机械数控机床加工故障诊断与维护分析

张显

摘要：CNC机床是一种具有微电子技术、计算机技术、自动控制技术和伺服传动技术的综合设备。是一种高精度的机电一体化产品。作为机电一体化的一个关键部件，其性能直接反映了现代机床的技术水平。如何正确地利用 CNC是一个非常关键的问题。由于数控机床是一种高精度的高成本设备，所以它的维修工作也是不容忽视的。

关键词：数控加工；维护保养；故障分析

引言

CNC机床是一种集机械、电子、光学和测量技术于一体的高强度自动化加工设备，是一种以其独特特点为特征的高强度自动化加工设备。在科学技术的飞速发展中，对数控机床进行故障诊断和维护的技术还不够成熟。通过对实际生产中的机械故障诊断与检修实例进行了分析、研究，并提出了相应的预防和维护对策，并指出了必须不断地加强员工的管理，以掌握正确的使用方法；加强对机械设备的检修，可以从根本上减少事故的发生，减少维护费用，增加经济效益。

1数控机床加工的特点

1.1具有高度柔性

在 CNC机上进行零件的加工，其主要依据的是加工工艺，与一般的机床不一样，不需进行大量的工具、夹具的制作和更换，也无需频繁地对机床进行调节。所以，CNC机床适合经常更换的场合。

1.2加工精度高

CNC的加工精度通常在0.005~0.1 mm之间，通过数字信号来实现，每次 CNC设备的输出脉冲，使其运动部分运动一次（通常为0.001毫米），并且通过 CNC设备可以对工件的逆向和螺杆的间距进行校正，从而使机床的位置更加准确。

1.3加工质量稳定、可靠

在同一台机器上，在同样的加工条件下，对同一批次的工件进行同样的加工；刀具的走刀轨迹完全一致，工件的连贯性好，品质稳定。

1.4生产率高

数控机床可以大大缩短工件的加工时间，提高刀具的进给速度，提高刀具的切割强度，使数控机床达到了快速的速度；数控机床运动零件的快速运动、定位及高速切削，缩短了半成品的工艺周期，从而提高了生产效率。

1.5改善劳动条件

数控机床在加工之前，经过调试，然后输入编程，然后开始工作，使机器能够进行连续的自动加工，直到加工完成。操作员主要负责程序的输入、编辑；毛坯的装卸、刀具准备、加工状态观察、零件检查等工作，大大减少了劳动强度，使机械操作员的劳动趋向于智力劳动。

1.6利于生产管理现代化

利用 CNC设备对工件进行预处理，可以对刀具和夹具进行标准化和现代化管理。CNC机床以数字化和规范编码作为控制手段，容易使工艺信息规范化，并与 CAD/CAM相融合，成为当今综合制造技术的重要组成部分。

2数控机床的维护保养

2.1数控系统的维护

CNC设备操作人员必须严格执行操作规范，并对其进行例行的维修，其技术技能水平的高低是影响其频繁出现问题的主要原因。机器故障时，应留心现场，并将故障前后的状况如实告知修理人员，以便分析诊断故障的原因，并及时排除故障。

在机械加工过程中，经常会有油污、灰尘甚至是金属粉尘，这些粉尘如果落入到 CNC的线路板或电子设备中，很可能会造成元件之间的绝缘电阻降低，甚至造成元件和线路板的损伤。有些使用者夏季为让 CNC系统能够承受较大的负荷，采用开启 CNC机柜的大门进行散热，这种做法非常不明智，会造成 CNC系统的加速损毁；控制柜和强电柜的开启应最小化。

应检查 CNC机柜上的各散热风扇是否工作良好。每隔六个月或一个季度，对滤网进行一次清洗，如果滤网中的灰尘太多，不能及时清除，将导致数控柜内的温度升高。

2.2机械部件的维护

定时调节传动皮带的弹性，避免皮带滑动引起抛物；对油缸进行恒温加油，调节温度范围，适时加油，清洁滤芯；主轴上的工具夹持机构长期处于工作状态，存在着一定的空隙，从而对刀片的夹持造成一定的不利影响。定期调整丝杠螺杆的轴向间距，以确保倒置齿轮的精确性和轴向刚性；经常查看螺杆和床体的连接处有无松动现象；螺杆保护套如有损伤应立即进行替换，防止粉尘和碎屑侵入。切勿将超重超长刀具放进刀库，以免机器手臂更换过程中刀具掉落或刀具与工件、夹具发生摩擦；定期核对刀具回零的定位，并对刀具倒刀点的定位进行及时的调节；在启动前，先让刀仓、机械臂空转，并对各个部件进行检测，尤其是各个冲程和电磁阀门的工作情况；对机床上的工具进行检验，确保其安全，如有异常情况，应立即进行处置。

3数控机床故障排除方法

3.1初始化复位法

通常，在系统发生瞬时故障时，可以采用硬件重置或按顺序切换系统电源进行故障排除，如果系统工作内存区域因停电而发生故障；拔掉插线板或电池电压不足引起的杂乱时，系统必须进行初始化清理，在清理之前要做好数据备份，如果在初始化后仍然不能解决问题，就进行硬件诊断。

3.2参数更改，程序更正法

系统参数是决定系统性能的基础，如果参数设置不当，会导致系统失效或失效。有时因使用者程式的错误也会导致停机，因此可以利用系统的区块搜寻功能来检视，修正一切错误，保证它的工作。

3.3调节，最佳化调整法

该方法通过调整转速调节器的比例因子和积分时间，实现了在无振动条件下，具有高的动态响应性能。在现场无示波器或录音机时，按照经验，即调整马达，再缓慢地向相反方向调整，直至振动消失。

3.4备件替换法

用好的零件更换故障电路板，并进行初始化的启动，以保证机器能快速地工作，再对坏的板子进行维修或保养；这是当前最普遍使用的一种排故方法。

3.5改善电源质量法

为了降低电压的波动，目前普遍使用稳压器。针对高频干扰，可以采取电容式滤波器，并采取相应的预防性措施，降低供电板的失效。

3.6维修信息跟踪法

大型生产企业在实践中因设计上的不足而出现的偶尔故障，对系统的软硬件进行了改进。这些更改通过维护资料不断地向维护人员提供。以此为基础，能准确、彻底地解决问题。

结论

数控机床是一种具有高度自动化和复杂结构的先进机械，为了使其工作效率得到最大化，需要对其进行合理的操作和精心的维护，以确保其工作效率和高效率。由于其集机、电、液于一体的特点，对其进行维护和保养，除了以上所述的日常维护保养以外，还要按照特定的数控设备使用说明书进行具体的维护和保养。

参考文献

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［2］白耀武.分析数控机械机床加工效能的提升方式［J］.中国新通信，2019，25（14）：162