數(shù)控機床常見故障研究

萬藝林，王 超

（平頂山平煤機煤礦機械裝備有限公司，河南郟縣 467100）

0 引言

數(shù)控機床是一種融合了機械制造、精密測量以及數(shù)控等技術(shù)的高科技加工設(shè)備，能夠有效的提高勞動生產(chǎn)率，被廣泛的應(yīng)用于加工領(lǐng)域之中。數(shù)控機床的構(gòu)造非常復(fù)雜，組成零件較多，一旦其中某一個零件出現(xiàn)問題，就會導(dǎo)致數(shù)控機床無法正常運行，進(jìn)而對加工工作帶來不利影響。因此為了盡快恢復(fù)生產(chǎn)，就要及時將數(shù)控機床的故障予以排除，為數(shù)控機床的安全平穩(wěn)運行提供可靠保障。

1 數(shù)控機床常見故障

1.1 隨機性故障

隨機性故障主要是指數(shù)控機床在運行過程中沒有任何預(yù)兆而出現(xiàn)的故障，這類故障具有極高的隱蔽性，不容易被發(fā)現(xiàn)，往往需要花費大量的時間才能將故障找出。隨機性故障的種類繁多，能夠發(fā)生隨機性故障的部分也很多，而且故障之間并沒有太多的相似性，發(fā)生誘因也千差萬別，沒有規(guī)律可循，給檢修帶來較大難度。數(shù)控機床隨機性故障發(fā)生多與工作環(huán)境、軟件設(shè)計的完善程度、工作參數(shù)設(shè)計的合理與否，以及機床安裝質(zhì)量等有密切的關(guān)系，但也并不是說一定會導(dǎo)致隨機故障的發(fā)生，也可能會出現(xiàn)新的誘因。在檢修過程中如果按照常規(guī)的檢修方法，對以上的所有位置進(jìn)行依次檢修，會浪費大量時間，也不能獲得良好的檢修效果。因此在實際檢修過程中，要充分結(jié)合故障的實際情況，打破常規(guī)的檢修方式，進(jìn)而為隨機故障的迅速排除提供可靠保障。一般來說，部分?jǐn)?shù)控機床的隨機性故障具有可恢復(fù)性的特點，一旦發(fā)生這種故障，工作人員重新開機就可以，數(shù)控機床又會恢復(fù)正常工作。但是利用這種方式解決了隨機性故障，在后來的運行中還可能發(fā)生同樣故障。

1.2 確定性故障

確定性故障是數(shù)控機床比較常見的一種故障類型，只要數(shù)控機床滿足確定性故障的發(fā)生條件后，確定性故障就會不可避免的發(fā)生，而且故障位置和形式也比較固定。確定性故障的誘因一般是固定的，這就大大降低了故障的檢修難度，能夠較快的查明故障原因。檢修人員在檢修過程中，按照預(yù)先設(shè)定好的檢修程序進(jìn)行操作，就能較快的查明故障原因，再根據(jù)規(guī)定的故障處理措施進(jìn)行處理，就能較快地排除故障。同時，根據(jù)確定性故障的發(fā)展規(guī)律，能夠?qū)收系陌l(fā)生進(jìn)行預(yù)測，進(jìn)而可提前采取預(yù)防措施，將故障消滅在萌芽之中，確保數(shù)控機床始終處于良好的工作狀態(tài)之中，為各項工作的順利進(jìn)行提供可靠保障。確定性故障具有不可恢復(fù)的特點，也就是說數(shù)控機床一旦出現(xiàn)確定性故障后，檢修人員必須要查明故障原因，并采取有針對性的處理措施，將故障排除后數(shù)控機床才能進(jìn)行正常工作。

