數(shù)控車(chē)削加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中常見(jiàn)問(wèn)題的分析與研究

郝峰

作為中職院校的重要實(shí)踐課程，加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)能夠幫助學(xué)生更直觀、深入地掌握數(shù)控機(jī)床的實(shí)踐操作。要求學(xué)生不但要熟悉相關(guān)的理論知識(shí)，還要具備嫻熟的實(shí)踐操作技能，正確解決常見(jiàn)故障問(wèn)題，從而為以后的工作打下牢固的基礎(chǔ)。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)課程中，教師要針對(duì)學(xué)生常碰到的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的講解，以便引導(dǎo)學(xué)生掌握正確處理的方法。

一、數(shù)控車(chē)床問(wèn)題診斷的原則

1.由外部及內(nèi)部診斷原則

在處理數(shù)控機(jī)床故障時(shí)，要根據(jù)由外而內(nèi)的診斷原則來(lái)對(duì)待出現(xiàn)的故障問(wèn)題。當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障問(wèn)題時(shí)，要先對(duì)它的外部元器件實(shí)施診斷，當(dāng)確認(rèn)液壓件、機(jī)械動(dòng)力設(shè)備等外部元器件正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，才可以對(duì)數(shù)控機(jī)床的內(nèi)部實(shí)施診斷。數(shù)控機(jī)床的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、有著大量的精密零件，不當(dāng)拆卸會(huì)對(duì)這些精密零件造成不可挽回的損失。所以，當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，要先排除外部零件問(wèn)題后，并由專(zhuān)業(yè)檢修人員做出故障的合理分析，方可對(duì)數(shù)控機(jī)床的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及零件實(shí)施診斷，從而提升故障診斷的時(shí)效，減少對(duì)機(jī)床的二次損害。

2.機(jī)械故障診斷優(yōu)先原則

在處理數(shù)控機(jī)床故障時(shí)，要根據(jù)機(jī)械故障診斷優(yōu)先的診斷原則來(lái)對(duì)待出現(xiàn)的故障問(wèn)題。在診斷數(shù)控機(jī)床故障的過(guò)程中，從而從機(jī)械故障和電氣故障兩個(gè)方向進(jìn)行綜合考慮。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)械類(lèi)的故障比較方便排查，后續(xù)檢修工作較為簡(jiǎn)單。但是，電氣故障則可能涉及數(shù)控機(jī)床的許多元器件，可能需要多種檢測(cè)設(shè)備來(lái)進(jìn)行故障排查。所以，當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，要先做到排除機(jī)械故障，然后再使用專(zhuān)業(yè)儀器對(duì)電氣系統(tǒng)實(shí)施故障排查，從而提升故障診斷的時(shí)效。

3.由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)診斷原則

在處理數(shù)控機(jī)床故障時(shí)，要根據(jù)由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)的診斷原則來(lái)對(duì)待出現(xiàn)的故障問(wèn)題。由于數(shù)控機(jī)床屬于較為精密的設(shè)備，其操作系統(tǒng)也較為繁瑣，如果數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)，學(xué)生往往難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障源。所以，在排查故障時(shí)，要先對(duì)數(shù)控機(jī)床做斷電處理，然后再實(shí)施數(shù)控機(jī)床故障的觀察和分析，直到確認(rèn)通電后不再發(fā)生二次故障后，方可實(shí)施帶電排查。同時(shí)，對(duì)故障做動(dòng)態(tài)診斷時(shí)要輔助以相應(yīng)的檢測(cè)活動(dòng)，并做好應(yīng)急預(yù)案，以免數(shù)控機(jī)床元器件因故障診斷而發(fā)生損傷。故障排查時(shí)，要嚴(yán)格遵守相關(guān)程序手冊(cè)，對(duì)數(shù)控機(jī)床的各個(gè)系統(tǒng)元器件做認(rèn)真檢查，以排除潛在的安全隱患。

二、數(shù)控車(chē)削加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中常見(jiàn)問(wèn)題的分析與研究

