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摘要：数控机床主要应用了综合自动化技术，在机械制造领域起着至关重要的作用，一旦在生产过程中出现故障，必定会对生产效率以及作业安全产生巨大影响。因此为保证数控机床维持最佳运行状态，务必要做好故障诊断工作，结合故障表现形式确定发生原因，采取有针对性的措施处理应对，避免故障进一步扩大。
关键词：数控机床；机械故障；诊断
引言
数控机床是集机、电、液、气为一体的典型机电系统，结构复杂且自动化程度高，在我国制造业尤其是装备制造业的发展中，起到了不可替代的作用。由于数控机床本身的复杂性和多样性，使得机床故障受机械、电气、控制系统以及检测装置等多因素影响，引起同一种故障的原因也可能是多种多样的，而且故障停机直接影响着设备利用率和企业的生产制造能力，因此在理解工作原理的基础上，总结分析故障诊断方法，并从根本上寻找快速排除故障的途径尤为必要。本文结合工作实践中的具体案例，对典型故障诊断方法进行深入分析和探讨
1数控机床工作原理
数控机床涉及到机械制造技术、数控技术以及精密测量技术等多项专业学科，具有非常高的自动化水平，内部结构复杂度高，可自动完成中小零件的加工制作，不仅可节省大量人力，同时还具备较高的生产效率。在加工零件时，数控机床需要依据事前编制的程序进行作业，涉及到每个零件的加工程序，打开控制装置的编辑窗口，输入对应的加工程序，同时存储到数控装置的存储器内。最后经过计算处理，将计算结果转换成数字信号传输给机床各运行伺服结构，然后继续传输给装置驱动机床运行部件，按照提前设定的指令完成加工作业，无需人工调整顺序、速度以及位移量等参数，便可得到与图纸设计相同的产品。
2数控机床机械故障诊断方法
2.1直接观察
不论是采用哪种方式诊断机床故障，全都离不开直接观察的方法。这种诊断手段需要检修人员通过视觉观察的方式，观测机床设备在运行过程中出现的异常状况，判断机床中是哪一个部位、模块及线路出现问题。可以说直接检查是一种十分便捷与基础的故障诊断方式，使用的几率和使用的现状非常普遍。在检测前，工作人员需要先提前了解到故障具体有哪些表现以及故障发生过程，初步判断故障产生类别。之后用视觉、听觉、嗅觉等方式，检查机床设备的各部位工作状态是否有异常情况、电控装置是否报警、设备是否出现异常声响、机床设备是否有异常味道。最后通过局部检查方式，了解损坏具体部位，包括烧焦、开裂、接触不良、发热等问题。
2.2仪器观察
即利用电工仪表检测机床设备与各个零部件的信息和参数，用仪器设备判断与确定机床故障部位。如使用万用表检查机床内部的各个电源异常情况。用示波器来检查脉动信号的幅值及相位。用PLC编辑器判断PLC的发生位置与故障成因。
2.3信号报警分析
信号报警中的伺服与数控等系统故障指示灯都是检测人员需要观察的重點。排查故障时，检测人员通过检查指示灯状况是否提示设备出现异常，根据指示灯的结果排查与分析故障原因。软件指示包括加工程序、PLC程序、系统软件等故障指示。根据指示等信号对照诊断说明，即可了解故障排查手段与故障形成原因。
2.4接口检查
所有的PLC都会被集中在数控系统中，此外PLC与CNC使用了大量连接，完成了两者信号的传输。如若接口传输出现问题，则说明接口出现不稳情况，此时信号就会丢失。进而造成机床故障问题出现。接口故障的排查需要使用CRT屏幕设备，通过它的分析检查具体故障位置。如若接口连接复杂，则可以使用编程器检查接回信号。之后通过对比，确定故障具体位置。
2.5参数调整
