数控机床机械故障的诊断方法研究

张峻珲

摘 要：对数控机床机械进行故障诊断，不仅需要丰富的理论知识，还需要具备一定的操作经验。从实际出发，介绍了数控机床机械故障的诊断方法，以期为数控机床维修人员提供一定的帮助。

关键词：数控机床；机床；定位装置；精密仪器

中图分类号：TG659 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.100

随着我国工业化体系的进一步完善，我国的工业机械向着大型化、精密化和自动化的方向不断发展。而对于数控机床这一精密的高科技机械而言，其维护工作具有较大的难度，且故障后的诊断更是需要一定的技巧和经验。机械故障诊断是利用机械表征信息判断机械故障的方法，从而确定故障性质和有效排除故障。数控机床是机电一体化的产物，其故障一般是由机电内部原因引起的。因此，掌握一定的机械内部诊断方法，对数控机床的故障诊断有很大的帮助。

1 数控机床的结构和引发故障的因素

数控机床的机械结构较为复杂，通常由机床基础部件、传送部件、定位装置和具有辅助功能的系统、装置，以及一些具有特殊功能的装置组成。数控机床是一种较为高级的自动化机械，具体操作中基本不需要人为控制。作为一台合格的数控机床，应满足一定的要求——具有一定的刚度，在生产过程中应具备良好的抗震性；在生产中产生一定的热量时，应具有一定的热稳定性。数控机床作为一种精密仪器，在工作过程中必然有一定的精度要求，且在操作方面需要具有一定的安全防护功能。

数控机床是机电一体化的机械设备，因此，其故障可分为机械故障和电气故障。根据笔者的经验，绝大多数数控机床的故障是因机械部分的零件失效，进而导致精度下降引起的。因此，在排除故障的过程中，应先排除机械方面的故障，再排除电气方面的故障。

2 数控机床机械故障的诊断方法

数控机床机械故障的诊断过程大体可分为3步：①识别数控机床的运行状态，检查是否存在异常。②检测数控机床的运行过程，在动态过程中观察运行情况。③判断故障的发展趋势，从而预测未来一段时间内数控机床的运行状态。有经验的操作人员可通过机床机械部分的某些特征或参数判断故障，这些特征或参数包括振动、声音和温度等。如果特征和信息正常，处于合理范围，则证明数控机床运行正常；如果特征和信息不正常，处于不合理范围，则证明机械存在一定的故障。

2.1 简易故障诊断法

2.1.1 用眼睛观察

该方法利用人的视觉观察机床机械部分的运行情况，比如查看机床机械的部件是否松动、零件是否损伤、润滑油是否充足、是否存在漏油现象等；观察机床机械外部的颜色，从而判断机床机械的温度；观察机械油箱中油料的黏稠度、颜色，从而判断油箱内部积淀物的量；根据金属废弃物的量判断相关机件的磨损情况；观察机械内部的关键轴承部位是否完好。

2.1.2 用耳朵听

该方法利用人的听觉判断数控机床运行情况。由于数控机床属于精密机械，在运行过程中会发出有规律的声音，其节奏具有一定的稳定性。而存在故障的机床发出的声音紊乱，比如出现重音、杂音等。如果出现无规则、涣散的声音，则机床内部的零件可能已松动；如果出现碰撞的声音，则机床内部可能正在遭受撞击。一些有经验的维修人员会敲击数控机床的零件，从而判断机床零件是否存损伤。

2.1.3 用手去触碰

使用皮肤触碰的方式可判断机床的运行温度。在人的皮肤触碰机床时，可先用手指或手指指节处对机床表面进行试探性触碰，如果温度较低，再使用手掌碰触机床表面，从而确定具体的温度。此外，使用皮肤触碰的方式还可以感受机床的振动程度，从而判断故障位置。

2.1.4 用鼻子嗅

利用人的嗅觉可判断机床高温部位的故障位置。机床上温度较高的部位往往是因机械剧烈的摩擦而造成的，当可燃物高温氧化时，会发出一定的气味，维修人员可根据气味找到故障位置。由于不同材料燃烧发出的气味不同，因此，采用该方法还可以快速找到故障原因。

2.2 故障检测中的油样分析法

在数控机床的运行中，通常会使用润滑油和液压油。根据油样分析结果可获得大量的数控机床运行信息。机床的运行离不开机械间的互相摩擦，而润滑油在摩擦中发挥了重要的作用。润滑油在机床内部的流动过程中，常产生一定的碎屑，工作人员通过对润滑油样的检验和分析，可间接地判断一些机械内部磨损的程度，从而找出磨损部位。

2.3 机械故障的无损探伤法

无损探伤法是利用高科技手段检测故障的方法，其特点为在不损害机械的前提下，检测机械内部和外部的伤痕，可大大提高数控机床的故障诊断效率。但具体使用的过程中，要确定机械内部不存在危险因素时才可使用该方法。

3 结束语

在数控机床的维修过程中，维修人员不仅要具备丰富的理论知识，还要具有一定的操作经验。只有这样，才能做好数控机床的机械故障维修工作。此外，业务人员还要掌握一定检测技巧，从而在复杂的维修过程中快速、准确地找到并排除故障，保证数控机床的安全、稳定运行。

参考文献

[1]薛光辉，吴淼.机电设备故障诊断方法研究现状与发展趋势[J].煤炭工程，2010（05）.

〔编辑：张思楠〕