摘要：本文主要分析数控机床的故障及故障如何预防和消除。从分析数控机床故障的常规规律、常见故障的诊断检修方法以及常见类型的故障，主要包括主轴系统的故障、进给系统的故障、刀架、刀库及换刀装置故障。文章通过介绍数控机床故障诊断方及相应的消除措施，可以为同行提供一点借鉴。
关键词：数控机床；故障；诊断；维修
0引言
数控机床是集计算机技术、电子技术、自动技术等于一体的重要加工装备，也是新时代智能制造技术的基本装备。但由于数控机床系统及其复杂，又因大部分具有技术专利，不提供关键的图样和资料，所以数控机床的维修成为了一个难题[1][4]。本论文将参考相关资料，根据自己的实际工作经验进行编写，力求为广大数控机床维修者提供可借鉴的经验。
1数控机床的故障规律
数控机床（如图1所示）是个集成技术很高的数控系统。在使用过程中总是会出现各种各样的故障，所以数控机床的维修重点，就是要掌握故障类型，根据不同的故障采用不同的维修方法，才能有的放矢的排除故障。在整个使用寿命期，根据数控机床的故障数量大致分为3个阶段，即早期故障期、偶发故障期和耗损故障期，具体的特点如下：期故障期：该时期由于设备是刚安装的，很多的机械结构都出在磨合的阶段，零件见得间隙会随着磨合的进行总是不断的变化，因此需要及时调整磨合间隙，该阶段主要的特点是随着机械设备使用时间加长，设备故障率极速降低。②偶发故障期：偶发的故障主要是由于一些误操作或者偶发的外表条件变化（比如突然停水或停电）等外部随机因素引起的。这个时期是设备正式使用的时期，一般时间较长，因此要尽量提升故障处理的效率，降低故障率。主要特点是整体出现故障的概率比较低，整个机床系统相对稳定。③耗损故障期：由于后期设备老旧、很多零部件的使用寿命都已经达到了极限，合理更换零部件，降低故障率，是该阶段在使用机床时主要的事情。该阶段特点是故障发生率随运行时间的延长而急剧升高。
2数控机床故障常见的诊断方法
数控机床是涉及多个应用学科的十分复杂的系统，而且数控系统和机床本身的种类繁多，功能各异，不可能找出一种适合各种数控机床、各类故障的通用诊断方法[2]。下面介绍常用的故障诊断方法：
2.1直接检查法
在维修中通常采用一些辅助设备，并通过维修工程师的感官来寻找机床的故障的方法，称为直接检查法。一般采用看、试、问、摸等方法排除故障：①看：检查熔断器，液压缸、丝杠等是否存在异常，检查压力表，水表、浮标等的数值是否正常。②试：通过接通一部分的线路，检查是否有短路、冒烟等情况，一旦有异常、立即断电。③问：询问现场相关人员，故障发生时的现象如何，是否有异响和误操作，从而迅速定位故障。④摸：通过触摸一些机械电机，各种信号线以及电路板，从而发现可能的故障。在设备的长时间使用过程中[3]，往往就是这种简单的故障发生的最多。一般电子和机械元部件的老化损坏，是机床发生故障的主要原因之一。
2.2追踪法追踪法
是指在维修前，维修人员对故障发生的现场情况，以及发生的时间点，和发生时候的前后设备转台进行逐一了解和分析，根据故障现象来发现故障产生的原因。追踪法检查是工厂在故障诊断中十分常用的方法，根据故障现象进行合理分析，查找引起故障的根源，从而定位故障类型，采取合理方法进行排除。
2.3报警号检修法
数控机床发生故障后，在机场的CRT上一般都会出现报警号，通过查看报警信号上的提示信息进行机床故障的排除，是设备故障维修中常用的方法。维修人员要根据报警号的内容进行分析和诊断，这在说明书中也有相应的解释，但是报警号往往比较笼统，无法直接指出故障的真实原因，而是指出一种现象，维修人员需要根据所指出的现象进行分析，减少调查的路线，缩小范围，有目的的进行调查维修。
3数控机床常见机械结构故障诊断与维修
3.1主轴部件的常见故障及其诊断维修方法
主轴部件的常见故障及其诊断维修方法如表1所示。
3.2进给运动系统（滚珠丝杠螺母副）的故障诊断
①滚珠丝杠在转动过程中转矩过大：滚珠丝杠的螺母反向器损坏，更换转塔刀重复定位精；滑板和压板安装过紧，调整滑板配合板的安装间隙；伺服电机与滚珠丝杠同轴度过大，调整伺服电动机与滚珠丝杠的同轴度。②滚珠丝杠在运动过程中噪声大：滚珠丝杠润滑不良，及时涂抹润滑油；滚珠破损，更换滚珠；电机与滚珠丝杠联轴器松动，调整电动机与滚珠丝杠联轴器。③丝杠螺母润滑性不好：分油器无分油，更换分油器；油管堵塞，使用专用工具疏通油管或者更换油管。
3.3刀架、刀库及换刀装置故障诊断
①转塔刀架没有抬起动作：气缸的压力是否足够，如果不够的话调整压力开关，让其压力达到正常的数值；控制系统没有发出动作指令，检查电路板和电源是否正常，或者重启控制软件；抬起的液压缸密封圈损坏，此时要更换密封圈；抬起的电磁线圈损坏，更换电磁线圈。②转塔不正位：转位凸轮轴的预紧力过大，调整轴线预紧力在正常值内；转位凸轮有机械干涉，移除机械干涉；上下联接盘与中心花键间隙过大，使得位置偏差大，调整联接盘和花键的间隙。③转塔转位速度缓慢：滚珠破损，更换滚珠；没有发出转位信号，检查PLC系统或者重启系统软件，转位电磁阀断线，更换电磁阀；转位速度节流阀卡死，重启速度节流阀；凸轮轴压盖过紧，重新安装凸轮轴压盖，并调整间隙。④转塔转位不能停止：转塔复置开关不灵敏；更换复置开关；转塔上的24V电源线断开，更换电源线。⑤转塔刀重复定位精度低：液压缸的夹紧力不够大，调整液压缸的工作压力；转塔加紧时有机械干涉，移除机械干涉，去除故障。⑥机器人手臂的换刀速度太快，调整到最低都还是很快：气缸的气压太大，调整气缸气压值。⑦无法正确找到车刀：刀位编码的接触开关、行程开关接触不良，重新安装接触开关。
4结论
数控车床在实际应用中会发生各种各样的故障，从而影响加工的质量和效率，因此需要技术人员对整个机床的构造和原理理解的非常到位，同时还应该掌握机床常见的故障，掌握排除故障的检测方法，确保机床能够快速安全的运行起来，恢复生产，创造最大经济效益。
参考文献：
[1]蒋洪平主编.数控设备故障诊断与维修[M].北京理工大学出版社，2006.
[2]严峻主编.数控机床常见故障快速处理86问[M].机械工业出版社，2009.
[3]郑小年主编.数控机床故障诊断与维修[M].华中科技大学出版社，2005.
[4]王润孝主编.机床数控原理与系统[M].第2版.西北工业大学出版社，1997.
作者：孙俊梅 单位：福建船政交通职业学院
