浅谈数控机床的故障诊断与维修

摘要：随着我国经济的快速发展，以现代化的电子技术和自动化技术为基础的数控技术，在社会生产的各个领域有着越来越广泛的应用。对于当前的社会生产活动而言，如果数控机床出现故障，将直接影响着生产活动的效率，因此有必要对数控机床设备进行必要的故障诊断和维修，使数控机床更好的发挥自身的作用。本文首先从数控机床系统的构成和特点出发，阐述了数控机床设备故障诊断的一般步骤和常用的方法。

关键词：数控机床；故障诊断；维修

Abstract: along with the rapid economic development of our country, to modern electronic technology and automation technology as the foundation of the numerical control technology, in every field of social production has applied more and more. For the current social production activities if, for CNC machine is out of order, will directly affect the efficiency of the production activities, so it is necessary to numerical control machine tool equipment necessary fault diagnosis and maintenance, make numerical control machine tool better play its role. This paper from the numerical control machine tool the structure of the system and characteristics, this paper expounds the numerical control machine tool equipment fault diagnosis and the general procedure of the commonly used method.

Key words: the numerical control machine tools; Fault diagnosis; maintenance

中图分类号：U226.8+1文献标识码：A 文章编号：

一、数控机床系统的组成和特点

当前世界上的数控机床系统种类多样，并且各自具备自己的特点，不同数控机床生产厂家的产品，设计理念和设计思想也存在很大的不同。但是不管是哪一种系统，它的基本构造都是大致相同的。一般来说，数控机床系统主要由控制系统、伺服系统以及位置检测系统组成。一般的运转过程是由控制系统来对工件的相应程序进行运算，并向伺服系统发出相应的控制指令，然后伺服系统会对控制指令进行分析，并由相应的电机来控制机械的运转，最后由位置监测系统对机械的运动位置和速度进行监测，并将相关信息传递给控制系统，并由控制系统进行进一步的指令修正。这就完成了整个数控机床系统的正常运转。

由于数控机床的特殊性以及使用重要性，相应的系统应该具备以下的特点：整个系统的运转应该可靠性较强；对环境的适应能力一定要强，因为数控机床常常处在高温、潮湿、振动等环境下工作；系统适应频繁启动关闭的运行状态。

三、数控机床故障诊断的基本步骤

当使用的数控机床出现故障时，相关人员应该保持冷静，然后对故障的产生原因进行细致的分析，进而找到相应的、适当的故障诊断方法，最后再进行仔细认真的故障诊断。一般可以采用下面的步骤来进行故障的诊断。

1、了解

在数控机床出现故障时，首先要做的就是对故障发生的情况进行全面的了解，然后对数控机床进行初步的故障诊断，仔细观察指示屏上显示的内容、各种故障指示灯等，然后利用观察、触摸、气味等方法对数控机床的常见故障进行判断，如热继电器、空气断路器有没有脱扣现象，熔丝有没有出现损坏、断裂现象，有关插接件有没有出现松动现象。虽然这些故障类型比较简单易见，但是对数控机床故障诊断有着重要的作用。

2、分析

当数控机床出现故障时，首先对机床进行断电，然后进行故障分析，在确认通电后不会产生更大故障时，进行运转状态下的故障诊断和观察，从而获得可能导致故障产生的各种因素，为接下来的故障排除确定大的方向和手段。

3、查找

在进行故障原因查找时，应该遵循由表及里、由易到难的原则，也就是说，首先对容易拆卸和触及的位置进行检查，然后再进行那些拆除量较大和不易触及的部位检查。

三、数控机床故障诊断的常用方法

1、直接观察法

通过直接的感官来进行数控机床的故障查找，是一种最为简便的故障诊断方法，而且在实际操作中也有着非常实用的效果。

（1）利用视觉来对数控机床的故障原因进行查找，最为常见的观察就是：检查数控机床中是否出现机械性的损伤；线路是否出现烧焦变形现象；各类电阻有没有发现变色或烧毁现象；机床内部运转部件是否出现掉落物或流出物；一些保护性的部件是否出现跳闸；熔断器是否出现熔断现象；机床内部部件有没有出现松动或脱落的现象；操作者编写的控制程序是否正确等等。

（2）对数控机床的内外部进行气味检查，当数控机床运转时发生摩擦现象时，会出现相应的烧焦气味；线路灼烧或漏电时也会出现一定的焦糊气味，同时还可能伴随着放电的声音。

（3）利用手来进行数控机床相关部位的振动检查，可以判断出设备是否出现故障。此外，还可以通过接触来感知设备的运转温度是否处于正常的状态下。

2、报警信息诊断法

随着自动化技术的不断发展，现代数控机床设备的自诊断功能不断强大，很多的简单故障，数控机床都可以自动诊断出来，并能根据故障原因进行简单的处理。当故障发生时，相应的故障警报会自动进行报警，并指出故障原因。

3、机床参数检测法

对于数控机床而言，系统内部的参数丢失或设置不恰当都可能引起相应的故障发生。因此当数控机床出现故障时，应该对系统的参数设置进行核对。比方说在测量机床的往返精度时发现，X轴在从正向向反向转换时，让其走0.01mm，而从千分表上没有变化，X轴在从反向到正向转换时，也是如此。因此怀疑滚珠丝杆的反向间隙有问题，从系统说明书上可以得知，数控系统本身对滚珠丝杆的反向间隙具有补偿功能．根据说明书调整机床数据反向间隙的补偿数值，使机床恢复了正常工作。

4、测量法

测量法在诊断数控机床故障时是一种较为常见的方法，它主要是利用相序表、示波器等仪器对机床的各种线路进行检测。比方说，在对数控机床的三相电进行检查时，可以利用相序表，如果三相电的相序正确的话，那么相序表会按照顺时针的方向进行旋转。另外，还可以使用双通道示波器进行检查，当三相电相序正确时，不同两厢电之间的波形相位的差值为120°。

5、备件置换法

对于一些涉及控制系统的故障．有时不容易确认是哪一部分有问题，在确保没有进一步损坏的情况下。对怀疑有故障的部件或元、器件用相同的备件或同型号机床j：或本机床上其他部分的相同部件或元、器件来替换，以确定是否发生故障。一台采用FANUC OTC系统的数控车床启动后，数控系统屏幕没有显示，检查数控装置，发现所有的指示灯都不亮，检查其卜所有的熔断器，都没有损坏。检查其输入电源也正常没问题，可以肯定是电源模块出现了问题，更换系统电源后机床恢复了正常使用。

6、原理分析法

原理分析法是根据数控机床的组成原理，从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数，从各部件的工作原理着手进行分析和判断，以确定故障部位的诊断方法。这种方法的运用，要求检修人员对整个数控系统和每个部件的工作原理都有清楚的、较深的了解，才能对故障部位进行定位。

总之，现实的数控机床设备越来越复杂，功能越来越多样，同时出现的故障类型也是越来越多样。但是只要相关的人员不断进行学习，从实际中吸收相关的经验，结合多样化的诊断方法，相信数控机床的故障维修问题也会得到一个合理的解决。

参考文献

1、郑伟，浅谈数控机床常见故障诊断与维修，科技信息(学术版)，2008(2)

2、杨金荣，浅谈数控机床的故障诊断与维修，中国科技博览，2010(21)

3、高白川，浅谈数控机床诊断与维修的方法，科技信息，2010,02(23)

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。