数控车床常见故障诊断与维护

董金梁 高娟 许鹏辉

摘 要：基于机械加工视角下，数控车床凭借加工精度高、多坐标联动、以及复杂零件加工等优势，已经发展成机械加工领域最为重要的技术。可是，机械加工之中数控车床的频繁应用，往往会发生一些常见故障，从而严重影响机械加工质量。基于此，关于数控车床的常见故障必须要进行有效诊断，然后针对问题进行有目的性的维修与养护，以保证机械加工的精度与质量。

关键词：数控车床；常见故障；诊断；维护

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.22.012

机械加工技术的发展与进步，催生了数控技术。于此同时，电子控制技术的支撑，掀起了一场数控技术发展新风暴。基于新时代背景下，数控机床价格的优惠，使得其应用范围越来越广。而工业生产企业在引入数控机床之后，零部件的加工质量、加工精度以及加工效率得以明显提升。可是数控车床的频繁应用，常常会诱发一些故障，从而影响零部件的加工成果，甚至还会威胁机械加工的安全性与可靠性。基于此，及时、有效的诊断数控车床常见故障，然后进行维修与养护，对提升零部件加工质量与机械加工安全性有着现实意义。

1 数控车床的基本原理

在原理、性能方面与机械车床相比，数控车床极具特殊性。为此，数控车床的应用前提就是全面把握工作要领，对数控车床的为能提升数控机床的应用效率，就必须把握其基本工作原理，对车床结构了如指掌，不仅可以及时发现故障，还可以选用有效措施进行维修和保养，从而切实提升数控车床的安全性与可靠性[1]。选择数控车床进行零部件的加工，必须提前制定方案，即技术操作员应结合零部件图纸要求与数控车床的工作原理等制定一套科学、合理的零部件加工方案，从而保证零部件加工的正常运行。为能实现高标准，在零部件加工时就需要做好编程，以按键的形式实现数字车床各项程序的设定，当数控车床编辑状态是EDIT之时，将编写的加工程序输入其内，然后将数控装置存到新建的文件夹之中。由此数控车床之中的控制装置就可以快速、及时的分析，实现信息代码的有效译码、处理与运算等，然后选择数字化的方式，把运算结果借助信号完成程序分配，这样数控车床的所有坐标就会实现系统编排，根据设置的速度、路线以及形状完成零部件加工[2]。关于零部件的大批量加工，则需要重新设定，从而保证零部件技工的精度和质量。

2 数控车床故障诊断基本原则

机械加工中数控车床的应用，可以提升加工质量与效率。可是数控车床的频繁运行，就会发生各种故障，若是无法及时发现和维护，那么不仅会造成车床部件发生损坏，甚至还会引发重大的安全事故。对此，为能准确诊断数控车床故障，就必須遵循基本原则。

2.1 由外至内的基本原则

随着数控车床技术的发展，如今车床故障的发生率已经有所降低，软件系统很少会发生故障，可是车床外部故障的发生率仍然比较高，比如硬件问题。因此，诊断数控车床故障时，需要先对车床外部进行诊断，查看是否存在故障，然后再进行内部诊断，层层推进，以提高故障诊断的科学性、合理性。

2.2 由主机至电气的基本原则

普通车床故障大多属于机械故障，只需及时更换，或者是维修，就能确保车床安全运行。然而数控车床则与之不同，需要查找故障的范围比较广，尽管可以确定主问题，可是具体范围难以明确，车床的主机、控制系统、电气装置等都可能发生故障，为能减小范围，就必须明确诊断[3]。基于此，当发生故障之时就要由主机至电气进行层层诊断，若是主机正常运行，并未发生失灵问题，那么就需要诊断电气与软件系统，从而及时、有效的对车床进行维修与养护。

2.3 由静态至动态的基本原则

数控车床检验的过程中为能缩小故障范围，在检验之前就必须断电，对硬件设备进行检查，然后对故障进行分析，当查明故障原因并进行维修、养护之后，再局部通电试机[4]。而试机的过程之中也要随时断电，以免发生通电之后引发更严重的故障或者是安全事故。

2.4 由简至繁的基本原则

数控车床发生的故障比较复杂，常常会因单个主问题，而引发连带性的小问题。因此，车床故障维修时就需要先维修简单问题，保证车床安全、稳定运行。

3 数控车床常见故障的诊断

3.1 全面检查

在数控车床故障维修之前，需要对故障进行全面性检查与故障记录，由此维修技术人员才可以及时的获取车床维修具体情况与数据。由此车床故障的维修，技术人员需要查看车床故障的维修记录，然后检查故障出现的具体成因，等明确之后再制定维修方案、建议，最后根据维修方案完成车床的维修[5]。此外，维修技术人员应该对车床运行状态、故障展开认真分析与研究，同时对车床控制线路完成检修，以保证车床外接线路与控制线路的正常。与此同时接通电源再对运行状态进行实时观察，关于异常情况完成记录与原因分析。

3.2 认真分析

目前，数控车床系统已经设置了预留自诊断系统与故障报警系统。可是当出现故障时，还需要维修技术人员认真检查故障，分析故障出现的具体原因，从而才能有目的性的完成维修与养护。因为车床故障的发生存在随机性，所以不能以惯性思维分析，需要从多层面、多角度进行综合性研究，认真分析与检查故障产生的原因以及影响要素。数控车床故障的诊断，要求维修技术人员对机械传动系统、液压系统等展开全面性检查，认真落实故障排查工作，唯有如此才可以找到具体成因，从而制定行之有效的解决方案。

