数控加工中心机床常见故障诊断与解决措施

撰文/陈辉雄

数控加工中心机床常见故障诊断与解决措施

撰文/陈辉雄

近年来，数控加工技术的应用领域不断扩大，为传统制造业带来了革命性的变化，提高了产品的制造水平和制造能力。数控加工技术已经成为现代加工发展的大趋势，并逐渐引领我国制造业进入了数字化发展时代。本文以加工中心为例，简述了数控加工中心机床常见故障的诊断方法，并提出相应的解决措施，希望能为相关人员提供帮助。数控加工；加工中心；故障诊断；解决措施

■515041 汕头市职业技能鉴定指导中心 广东 汕头

数控技术的出现和发展，结合传统工业生产设备的改进，大大促进了我国机械制造业的发展。采用数控技术的各类机床是一种高效灵活的自动化机床，可以很好地解决中小批、多变、复杂精密零件的加工问题。数控加工技术经历了多代变化，不断适应社会生产需要，促进了工业生产设备更新以及生产自动化的快速发展。

1　加工中心

加工中心是带有刀库以及自动换刀装置的一种多工序数控机床。工件经过一次装夹之后，可以对两个及以上的表面自动完成镗、铣、绞、钻等多种工序的加工，在加工过程中还可以完成自动换刀，大大提高生产的自动化程度和生产效率。但是，使用加工中心还要受到诸多因素的制约，并不是说有了合格的加工中心就可以获得良好的经济效益和预期的使用效果。在使用加工中心之前，必须配备具有熟练操作技术的人员以及对机床加工进行精确编程。充分了解所使用机床的加工工艺、性能以及特点，选择合适的加工对象，采用合理的工艺措施，同时在组织管理上要充分认识到普通机床与加工中心之间存在的不同，对设备定期进行维护与保养。

2　数控加工中心机床常见故障诊断与解决措施

当数控机床发生故障时，维修人员应该多做观察、调查与试验，而不是急于动手处理。故障调查主要是向操作人员仔细询问出现故障的全过程，查看故障记录。因此，对于操作人员来说，当发现数控机床出现故障时，应该采取急停措施，停止系统运行。如果故障不能排除，则需要及时通知维修人员进行修理维护，并且还应对故障做详细记录，为维修提供可靠资料。图1为故障诊断处理过程。

图1　故障诊断处理过程

2.1故障现象：刀库中刀具与主轴刀交换时掉刀

原因及维修：换刀时换刀点漂移或机械手抓刀时主轴箱没有到位。重新设置换刀点，重新操作主轴箱运动，使其回到换刀点位置。

2.2故障现象：刀库转动不到位

故障发生原因可能有以下几点：

2.2.1液压系统出现故障，导致液压阀出现问题或油路不畅通。检查液压系统。

2.2.2刀库负载过大或者出现阻滞现象。检查刀库装刀是否合理。

2.2.3传动机构存在误差或电动机转动故障。调整传动机构或更换发动机。

2.2.4液压马达出现问题。检查液压马达工作是否正常。

2.3故障现象：主轴定位不准确导致无法进行正常自动换刀

原因及维修：主轴定位之后发生位置偏移。机械部分结构简单，检查主轴驱动系统无任何警报，机床定位采用的是编码器，定位动作正常，所以从故障的现象以及故障可能发生的部位来说电气部分发生故障的可能性较小。检查连接部分发现主轴与编码器连接部分之间的间隙过大，编码器连接套的紧固螺丝出现松动现象，说明影响主轴定位的机械原因是编码器的连接。将螺钉按照要求进行固定，故障随之排除。

2.4故障现象：自动换刀时发现主轴松刀动作缓慢

原因及维修：通常引起加工中心主轴松刀缓慢的原因有主轴松刀气缸不良；气动系统流量不足或压力太低；机床主轴压力系统出现故障。根据以上原因分析，首先对气动系统压力进行检查，如果发现压力表显示压力小于0.6MPa，则说明压力过低。应打开压力机，压力上升，故障排除。