2 數(shù)控機床故障的診斷方法

2.1 直觀法

直觀法又被稱為觀測法，即檢修人員根據(jù)數(shù)控機床故障的現(xiàn)象對故障部位進(jìn)行相應(yīng)的判斷，這種方法的可靠性是與檢修人員的工作經(jīng)驗相關(guān)，只有具有豐富工作經(jīng)驗的檢修人員才能運用直觀法對故障進(jìn)行準(zhǔn)確診斷。采用直觀法時，需要數(shù)控機床出現(xiàn)某種特定的現(xiàn)象，例如，火花、煙霧、氣味以及機器的表面有異狀等，檢修人員根據(jù)故障現(xiàn)象的不同特征，就能比較準(zhǔn)確的判斷出故障位置。直觀法不需要對數(shù)控機床進(jìn)行拆卸檢查，能在較短時間內(nèi)找出故障位置，大大降低故障的診斷時間。但是直觀法對于檢修人員的專業(yè)素質(zhì)要求較高，需經(jīng)過大量實踐才能對直觀法進(jìn)行有效運用。

2.2 自動診斷功能查找法

自動診斷功能查找法是建立在數(shù)控機床自動診斷系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過該系統(tǒng)能對整個工作過程進(jìn)行有效監(jiān)控，并對監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析處理，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)控機床的監(jiān)控數(shù)據(jù)超出規(guī)定的范圍，它就會發(fā)出警報，提醒人們對數(shù)控機床進(jìn)行檢查。檢修人員根據(jù)自動診斷系統(tǒng)所提供的信息，能大體判斷故障的位置和初步判定故障的原因。節(jié)省人力和時間，是效率較高的一種診斷方式，故障警示功能也讓人們盡早地進(jìn)行檢查和維修，保證機器正常運行。自動診斷系統(tǒng)功能的有效實現(xiàn)是通過安裝在數(shù)控機床上的各種傳感器，其安裝位置需根據(jù)數(shù)控機床的工作要求進(jìn)行優(yōu)選，確保能及時收集到數(shù)控機床的工作數(shù)據(jù)。

2.3 故障原理分析法

故障原理分析法是從數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行深入的分析，查找與故障相關(guān)的數(shù)控機床結(jié)構(gòu)，再對可能導(dǎo)致故障的部位進(jìn)行檢查，進(jìn)而逐漸排除正常的部位，不斷縮小故障位置，最后確定故障的位置。它能有效減少排除故障的工作量，能在較短時間內(nèi)恢復(fù)數(shù)控機床的工作效率。但故障原理分析法對于檢修人員的專業(yè)素質(zhì)要求較高，要能充分掌握整個數(shù)控機床的構(gòu)造原理，以及明確數(shù)控機床故障與其構(gòu)造之間的關(guān)系，只有這樣才能準(zhǔn)確鎖定故障發(fā)生的部位，提高檢修工作效率。因此，數(shù)控機床的檢修人員要不斷的進(jìn)行學(xué)習(xí)，逐漸提高自身的專業(yè)素質(zhì)，才能將故障原理分析法有效地運用到數(shù)控機床的故障診斷中。

2.4 元件替換法

元件替換法主要是用于數(shù)控機床故障位置的判斷，進(jìn)而為下一步的檢修工作提供可靠的支持。元件替換法是指診斷人員對數(shù)控機床的故障情況進(jìn)行一個大概的判斷，明確出現(xiàn)故障的元件類型和數(shù)量，再用正常的元件替換故障元件，通過觀察數(shù)控機床的工作情況對故障位置進(jìn)行判斷。該診斷方法只能用于結(jié)構(gòu)和原理相對簡單的數(shù)控機床，對于原因復(fù)雜的故障，該方法的實用性不強。因此在數(shù)控機床的故障診斷過程中，要結(jié)合故障的實際情況有針對性的選用元件替換法，進(jìn)而能夠及早的判斷故障位置。

3 數(shù)控機床故障排除實例

3.1 主軸出現(xiàn)噪聲

主軸在無負(fù)荷的運行情況下出現(xiàn)噪聲，并且負(fù)載表指示＞40%。首先，對主軸的工作參數(shù)進(jìn)行核對，主要有放大器型號、電機型號及伺服增益等，檢查無問題后，對機械軸承等部件進(jìn)行進(jìn)一步檢查，經(jīng)檢查均未發(fā)現(xiàn)問題；其次，再將主軸參數(shù)00號設(shè)定為1，讓主軸進(jìn)行開環(huán)運行，發(fā)現(xiàn)噪聲消失，這就說明檢測元件出現(xiàn)問題，檢查后發(fā)現(xiàn)安裝存在一定偏差，調(diào)整位置后噪聲消失。