4 数控车床常见故障的维护

4.1 轴承类故障的维护

基于数控车床角度分析，传动系统是车床的核心，传动轴又是传动系统的核心，其承载着车床工作荷载与传动力，极容易发生故障，所以车床最为常见的一种故障就是轴承类故障。当出现轴承类故障时，需要维修技术人员认真检查轴承传动实际情况，对车床整机运行动态展开深入分析，如果车床主轴单向推理球轴承出现问题，必然对车床传动造成负面影响，因此必须及时维修与更换[6]。若是传动轴出现断裂等问题，那么就必须查找原因所在，然后有针对性的维修传动轴，或者是更换新的传动轴，但也需要坚持更换原则，选择大直径的轴承，达到优化车床传动机构目的。与此同时，传动轴维修时需要优化与调整车床转速，比如通过对轴承具体位置进行重新布局等方法来调整车床转速，进而实现车床故障的有效解决。

4.2 噪音类故障的维护

数控车床正常运行状态下，产生的噪音是很小的。如果车床运行时发生剧烈的噪音，就说明车床发生了故障。基于此，维修技术人员必须查找噪声源的具体位置，然后分析车床故障形成的具体原因，由此才会迅速、有效的处理故障。车床运行时运动副间是独立的，以旋转、往复的直线运动为主，而且运动副接触与分开具有周期性，完成数控车床的工作。全面检查数控车床噪音故障，可知车床温度的升高，就会加剧噪音的声势，即数控车床的运行时间与工件磨损等都会影响噪音的形成，当车床负荷增大、工件磨损加剧，就会产生剧烈的噪音。以此同时，车床润滑度也关系着噪音量，如果润滑不到位就会加剧车床零部件的磨损，从而产生噪音。关于车床的噪音类故障，维修技术人员必须把运动副进行区分，然后参考其接触状态，实现车床运动副优化、调整，或是对运动副损坏的零部件进行维修与更换，同时再对运动副认真检查，从而保证车床的安全性与可靠性。

4.3 刀架类故障的维护

当数控车床发生机械卡阻等故障时，刀盘就会卡死不动，从而导致刀架电机发生烧毁。对于刀架故障，维修技术人员必须展开层层排查，最大程度上减小检修范围，查找故障形成的原因与类型，再次进行认真检查与分析，如此才能有目的性的完成故障维护。如果维护过程中刀具出现反复回转，最大原因就是刀位引发了元件损坏，针对此问题就必须及时的更换元件。通常，关于车床之中刀具的更换，因为换刀不到位，或是刀位超前，必然会对零部件的加工精度与质量造成负面影响[7]。分析其原因就是刀架磁钢处在圆周之上，基于元件角度分析，不管是刀具靠前，或者是靠后，皆能引发车床故障。基于此，在工具使用过程中，为了保证待加工零件与磁性钢之间有一定的位置，必须先锁紧刀架，然后松开磁盘，才能有效处理故障。

5 数控车床的日常检修

关于数控车床的检修工作，要求维修技术人员认真完成日常检查、故障分析以及维修等，由此才可以预防与及时解决各类故障，提高数控车床的性能与安全性。与此同时，进行日常检修可以保护车床操作工由于设备失控而威胁生命安全，不管是从经济方面，或者是安全运行方面，都发挥着至关重要的作用。

從数控车床故障方面分析，针对与常见的数控机床故障，维修技术人员必须定期完成车床的维护与保养工作，同时有目的性的对解决故障，及时的进行维护。此外，对于车床控制系统也要定期进行检修，以保证车床可以安全接地与工作。关于数控车床的日常检修与有针对性维护，需要对保养、检修工作进行穿插性作业，由此才能有效减小数控车床的发生概率。

6 总结

近些年，基于数控车床技术的发展与进步，工业生产中数控车床的应用，切实提升了加工零件的精度与质量，而且作业效率显著提升，因此机械加工之中数控车床的作用越发的突出。可是，数控车床的频繁运行必然会引发故障，如果不能及时发现与解决故障，必然会对加工质量、车床安全运行造成不利影响。因此，必须加大数控车床日常检修力度，及时、有效排除故障，由此才能发挥数控车床的真正价值与作用。

参考文献：

[1]顾宏.基于数控车床加工精度的影响因素分析及应对策略探究[J].新型工业化，2018，8（02）：64-67.

[2]王勇，徐旭阳，袁素会.基于直观法与自诊断功能法的数控机床故障诊断与维修[J].自动化应用，2016（01）：3-5.

[3]张英芝，何宇，申桂香，李怀洋，刘葳.基于TOPSIS法的数控车床刀架系统故障分析[J].制造技术与机床，2011（09）：127-130.

[4]冀永曼.关于数控机床液压系统常见故障分析及诊断方法探讨[J].科技创新与应用，2016（16）：107.

[5]史利娟.CKA6150数控车床刀架工作原理和典型故障分析[J].机床与液压，2013，41（16）：191-192.

[6]魏领会，申桂香，薛玉霞，邵娜，樊少华.基于故障分析的数控车床可靠性最优分配研究[J].机床与液压，2010，38（09）：125-127+131.

[7]王家海，黄江涛，沈斌，苏依顺，张燕青.数控机床智能故障诊断技术的研究现状与展望[J].机械制造，2014，52（05）：30-32.