数控机床参数都是放在RAM中的，很少出现异常。不过在外部干扰、电池电压不足、长期不运行系统情况下，系统参数将会受到一定影响，包括正确性影响，需要采取特殊的手段与措施修正参数。一旦发现参数异常，那么就必须对其进行调整，排除掉错误参数，保障系统的正常运行。
2.6备件置换
在机床设备发展与进步的同时，机床内部的电路集成也变得愈发的庞大和复杂。采用常规手段很难在短时间内确定故障具体点，浪费大量时间。这所带来的影响和后果是非常严重的。此时最佳的故障诊断方法便是备件置换方式，即解除损坏模式并安装备件，减少停机生产时间。当然我们也要注意在装配备件时，检修人员必须规范性操作，以免造成更大机床故障。
3数控机床机械故障诊断与维修
3.1主轴部件
第一，精度达不到设计要求。数控机床对于精度的要求非常高，如果加工时精度未达到要求很可能有不同的因素。例如在运输过程中机床处于冲击状态，在安装过程中安装牢固度并不高。因此，我们必须对整个机床精度进行全方位调查，尤其是导轨副要重点检查。对于检查中出现问题应当及时汇总，重新进行调整并加固。第二，切削振动大也可能会使数控机床机械结构产生一定故障。造成切削振动大原因有很多，例如，轴承紧度并不够，中间间隙过大；主轴和箱体之间差距过大；主轴箱和床身之间所联动螺丝出现任何松动。为了更好地对这一故障进行排除，我们应当根据具体状况做出具体解决措施。第三，齿轮和轴承损坏。造成这一现象原因有很多，例如压力过大；轴承紧力过大，润滑措施不大。针对以上状况，我们可以根据原理图适当调整压力，对于零件进行更换，重新设置紧力，加强润滑效果。
3.2进给运动系统
第一，滚珠丝杠副噪声。出现这样噪声原因有很多，例如丝杠支轴承存在破裂现象、丝杠润滑效果并不理想、丝杆滚珠存在破损情况。在维修时可以调整轴承压盖，使其更加压紧轴承端面。与此同时，我们还可以加强润滑效果，更换新滚珠等等。第二，滚珠丝杠运动不灵。出现这样状况原因有很多，例如负载和度过大，丝杠与导轨之间不处于平行状态。为了更好地应对这些措施，我们可以不断调整轴向间隙，加强预载负荷。与此同时，我们还可以不断调整丝杠与导轨之间平行。
3.3导轨
第一，导轨研伤。数控机床存在研伤问题有很多，但是最主要问题还是使用时间过长，地基和床身水平出现了一定变化，这就使得局部面积负债和过大。与此同时，如果在短时期极速地使用或者长时期过长地使用也可能会使得局部地区出现严重的损耗。加强导轨润滑效果，保持润滑压力。对于机床进行定期保养，做好防护。第二，导轨上的零件可能会存在运动效果不理想或者不能按照正常的轨迹进行移动的不良现象。为了有效解决以上问题，我们可以使用180号砂布对于机床与导轨上面研伤进行修磨。第三，加工面接刀处并不平。出现这样状况原因有很多，例如导轨直线存在着偏差；机床水平度非常差，极易导致导轨发生弯曲。针对不同现象，我们也可以做出不同调整修缮方法，例如我们可以允差为0.015/500mm。
3.4回转工作台
第一，工作台中没有抬起动作。之所以会出现这样故障主要是由于控制系统出了问题，控制系统并没有及时做好信号输入。与此同时，液压压力不够、抬起液压缸也损坏等等也可能会造成回转工作台出现故障。第二，工作台转位分度并不到位，可能会出现顶齿或者错齿现象。由于数控机床转位分度并不到位，发生顶齿或者错齿原因主要是由于输入系统脉冲数并不足。
结语
在生产过程中，数控机床机械结构故障是非常常见一类问题，文章对主轴部件、进给运动系统、导轨、回转工作台四个方面故障进行了全面的分析，给出了一些维修的方法，希望对于企业维修人员和操作人员提供借鉴意义。
参考文献：
[1]童勋.数控机床常见故障分析与排除[J].山东工业技术，2018（1）：22.
