数控机床的故障检测与维修探析

王建榕

（兰州资源环境职业技术学院，甘肃 兰州 730021）

自从1952年世界上第一台工业数控机床研发以来，如今数控机床已进入到不断创新换代阶段，第六代数控机床体现了快速、高效、可靠及精准的特点，受到了越来越多企业的高度关注，并广泛地应用于现代化企业的生产制造中。当前，在科学技术的成熟发展下，数控技术也得到了更好的发展，对现代化企业零部件生产和加工十分有利。由于数控机床构造精密，且种类多和结构复杂，在设备运转阶段很容易受到多方面因素的影响，导致数控机床故障频繁发生。所以，如何降低数控机床故障发生率成为众多企业关注的一个重点。应全面了解数控机床故障出现的原因，从日常检测与维修做起，才能进一步保证企业的经济效益与社会效益，也能在很大程度上提高企业零部件生产和加工的质量。

1 数控机床故障的原因分析

1.1 因自身设计缺陷导致的故障

当前数控机床技术日渐成熟，但也难免存在设计上的缺陷，导致数控机床故障多次出现。如当前数控机床并不具备通用性的CNC 系统。一旦CNC 系统没有通用性这一特点，就会导致数控设备维修费用和保养费用增加。同时，数控系统会有着十分慢的更新速度，不利于CNC 数控系统的持续性开发，在长周期使用中，导致数控产品科技化发展进程缓慢。又如数控机床有多个控制系统，在各系统间又有着相对较差的相互操作性，以至于系统集成难度加大。控制系统操作方法又各不相同，导致企业员工的培训费用成本增加。再如CNC 数控系统的设计理念是以封闭式为主的，当CNS 数控技术出现故障，企业很难进行维修，必须要返回生产厂家对CNC 系统进行维修，这就加大了维修的周期，也增加了维修成本。

1.2 因机械部件导致的故障

数控机床的机械部件非常多，包括主传动系统、进给传动系统、回转工作台、箱体、刀具交换装置及底座等。箱体和底座是数控机床的支撑部件，当工作稳定状态很少会出现故障。刀具交换装置和回转工作台有着自我诊断的价值，也很少会有故障发生。机械部件最常见的故障是由主传动系统和进给传动系统引起的故障。导轨、连接件、滚珠丝杆螺母、轴承是进给传动系统的主要部件，在现实中常常因为导轨移动和滚珠丝杠噪声等导致的运动不良而出现故障。主轴、传动齿轮、轴承是主传动系统的主要部件，常常因为主轴发热和主轴噪声导致数控机床出现故障。

2 数控机床故障的检测原则及方法

2.1 数控机床故障的检测原则

数控机床故障检测过程中，要遵循从表层到内部、数量掌握数控机床说明书内容，严格地依据检修顺序、规范化操作等检测原则。当数控机床出现故障时，维修人员应着手于数控机床的表层问题，深入检查并找出数控机床表层方面出现的故障。当发现数控机床表层无故障时，再逐一排查可能出现问题的部件。在检测数控机床故障时，应始终以冷静淡定的心态，避免出现焦虑和慌张得不知如何下手的问题。通过了解数控机床的说明书，向数控机床操作人员询问设备出现故障的过程，了解数控机床故障发生的状态，并记录和分析故障原因。数控机床检修过程中，必须要对数控设备的电源进行断电操作，确认数控机床检修无危险时在进行逐一检测。当然，检修人员必然要控制数控机床设备的运行机制，方能熟练地进行各部件的检测。除此之外，数控机床故障检测中，应严格地按照一定的检修顺序进行。这主要是数控机床有很高的自动化程度，并是机械加工设备，且在实际中机械部件故障十分复杂，这时候一定要先解决复杂难度低的故障。在数控机床维修过程中，应科学地拆换元器件，使用专门的吸锡器进行操作。线路板拆卸时，应熟悉线路板位置，依据电缆序号进行操作。在焊接线路板时，应保护阻焊膜的整体性。不可随意切断线路板上的印刷线路，使用红黑表笔来测量线路组织，参考阻值大的数据。

2.2 数控机床故障的检测方法

在数控机床故障检测过程中，常常采用多种检测方法进行故障检测，一般有以下几种：

（1）采用观察法进行数控机床故障检测。当数控机床发生故障后，维修人员通过观察故障状态，如看故障出现的火花，闻到一些刺激性的气味，这就可以判断出数控机床哪些部件出现了故障。

（2）采用数控机床中数控系统自身的报警功能进行故障检测。由于数控机床都在数控系统中装了软件报警功能，当数控机床操作中出现故障，就会向系统操作面板上及时地反映，这时候维修人员仅仅需要分析控制面板上的指示灯，就能分析出数控机床的故障部位，并找出故障原因进而全力维修。

（3）数控机床可借助硬件报警系统进行故障检测。当前数控机床内部都有硬件报警设备，在数控机床设备运行时，只要密切关注硬件报警装置的实际运行情况，就能及时地查看故障并找出故障原因，用以保证数控机床设备的正常运行。

（4）采用参数检查法来检测数控机床故障。数控系统在设计环节，就有技术专家明确规定了相关数据，当数控机床出现故障时，只要依据技术专家提供的数控机床资料参数，就能很快地找出故障原因并进行维修。

总之，无论是采用哪一种故障检测方法，都应从数控机床的实际情况出发，运用自己扎实且经验丰富的专业技能做好数控机床的故障检测工作。

3 数控机床故障的维修建议

3.1 加强数控机床系统的日常维修

数控机床故障维修过程中，应做好数控系统的日常维护，避免因元区间损坏导致的数控机床故障。在数控机床系统的维修中，应依据严格的日常维护规章制度，用来执行数控系统的维护工作。对数控系统的输入设备和输出设备进行定期维护，定期更换和检查数控机床的直流电机电刷，定期检查数控机床数控柜的散热通风系统，确保数控柜通风散热功能正常发挥，避免数控装置出现温度过高而导致故障发生。在日常中减少数控柜门开的次数，也尽量减少强电柜门开的次数。每天监视数控装置的电网电压，定期维护备用印制线路板，并检查和及时更换数控机床存储器电池。

3.2 提高数控机床维修人员的专业技能

数控机床维修人员应在日常中注重维修知识的学习，尽可能地本着不断求学的心态积极地学习各种数控机床设备的运行机制，了解数控机床的核心部位和很容易出现故障的部件特征，以敏锐的观察力在短时间内判断出故障位置和故障原因。除此之外，现代化企业应提高数控机床维修人员的招聘门槛，定期为数控机床检测维修人员进行专业的培训，每月开展一次数控机床检测维修经验总结交流会议，促进数控机床故障检测与维修人员的专业技能提升与维修知识的增加。

4 结语

综上所述，数控机床有着非常复杂的结构，导致其故障原因非常多。然而，数控机床运行机制大致相同，只要掌握了数控机床故障检修的基本原理，就能科学有效地发现故障和解决故障。对此，数控机床故障检测与维修人员应定期检查数控机床设备及其部件，严格地依据故障检修标准找出故障原因，并依据故障实际情况进行维修。除此之外，数控机床故障检测和维修人员也应不断地夯实自身的专业技能，积累更多的故障检修经验，减少数控机床故障发生的次数，全力保障数控机床的稳定可靠运行。