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数控机床常见故障分析

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摘要：数控机床及由数控机床组成的制造系统，是改造传统产业、构建数字化企业的重要基础设备。笔者从五个方面分析了数控机床常见的故障和诊断的一般规律，以减少数控机床在使用过程中出现的故障。

关键词：数控机床常见故障分析

数控机床是一种技术含量很高的机、电、仪一体化高效的自动化机床，以其精度高、效率高、能适应小批量多品种复杂零件的加工等优点，越来越多地得到推广及应用。其产生故障的复杂原因也经常给维修人员造成不少困难。下面笔者对数控机床经常出现的一般故障进行检测分析，供同仁参考，以期提高数控机床的工作效率。

一、感官分析法

感官分析法就是利用感官分析来判断故障可能产生的部位。这是一种最基本、最常用的方法，利用该方法进行检测分析，通常需要细致、认真地观察机床故障的现场状态。首先，观察设备运行中有无异常震动，有无异常发热，各种连接线路、开关、传动机构有无松动、断开、接触不良等现象；其次，观察可能发生故障的电路板、电控元件的表面状况，检查有无熏黑、电火花、断裂等现象；最后，对机械运行的外部状态进行观察，如润滑系统是否正常，冷却系统是否充足通畅，刀具部分是否有损坏，机械装配部分是否有松动、变形、脱落等，从而逐步缩小检查范围，判断常见故障产生的原因及部位，及时采取有效措施。这种方法看似简单，却是数控机床故障分析的首要切入点，不仅适用有故障报警系统的较为先进的设备，而且也适用于没有故障报警系统的早期数控机床。

二、利用数控系统的自诊功能

数控系统的自诊，是利用系统内部自诊断程序或专用的诊断软件，对系统内部的关键硬件以及系统的控制软件进行自我诊断、测试的诊断方法。它主要包括开机自诊断、在线监控与脱机测试这三个方面内容。其中，包括系统的软件报警功能和硬件报警功能。

1.软件报警

现代CNC系统都具有自诊断功能。在系统工作中，能定时用自诊断程序对系统进行快速诊断。一旦检测到故障，系统立即将故障以分类报警的方式显示在CRT上或点亮面板上报警指示灯。维修时，可根据报警内容提示查找故障的问题所在。

2.硬件报警

现代CNC系统中设置了众多的硬件报警指示装置。例如，在数控装置上的各种逻辑元件、记忆元件、伺服驱动单元、测量反馈装置等部件上设有发光二极管或多段数码管，通过指示灯的亮与灭、数码管的显示状态（如数字编号、符号等），为维修人员指示故障所在位置及其类型。因此，在处理数控连续过程中，如果直观法不能奏效，可以借助审视报警装置，观察有无报警指示，然后根据指示查阅随机说明书，依照指示处理故障。

3.核对系统参数

数控机床在工作过程中一般不需要操作者直接进行手工加工，但设备是按照人的意图进行工作的，这就必须在人和设备之间建立某种联系，也称为信息载体，以此控制设备进行加工。它直接影响到机床的性能。数控机床在设计和制造过程中，虽已考虑到系统的可靠性、稳定性问题，但不可能排除外界的一些干扰，而这些干扰有可能引起存储器内个别参数的变化。同时，人为误操作也极有可能造成系统参数改变，导致机床出现动作异常。另外，各部分参数还可能直接影响到系统的间隙补偿功能，从而产生加工误差。因此，在故障分析过程中，如果尝试上述几项方法后，问题仍不能解决，可核对系统参数，检查各过程参数输入是否正确，判断是否由于参数变更导致的故障，即所谓的“软”故障。

4.利用数控系统的演示功能

现代数控系统设置了CRT图形显示系统，可以显示参数状态，有的还可以进行二维图形的轨迹显示，甚至可以实现三维彩色动态图形显示。通过此功能的参数显示，可以检查到数控系统是否将信号输入到机床；机床各种主令开关、行程开关等通断触发的形状信号是否按要求正确输入到数控系统中；通过轨迹显示，可以观察到刀具的运行轨迹，分析轨迹的正确性，判断机床刀具是否正常运行，从而找到机床运行过程中可能产生的各类偏差，找到症结所在。

5.分析机械传动部分

数控机床虽然实现了数控系统对机床的高精度自动化控制，通过机床的伺服驱动系统带动机械本体部件作精确的进给运动，但在数控系统未见异常的情况下，也不应忽视机械部件对机床的影响。其中，主要考虑直线进给传动链，如丝杠螺母副；回转进给运动传动链，如齿轮转动、蜗轮蜗杠传动；工作台、拖板等支撑部件；冷却、转位、夹紧等辅助装置等部件的内在影响。

机床故障的产生原因是多方面的。对于较为复杂的故障，需要将几种方法综合运用，才能正确判断出故障产生的原因，诊断故障发生的具体部位，从而及时解决故障，减小数控机床给生产带来的损失，有效提高机床的使用效率。

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-全文完-