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[摘 要]由于数控机床设备机器内部结构复杂并且价格较为昂贵，所以掌握对数控机床的日常故障诊断以及维修技术是非常必要的。不仅可以降低日常的维护费用，而且还可以延长机床的使用寿命。本文主要分析了对数控机床日常主要故障的诊断方法和维修保养操作。
[关键词]数控机床；故障诊断；故障维修
中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）05-0250-01
1引言
数控机床是集机械制造技术、精密测量技术和数控技术等多种技术为一体的自动化设备，技术水平高，构成比较复杂。数控机床能够自动完成中小零件的加工，极大限度的节约了人力资源，所以被许多工厂应用于生产制造。但是，由于数控机床构造复杂，在发生故障时，需要专业的人员进行维修，同时由于零件比较多造成了故障种类比较多，对专业人员提出了考验。数控机床对于生产作业具有重要的作用，因此，数控机床故障诊断和维修工作是数控机床使用过程中的重要组成部分，维修人员应该提高维修水平，保证数控机床能够长期运行。
2数控机床的使用与维修
2.1数控机床的分类和应用
迅猛发展的科学技术促进了数控技术的发展。在企业的加工生产中应用数控机床广泛程度日益得到提升，而在数控技术发展推动下，开始不断地增加机床的种类，但在实际应用中，机床主要分为加工工艺和方式两种。应用机床中，切割金属在企业中应用较为广泛。因此主要运用的是数控铣床和数控镗床等。
2.2数控机床的维修的特点
作为一门一体化技术，数控机床综合了各种自动技术，构成要素为数控系统和伺服系统等，就维修而言，明显地区别于普通机床，以下几方面为维修此机电一体化产品应遵循原则：首先对于数控系统工作原理和处理常见故障方面要熟悉。其次，对于NC、PLC充分利用的知识要熟练，根据故障信息能够把故障找出。
2.3诊断数控机床故障的步骤
首先，对出现故障的机床进行实地调查，对操作者详细询问发生故障的具体情况，这样就以操作者的讲述对故障原因进行初步判断；其次，结合以往的经验，进行现场的维修；详细检查故障的根源，尽可能的缩小故障的范围，进而确定故障的发生点，同时，采取有针对性的解决措施；再次启动机床，确认是否将故障真正的排除；向操作者详细讲解和说明；指导操作者掌握在操作机床过程中对引发故障的注意事项，使同样故障再次发生尽量免避；同时，对维修的经过详细进行记录，将数据提供给以后维修作为指导和借鉴。
3数控机床常见故障诊断
3.1主轴部件
数控机床的主轴是直接进行加工产品的部件，这对主轴要求相应较高。不仅需要要高精度、高硬度、防振和耐磨等特点，还要结构上必须很好地解决刀具安装、轴承配合等。因此，主轴的故障也是最常见的，主要有驱动系统、液压系统等故障问题。例如，驱动系统有主轴旋转不正常，首先应该检查电动机是否正常，控制柜线路元器件是否有灰尘掩盖而造成电路接触不良；然后看机床加工是否负载过大，用排除法一步步细致检查，确定故障问题。液压系统跟驱动系统不一样，一般不是突然发生故障，而是总会有一些现象，需要平时的关注，如看是否漏气漏油，听是否振动噪声异常，以及液压系统压力表压力是否正常等现象，从而及时解决故障。
3.2伺服系统的故障
伺服系统在数控机床设备中占有非常重要的地位，是实现数控机床加工目的的关键环节。因此，它也是故障发生频繁的地方。伺服系统故障主要由驅动单元、机械传动、测速电机、编码器等方面导致，一般体现在无法正常启动、进给位移不准确、加工速度不正常等方面。这些问题在操作面板的显示屏上有报警内容或报警声警示。机床维修人员可以根据显示屏上的信息调阅故障代码，依据机床伺服系统的技术手册找出故障原因，及时解决问题，从而完成机床的维修工作。
3.3外部故障问题
主轴和伺服都是机床内部故障，但数控机床也会因为各种外部原因导致故障问题，如外部硬件损坏导致的故障，操作人员操作或调整处理不当所导致的故障。这类故障在设备刚投入的前期或操作人员更换时最易发生。如因为系统异常关机，重新启动操作人员没有按照厂家最初设置，各轴返回参考点，就会造成撞机事件。
