数控机床常见故障维修简介

朱志宇

摘 要：科技的进步带来经济的不断发展，在工业制造领域，数控机床是应用较多的一种机械设备，数控机床的价格较为昂贵，其价格从几十到成百、上千万不等，且数控机床加工效率高，一旦发生故障导致数控机床停机将会造成巨大的损失，因此，做好故障数控机床的检修、维护对于提高数控机床的使用寿命与使用效率的重要举措。文章将在分析数控机床维修重要性的基础上对如何做好数控机床的维修进行分析阐述。

关键词：数控机床；维修；故障

前言

数控机床是现代加工制造业的关键设备，在设备的使用过程中，难免会发生故障，做好对于故障数控机床的维修与保养，提高数控机床的使用效率，保障生产的正常进行有着十分重要的意义。

1 数控机床故障维修诊断的必要性

数控机床的维修最主要的就是需要做好对于故障点的排查与诊断，摸清脉门，从而实现对症下药。做好对于数控机床的维修就是需要根据数控机床所报警的种类、特点等表象出发找出造成故障的根本原因。随着电子技术与控制技术的快速发展，数控机床在故障诊断方面发展迅速，通过对机床运行过程中的各项数据指标进行检测，可以对数控机床的运行状态等有着深入的了解，并对异常信号进行对比分析，以报警的形式在屏幕中显示出来。

做好对于数控机床的维修关键是要做好对于数控机床故障的诊断，现代的数控机床的故障诊断主要包含：实时监测技术、故障分析诊断技术和故障修复等几个方面的内容。其中在数控机床的故障诊断中较常采用的方法有：直观法、CNC系统自诊断方法、功能程序设计、模块交换法、原理分析以及PLC程序判断等多种方法。其中直观法主要是指通过维修人员对于数控机床运行过程中所发出的声、光、味等多种现象进行分析，找出可能的故障发生方向，从而找出可能的故障发生点。直观法是一种应用较为广泛的方法。CNC系统自诊断法依靠的数控机床所具有的数控系统对数控机床的工作状态进行监控，并在异常情况发生时将其显示在控制屏幕中为维修人员指明维修方向。功能程序测试法则是依靠编制一些功能性的测试程序，运行这些程序从而检测数控机床的功能是否准确，并对异常点进行检测。模块交换法则是在对数控机床故障检测的过程中，利用好的电路板、模块等对数控机床故障怀疑点进行替换从而确定故障发生点的方法。原理分析法则是从数控机床控制系统的运行工作原理出发，从各部分的逻辑关系入手对数控机床的故障点进行逐一排查，从而确定故障发生的实际位置。PLC程序法则是通过使用数控机床系统对数控机床中的I/O信号进行查看，检查PLC程序从而实现对于数控机床故障的判斷。除了以上方法外，数控机床维修过程中还有参数检查法、测量比较法等多种方法，在数控机床维修过程中通常采用的是几种方法结合使用的方式来加快对于故障点的判断，在分析的基础上不断缩小故障怀疑范围，直至找到故障点。

随着电子、自动控制技术的不断发展，现代数控机床的集成化、数字化的程度也越来越高，且数控机床中所采用的各类传感器能够实现对于数控机床运行状态的不断监控，可以将故障点及时地显示在控制屏幕上，极大地方便了数控机床对于故障点的定位，数控机床维修的过程中应当加强对于数控机床系统的了解，以及在线监控、诊断技术的学习以满足数控机床对于维修的需要。

2 常见数控机床电气故障的诊断与维修

2.1 数控机床电源故障分析

电源是数控机床电气系统中的重要组成部分，供给整个数控机床的能源需求，其供给电压是否正常、稳定将会对数控机床的正常运行产生非常重要的影响。由于我国的电网运行过程中具有较大的波动和高次谐波影响，因此在数控机床维修的过程中需要考虑到电源对于数控机床正常运行的影响。

