数控车床故障分析及维修措施

2018-05-03张淑梅

价值工程 2018年14期

张淑梅

摘要：数控车床作为机械加工中精密加工的一部分，因其精度高且可加工零件的复杂程度高而逐渐成为我国现代化加工的关键技术之一，在我国机械加工领域得到广泛应用。但是，由于车床的使用频率较高，所以在使用过程中很容易出现故障，这时就需要对其进行故障检修。本文主要是对数控车床的故障类型以及维修措施进行了分析和研究，以期为数控车床的故障检修提供建议和参考。

Abstract： As a part of precision machining in machining， CNC lathe has gradually become one of the key technologies for modern processing in China due to its high precision and high complexity of machinable parts. It has been widely used in the field of machining in China. However， due to the high frequency of use of lathes， they are prone to failure during use， and it is necessary to troubleshoot them. This paper mainly analyzes and studies the fault types and maintenance measures of CNC lathes in order to provide suggestions and references for the troubleshooting of CNC lathes.

关键词：数控车床；故障；维修

Key words： CNC lathe；failure；maintenance

中图分类号：TG519.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）14-0182-02

0 引言

随着机械加工技术的快速发展，数控技术应运而生，而电子控制技术的进步也给数控技术的发展提供了保障。进入21世纪以来，随着数控装置的推广，其价格也逐渐降低，这就给数控车床在企业中的应用提供了极大的便利，将其引入工业生产后工件的加工效率、精度以及工件质量都有显著提高，但是随着数控车床的不断使用，其必然会出现各种故障，这对于数控车床的继续使用以及工业生产都会产生很大的威胁。因此，对数控车床的故障进行分析，并对其维修措施进行探讨，对于数控车床的使用以及工业生产都具有重要的意义。

1 数控车床故障类型

对数控车床的故障类型进行研究后发现，数控车床的故障可以分为确定性故障和随机性故障两大类，其具体内容如下文所示。

1.1 确定性故障确定性故障主要是指一些条件都出现时，确定会出现的故障，确定性故障是数控车床最常见的故障类型之一。在实际生产中常见的确定性故障有：硬件故障和软件故障等，而且确定性故障一般都需要重新更换零部件或者操控软件后才能够重新使用。但是，由于确定性故障在生产过程中一般都具有规律性，所以在维修时也便于维修人员快速找出导致故障产生的原因，进而针对这些故障进行维修，这大大缩短了维修时间，便于数控机床能够快速的投入到生产中。

1.2 随机性故障随机性故障是指数控机床在运行过程中突发的故障，具有一定的偶然性，且根据常规的检修方法和故障产生规律不易找出故障原因的故障。对数控车床的随机性故障产生原因进行研究后发现，随机性故障的产生大多与数控车床的安装过程、数控程序设计过程、以及工人操作习惯有关。因此，在实际维修过程中，遇到随机性故障时其维修难度会比较大，且经过维修车床正常使用后，在后期的运行过程中车床床仍会产生同样的故障。因此，为了确保车床正常的使用性能，避免数控车床偶然性故障的发生，就必须要在安装、软件设计以及工人操作过程中进行小心、谨慎，以期尽可能减少数控车床的随机性故障，提高数控机床的工作效率和使用率。

2 对于数控车床故障的诊断

2.1 全面检查当数控车床发生故障需要进行维修时，维修人员一定好做好故障现场的全面检查和故障记录，才能够保障维修人员能够快速的获取有关故障机床维修的实际情况和数据。在对产生故障的数控机床进行维修时，维修人员首先应该查看以往的故障维修记录，并对操作人员进行操作情况询问，然后找出故障产生的可能原因，经过确认后提出专业的维修意见和解决方案，最后按照维修方案进行维修。同时，在故障维修过程中维修人员还需要对数控车床的实际运行状况以及故障进行细致的观察和研究，并对数控车床的控制线路进行检修，以确保数控机床的外接线路和控制线路无故障存在，然后连接电源后对其运行情况进行观察，并對异常情况进行记录并分析原因。

2.2 认真分析随着数控机床技术的不断发展，如今数控机床的系统中都预留有自诊断系统和故障报警系统，但是一旦遇到故障，维修人员仍然需要对机床设备进行认真的检查，找出故障产生的原因，然后有针对性的进行故障维修和设备保养。而且，由于故障还具有随机发生性，所以在进行数控车床分析时，不能按照习惯思维来进行故障维修，还应该多方面考虑，认真分析和排查数控车床中可能存在的原因和影响因素。在故障检测和故障维修过程中，维修人员还应该对车床的机械传动系统、液压系统以及气动系统进行全方位的检查，做好故障的检查和原因排除工作，只有这样才能够准确的找出故障产生的原因，然后有针对性的进行维修，从而避免同样故障的再次发生。

3 数控车床常见故障的维修

3.1 轴承类故障对于数控车床而言，其核心在于传统系统，而作为传统系统的核心部件，传动轴是由于承载了数控车床工作的主要荷载和传动力，所以在数控车床的故障类型中，轴承类故障是数控车床中常见的故障。在数控车床故障发生时，维修人员对其轴承的传动状况以及机床的整机工作情况进行分析，若数控车床主轴的单向推力球轴承发生损坏，就会影响机床的正常传动，检测到故障后对其进行维修和更换，就可以实现对车床的维修。若传动轴发生断裂等情况，就需要根据实际工作情况，对传动轴进行更换，更换原则为更换直径更大的轴承作为传动轴，以优化数控车床的传动机构，而在维修过程中，也可以通过调整数控机床的转速，重新布局轴承的位置等来对车床的转速进行调整，从而有效的解决数控车床的故障。