4数控机床故障诊断的基本方法
（1）状态诊断法。通过监测执行元件的工作状态判定故障原因。在现代数控系统中，伺服进给系统、主轴驱动系统、电源模块等部件主要参数的动、静态检测，及数控系统全部输入输出信号包括内部继电器、定时器等的状态，也可以通过数控系统的诊断参数予以检查。
（2）常规诊断法。对数控机床的机、电、液等部分进行的常规检查，通常包括：①检查电源的规格（包括电压、频率、相序、容量等）是否符合要求；②CNC、伺服驱动、主轴驱动、电机、输入/输出信号的连接是否正确、可靠；③CNC、伺服驱动等装置内的印制电路板是否安装牢固，接插部位是否有松动；④CNC、伺服驱动、主轴驱动等部分的设定端、电位器的设定、调整是否正确。
（3）系统自诊断法。这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。主要包括开机自诊断、在线监控和脱机测试三个方面的内容。
（4）动作诊断法。通过观察、监视机床的实际动作，判断动作不良部位，并由此来追溯故障源。
5故障的调查与分析
数控机床系统故障的调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程，一旦查明了原因，故障也就几乎等于排除了。因此故障分析诊断的方法也就变得十分重要了，电气故障的常用诊断方法如下：
（1）直观检查法。这是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的检查。①询问向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果，并且在整个分析判断过程中可能要多次询问。②触摸在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安装状况、各插头座的插接状况、各功率及信号导线的联接状况等来发现可能出现故障的原因。
（2）仪器检查法是使用常规电工仪表，对各组交、直流电源电压，对相关直流及脉冲信号等进行测量，从中找寻可能的故障。
（3）信号与报警指示分析法。①硬件报警指示。这是指包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯。②软件报警指示。如前所述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示。
6数控机床的保养
对于加工企业而言，在其正常运转中，数控机床正常运行发挥着至关重要的作用，在日常对控机床的使用中，要使其处于良好状态，一旦出现故障，及时进行修理和检查。并对机床做好日常的保养工作。为此，对机床进行定期检修，从而使数控机床故障发生率能够减少到最低化，为数控机床的生产加工效率提供保障，促进了经济效益的提升。以下几方面为主要保养数控机床的具体措施：
一是在机床组成中，数控机床中直流电动机占据重要地位，在其使用过程中，电刷和换向器为易损部件，因此检查和清洗以及更换这二种部件要定期进行。
二是适时试验各坐标轴超程限位状况。检查时要用手按一下硬件限位开关，看超程报警是否出现，这是不可或缺环节。
三是电器柜内的空调设备对在稳定的温度内各电器元件运行能够提供保障功能，因此对其定期检查是极为必要的，必须使电器柜内的冷却度符合规定的标准， 这是对空调设备故障使各电器元件出现过高温度，导致其损坏进行防止的有效措施。
四是在对各电器部件运行的过程中，易受各种因素，包括振动的影响，非常容易发生松动，进而出现了接触不良，严重的会损坏器件。因此定期检查这些易松动的部件是极为必要的，为接触良好提供保障。
7结语
随着劳动力的短缺，数控机床在机械制造中的应用越来越普遍，同时，我国数控机床的自动化程度也在不断提高。自动化程度的提高对维修人员的要求也就越来越高，因此，我国企业要多同西方等先进国家进行交流，提高维修水平，企业也要注重对机床维修人才的培养，打造高素质的维修团队，保证数控机床的长期可靠运行，提高企业的利益