3.2 絲杠竄動引起的故障

啟動液壓后，手動運行Y軸時，液壓自動中斷，CRT（Cathode Ray Tube，陰極射線管）顯示報警，驅(qū)動失效，其他各軸沒有異常。根據(jù)數(shù)控機床的以上情況，初步判斷該故障與電氣、機械以及液壓等部分有關(guān)，任何一部分出現(xiàn)故障，就能導(dǎo)致驅(qū)動失效的發(fā)生。檢查順序：伺服驅(qū)動裝置→電機→電機與絲杠連接處→液壓平衡裝置→開口螺母和滾珠絲杠→軸承。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)軸向推力軸承的固定螺母發(fā)生松動，進(jìn)而導(dǎo)致絲杠發(fā)生竄動。對螺母進(jìn)行緊固后，故障排除。

4 預(yù)防數(shù)控機床故障的措施

4.1 做好日常維護工作

維護工作對確保數(shù)控機床的安全平穩(wěn)運行具有重要作用，因此，在平時的工作過程中要充分重視維護工作的重要性。檢修人員要根據(jù)數(shù)控機床的工作強度制定有針對性的維護制度，定期對數(shù)控機床進(jìn)行有效的檢修維護，確保數(shù)控機床能夠得到必要的保養(yǎng)維修。對于數(shù)控機床容易出現(xiàn)故障的部位，更是要每天對其進(jìn)行檢查維修，在啟動之前要確保數(shù)控機床狀態(tài)良好。通過有效的維護工作，能夠及早發(fā)現(xiàn)機床的缺陷位置，并采取有效措施來避免故障的發(fā)生，確保數(shù)控機床能后順利的進(jìn)行各項工作。此外，為了確保維修制度能夠得以有效落實，還要采取相應(yīng)的監(jiān)督措施，對機床的保養(yǎng)維護情況進(jìn)行有效檢查，一旦發(fā)現(xiàn)維護保養(yǎng)不到位，要立即要求相關(guān)責(zé)任人進(jìn)行整改，直至按照維護制度要求進(jìn)行為止。

4.2 提高機床利用率

數(shù)控機床是一個科技含量非常高的機械設(shè)備，如果長時間處于閑置狀態(tài)，其各個環(huán)節(jié)中就會出現(xiàn)灰塵、油脂凝固甚至生銹等狀況，這對數(shù)控機床的靜態(tài)傳動功能和動態(tài)傳動功能都會造成不利的影響，而且還會影響數(shù)控機床的加工精度，導(dǎo)致加工出來的機械產(chǎn)品出現(xiàn)較大誤差，從而帶來各種不必要的麻煩。因此，數(shù)控機床的操作人員要對工作人員進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃、合理安排，確保機床的工作負(fù)荷處于合理的范圍內(nèi)，進(jìn)而確保機床具有足夠的利用率。對于長時間不運行的數(shù)控機床，操作人員也要定期啟動機床運行，確保機床的各部分能夠得到必要的運動，進(jìn)而能夠有效降低故障的發(fā)生。

4.3 加強機床檔案管理工作

數(shù)控機床檔案記錄有著非常重要的信息，例如，具體的工作情況、維修情況以及整體性能等，能夠為數(shù)控機床的故障排除提供可靠的資料支持。尤其是數(shù)控機床的維修檔案，記錄著數(shù)控機床的整體維修情況，檢修人員通過查閱能夠節(jié)省大量的檢修時間，進(jìn)而在較短的時間內(nèi)就能明確故障的具體位置。因此，數(shù)控機床的操作人員要加強機床檔案的管理工作，對數(shù)控機床的使用情況進(jìn)行客觀真實地記錄，做好檔案資料的收集整理工作，確保檔案資料的完整性。

5 結(jié)語

總之，數(shù)控機床對于工業(yè)加工而言具有十分重要的作用，但在長期的工作過程中難免會出現(xiàn)各種不同類型的故障，進(jìn)而影響工業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行。為能盡快恢復(fù)生產(chǎn)，就要對數(shù)控機床的常見故障進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析研究，并采取有針對性的診斷方法，將故障及早的予以排除，進(jìn)而恢復(fù)數(shù)控機床的生產(chǎn)能力。