2.5故障现象：电池电压降低

原因及维修：FANUC系统在工作一段时间之后，屏幕显示器会出现电池电压降低警报，当警报出现后，应在一周之内更换电池，否则将会导致储存器内的内容丢失。

2.6故障现象：主轴串行通信错误

原因及原因：CNC与串行主轴放大器（SPM）之间发生通讯错误。故障原因可能包括：

2.6.1CNC印刷电路板故障。

在母板上安装了CNC侧的主轴控制回路。如果发生故障，则需要更换模板。

2.6.2连接电缆接触不良。

检查电缆是否为双绞线，是否连接正常。检查CNC与串行主轴放大器（SPM）的电缆连接是否良好。检查插头与电缆连接是否紧固，确认没有任何切断或折断的地方。

2.7故障现象：300号报警（要求返回参考点）

原因及维修：串行脉冲编码器内的机械绝对位置数据丢失。拆下串行脉冲编码器的位置反馈信号或更换串行脉冲编码器，导致警报发生。需要用下述方法，重新记忆机床位置。

2.7.1不具有返回参考点功能：进行无挡块式参考点设定，记忆参考点位置。更换串行脉冲编码器时因为参考点的停止位置与更换前的位置不同，需要变更栅格偏移量正确调整停止位置。

2.7.2具有返回参考点功能：只在发生报警的轴进行手动返回参考点。如果发生了其他报警导致无法手动返回参考点时，可以把参数1815#5设为0，解除其他警报后手动返回参考点，返回参考点之后按复位键，解除警报。

2.8故障现象：700号报警（过热：控制单元）

原因与维修：如果 CNC 控制单元的外围温度过高，就会发生此报警。作为安装条件，如果周围温度过高就会引发报警，CNC的环境温度不能超过55 ℃。过热则应采取改善散热条件或者降温措施。

3　加工中心的使用、维修以及保养

加工中心具有知识密集和技术密集的特点，因此，维护人员不仅仅要具有加工工艺、机械以及气动、液压等方面的知识，也必须具有驱动、计算机、测量技术以及自动控制等方面的知识，这样才能全面了解与掌握加工中心，及时做好维修工作。维修人员在维修前应该对加工中心有一个详尽的了解，要仔细阅读加工中心的有关资料，包括机床特点、结构、数控系统的工作原理图，机床驱动部分的结构图，以及他们之间的联系方式。

对加工中心使用经验较少的单位，一般不要急于要求操作人员产生经济效益，编程与操作人员需要一定的时间熟悉操作过程。加工中心机床本身的结构也需要一定时间的磨合，机床一般经过3至6个月的磨合就可以投入正常使用。对于加工中心来说，理论上可以24小时进行连续工作，但是为了提高利用率，发挥加工中心的优势，应该尽量先在普通机床上完成零件的大切削量的粗加工。

加工中心的维护主要包括故障排除和日常维护两个方面。机床的故障排除与维修人员的经验和技能有很大关系，平时应该注意维修人员的管理、学习和培训。日常维护应严格按照机床说明书上的具体规定，对设备进行定期润滑、清理和检查，必要时可以请机床生产厂家或者其派出机构代为维修与保养。

4　结语

加工中心的应用越来越广泛，应用好加工中心，提高生产效率和零件加工质量，是每个使用者都十分关心的问题。本文针对数控加工中心机床在加工过程中经常出现的故障，分析了各种故障可能出现的原因，并给出了行之有效的维修方法。实践证明，这些方法能有效地提高加工中心故障产生后诊断的准确性和处理质量，提高工作效率，对其它数控机床的故障诊断及维修也具有普遍意义。

参考：

[1]董小鹏，王炳然，张丽娟.我国数控技术的现状及发展趋势[J].机电产品开发与创新，2011(12):11-12.

[2]吴艺龙，何超龙.数控机床进口、使用与管理中存在的问题[J].现代制造，2011(14):112-113

[3]杨绍奎.中小企业如何用好数控机床[J]制造技术与机床，2010 (15):149- 151.

[4]吴钢华.浅谈我国数控技术的发展与前景[J]制造技术与机床，2011 (19):40 -41.

作者简介：

陈辉雄（1963－），男，广东汕头人，汕头市职业技能鉴定指导中心机械工程师，研究方向为机械数控加工中心技术。