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普通機床和數控機床的故障（zhàng）維修策略

2023-10-25 來（lái）源：河南技師學院作者：溫永濤

摘要：先進的工業製（zhì）造離不開機床的發展，但是我國的機械行業大而不強，缺少維護和維修人員。文章介紹了普通車床（chuáng）和（hé）數控車床常見的機械故障和電氣故障，並分別探討了普通機床和數控機床的兩類故障（zhàng）的維修策略。希望能對機械操作及維修人員有（yǒu）幫助。

關鍵詞：雕刻機；絲杠螺母副；車床；主軸；發信盤

20世紀90年代以來我國數控機床產量以年均18% 的速度（dù）迅速增長，從 2002 年開始，數控機床已成為我國機械製造業的（de）主流裝備。工業發達國家還將數控技術及數（shù）控裝備列為國家的戰略物資，不（bú）僅大力發（fā）展（zhǎn）自己的數控技（jì）術及產業，而且在“高精尖”數控關鍵技術和裝備方麵對我國實行封鎖和限製政策。因此，大力發展以數控技術為核心的先進製造技術已成（chéng）為世界各（gè）發達國家加速（sù）經濟發展、提高綜合國（guó）力（lì）和國家地位（wèi）的重要途徑。

2000 年以來，我國機床行業每年以兩位數（shù）的速度增長，迎來了快速發展階段（duàn），機床行（háng）業的整（zhěng）體素質提高很多。從 2002 年起，中國連續 7 年成為世界（jiè）機床消費第一大國，但由於技術水平低下，維護和故障維修（xiū）水平不高，我國機床行業“大而（ér）不強”。

1、普通機床和數控機床的故障類型

數控機床的故障分為機械故障和電氣故障兩大部分，具體如下。

1.1 機械故障

1.1.1 普通車床的機械故（gù）障

（1）車螺紋時絲杠正（zhèng）常旋轉進給（gěi）箱無法（fǎ）正常移動。開合螺母掛到開的位置（zhì）時（shí），絲杠空運行溜板箱不移動，開合（hé）螺母掛到合的位置（zhì）時絲杠帶動溜板箱移動，當刀具（jù）接觸到工件時溜板箱不能正常移動。溜板箱的移動

是靠上下兩個瓦塊（kuài）抱死絲杠帶動溜板箱移動，當其中一個瓦塊脫落時（shí）絲杠帶動溜板箱運行，由於無法接觸（chù）到工件，溜板箱受（shòu）力較小，絲杠（gàng）還能帶（dài）動溜板箱（xiāng）移動，當車刀接觸到工（gōng）件時（shí），溜板箱受力較（jiào）大，會停止移動，無法加正常加工零（líng）件。

（2）重切削時主（zhǔ）軸轉速降（jiàng）低或自行停車。切削深度（dù）過大，主軸轉速降低嚴重時會（huì）停車，主軸箱還伴有（yǒu）少許黑煙（yān）冒出，主要原因是主軸箱摩擦離合器調整過鬆或磨損，電動機傳動帶過鬆或（huò）磨損嚴重，傳動帶磨損嚴重後（hòu）會出現斷裂。

1.1.2 數控車床的機械故障

有很多操作工沒有維護經驗（yàn），特（tè）別（bié）是小作坊式加工。他們隻要求機（jī）床能夠運行，沒有過多地關注維護設備，這是不（bú）正確的。機械設備跟人的身體一樣是有年限的，人的身體勞動強度大了，需要休息，設（shè）備在長時間使用（yòng）後也需要停機維護。如（rú）果設備一直工（gōng）作不維護，時（shí）間長了加工出來（lái）的產品就會（huì）不合格，還會（huì）導致設備的損壞（huài）。

（1）設備磨損故障。在數控機床維修中（zhōng），有操作人員對設備維護不重視（shì），導致設備正常磨損期變短，設備加工出來的產品不合格。特別是玉石雕刻機，加工出（chū）的產品誤差達（dá） 0.5 mm。如此大的加工誤差不（bú）是一天形成的（de），是由於機床長期得不到維護，誤差剛開始比較（jiào）小，半年之後就達到 0.5 mm。

（2）機（jī）床主（zhǔ）軸轉速與實（shí）際輸入代碼 S 值（zhí）不一致。使用（yòng）數控（kòng）機（jī）床低擋運（yùn）行時，低擋最高（gāo）轉速是 650 r/min，可實（shí）際轉速卻達到（dào） 1 100 r/min。

