数控机床的故障分析与维护保养

刘祺

摘 要：分析了数控机床的常见故障，并强调了数控机床维护保养的重点。

关键词：数控机床；维护保养；伺服系统；NC系统

中图分类号：TU182 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）24-0149-02

数控机床的工作原理是向NC数控系统输入指令，以指挥伺服电机控制机械本体的运作。数控机床具有精确度高、加工效率高的优点，可以降低操作人员的劳动强度，因此被广泛应用于加工制造业中。但是在运行期间，数控机床经常出现一些故障。对于这些故障，要及时修复，并做好维修工作，以保证数控机床的正常运行。

1 数控机床的常见故障分析

1.1 NC系统故障

NC系统故障分为软件故障和硬件故障。软件故障比较容易解决，其故障原因是NC系统机床参数出现错误，只要将参数调整好即可；硬件故障的原因是NC系统的硬件损坏，要想解决这类故障，就必须先了解数控系统的工作原理和各线路板的功能，然后根据故障现象分析故障原因，再找出相应的解决办法。此外，也可以利用交换法查找故障原因。除了上述两种故障外，还有可能是NC系统处于死循环状态。

1.2 伺服系统故障

伺服系统故障一般出现于伺服控制单元、伺服电机、测速电机、编码器等部位，并且会影响到进给部分，因为进给部分的运行是由伺服电机带动滚珠丝杠实现的。

1.3 外部故障

在实际运行中，大部分数控机床故障是由外部因素引发，比如急停按钮的使用和外部硬件的损坏等。因急停按钮的使用而发生的故障，一般是因操作人员和维护人员操作、处理不当引起的；外部硬件包括检测开关、液压系统、气动系统等，外部硬件的损坏也是比较常见的一种故障，其中，有一些故障有报警提示，根据报警信息可以找出故障原因。

2 数控机床的维护保养

数控机床繁多的种类、型号、系统和功能决定了其维护保养的不同，因此，应根据不同的机床种类、型号等，制订不同的维护保养方案。维护保养要定期进行，并且要有可实施性的方案。下面是数控机床维护保养的一些重点。

2.1 数控系统的维护保养

数控系统的维护保养主要包括以下几方面的内容：①不管是日常使用，还是维护，都要严格按照规定操作，以保证数控系统的正常运行。②尽量不要打开数控柜和强电柜的门，因为机加工车间属于密封空间，空气中悬浮油雾、灰尘和金属粉末等物质，如果这些物质进入数控系统，极易导致系统内部电子器件间绝缘电阻下降，甚至损坏电路板。在夏季，数控系统更容易发热，有的用户为了散热，将数控柜的门打开，其实，这种做法会进一步引发数控系统故障。③定时清扫数控柜的散热通风系统。数控柜的散热通风系统是数控柜正常运转的保障，所以每个月要清理一次，防止风道过滤器出现堵塞而没有及时清理，导致数控柜的温度升高，从而影响了数控系统的运行。④备用电路板的维护。如果长期不用备用电路板，则会缩短其使用寿命。所以要将备用电路板定期安装到数控系统中使用，以达到维护的目的。⑤直流电动机电刷的定期检查和更换。要对直流电动机电刷进行定期的检查和更换，因为过度磨损不仅会影响到电刷的使用，还会降低电动机的性能。除此之外，每年还要对数控车床、数控铣床、加工中心等进行检查。⑥定期更换存储用电池。存储用电池的功能是在数控系统没有供电的情况下，存储CMOSRAM存储器件的内容。虽然有的电池还没有失效，但是最好还是一年更换一次，避免存储用电池出现故障，无法维护系统的正常运行。另外，需要注意的是，要在数控系统供电的情况下更换电池。

2.2 机械部件的维护保养

2.2.1 主传动链的维护保养

调整好主轴驱动带的松紧程度，避免带打滑引起丢转的情况；保证主轴润滑的恒温油箱温度不超出规定范围，并定期补充油量，清理过滤器；定期检查主轴中刀具夹紧装置的使用情况，控制液压缸活塞的位移量。

2.2.2 滚珠丝杠螺纹副的维护保养

定期检查和调整滚珠丝杠螺纹副的反向传动精度和轴向刚度。定期检查丝杠与床身的连接情况，如果发现松动，及时调整。一旦发现丝杠防护装置存在损坏，要立刻更换，否则，灰尘和切屑极易进入其中。

2.2.3 刀库及换刀机械手的维护保养

超重、超长的刀具不能放入刀库，防止刀具与工件发生碰撞；定期检查刀库的回零位置和机床主轴回换刀点位置是否正确；在刀库和机械手空运行的情况下，对各部位进行检查，尤其是各行程开关和电磁阀；要确保刀具在机械手上锁紧。

2.3 液压、气压系统的维护保养

定期清洗或更换润滑、液压、气压系统的过滤器和滤网；为了保证液压系统的正常运行，要定期更换液压油。

2.4 机床精度的维护保养

定期检查机床水平精度和机械精度，一旦发现问题，及时校正。校正机械精度的方法有软、硬两种，前者是借助系统参数补偿，比如丝杠反向间隙补偿；后者一般是在机床大修的情况下进行的，比如滚珠丝杠螺母副预紧调整反向间隙。

3 数控机床维护保养的其他事项

数控机床自身的精度和性能对加工的精确度和产品质量具有极大的影响，同时，操作人员对数控机床的使用和维护保养也会对加工效率和产品质量造成一定的影响。因此，对数控机床的维护保养除了要做好上述几点外，还要做好以下几点。

3.1 提升操作人员的素质

与普通机床相比，数控机床对操作人员的技术要求更高。因此，操作人员应了解数控机床的结构、加工工艺以及相关加工设备的基本知识。数控机床的种类和型号很多，操作人员应熟悉机床的性能，并能够独立使用，具备解决基本故障的能力。除此之外，操作人员还应具备高度的责任感和较高的职业素养。

3.2 创造良好的使用环境

数控机床内部系统有很多电子器件，要保证内部系统的正常运行，就要创造一个良好的使用环境，具体可从以下三方面着手：①要保持稳定、合适的温度和湿度；②保证电网电压的稳定性；③安排专门的数控系统编程人员、操作人员和维修人员，并且让这些人员尽快熟悉所用数控机床的数控系统、使用环境和加工条件等，以便应对各种系统故障。endprint