2.2 数控机床的位置检测报警

对于数控机床报位置检测故障具有以下几种原因：（1）可能是位置测量系统出现问题造成的报警。（2）机床没有给定信号使其坐标轴发生移动或是漂移，从而显示报警。在维修此类报警的过程中首先打表检测机床是否有位置移动，如未移动则需要检测其测量回路的线路是否正常，最后检查电机编码器、光栅尺以及机床位置测量模块等硬件。

2.3 数控机床无法找到机床零点

机床在回零的过程中无法找到机床零点，造成这一故障的原因有：机床的回零检测开关故障、编码器损坏或是接线开路，光栅尺受污染或是线路损坏都有可能造成数控机床的回零失败。

2.4 数控机床伺服系统的故障诊断

在自动控制系统中将输出能够以一定准确度跟随输入量的变化而变化的系统称为伺服系统，在数控机床系统中伺服系统主要被用于数控机床进给轴的移动和主轴转速的控制，在其工作的过程中，通过对指令脉冲输入给定值，并与数控机床的输出量进行对比，将两者之间的差值应用于对系统运行状态的调节，实现对于数控机床的自动控制。在伺服系统运行过程中的故障主要有以下几种：（1）超程，在数控机床运行过程中主要有软、硬两种限位实现对于数控机床运行的保护，当发生超程报警时只需要将轴反向摇出限位区并消除报警即可，如报警无法消除应当检查限位开关是否正常。（2）过载，在数控机床运行的过程中，负载过大等都会造成伺服电机的电流增大，从而产生报警，有时数控机床运行过程中驱动控制单元、驱动元件或是电机本身故障等也会引起数控机床的系统报警，当过载报警发生时需要对数控机床的运行状态进行检测，看是否是由机械故障所引起的，如不是则检查系统的模块是否正常。（3）数控机床的伺服电机无法转动，数控机床的数控系统传送至进给驱动单元的数据除了速度控制信号外，还有使能信号，其通常为DC+24V，当伺服电机无法转动时通常采用的是检查控制系统是否有输出信号，检查使能信号是否接通，对于与进给系统相关的机场外部I/O信号进行检测，看是否有条件不满足点，分析数控机床的PLC梯形图以确定数控机床进给轴的启动条件逐步排除干扰。（4）机械传动间隙，在数控机床的进给传动链中，常常会由于传动元件的键槽与键之间的间隙造成数控机床的传动存在一定的偏差，因此在数控机床维修过程中应当对进给轴的轴承进行锁死，防止进给轴出现攒动，同时对于数控机床的反向间隙进行补偿以提高数控机床运行的准确性。

3 做好对于数控机床的维护与保养

良好的数控机床维护与保养对于提高数控机床的可靠运行时间、延长机床的使用寿命有着十分重要的意义。在数控机床的日常维保过中应当做好对于数控机床定期维保，对于发现磨损较为严重的零部件需要及时予以更换，做好对于电气柜的日常清理，避免因灰尘过多而造成短路，同时还需要做好对于机床电池的定期更换，做好对于检测反馈元件的定期维护。数控机床的保养主要集中在：电压是否正常、各线路的连接是否牢固、触点是否良好、各继电器接触器工作是否正常以及机床的风扇、过滤网的定期清理等。

4 结束语

数控机床是在工业加工制造领域应用较多的设备，其一旦发生故障将会严重影响生产任务的完成，做好对于数控机床的及时维修对于确保数控机床的运行效率保障生产的高速有效的进行有着十分重要的意义。文章在总结分析数控机床维修要点的基础上对数控机床维修的主要方法与常见的一些数控机床故障进行了分析阐述。

参考文献

[1]龚仲华.数控机床维修技术与典型实例—SIEMENS 810/820系统[M].人民邮电出版社，2006.

[2]赵中敏.数控机床可维修性设计及其关键技术研究[J].四川工程职业技术学院学报，2008，2.

[3]李学峰，高云婷.精益生产下的数控机床维护维修研究[J].制造技术与机床，2011，7.