作者简介：
张雷（198709-），河北廊坊人，2008年6月毕业于河北石油职业技术学院数控技术及应用专业，主要从事安全和设备管理工作。
[关键词]数控机床；故障诊断；故障维修
中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）05-0250-01
1引言
数控机床是集机械制造技术、精密测量技术和数控技术等多种技术为一体的自动化设备，技术水平高，构成比较复杂。数控机床能够自动完成中小零件的加工，极大限度的节约了人力资源，所以被许多工厂应用于生产制造。但是，由于数控机床构造复杂，在发生故障时，需要专业的人员进行维修，同时由于零件比较多造成了故障种类比较多，对专业人员提出了考验。数控机床对于生产作业具有重要的作用，因此，数控机床故障诊断和维修工作是数控机床使用过程中的重要组成部分，维修人员应该提高维修水平，保证数控机床能够长期运行。
2数控机床的使用与维修
2.1数控机床的分类和应用
迅猛发展的科学技术促进了数控技术的发展。在企业的加工生产中应用数控机床广泛程度日益得到提升，而在数控技术发展推动下，开始不断地增加机床的种类，但在实际应用中，机床主要分为加工工艺和方式两种。应用机床中，切割金属在企业中应用较为广泛。因此主要运用的是数控铣床和数控镗床等。
2.2数控机床的维修的特点
作为一门一体化技术，数控机床综合了各种自动技术，构成要素为数控系统和伺服系统等，就维修而言，明显地区别于普通机床，以下几方面为维修此机电一体化产品应遵循原则：首先对于数控系统工作原理和处理常见故障方面要熟悉。其次，对于NC、PLC充分利用的知识要熟练，根据故障信息能够把故障找出。
2.3诊断数控机床故障的步骤
首先，对出现故障的机床进行实地调查，对操作者详细询问发生故障的具体情况，这样就以操作者的讲述对故障原因进行初步判断；其次，结合以往的经验，进行现场的维修；详细检查故障的根源，尽可能的缩小故障的范围，进而确定故障的发生点，同时，采取有针对性的解决措施；再次启动机床，确认是否将故障真正的排除；向操作者详细讲解和说明；指导操作者掌握在操作机床过程中对引发故障的注意事项，使同样故障再次发生尽量免避；同时，对维修的经过详细进行记录，将数据提供给以后维修作为指导和借鉴。
3数控机床常见故障诊断
3.1主轴部件
数控机床的主轴是直接进行加工产品的部件，这对主轴要求相应较高。不仅需要要高精度、高硬度、防振和耐磨等特点，还要结构上必须很好地解决刀具安装、轴承配合等。因此，主轴的故障也是最常见的，主要有驱动系统、液压系统等故障问题。例如，驱动系统有主轴旋转不正常，首先应该检查电动机是否正常，控制柜线路元器件是否有灰尘掩盖而造成电路接触不良；然后看机床加工是否负载过大，用排除法一步步细致检查，确定故障问题。液压系统跟驱动系统不一样，一般不是突然发生故障，而是总会有一些现象，需要平时的关注，如看是否漏气漏油，听是否振动噪声异常，以及液压系统压力表压力是否正常等现象，从而及时解决故障。
3.2伺服系统的故障
伺服系统在数控机床设备中占有非常重要的地位，是实现数控机床加工目的的关键环节。因此，它也是故障发生频繁的地方。伺服系统故障主要由驅动单元、机械传动、测速电机、编码器等方面导致，一般体现在无法正常启动、进给位移不准确、加工速度不正常等方面。这些问题在操作面板的显示屏上有报警内容或报警声警示。机床维修人员可以根据显示屏上的信息调阅故障代码，依据机床伺服系统的技术手册找出故障原因，及时解决问题，从而完成机床的维修工作。
3.3外部故障问题
主轴和伺服都是机床内部故障，但数控机床也会因为各种外部原因导致故障问题，如外部硬件损坏导致的故障，操作人员操作或调整处理不当所导致的故障。这类故障在设备刚投入的前期或操作人员更换时最易发生。如因为系统异常关机，重新启动操作人员没有按照厂家最初设置，各轴返回参考点，就会造成撞机事件。
4数控机床故障诊断的基本方法
