数控机床故障分析及改进

周豪

摘要：数控机床是科技发展的产物，他能有效的降低工人的劳动负荷，是一种值得推广的设备。但是，数控机床在使用时，也会出现故障。为了消除故障，可从数控机床的设计、安装及维护提高设备运行性能。

Abstract：

CNC machine tools is the product of the development of science and technology， he can effectively reduce the labor load， is a kind of equipment to be promoted. However， n c machine tools in use， will fail. In order to eliminate the fault， but from the design of the nc machine tool to improve equipment performance， installation and maintenance.

关键词：数控机床;设备故障;故障分析;故障改进

Key words： CNC machine tools; Equipment  failure; Fault analysis; Failure to improve

1.前言

随着科技的发展，降低人类劳动量是现代化工厂的一个发展趋势。数控机床作为一种常见的智能加工设备，在工厂中得到了广泛应用。而数控机床也与其他机械一样，会出现各种问题，如电机故障、工作台故障、刀位故障等，为了提高数控机床的运行效率，探讨数控机床故障的改进措施就显得非常有必要。

2.数控机床常见故障

2.1 机床电机故障

由于变频电机具有良好的稳定性、转差损耗很小及较高的价格优势等特点，再加上变频电机能以很高的转速运行，还能进行无级调速等优势，因此当前很多数控机床都以使用变频电机作为首选设计方案。虽然变频电机具有如此多的有点，但在实际应用中，电机还是会遇到各种问题，其中最常见的故障有以下几种：

首先，数控机床在正常运行时，电机的声音一般比较平稳，不会出现尖锐的噪声。但是，当机床使用了一定时间之后，就可能会出现不正常的杂音。这主要是由于数控机床的调速电机不正常运行导致的。当电机的轴承损坏之后，电机就不能平稳的运行，这将导致电机出现噪声。其次，电机在运行过程中，会因机械摩擦及其它原因产生大量的热量。此时，如果轴承中使用的润滑剂不能承受高温，就会加速润滑剂的流失。当润滑剂减少到一定程度时，轴承就不能得到很好的润滑，这也是造成调速电机产生噪声的一个重要原因之一。

其次，由于很多机器零件都需要较高的加工精度，因此，为了提高数控机床的加工精度，在机床的设计时就需要保证机床整体的振动不能超过规定范围。但是，在机床实际运行过程中，随着使用时间的增长，机床的振动幅度也会增加。其中的原因有很多，例如轴承本身质量不达标或轴承使用时间过长，将导致轴承损坏，当轴承损坏之后，电机运行过程中就会伴随着剧烈的振动;当电机的紧固螺丝没有拧紧时，电机也会出现振动现象[1];另外，皮带轮与电机轴之间的配合问题也会导致电机振动。

最后，电机发热问题也不容忽视。因为电机的机械特性和电气特性都是在一定的温度条件下测得的，而当电机温度升高时，电机的特性将可能受到影响。当电机温度过高时，还可能会烧毁电机。

2.2 机床工作台故障

数控机床的工作台是直接参与零件加工的部件，当工作台出现故障时特征非常明显，一般都表现为工作台突然停止工作。而导致工作台故障的原因却不那么单一，其可能原因各种各样。要找到到底是什么原因导致了数控机床工作台故障，就需要逐步进行排查。例如将工作台复原，再运行，看故障是否重现;手动转动丝杠，看是否会出现阻力突然曾大的情况等。

2.3车床刀位故障

车床刀位主要有两种故障形式，一种是车刀无法定位，另一种是零件精度严重不足。对于前一种故障形式，主要原因可能是电动刀架上的霍尔元件出现问题，而导致换刀时，无法将信息反馈到控制其中，而造成电动刀架不断转动的情况。对于第二种情况，有两种原因可造成零件加工精度严重不足。第一种情况是丝杠的连接松动，使得机床在没有零件时，能正常运行。但当加工零件时，由于符合作用，而使刀具偏离原位。另一种情况是电动刀架无法锁紧导致的，当机床换刀之后，如果刀具没有锁紧，也会在加工零件时，由于符合作用导致零件尺寸误差剧烈变大。

3.针对数控机床常见故障的一些改进建议

3.1完善数控机床的设计方案

为了从根本上避免数控机床出现以上常见的故障，应该从数控机床的设计过程中就有意识的完善机床的设计，增加机床的可靠性。机床的设计主要可从电气方面和机械方面完善。电气方面容易出现问题的是电气元件，这应根据机床的不同部位的工作环境作手，增加工作的冗余值，选择能适应更恶劣环境的电气元件。例如，电动刀架中需要用到的霍尔元件，由于它是反馈刀位信息的重要元件，并且数控机床运行过程中，需要频繁换刀。因此，对霍尔元件的选择就应该满足频繁换刀的需求，并将其性能适当增加，以防止使用过程中不必要的损坏。

3.2按要求安装数控机床

机床的装配精度将严重影响着机床的整体性能，而当机床的设计精度达到需要的标准之后，影响机床整体的精度的重要因素就是机床的安装步骤了。因此，在装配数控机床时，一定要安装设计要求，严格按照步骤进行安装。例如在对主轴进行安装时，由于主轴的精度将直接影响零件的精度。因此，在安装过程中，应该不断的检查其精度，并通过其他部件重复控制主轴的安装精度，以避免出现主轴精度问题。

3.3加强故障排查工作

机床的故障应该“防患于未然”。数控机床的故障具有较强的隐藏性，因此很多故障出现时，都会有一定的潜伏期。而故障在潜伏期中虽然不会立即使机床出现严重后果，但却会持续破坏机床的性能，最终使机床的多个部位出现故障，降低设备性能。因此，为了提高设备的使用寿命，应该定期检查机床可能出现的故障，增加发现潜伏故障的几率，并将故障及时排除。

4.总结

数控机床中常见的故障有刀位故障、工作台故障和调速电机故障，它们都是严重影响数控机床正常运行的重要因素。为了提高数控机床的运行效率，就需要避免这些常见故障对机床的影响。通过探讨，可以从完善机床设计方案、提高机床安装精度和加强日常维护等方面来降低机床出现故障的几率。

参考文献：

[1]张世亮.数控机床故障的分析及处理[J].科技与企业，2012（09）

[2]凌万春.数控机床故障的诊断和维修[J].机电工程技术，2012（08）