[2]李素娟，朱海平.在DOS系统下解决数控机床故障问题两例[J].内燃机与配件，2018（1）：168-169.
[3]毕筱妍.浅析数控机床的常见故障排除与维护策略[J].经贸实践，2017（23）：345.
关键词：数控机床；机械故障；诊断
引言
数控机床是集机、电、液、气为一体的典型机电系统，结构复杂且自动化程度高，在我国制造业尤其是装备制造业的发展中，起到了不可替代的作用。由于数控机床本身的复杂性和多样性，使得机床故障受机械、电气、控制系统以及检测装置等多因素影响，引起同一种故障的原因也可能是多种多样的，而且故障停机直接影响着设备利用率和企业的生产制造能力，因此在理解工作原理的基础上，总结分析故障诊断方法，并从根本上寻找快速排除故障的途径尤为必要。本文结合工作实践中的具体案例，对典型故障诊断方法进行深入分析和探讨
1数控机床工作原理
数控机床涉及到机械制造技术、数控技术以及精密测量技术等多项专业学科，具有非常高的自动化水平，内部结构复杂度高，可自动完成中小零件的加工制作，不仅可节省大量人力，同时还具备较高的生产效率。在加工零件时，数控机床需要依据事前编制的程序进行作业，涉及到每个零件的加工程序，打开控制装置的编辑窗口，输入对应的加工程序，同时存储到数控装置的存储器内。最后经过计算处理，将计算结果转换成数字信号传输给机床各运行伺服结构，然后继续传输给装置驱动机床运行部件，按照提前设定的指令完成加工作业，无需人工调整顺序、速度以及位移量等参数，便可得到与图纸设计相同的产品。
2数控机床机械故障诊断方法
2.1直接观察
不论是采用哪种方式诊断机床故障，全都离不开直接观察的方法。这种诊断手段需要检修人员通过视觉观察的方式，观测机床设备在运行过程中出现的异常状况，判断机床中是哪一个部位、模块及线路出现问题。可以说直接检查是一种十分便捷与基础的故障诊断方式，使用的几率和使用的现状非常普遍。在检测前，工作人员需要先提前了解到故障具体有哪些表现以及故障发生过程，初步判断故障产生类别。之后用视觉、听觉、嗅觉等方式，检查机床设备的各部位工作状态是否有异常情况、电控装置是否报警、设备是否出现异常声响、机床设备是否有异常味道。最后通过局部检查方式，了解损坏具体部位，包括烧焦、开裂、接触不良、发热等问题。
2.2仪器观察
即利用电工仪表检测机床设备与各个零部件的信息和参数，用仪器设备判断与确定机床故障部位。如使用万用表检查机床内部的各个电源异常情况。用示波器来检查脉动信号的幅值及相位。用PLC编辑器判断PLC的发生位置与故障成因。
2.3信号报警分析
信号报警中的伺服与数控等系统故障指示灯都是检测人员需要观察的重點。排查故障时，检测人员通过检查指示灯状况是否提示设备出现异常，根据指示灯的结果排查与分析故障原因。软件指示包括加工程序、PLC程序、系统软件等故障指示。根据指示等信号对照诊断说明，即可了解故障排查手段与故障形成原因。
2.4接口检查
所有的PLC都会被集中在数控系统中，此外PLC与CNC使用了大量连接，完成了两者信号的传输。如若接口传输出现问题，则说明接口出现不稳情况，此时信号就会丢失。进而造成机床故障问题出现。接口故障的排查需要使用CRT屏幕设备，通过它的分析检查具体故障位置。如若接口连接复杂，则可以使用编程器检查接回信号。之后通过对比，确定故障具体位置。
2.5参数调整
数控机床参数都是放在RAM中的，很少出现异常。不过在外部干扰、电池电压不足、长期不运行系统情况下，系统参数将会受到一定影响，包括正确性影响，需要采取特殊的手段与措施修正参数。一旦发现参数异常，那么就必须对其进行调整，排除掉错误参数，保障系统的正常运行。
