对数控机床几种故障分析

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【摘要】数控设备是技术密集型的产品。我们在日常设备维修中，经常会遇到设备故障。要想迅速而准确地查明原因并确定故障部位，是有一定难度的。这就要求设备维修人员分清故障的类型，根据机床的结构和工作原理，分析故障的原因，采取什么措施，确定具体维修方案，并且根据故障缘由，彻底排除引发故障的根源。

【关键词】故障；报警；维护保养

随着工业科技的不断发展，数控机床的发展也不甘落后。目前可归纳为以下几点：（1）总的发展趋势是不断提高精度、效率、自动化，发展多样性、成套性、综合性，以适应市场各方面扩大的需求；（2）低、种、高档类的数控机床层出不穷，中、高档、高性能数控机床不断增加；（3）随着微电子、计算机技术、各种功能部件、刀具、数控系统的开发、创新，数控机床将以阶段性、波动式的趋势不断向高精度、高速化、复合化以及环保化、智能化、网络化、集成化方向发展；（4）由于数控机床的数量越来越多，所以对数控机床的要求也越来越实际，实用性的数控机床越来越受人们的青睐。（5）不断提高各种数控机床的性能价格比，对质量、性能、品种、价格、交货期、服务等要求越来越高。

好的设备才能加工出好的产品，可是设备若出现故障就需要对症下药。

一、数控机床伺服系统的故障分析

由于伺服系统涉及的环节较多，种类繁多、技术原理各具特色。因此数控机床伺服系统故障占机床总故障的比率较高。例如，数控机床坐标轴的移动定位是由位置伺服系统来完成的。位置伺服系统一般采用闭环或半闭环控制。其特点是任一环节发生故障都可能导致系统定位不准确、不稳定或失效。诊断定位故障环节成为维修的关键。根据伺服系统的控制原理和系统接口的特性，对系统进行分析判断，已成为行之有效的方法。

二、数控机床液压油路的故障分析

油路有时会随着气温的变化而出现漏油的现象，并随着气温的下降短时间漏油越来越严重。但在此过程中机床各项工作正常，也无任何报警提示。随着温度的上升短时间漏油的问题就没有了，故障彻底消失。这种情况下可以排除高压液压系统泄露的问题。由此可以判断夏季安装调试时调整的油压在冬季还需要进行调整。否则，当环境温度下降时油粘度增大，冷机启动液压系统时，回油泵回油量变小，就出现了主轴箱油供油量大于回油量，造成油外溢故障。解决办法为冬季、夏季时适当调整油压值，故障即可消失，机床运行正常。

三、数控机床回参考点常见故障

为什么要回参考点呢？回基准点是数控机床的重要功能之一，能否正确地返回基准点，将会影响到产品的加工质量。简单地说，回参考点是为了每次上电开机后，在机床上建立一个唯一的坐标系。显然，回参考点是必不可少的。但有时为什么回不了参考点呢？有三种可能：（1）接近开关坏了。在回参考点的过程中，虽然机床撞了回零挡块，但无信号变化，则回零失败。解决的办法是更换接触开关。（2）回零时未在该停的位置上停下来，则位控环或零脉冲有问题。围绕零脉冲的接收问题，检查接收故障所在。（3）回零时回不准参考点。这主要是由于回零的接触开关挡块松动变化了。检查紧固接触开关即可。

四、含糊的警报信息或无报警故障

在数控机床中，大部分的故障都有资料可查，但也有一些故障，提供的报警信息含糊甚至根本无报警，或者出现的周期较长，无规律，不定期，给查找分析带来了很多困难。无报警故障在数控机床的故障中占有较大的比例。故障的产生通常是由于电源电压、液压、气动、油污、环境温度等外部条件的影响所致。另外，数控机床在使用较长时间后，由于元器件老化、机械零件磨损，也将使系统与机械部分的匹配产生问题，而导致无报警故障的产生。因此，重视数控机床的使用环境，加强对数控机床的维护保养，是减少无报警故障发生几率的根本途径，是保证数控机床正常工作的重要手段。