1.安全文明生產(chǎn)意識(shí)不夠

安全文明生產(chǎn)意識(shí)是企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)正常運(yùn)行的必要條件，這就要求操作員不但按照操作規(guī)范合理使用數(shù)控機(jī)床，還要具備良好的職業(yè)素養(yǎng)、強(qiáng)烈的責(zé)任心以及良好的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，以達(dá)到安全文明生產(chǎn)的要求。首先，在數(shù)控車(chē)削加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題是學(xué)生不按順序進(jìn)行機(jī)床的上下電操作，特別是關(guān)閉數(shù)控機(jī)床時(shí)，有的學(xué)生因急于下課，沒(méi)有把工作臺(tái)歸位，將按先后次序關(guān)閉操作電源、機(jī)床電源、供給電源的操作順序置之腦后，僅僅關(guān)閉機(jī)床電源就匆匆離去。其次，數(shù)控機(jī)床的開(kāi)機(jī)步驟較為簡(jiǎn)單，但學(xué)生在實(shí)訓(xùn)時(shí)剛一開(kāi)機(jī)，沒(méi)有等數(shù)控機(jī)床完成自檢準(zhǔn)備，就開(kāi)始實(shí)施操作，從而給數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行帶來(lái)不利影響，甚至?xí)斐蓴?shù)控系統(tǒng)故障頻發(fā)。最后，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)操作時(shí)忽視了對(duì)數(shù)控機(jī)床的保養(yǎng)維護(hù)，覺(jué)得那不在自己的責(zé)任范圍。但是，要想成為一位優(yōu)秀的數(shù)控機(jī)床操作員，不但要具有編程能力，還要嫻熟于數(shù)控機(jī)床的保養(yǎng)維護(hù)工作，從而能夠保持?jǐn)?shù)控機(jī)床的良好工作狀態(tài)，延長(zhǎng)數(shù)控機(jī)床的使用周期，及時(shí)排除安全生產(chǎn)隱患，進(jìn)而成為一位高素質(zhì)的數(shù)控機(jī)床操作人員。教師在實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)，不但要傳授給學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)踐技能水平，還要幫助學(xué)生具備良好的安全文明生產(chǎn)意識(shí)。

2.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)抖動(dòng)不轉(zhuǎn)

數(shù)控機(jī)床的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)抖動(dòng)不轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，是車(chē)削加工時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題。當(dāng)問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，要先仔細(xì)觀測(cè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作情況，如果抖動(dòng)現(xiàn)象中止，就先檢查電動(dòng)機(jī)里是否有異物，然后將數(shù)控機(jī)床程序歸位重啟。如果重啟后步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正常工作，可把程序再次歸位，從而推測(cè)故障的原因可能是內(nèi)部零件磨損或老化等情況。在排除故障時(shí)要培養(yǎng)學(xué)生處理問(wèn)題的正確思路，以便其能夠自主地進(jìn)行排障處理。雖然步進(jìn)電動(dòng)機(jī)故障是車(chē)削加工時(shí)常見(jiàn)的問(wèn)題，但是其故障成因卻有多種情況，例如操控程序故障、內(nèi)部異物卡頓等。所以，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)要掌握不同故障成因的排除方法，以全面的角度來(lái)看待步進(jìn)電動(dòng)機(jī)故障問(wèn)題，使得其在面對(duì)各種故障問(wèn)題，能夠按照操作規(guī)范合理進(jìn)行故障排除。

