數(shù)控車床故障診斷及排除的研究與應(yīng)用

朱加彪

摘? 要：數(shù)控車床的進給系統(tǒng)與普通車床有一定的區(qū)別，普通車床有進給箱和交換齒輪架，而數(shù)控車床是直接利用伺服電機通過滾珠絲杠驅(qū)動溜板和刀架實現(xiàn)進給運動，進給系統(tǒng)相比普通車床的結(jié)構(gòu)大為簡化。因此熟練掌握和應(yīng)用數(shù)控車床故障診斷的基本原則、方法以及常見故障分析和排除的方法是非常必要的。該文從指導(dǎo)實踐的角度，分析了數(shù)控車床常見故障診斷及排除方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)控車床? 故障診斷? 排除? 診斷方法

中圖分類號：TG519.1 ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2020）12（b）-0060-03

Abstract： The feed system of CNC lathe is different from that of ordinary lathe. The common lathe has a feed box and exchange gear carrier， while CNC lathe directly uses servo motor to drive slide plate and tool carrier through ball screw to realize feed movement. Compared with ordinary lathe， the structure of feed system is greatly simplified. Therefore， it is necessary to master and apply the basic principles， methods and common fault analysis and troubleshooting methods of CNC lathe. From the angle of guiding practice， this paper analyzes the common fault diagnosis and troubleshooting methods of CNC lathe.

Key Words： CNC lathe; Fault diagnosis; Troubleshooting; Diagnostic method

數(shù)控車床是一種融合了機械、電氣、液壓、氣動、微電子、信息等技術(shù)的機床，具有高精度、高效率、高自動化和高靈活性等優(yōu)點。數(shù)控車床技術(shù)水平及其金屬切削機床的生產(chǎn)和占有率是衡量一個國家國民經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)制造業(yè)總體水平的重要指標之一。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，數(shù)控機床的應(yīng)用日益廣泛。但是凡事都有兩面性，數(shù)控車床精度較高、元器件較為復(fù)雜，即使是一個很小的部件損壞都可能造成整個系統(tǒng)的故障。

1? 數(shù)控車床結(jié)構(gòu)分析

數(shù)控機床操作是一項系統(tǒng)的工作，其需要在安全的操作環(huán)境才能夠平穩(wěn)安全地運行。一般來說，數(shù)控車床由輸入/輸出裝置、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、車床本體和輔助裝置等組成。

在數(shù)控車床的組成部分當中最重要的就是數(shù)控系統(tǒng)，以CAK6150數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)為例，它是由控制單元、主軸和進給伺服單元以及相應(yīng)的進給伺服電動機、CRT顯示器、系統(tǒng)操作面板、機床操作面板、附加的I/O接口板、電池盒、手搖脈沖發(fā)生器等部件組成。

通過對數(shù)控機床的基本構(gòu)成有一個全面大致的了解，可以更好地進行故障的排除分析，這樣可以更好地進行實踐檢測，實現(xiàn)數(shù)控機床工作效率的提升。

2? 數(shù)控車床故障診斷的基本原則分析

對于數(shù)控車床來說，故障發(fā)生的因素有很多，尤其是在復(fù)雜操作環(huán)境下，任何一方面的因素出現(xiàn)問題都會導(dǎo)致出現(xiàn)問題。所以在進行故障分析的時候，必須要堅持以下原則。

2.1 由簡入難的原則

一旦數(shù)控車床出現(xiàn)問題，往往會導(dǎo)致各個零部件出現(xiàn)問題。所以在進行檢查的時候必須要將各個故障部分進行檢測，確保問題一一排除。而且在進行維修的時候，要堅持從簡單到復(fù)雜的原則，這樣才可以確保整體系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，促進大故障的解決。

2.2 由主機到電氣的原則

在數(shù)控車床的故障中，主機的問題是最顯而易見的。一旦主機存在問題，整個車床就會停止工作。所以在進行故障排除的時候，排除人員要先看主機是否存在問題，如果不存在問題，然后再對電氣進行故障排除和修復(fù)，這樣可以大大地節(jié)約故障排除的時間，提高工作效率。

2.3 由外到內(nèi)的原則

除了以上原則之外，數(shù)控車床的故障排除還需要堅持由外到內(nèi)的原則。因為在進行故障排除的時候，外部的問題容易察覺，而且外部問題一般都是機械問題，這樣故障排除和維修都十分容易。如果不是外部問題，則需要對內(nèi)部進行檢測，一旦出現(xiàn)問題則需要進行及時維修和更換，確保車床的正常運轉(zhuǎn)。

2.4 從靜態(tài)到動態(tài)的原則

在進行數(shù)控車床故障排除的過程中，一般嚴禁通電。通電會對設(shè)備造成嚴重的損害，甚至?xí)?dǎo)致故障問題的擴大。所以，在進行故障檢測的時候，要在設(shè)備斷電的情況下進行檢測，等故障完全排除后，在進行通電。整個過程必須要堅持從靜態(tài)到動態(tài)的原則，這樣既可以保持設(shè)備的安全性，也有助于促進故障的科學(xué)排除。

