数控车削加工实训教学中常见问题的分析与研究

郝峰

作为中职院校的重要实践课程，加工实训教学能够帮助学生更直观、深入地掌握数控机床的实践操作。要求学生不但要熟悉相关的理论知识，还要具备娴熟的实践操作技能，正确解决常见故障问题，从而为以后的工作打下牢固的基础。在实训教学课程中，教师要针对学生常碰到的问题进行详细的讲解，以便引导学生掌握正确处理的方法。

一、数控车床问题诊断的原则

1.由外部及内部诊断原则

在处理数控机床故障时，要根据由外而内的诊断原则来对待出现的故障问题。当数控机床发生故障问题时，要先对它的外部元器件实施诊断，当确认液压件、机械动力设备等外部元器件正常运转时，才可以对数控机床的内部实施诊断。数控机床的内部结构复杂、有着大量的精密零件，不当拆卸会对这些精密零件造成不可挽回的损失。所以，当数控机床发生故障时，要先排除外部零件问题后，并由专业检修人员做出故障的合理分析，方可对数控机床的内部结构及零件实施诊断，从而提升故障诊断的时效，减少对机床的二次损害。

2.机械故障诊断优先原则

在处理数控机床故障时，要根据机械故障诊断优先的诊断原则来对待出现的故障问题。在诊断数控机床故障的过程中，从而从机械故障和电气故障两个方向进行综合考虑。一般来说，机械类的故障比较方便排查，后续检修工作较为简单。但是，电气故障则可能涉及数控机床的许多元器件，可能需要多种检测设备来进行故障排查。所以，当数控机床发生故障时，要先做到排除机械故障，然后再使用专业仪器对电气系统实施故障排查，从而提升故障诊断的时效。

3.由静态到动态诊断原则

在处理数控机床故障时，要根据由静态到动态的诊断原则来对待出现的故障问题。由于数控机床属于较为精密的设备，其操作系统也较为繁琐，如果数控机床出现故障时，学生往往难以及时发现故障源。所以，在排查故障时，要先对数控机床做断电处理，然后再实施数控机床故障的观察和分析，直到确认通电后不再发生二次故障后，方可实施带电排查。同时，对故障做动态诊断时要辅助以相应的检测活动，并做好应急预案，以免数控机床元器件因故障诊断而发生损伤。故障排查时，要严格遵守相关程序手册，对数控机床的各个系统元器件做认真检查，以排除潜在的安全隐患。

二、数控车削加工实训教学中常见问题的分析与研究

1.安全文明生产意识不够

安全文明生产意识是企业生产活动正常运行的必要条件，这就要求操作员不但按照操作规范合理使用数控机床，还要具备良好的职业素养、强烈的责任心以及良好的团队意识，以达到安全文明生产的要求。首先，在数控车削加工实训教学中，经常出现的问题是学生不按顺序进行机床的上下电操作，特别是关闭数控机床时，有的学生因急于下课，没有把工作台归位，将按先后次序关闭操作电源、机床电源、供给电源的操作顺序置之脑后，仅仅关闭机床电源就匆匆离去。其次，数控机床的开机步骤较为简单，但学生在实训时刚一开机，没有等数控机床完成自检准备，就开始实施操作，从而给数控机床的正常运行带来不利影响，甚至会造成数控系统故障频发。最后，学生在实训操作时忽视了对数控机床的保养维护，觉得那不在自己的责任范围。但是，要想成为一位优秀的数控机床操作员，不但要具有编程能力，还要娴熟于数控机床的保养维护工作，从而能够保持数控机床的良好工作状态，延长数控机床的使用周期，及时排除安全生产隐患，进而成为一位高素质的数控机床操作人员。教师在实训教学时，不但要传授给学生专业知识，提高学生的实践技能水平，还要帮助学生具备良好的安全文明生产意识。

2.步进电动机抖动不轉

数控机床的步进电动机出现抖动不转的现象，是车削加工时经常出现的问题。当问题出现时，要先仔细观测步进电动机的工作情况，如果抖动现象中止，就先检查电动机里是否有异物，然后将数控机床程序归位重启。如果重启后步进电动机正常工作，可把程序再次归位，从而推测故障的原因可能是内部零件磨损或老化等情况。在排除故障时要培养学生处理问题的正确思路，以便其能够自主地进行排障处理。虽然步进电动机故障是车削加工时常见的问题，但是其故障成因却有多种情况，例如操控程序故障、内部异物卡顿等。所以，学生在实训教学时要掌握不同故障成因的排除方法，以全面的角度来看待步进电动机故障问题，使得其在面对各种故障问题，能够按照操作规范合理进行故障排除。