3.數(shù)控機(jī)床撞刀故障

撞刀故障也是車(chē)削實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)常見(jiàn)的問(wèn)題，導(dǎo)致撞刀故障發(fā)生的原因也各有不同。首先，最常見(jiàn)的故障原因在于，學(xué)生啟動(dòng)程序時(shí)未能按規(guī)定返回參考點(diǎn)，就實(shí)施加工操作。在車(chē)削實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)，學(xué)生務(wù)必牢記首件加工時(shí)必須成功返回參考點(diǎn)。其次，學(xué)生在車(chē)削加工實(shí)訓(xùn)時(shí)要先對(duì)刀，并執(zhí)行校驗(yàn)工作后方可進(jìn)行車(chē)削加工。但是，有不少學(xué)生對(duì)刀之后未檢驗(yàn)就開(kāi)始車(chē)削加工，這就造成撞刀的問(wèn)題頻發(fā)。再次，撞刀問(wèn)題也可能是由于程序輸入有誤造成的。學(xué)生實(shí)訓(xùn)操作時(shí)輸入指令，本應(yīng)選擇刀具來(lái)切入刀具，但卻錯(cuò)誤執(zhí)行了別的指令，從而造成刀具和其他零部件撞擊而造成撞刀故障，這往往是學(xué)生操作不夠認(rèn)真仔細(xì)所造成的。所以，教師在車(chē)削實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)，要求學(xué)生要嚴(yán)格按照操作步驟實(shí)施車(chē)削加工操作，盡量避免或杜絕誤操作問(wèn)題的出現(xiàn)。同時(shí)，要求學(xué)生在執(zhí)行操作前要再次復(fù)查，以避免錯(cuò)誤的發(fā)生，降低數(shù)控機(jī)床撞刀故障的發(fā)生。

4.數(shù)控機(jī)床超程故障

增量式測(cè)量是數(shù)控車(chē)所使用的測(cè)量系統(tǒng)，這種測(cè)量系統(tǒng)會(huì)因機(jī)床斷電而返回預(yù)設(shè)坐標(biāo)，從而丟失斷電前的參考坐標(biāo)。所以，當(dāng)機(jī)床再次通電后，要先再次設(shè)定坐標(biāo)，方可重新進(jìn)行車(chē)削加工。當(dāng)車(chē)床收到加速指令時(shí)，會(huì)因車(chē)床位于極限位置時(shí)出現(xiàn)超程故障而發(fā)出報(bào)警音，這時(shí)要把機(jī)床的滑板先手動(dòng)反向滑動(dòng)一定長(zhǎng)度，以處理因車(chē)床超程而發(fā)生的故障報(bào)警問(wèn)題。在車(chē)削加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，超程故障是可以通過(guò)機(jī)床預(yù)設(shè)和檢查來(lái)避免。雖然學(xué)生剛開(kāi)始實(shí)訓(xùn)時(shí)，常常會(huì)因?yàn)椴僮魃瓒z忘上述操作，但是可以通過(guò)教師的正確指導(dǎo)和學(xué)生的正確操作來(lái)避免此類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生，從而提高機(jī)床車(chē)削加工的工作效率。另外，如果車(chē)削加工時(shí)機(jī)床斷電，要切記先關(guān)閉數(shù)控機(jī)床的電源，等通電后再重新開(kāi)啟電源，并對(duì)預(yù)設(shè)參數(shù)做再次調(diào)整，可通過(guò)手動(dòng)操作來(lái)移動(dòng)滑板到正確的位置。

5.程序故障處理

相對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)抖動(dòng)問(wèn)題而言，數(shù)控機(jī)床程序較少出現(xiàn)故障，程序故障的原因呈現(xiàn)復(fù)雜化的特點(diǎn)。一般來(lái)講可通過(guò)以下兩種方法進(jìn)行排查：首先，要對(duì)數(shù)控機(jī)床的機(jī)載電腦進(jìn)行檢查，確認(rèn)其存儲(chǔ)空間是否存在不足問(wèn)題，這是因?yàn)閷?xiě)入的操作程序如果超出存儲(chǔ)空間的范圍，就會(huì)造成程序載入失敗，從而造成數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)程序故障。其次，如果機(jī)載電腦存儲(chǔ)空間能夠正常載入程序，而寫(xiě)入的程序本身不存在邏輯問(wèn)題，就需要檢查機(jī)載點(diǎn)電腦的傳輸通道參數(shù)。在正常情況下，傳輸參數(shù)的數(shù)值為零。如果不為零，數(shù)控機(jī)床就會(huì)發(fā)生程序故障。再次，如果傳輸參數(shù)的設(shè)定超出傳輸能力的正常范圍，也會(huì)造成類(lèi)似于機(jī)床程序故障的問(wèn)題。在車(chē)削加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)，學(xué)生首先將傳輸通道參數(shù)歸位為零，然后清理機(jī)載電腦的存儲(chǔ)空間，以確保存儲(chǔ)空間達(dá)到程序載入的需要。最后，在設(shè)置傳輸參數(shù)時(shí)要按照數(shù)控機(jī)床的傳輸能力來(lái)合理設(shè)置。數(shù)控機(jī)床的程序故障雖然不是經(jīng)常發(fā)生，但卻是相對(duì)較難處理的故障之一。程序故障與普通的單一故障不同，其故障成因比較復(fù)雜，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。所以，學(xué)生在車(chē)削加工實(shí)訓(xùn)時(shí)遇到難以解決的故障時(shí)，可以按照程序故障的排障操作進(jìn)行檢查，可先校驗(yàn)數(shù)控車(chē)床的預(yù)設(shè)參數(shù)，再經(jīng)過(guò)基礎(chǔ)參數(shù)的校驗(yàn)來(lái)解決簡(jiǎn)單的程序故障。教師在加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)，要培養(yǎng)學(xué)生的正確排障思維，面對(duì)故障時(shí)要有條有理、層次分明地排查故障，這種正確的排障思維的養(yǎng)成，對(duì)學(xué)生未來(lái)的職業(yè)發(fā)展有著十分重要的意義。