2.6备件置换
在机床设备发展与进步的同时，机床内部的电路集成也变得愈发的庞大和复杂。采用常规手段很难在短时间内确定故障具体点，浪费大量时间。这所带来的影响和后果是非常严重的。此时最佳的故障诊断方法便是备件置换方式，即解除损坏模式并安装备件，减少停机生产时间。当然我们也要注意在装配备件时，检修人员必须规范性操作，以免造成更大机床故障。
3数控机床机械故障诊断与维修
3.1主轴部件
第一，精度达不到设计要求。数控机床对于精度的要求非常高，如果加工时精度未达到要求很可能有不同的因素。例如在运输过程中机床处于冲击状态，在安装过程中安装牢固度并不高。因此，我们必须对整个机床精度进行全方位调查，尤其是导轨副要重点检查。对于检查中出现问题应当及时汇总，重新进行调整并加固。第二，切削振动大也可能会使数控机床机械结构产生一定故障。造成切削振动大原因有很多，例如，轴承紧度并不够，中间间隙过大；主轴和箱体之间差距过大；主轴箱和床身之间所联动螺丝出现任何松动。为了更好地对这一故障进行排除，我们应当根据具体状况做出具体解决措施。第三，齿轮和轴承损坏。造成这一现象原因有很多，例如压力过大；轴承紧力过大，润滑措施不大。针对以上状况，我们可以根据原理图适当调整压力，对于零件进行更换，重新设置紧力，加强润滑效果。
3.2进给运动系统
第一，滚珠丝杠副噪声。出现这样噪声原因有很多，例如丝杠支轴承存在破裂现象、丝杠润滑效果并不理想、丝杆滚珠存在破损情况。在维修时可以调整轴承压盖，使其更加压紧轴承端面。与此同时，我们还可以加强润滑效果，更换新滚珠等等。第二，滚珠丝杠运动不灵。出现这样状况原因有很多，例如负载和度过大，丝杠与导轨之间不处于平行状态。为了更好地应对这些措施，我们可以不断调整轴向间隙，加强预载负荷。与此同时，我们还可以不断调整丝杠与导轨之间平行。
3.3导轨
第一，导轨研伤。数控机床存在研伤问题有很多，但是最主要问题还是使用时间过长，地基和床身水平出现了一定变化，这就使得局部面积负债和过大。与此同时，如果在短时期极速地使用或者长时期过长地使用也可能会使得局部地区出现严重的损耗。加强导轨润滑效果，保持润滑压力。对于机床进行定期保养，做好防护。第二，导轨上的零件可能会存在运动效果不理想或者不能按照正常的轨迹进行移动的不良现象。为了有效解决以上问题，我们可以使用180号砂布对于机床与导轨上面研伤进行修磨。第三，加工面接刀处并不平。出现这样状况原因有很多，例如导轨直线存在着偏差；机床水平度非常差，极易导致导轨发生弯曲。针对不同现象，我们也可以做出不同调整修缮方法，例如我们可以允差为0.015/500mm。
3.4回转工作台
第一，工作台中没有抬起动作。之所以会出现这样故障主要是由于控制系统出了问题，控制系统并没有及时做好信号输入。与此同时，液压压力不够、抬起液压缸也损坏等等也可能会造成回转工作台出现故障。第二，工作台转位分度并不到位，可能会出现顶齿或者错齿现象。由于数控机床转位分度并不到位，发生顶齿或者错齿原因主要是由于输入系统脉冲数并不足。
结语
在生产过程中，数控机床机械结构故障是非常常见一类问题，文章对主轴部件、进给运动系统、导轨、回转工作台四个方面故障进行了全面的分析，给出了一些维修的方法，希望对于企业维修人员和操作人员提供借鉴意义。
参考文献：
[1]童勋.数控机床常见故障分析与排除[J].山东工业技术，2018（1）：22.
[2]李素娟，朱海平.在DOS系统下解决数控机床故障问题两例[J].内燃机与配件，2018（1）：168-169.
[3]毕筱妍.浅析数控机床的常见故障排除与维护策略[J].经贸实践，2017（23）：345.