī)床時，一定要安裝設(shè)計要求，嚴(yán)格按照步驟進(jìn)行安裝。例如在對主軸進(jìn)行安裝時，由于主軸的精度將直接影響零件的精度。因此，在安裝過程中，應(yīng)該不斷的檢查其精度，并通過其他部件重復(fù)控制主軸的安裝精度，以避免出現(xiàn)主軸精度問題。

3.3加強故障排查工作

機(jī)床的故障應(yīng)該“防患于未然”。數(shù)控機(jī)床的故障具有較強的隱藏性，因此很多故障出現(xiàn)時，都會有一定的潛伏期。而故障在潛伏期中雖然不會立即使機(jī)床出現(xiàn)嚴(yán)重后果，但卻會持續(xù)破壞機(jī)床的性能，最終使機(jī)床的多個部位出現(xiàn)故障，降低設(shè)備性能。因此，為了提高設(shè)備的使用壽命，應(yīng)該定期檢查機(jī)床可能出現(xiàn)的故障，增加發(fā)現(xiàn)潛伏故障的幾率，并將故障及時排除。

4.總結(jié)

數(shù)控機(jī)床中常見的故障有刀位故障、工作臺故障和調(diào)速電機(jī)故障，它們都是嚴(yán)重影響數(shù)控機(jī)床正常運行的重要因素。為了提高數(shù)控機(jī)床的運行效率，就需要避免這些常見故障對機(jī)床的影響。通過探討，可以從完善機(jī)床設(shè)計方案、提高機(jī)床安裝精度和加強日常維護(hù)等方面來降低機(jī)床出現(xiàn)故障的幾率。

參考文獻(xiàn)：

[1]張世亮.數(shù)控機(jī)床故障的分析及處理[J].科技與企業(yè)，2012（09）

[2]凌萬春.數(shù)控機(jī)床故障的診斷和維修[J].機(jī)電工程技術(shù)，2012（08）