（1）状态诊断法。通过监测执行元件的工作状态判定故障原因。在现代数控系统中，伺服进给系统、主轴驱动系统、电源模块等部件主要参数的动、静态检测，及数控系统全部输入输出信号包括内部继电器、定时器等的状态，也可以通过数控系统的诊断参数予以检查。
（2）常规诊断法。对数控机床的机、电、液等部分进行的常规检查，通常包括：①检查电源的规格（包括电压、频率、相序、容量等）是否符合要求；②CNC、伺服驱动、主轴驱动、电机、输入/输出信号的连接是否正确、可靠；③CNC、伺服驱动等装置内的印制电路板是否安装牢固，接插部位是否有松动；④CNC、伺服驱动、主轴驱动等部分的设定端、电位器的设定、调整是否正确。
（3）系统自诊断法。这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。主要包括开机自诊断、在线监控和脱机测试三个方面的内容。
（4）动作诊断法。通过观察、监视机床的实际动作，判断动作不良部位，并由此来追溯故障源。
5故障的调查与分析
数控机床系统故障的调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程，一旦查明了原因，故障也就几乎等于排除了。因此故障分析诊断的方法也就变得十分重要了，电气故障的常用诊断方法如下：
（1）直观检查法。这是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的检查。①询问向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果，并且在整个分析判断过程中可能要多次询问。②触摸在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安装状况、各插头座的插接状况、各功率及信号导线的联接状况等来发现可能出现故障的原因。
（2）仪器检查法是使用常规电工仪表，对各组交、直流电源电压，对相关直流及脉冲信号等进行测量，从中找寻可能的故障。
（3）信号与报警指示分析法。①硬件报警指示。这是指包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯。②软件报警指示。如前所述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示。
6数控机床的保养
对于加工企业而言，在其正常运转中，数控机床正常运行发挥着至关重要的作用，在日常对控机床的使用中，要使其处于良好状态，一旦出现故障，及时进行修理和检查。并对机床做好日常的保养工作。为此，对机床进行定期检修，从而使数控机床故障发生率能够减少到最低化，为数控机床的生产加工效率提供保障，促进了经济效益的提升。以下几方面为主要保养数控机床的具体措施：
一是在机床组成中，数控机床中直流电动机占据重要地位，在其使用过程中，电刷和换向器为易损部件，因此检查和清洗以及更换这二种部件要定期进行。
二是适时试验各坐标轴超程限位状况。检查时要用手按一下硬件限位开关，看超程报警是否出现，这是不可或缺环节。
三是电器柜内的空调设备对在稳定的温度内各电器元件运行能够提供保障功能，因此对其定期检查是极为必要的，必须使电器柜内的冷却度符合规定的标准， 这是对空调设备故障使各电器元件出现过高温度，导致其损坏进行防止的有效措施。
四是在对各电器部件运行的过程中，易受各种因素，包括振动的影响，非常容易发生松动，进而出现了接触不良，严重的会损坏器件。因此定期检查这些易松动的部件是极为必要的，为接触良好提供保障。
7结语
随着劳动力的短缺，数控机床在机械制造中的应用越来越普遍，同时，我国数控机床的自动化程度也在不断提高。自动化程度的提高对维修人员的要求也就越来越高，因此，我国企业要多同西方等先进国家进行交流，提高维修水平，企业也要注重对机床维修人才的培养，打造高素质的维修团队，保证数控机床的长期可靠运行，提高企业的利益
作者简介：
张雷（198709-），河北廊坊人，2008年6月毕业于河北石油职业技术学院数控技术及应用专业，主要从事安全和设备管理工作。