6.加工尺寸誤差過(guò)大

在車(chē)削加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，加工尺寸和標(biāo)準(zhǔn)尺寸存在比較大的誤差是最為常見(jiàn)的問(wèn)題，其問(wèn)題原因可能由許多問(wèn)題所造成。例如，由于伺服電動(dòng)機(jī)沒(méi)有完全固定在絲杠上，使得兩者之間出現(xiàn)不同步的問(wèn)題，使得車(chē)削加工工件時(shí)發(fā)生誤差問(wèn)題。面對(duì)加工尺寸誤差較大的問(wèn)題，學(xué)生要在伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)軸以及絲杠的連接軸上做標(biāo)記處理，然后讓工作臺(tái)以快速倍率來(lái)移動(dòng)，從而減小或避免因伺服電動(dòng)機(jī)和絲杠的不同步造成的尺寸誤差。

7.機(jī)床本身存在機(jī)械故障

隨著使用時(shí)間的推移，數(shù)控機(jī)床本身會(huì)逐漸發(fā)生許多老化問(wèn)題，而維修保養(yǎng)的不到位更是加速了數(shù)控機(jī)床的老化，從而造成各種故障問(wèn)題的頻繁發(fā)生。例如，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)自身因零部件老化而出現(xiàn)機(jī)械故障;步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的連接線因線路老化而被拉斷;步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的連接銷(xiāo)釘脫落造成與絲杠出現(xiàn)固定問(wèn)題，使得其與拖板不能同步;絲杠以及導(dǎo)軌上存在一些車(chē)削所產(chǎn)生的碎屑等雜物，使得機(jī)床兩軸移動(dòng)不暢，以致于發(fā)生碰撞故障。所以，在車(chē)削加工實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成觀察數(shù)控機(jī)床運(yùn)行狀況、仔細(xì)聆聽(tīng)數(shù)控機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的各種聲音，以便做到對(duì)異常問(wèn)題及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)解決。在數(shù)控機(jī)床的日常使用時(shí)，要注意按照操作規(guī)范進(jìn)行加工操作，要養(yǎng)成合理保養(yǎng)維護(hù)的良好習(xí)慣。當(dāng)車(chē)削加工操作結(jié)束后，要及時(shí)清理車(chē)床導(dǎo)軌中的雜物，并保持?jǐn)?shù)控機(jī)床的干凈整潔，定時(shí)在各個(gè)滑動(dòng)面以及齒輪箱加入符合標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械油。

三、小結(jié)

車(chē)削加工實(shí)訓(xùn)是為了提高操作人員數(shù)控機(jī)床實(shí)踐操作能力的重要教學(xué)內(nèi)容。教師可利用一些常見(jiàn)問(wèn)題來(lái)提高學(xué)生排除故障、解決問(wèn)題的意識(shí)和能力。同時(shí)，通過(guò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)還要培養(yǎng)學(xué)生的正確思維能力，以便為社會(huì)培養(yǎng)出更多的實(shí)用性的高素質(zhì)人才，從而為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展添磚加瓦。

（作者單位：南陽(yáng)市高級(jí)技工學(xué)校）