3.数控机床撞刀故障

撞刀故障也是车削实训教学时常见的问题，导致撞刀故障发生的原因也各有不同。首先，最常见的故障原因在于，学生启动程序时未能按规定返回参考点，就实施加工操作。在车削实训教学时，学生务必牢记首件加工时必须成功返回参考点。其次，学生在车削加工实训时要先对刀，并执行校验工作后方可进行车削加工。但是，有不少学生对刀之后未检验就开始车削加工，这就造成撞刀的问题频发。再次，撞刀问题也可能是由于程序输入有误造成的。学生实训操作时输入指令，本应选择刀具来切入刀具，但却错误执行了别的指令，从而造成刀具和其他零部件撞击而造成撞刀故障，这往往是学生操作不够认真仔细所造成的。所以，教师在车削实训教学时，要求学生要严格按照操作步骤实施车削加工操作，尽量避免或杜绝误操作问题的出现。同时，要求学生在执行操作前要再次复查，以避免错误的发生，降低数控机床撞刀故障的发生。

4.数控机床超程故障

增量式测量是数控车所使用的测量系统，这种测量系统会因机床断电而返回预设坐标，从而丢失断电前的参考坐标。所以，当机床再次通电后，要先再次设定坐标，方可重新进行车削加工。当车床收到加速指令时，会因车床位于极限位置时出现超程故障而发出报警音，这时要把机床的滑板先手动反向滑动一定长度，以处理因车床超程而发生的故障报警问题。在车削加工实训教学中，超程故障是可以通过机床预设和检查来避免。虽然学生刚开始实训时，常常会因为操作生疏而遗忘上述操作，但是可以通过教师的正确指导和学生的正确操作来避免此类问题的发生，从而提高机床车削加工的工作效率。另外，如果车削加工时机床断电，要切记先关闭数控机床的电源，等通电后再重新开启电源，并对预设参数做再次调整，可通过手动操作来移动滑板到正确的位置。

5.程序故障处理

相对于步进电动机抖动问题而言，数控机床程序较少出现故障，程序故障的原因呈现复杂化的特点。一般来讲可通过以下两种方法进行排查：首先，要对数控机床的机载电脑进行检查，确认其存储空间是否存在不足问题，这是因为写入的操作程序如果超出存储空间的范围，就会造成程序载入失败，从而造成数控机床出现程序故障。其次，如果机载电脑存储空间能够正常载入程序，而写入的程序本身不存在逻辑问题，就需要检查机载点电脑的传输通道参数。在正常情况下，传输参数的数值为零。如果不为零，数控机床就会发生程序故障。再次，如果传输参数的设定超出传输能力的正常范围，也会造成类似于机床程序故障的问题。在车削加工实训教学时，学生首先将传输通道参数归位为零，然后清理机载电脑的存储空间，以确保存储空间达到程序载入的需要。最后，在设置传输参数时要按照数控机床的传输能力来合理设置。数控机床的程序故障虽然不是经常发生，但却是相对较难处理的故障之一。程序故障与普通的单一故障不同，其故障成因比较复杂，难以及时发现。所以，学生在车削加工实训时遇到难以解决的故障时，可以按照程序故障的排障操作进行检查，可先校验数控车床的预设参数，再经过基础参数的校验来解决简单的程序故障。教师在加工实训教学时，要培养学生的正确排障思维，面对故障时要有条有理、层次分明地排查故障，这种正确的排障思维的养成，对学生未来的职业发展有着十分重要的意义。

6.加工尺寸误差过大

在车削加工实训教学中，加工尺寸和标准尺寸存在比较大的误差是最为常见的问题，其问题原因可能由许多问题所造成。例如，由于伺服电动机没有完全固定在丝杠上，使得两者之间出现不同步的问题，使得车削加工工件时发生误差问题。面对加工尺寸误差较大的问题，学生要在伺服电动机的机轴以及丝杠的连接轴上做标记处理，然后让工作台以快速倍率来移动，从而减小或避免因伺服电动机和丝杠的不同步造成的尺寸誤差。

7.机床本身存在机械故障

随着使用时间的推移，数控机床本身会逐渐发生许多老化问题，而维修保养的不到位更是加速了数控机床的老化，从而造成各种故障问题的频繁发生。例如，步进电动机自身因零部件老化而出现机械故障;步进电动机的连接线因线路老化而被拉断;步进电动机的连接销钉脱落造成与丝杠出现固定问题，使得其与拖板不能同步;丝杠以及导轨上存在一些车削所产生的碎屑等杂物，使得机床两轴移动不畅，以致于发生碰撞故障。所以，在车削加工实训教学时，教师要引导学生养成观察数控机床运行状况、仔细聆听数控机床运转时的各种声音，以便做到对异常问题及时发现、及时解决。在数控机床的日常使用时，要注意按照操作规范进行加工操作，要养成合理保养维护的良好习惯。当车削加工操作结束后，要及时清理车床导轨中的杂物，并保持数控机床的干净整洁，定时在各个滑动面以及齿轮箱加入符合标准的机械油。

三、小结

车削加工实训是为了提高操作人员数控机床实践操作能力的重要教学内容。教师可利用一些常见问题来提高学生排除故障、解决问题的意识和能力。同时，通过实训教学还要培养学生的正确思维能力，以便为社会培养出更多的实用性的高素质人才，从而为社会经济的发展添砖加瓦。

（作者单位：南阳市高级技工学校）