浅谈数控车床操作技术常见问题分析

姚雪莲

摘 要：数控机床在公司的大量生产过程中发挥着不可替代的重要作用，随着日复一日年复一年的不停工作，这些机器设备不可避免的都会出现问题与故障。该文以配件厂的机床为例介绍数控机床维修中常见的故障及处理措施。

关键词：数控机床 维修 保养 故障处理

中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（b）-00-01

随着现代数控系统的逐步完善，它的可靠性是越来越高，所以数控系统本身出现的故障的概率也就越来越低，大部分的故障都不是出在系统本身，而是发生在系统以外的元器件上。系统外部的故障主要指由于气动元件、检测开关、电气执行元件、液压元件、机械装置等出现问题而引起的。

1 数控机床常见故障及处理方法

1.1 机床撞车事故

碰到这种问题时，先要保护好现场，了解故障发生当时机床处于什么状态，分清是首件加工还是加工过程中间，以及加工者当时正在处理的状态。造成这种问题的主要原因有以下几种情况：首件加工前员工们忘记返参考点或是机床虽然返回到参考点但操作者没有注意其操作不正确。再者就是修改程序时输入数据不当而造成，例如曾经有一操作者在加工过程中修改程序，将本应该输入的G00 X200 Z200却输成了G00 X-200 Z-200，虽然只是小小的区别却从而导致严重的撞车事故。甚至有的操作者马虎大意，把工件装反导致发生撞车事故。

1.2 加工件尺寸超差

造成机床尺寸超差的因素五花八门，机床夹具、机床、工件和刀具这些构成了我们常说的工艺系统。对工件进行切削加工时，加工表面尺寸、几何形状和相互位置的系统各环节间，只要任何一个环节出了变化体现在工件的后果就会很明显，于是就造成了尺寸的波动。下面为大家详细介绍数控机床X、Z方向两条驱动系统之间由于传动间隙故障而引起的尺寸超差。一般情况下在操作的顺序是先电器再机械的顺序，先要测出X轴和Z轴的传动间隙。正常情况下X轴≤0.005 mm，Z轴≤0.01 mm，如果超出以上标准值则说明X（Z）轴的传动间隙过大，是引起工件尺寸超差的原因。以上的补救的措施的环境是在系统中进行间隙补偿，FANUC系统在 N 00N00中设定；大森Ⅱ型数控系统在 N0000 N000中设置，要想设置生效的话就必须先断电再上。这样的补偿值的极限是在（0.5～0.8）的范围内，一旦超出这个范围就会发生危险。如果是传动间隙过大的话，这个时候要做的就要进行机械上的间隙调整，先调整滚珠丝杠与伺服电机间的传动间隙，设备的调整方式会因为设备和传动方式的不同各不相同而存在差异，这时可以参考阅读随机的说明书。接着就是调整滚珠丝杠的安装轴承间隙，调整的程度以手动盘轴灵活、全部行程上阻尼均匀为宜。在进行了这些工作后通常要重新进行间隙补偿的设定，其方法如前所述。

1.3 数控刀台故障

数控刀台在数控机床上使用频率可以说是没有其他部件可以超越它的，所以就是因为它较差的工作环境和复杂的内部结构使得它出故障的几率也格外大。

现象1：刀台不转位（一般系统会提示刀架位置信号错误），有多种原因可以引起刀台不转位。

原因分析：电器过载后刀台会自动跳开。刀台380V相位错误，因为刀台转动时只能是沿着顺时针的方向转动（刀台内部有方向定位机构），所以一旦三相电相位接错，通电之后刀台电动机就会反转，而刀台是转动不了的；刀台电动机三相电缺相，刀台位置信号所用的24 V电源故障。轴向定位盘压死了刀台体内中心轴上的推力球轴承，使得轴承不能转动，刀台电动机也就不能够带动刀台转动。拆下零件后检查发现螺钉松动。这是由于刀台转位带来的震动，使得定位键长时间承受正反方向的切向力，而造成定位键的损坏，定位盘和螺母向下移动，较大轴向力施加给了轴承，使其转动不得。对系统内“系统位置板”故障进行控制，刀台到位之后，“系统位置板”应能检测到刀台位置信号。针对以上的各条原因我们可以采取的措施是：更换损坏零件，检查24 V电源，检查刀台强电线路，拆开刀台，调整推力轴承轴向间隙，更换“系统位置板”等。

现象2：刀台转位，但刀台锁不紧或不到位，刀台仍可在外界推动下左右晃动。

原因分析：刀台电动机反转电路故障。电动机不反转，因为刀具转到合适位置之后，电动机应该即刻反转，将刀台立即定位并锁定于刀台底座的定位槽中。电动机如果不反转的话，是不能完成上述动作的，必将引起刀台体松动。当刀台转动时，如果用于提升刀台的螺杆开始时就是错误的位置，那么回复时的位置也不对。

解决办法：检查电机反转控制电路，拆开刀台体，调整蜗轮上凹槽和螺杆凸台的初始位置。

1.4 电器故障

（1）回参考点故障

机床回参考点的故障一般可分为两类：找不准（偏离）参考点与找不到参考点。前一类故障主要是由于参考点开关挡块的位置设置不当引起的，只需要重新调整就行。配件厂一般都喜欢用经济型数控车床，虽然价格便宜但是其防护措施并不是很理想，因此行程开关进水造成的断路、短路现象时有发生。

后一类故障是由于零标志脉冲信号失效（包括信号未产生或在传输处理中丢失）或者是回参考点减速开关产生的信号所致。排除故障之间就要搞清机床回参考点的方式，接着才是故障对照分析，这是我们可以采取的方法是：先“外”后“内”和信号跟踪法查找故障部位。这里的“内”是指光栅尺上的零标志位或脉冲编码器的零标志位，零标志脉冲信号的检测可以用示波器检测；“外”是指安装在机床外部的挡块和参考点开关，可以用CNC系统PLC接口I／o状态指示直接观察信号的有无。

（2）超程：当进给运动超过由软由限位开关设定的硬限位或由软件设定的软限位设定的软限位时，就会超程报警。这种情况下根据数控系统说明书，即可排除故障，解除报警。

（3）LCD显示字符混乱：这种情况在大森Ⅱ型数控系统中经常发生，解决办法为：①先断电，再次上电。在编辑方式输入“%”“-9”，按两次“删除”键。②断电后，将开关打到编辑挡，重新上电，依次输入“%”、“取消”、“F”键，再按两次“删除”键，目的是清光所有的刀具补偿。再次输入“%”“-9”键，按两次“删除”键。MDI方式下，输入“复位”键，调出参数画面，按两次“删除”键，此时所有的参数都将被清光。③重新输入所有参数和程序。

2 结语

以上关于数控机床常见故障和排除的方法是经过长期实践之后归纳总结出来的，而且已经被证实了它在生产实践中经验证是切实可行的，具有良好的经济和社会效益。

参考文献

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[2] 卢小平.数控机床加工[M].成都：电子科技大学出版社，1999.

[3] 刘启中主编.现代数控技术及应用[M].北京：机械工业出版社，2000.

[4] 夏田.数控机床发展动态几点探讨[J].机电二十一世纪，2001（4）.