3? 數(shù)控車床故障診斷方法

在實際的應(yīng)用中會遇到各種故障問題，而導(dǎo)致故障的原因也是多種多樣。所以在進行故障排除的時候需要進行精準診斷，采用科學(xué)的方法進行，具體如下。

3.1 直觀診斷法

直觀診斷方法最簡單，但是需要排除人具備豐富的工作經(jīng)驗，可以直觀地看出具體故障。在診斷時，需要通過目測、手摸、通電等檢測途徑對外部設(shè)備進行監(jiān)測和判斷。該種診斷方法的優(yōu)點就是憑借豐富的經(jīng)驗，可以快速地找到并排除故障。

3.2 自診斷功能法

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一般情況下數(shù)控車床都會有計算機控制并連接起來，這樣在出現(xiàn)故障的時候，計算機就可以根據(jù)系統(tǒng)自帶的檢測程序?qū)?shù)控車床進行檢測。在檢測軟件的檢測下，找到車床的內(nèi)部問題所在，根據(jù)具體的情況進行解決。該種診斷方法的優(yōu)勢就是可以通過自動化的軟件進行問題檢測，大大提高了檢測診斷的效率。

3.3 交換診斷法

交換診斷法，簡言之就是將問題車床與正常運轉(zhuǎn)的車床進行設(shè)備更換，這樣可以快速地找到出現(xiàn)故障的零部件。在檢測出問題部件之后，對損壞的部件進行及時更換即可。通過該種診斷方法，可以準確地找到故障發(fā)生的部件，有效地提高了問題解決的效率。

3.4 儀器測量診斷法

人工診斷的方法缺乏一定的精準性，所以可以借助一些高端儀器進行綜合分析，快速找到問題所在。例如，在故障發(fā)生后，可以借助電壓、電源、脈沖信號等方法檢測問題點，然后對比車床數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)的變化與差異，來進一步判斷發(fā)生故障的部位。

3.5 敲擊診斷法

在數(shù)控車床的使用過程中，零部件松動也是造成故障的原因之一。在遇到該問題的時候，可以采用敲擊診斷法對電路板進行敲打，看是否存在焊接點松動、掉落等問題。如果是這些問題則通過敲打，可以緩解接觸不良的狀態(tài)，促使設(shè)備恢復(fù)工作。這種方法可以快速排除故障，可以節(jié)約故障排除的時間。

4? 數(shù)控車床常見故障分析及排除

為了更好地進行數(shù)控車床常見故障分析及排除，接下來將對幾種常見的車床故障進行分析，具體如下。

4.1 數(shù)控車床主軸電機故障與處理方法

一般情況下，數(shù)控車床選擇的電動機都是具有高穩(wěn)定性、無轉(zhuǎn)差損耗、接線簡單、價格低等特點。但在實際的使用過程中，也會存在噪聲、振動、發(fā)熱等問題，這些問題會嚴重影響設(shè)備的工作效率。在具體的故障診斷過程中需要具體問題具體分析，例如，面對噪聲問題，可以采用更換電機軸承或者是更換軸承潤滑脂的方法;面對機器振動故障，可以對機身與機床的連接部位進行螺栓加固;對于電機的發(fā)熱故障，可以更換電機軸承或者是軸承加適量潤滑脂，同時還要對排風(fēng)扇進行檢測，看是否存在灰塵等污物。一旦發(fā)現(xiàn)問題，要及時采取措施處理。

4.2 數(shù)控車床工作臺故障與處理方法

對于數(shù)控車床工作臺的故障，主要表現(xiàn)在忽然停止動作或者是電機抖動不轉(zhuǎn)的問題，一般稱之為機械故障。在進行該故障處理的時候，排除人員需要關(guān)閉工作系統(tǒng)，進行重新啟動。如果仍然存在該問題，就需要關(guān)機分析。進一步查看傳動系統(tǒng)部位是否存在損壞的現(xiàn)象，可以借助手工轉(zhuǎn)動絲杠進行查看和清理。通過對車床工作臺的定期檢查與維修，可以降低故障發(fā)生的概率，提高使用壽命。

4.3 數(shù)控車床刀位故障排除及處理方法

數(shù)控車床刀位故障主要體現(xiàn)在電動刀架換刀的時候，旋轉(zhuǎn)動作無法停止，甚至?xí)霈F(xiàn)無法定位的問題。例如，在進行程序調(diào)用某刀號時，如果刀架在達到指定位置的時候，無法獲取準確的信息，并導(dǎo)致整個刀架旋轉(zhuǎn)不停，這就需要對整個刀架的零部件進行更換，這樣可以很好地緩解數(shù)控車床刀位故障。除此之外，如果一旦零部件的加工出現(xiàn)誤差問題，就需要通過采用加固的方式，排除故障問題，進一步提高數(shù)控車床的使用壽命。

5? 結(jié)語

通過以上分析可以看出，數(shù)控車床的故障診斷與排除都是需要堅持一定原則的，在這些原則的指導(dǎo)下進行故障的診斷和排除，可以進一步提高實際的診斷效果，有利于快速地解決問題，提高數(shù)控車床的實際使用效果。希望文中對數(shù)控車床的故障診斷與排除分析，可以更好地促進數(shù)控車床生產(chǎn)效率的提升。

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