3.2 噪音剧烈引发的故障一般情况下数控车床运行时，其噪音很小，而当数控车床的噪音很大时，就表明数控车床已经出现了故障。因此，维修人员应该根据噪声源的位置，准确的找出数控车床的故障问题所在，只有这样才能够及时的解决数控车床的故障。数控车床在运行时，其各个运动副之间独立做旋转或者往复直线运动，运动副做周期性的接触和分开，以实现数控机床的功能。通过对数控机床噪音方面的问题进行研究后发现，随着温度的升高，噪音也会随之增大，或者也可以说噪音是随着工作符合和工件磨损的程度来决定的，负荷越大、磨损越严重就会导致噪音越大。而且，噪音量的增大与数控车床内的润滑程度有关，若润滑不及时或者润滑液不足都会导致数控车床零部件由于摩擦而导致噪音的产生。针对数控车床的噪音问题，维修人员要将其按照运动副区分开来，按照实际接触的情况，做好数控车床运动副的调整和修理或者做好运动副内损坏零部件的更换和处理，以保持轴的精度要求，而且还应该对运动副进行详细的检查，以保证各传动管道以及物料进出通道的疏通和清理工作。

3.3 刀架导致的故障若数控车床出现机械卡阻等问题，就会因其刀盘卡死不动，进而烧毁刀架电极，损坏刀架接触器和控制继电器等零部件，从而损坏数控车床刀具刀架。刀架一旦出现问题时，维修人员就应该针对其进行一一排查，尽可能将故障缩小到一定的检修范围内，然后根据故障原因和类型，逐一进行检查和分析，只有这样有针对性的进行检修和问题查找，才能够找到问题，并进行维修。若在维修时发现某刀具在刀盘上重复回转，这可能是由于刀位的原因导致了元件的损坏，在这种情况下只有更换元件就可以消除这些故障。但是，在一般情况下，对刀盘上的刀具进行换刀时，往往会由于换刀不到位或者换刀位超前，而对数控车床的加工精度产生很大的影响，这主要是由于在刀架上，磁钢位于圆周上，对于元件而言，无论是刀具靠前护着靠后，都会导致数控车床产生故障，针对这种故障类型和情况，在使用过程中，就需要对刀架进行锁紧，然后松开磁钢盘，进而确保在使用过程中，待加工元件与磁钢之间具有一定的位置，进而完美的解决这类故障和问题。

4 实例分析

4.1 实例一配置有FANUC-Oi-mate系统的数控车床，出现无法编程现象，而且也无法对对刀值进行修正，而在使用过程中还伴随有警报声。维修人员通过试运行将其与正常系统进行对比分析，结果发现，同系统被锁住的情况是一样的，这就表明系统的该故障是由于系统的开关被损坏所导致的，维修人员将其进行短接处理后，无法解决该故障，之后维修人员对系统故障所产生的梯形图进行观察和研究后发现，系统中X55没有信号输入和反馈，即故障处在X55线路上，随后维修人员利用万用表对X55进行检查后发现，信号无法输入的原因主要是由于操作面板上，轴承类零部件选择开关接线部分出现脱落所导致的，这些导致了信号输入不正常现象，进而引起了系统内部PLC逻辑关系等措施，这些都是故障产生的根本原因，维修人员针对该故障产生原因进行解决后，数控车床就实现了正常运转。

4.2 实例二若数控车床在操作时，操作不当就会导致数控车床出现突然停车等问题，这时就需要对数控车床的面板和数控车床控制柜进行检查和研究，通过研究后发现，导致数控车床停机检修的主要问题是由于Y轴电机电路板上的保险管被烧坏所导致的，在详细检查Y轴的相关零部件后发现，电动机的外表皮出现部分刮破、损伤等情况的发生，而正是由于这些被划破部分导致了电动机电路面板与车床外壳部分相接触，进而导致数控车床短路现象的产生，烧坏了Y轴电动机电路面板上的保险管，损坏了Y轴上的保险装置，在对Y轴电动机进行更换后，发现数控车床运行正常。

5 数控车床维修

作为专业的数控车床维修人员，做好数控车床的日常检查、故障研究和维修等工作，不仅能够预防和处理各种故障，而且还可以在一定程度上延长数控车床的使用性能和使用寿命，提高数控车床的寿命周期。而且，对数控车床进行日常检查和维修，也能够在一定程度上保护数控车床操作人员免于因为数控车床失控而造成受伤等情况的发生，这不论是在经济上还是在时间上都会实现巨大的经济效益，有利于数控车床的运行。

對于故障而言，要从确定性故障和随机性故障这两部分入手进行分析。首先，对于确定性故障，维修人员一定要定期对数控车床进行维护和保养，并针对故障进行合理的维修和养护；对于随机性故障，维修人员要针对数控车床的控制系统进行及时维修和养护，保证机床的正常接地和工作。只有通过这一系列的措施才能够实现减少确定性故障和随机故障的目的。并且，对于数控车床进行检修和维护时，一定要在保养、检修过程中穿插防御性维护，只有这样才能够确保故障发生的概率。