五、保养不当引起的机床故障

引起数控机床故障的原因很多，其中由于缺乏正常的日常维护保养，造成机械部分过早的磨损、卡阻，引起机床电气系统的保护环节动作而产生停机故障。像这种故障的情况，在我们工作中经常遇到，如机床在使用时由于不及时将铁屑清除，造成电气短路；使用中大容量的冷却水如没有及时疏通排放造成的危害也很大，既发生冷却水流入电动机内造成电气故障。这些原因造成的故障，如果按设备保养的规定进行维护应该是可以避免发生的。认真做好对机床的维护保养，保证设备在使用过程中有一个良好的工作环境，以避免出现一些人为的故障。

六、远程机械故障和服务系统

随着数控机床的广泛使用，机床产品应用普及率的不断提高、高速化加工需求的不断增加，远程诊断服务系统不仅可以提高设备利用率，还可以减少服务费和维护费用的支出，同时可以使机床制造商受益，又可以使机床制造商与用户建立长期合作的关系。远程诊断服务系统可以使用户：（1）实现预知维修，及早发现故障隐患，减少机床停机时间，防止突发事故，提高生产率；当发现故障隐患无法停机时，用户可以在远程诊断和服务系统的指导下控制机床的加工，把损失降到最低。（2）把机床制造厂的专用知识传递给机床操作人员和维修人员，使机床利用率最高。（3）合理预测机床寿命，使机床在保质、保产情况下超期服役。方便对机床使用情况进行质量跟踪，发现薄弱环节，不断提高机床质量；对设备进行状态管理，实现事后维修、计划维修和预知维修的有机融合。

七、数控系统的故障维护

充分发挥数控机床功能多、柔性强、加工精度高、自动化程度高的优势，生产处高质量的产品，以适应市场竞争的需要，就必须注意加强数控机床的维护工作。具体应做到以下几点：（1）保证数控设备的使用环境良好，符合产品规定的要求。（2）注意数控设备使用电源的维护。特别当增减旁边共用交流电源的大容量设备时，必须观察是否产生瞬时干扰信号，防止它破坏机内的程序或参数，甚至造成死机，影响机床的正常运行。（3）数控设备应有操作规程。特别防止机床操作员随意修改内部参数。（4）应有维修记录。一般机床故障都具有规律性（如常发故障），维修记录对今后工作具有指导意义。（5）要加强有关数控设备技术人员和操作员的培训工作，结合理论和实践来提高他们的综合业务素质。

八、对机床数控系统故障处理的几点体会

数控机床中系统故障占整机故障的比例很小，但在使用中却经常碰到。数控系统出现的故障一般较难处理，而且在说明书中大多指明故障的处理要由维修部门来解决，因为对此类故障的处理，一般都须有一定的经验和具备计算机数控系统维修方面的有关知识和资料，并需要对以下几个方面有所了解。（1）了解系统配置和连接，如输入、输出接口，通信接口，与伺服驱动器的连结等。（2）了解系统软件的保存方式和存储器类型。（3）做好机床所有参数的核对和备份，并保证该参数的正确无误和有效，做好记录，或用软盘保存。（4）熟悉系统的起动过程，步骤和注意事项。

数控系统中计算机部分的故障由于不是一般的机床修理工作，所以有些机床制造厂为了机床的使用安全，对这方面的工作一般不提供说明。因此，当系统中出现故障时，如不具备一定的经验，无把握时尽量与数控系统维修部门取得联系，在他们的指导下进行维修，避免使故障进一步扩大。

九、设备管理与维修人员的培养

设备管理与维修工作在工业发展中越来越显示其重要性。新世纪我国工业将迅速发展，先进设备在企业中广泛应用。企业通过设备更新和技术改造，设备构成将会有很大的变化。为满足高新技术的挑战，人才培训是当前必须重视的问题：（1）进行多学科多技能，既有理论知识，又有动手操作能力的人才培训。（2）适应综合管理的要求。（3）工业自动化程度的提高、高科技的发展以及市场竞争等因素，使设备管理人员有要求不断提高的迫切感。（4）为满足对设备管理与维修技术人员的要求，多层次，多途径的培养人才。

十、数控技术的发展趋势

数控技术的发展趋势越来越强。从加工质量看能达到高精端的要求；从性能看可向高速高精高效化、柔性化、工艺复合性和多轴化、实时智能化方向发展；从功能看已向用户界面图形化、科学计算可视化、插补和补偿方式多样化、信息处理综合智能化方向发展。现在的数控技术尤其对设备的故障诊断、生产过程参数监测有着重大的应用价值。