（3）急停報警故障。機床超程後急停報警無法消（xiāo）除，按下超程按鈕不鬆開同時按下複位鍵，急（jí）停報警還（hái）是（shì）無法消除。

1.2 電氣故障

1.2.1 普通車床的電氣故障

普通車床電氣櫃裏麵的元件比較少，主（zhǔ）要包括（kuò）開關（guān）電（diàn）源、接觸器、繼電器、保險等元器件。普通車床（chuáng）的電路分為主電路和（hé）控製電路兩部分。

主（zhǔ）軸旋（xuán）轉的（de）控製電路容易（yì）產生電氣故障，導致主軸不轉。主軸的控製線路主要是（shì）控製主電路的接觸器（qì），當控製線路接（jiē）通時，主軸主電（diàn）路上的接觸器線圈得電，繼而接觸器主觸點閉合，主軸電機（jī）得電啟動並帶動主（zhǔ）軸（zhóu）旋轉。主軸不轉的原因，從控製電路來分析，主要是主（zhǔ）軸啟動按鈕發生故障。主軸啟動（dòng）按鈕是由塑料製作而成，而且按鈕開（kāi）關有些地方的工藝是薄壁，所以時間長了按鈕開關容易老化，薄壁（bì）的地（dì）方容易斷裂。普通車床的按鈕開（kāi）關使用比較頻繁，也縮短了按（àn）鈕（niǔ）開關的使用壽命。

1.2.2 數控車床的電氣故障

數控車床（chuáng）最容易出現電（diàn）氣故障的部位是四工位刀架，出現如刀架找不到刀（dāo）位、不能鎖緊報警、無法正常啟動（dòng）報警等故障。以大連機床廠生產機床為例（lì）做簡要介（jiè）紹，數控車（chē）床（chuáng）上的（de）發信盤（pán），當需要某個刀位時，相應的（de）發信盤就會有（yǒu）信號。發信盤和磁鋼的位置（zhì）要對（duì）應（yīng）上，如（rú）果發（fā）信盤（pán）和磁（cí）鋼（gāng）的位置不能完全對應會出現兩種情況。第一種情況是刀架會不停旋轉找不到自己的位置，導致機床報警換（huàn）刀超時；第（dì）二種情況是刀架可以正常正轉，旋刀反轉（zhuǎn）鎖緊，但（dàn）是刀架位置不對。此外，顯示器也容易出現故障，如機床顯（xiǎn）示器帶電的情況下不亮，甚至顯示器上的字看不清（qīng）楚。此類故障會影響數（shù）控機床的正常運行，甚至導致設備（bèi）使用壽（shòu）命縮短。

2、普通機床故障（zhàng）的維修策略

機械設備的使用是有年限的，也（yě）就是說設備也是有使用壽命。在對設（shè）備（bèi）維修時，可（kě）以看作為（wéi）人診病，對設備進行望、聞、切。“望”就是（shì）對設（shè）備先進行觀察，主要觀察設備的型號、係統、麵板等。“聞”就是聽（tīng）設備的運行聲（shēng）音，在維修的時候把“聞”放在最後一步，當詢問完操作人員後（hòu），能（néng）夠作出正確的判斷（duàn）後再開機啟動聽設備有無異常聲音。“切”就是用手觸碰設備，去判斷設備有沒有發（fā）熱等（děng）情況。

設備的維修方法多種多樣，要根（gēn）據具體情況具體分析。車床（chuáng）使用較長時間後，各部（bù）件開始老化，線頭出（chū）現鬆（sōng）動、破皮，會出現漏電情況。設備的漏電保護措施做得還是很到位的，當機床控製（zhì）電路漏電時（shí），機床保險（xiǎn）會起作用。查找電路時首先要根據電路圖查找熔斷器，可以使（shǐ）用萬（wàn）用（yòng）表測量熔斷器的阻值是通的還（hái）是無窮大，來判斷熔斷器是否燒壞。在更換熔（róng）斷器後，主（zhǔ）軸（zhóu）會恢複正常轉動（dòng），如果使用不長時間後，熔斷器又燒壞，就要檢查線（xiàn）路漏電點，完全解決故障（zhàng）。

2.1 普通（tōng）機床機械故障維修方（fāng）法

（1）車螺紋（wén）時絲杠（gàng）正常旋轉進給箱無法正常移動的維修方法。要打開（kāi）溜板箱檢查瓦（wǎ）塊，如果有一個瓦塊脫落，會出現不加工零件時絲杠可以帶動溜板箱（xiāng），當車刀開始加工（gōng）時絲杠正常旋轉而溜板箱不移動。對此，需（xū）要調整摩擦離合器，修（xiū）磨或更換摩擦片，適當調緊傳動（dòng）帶或（huò）更換磨損嚴重的傳動（dòng）帶。

（2）重切削時主軸轉速降（jiàng）低或自行停車的維修方法。應檢查並調整電（diàn）動機傳動帶的鬆緊度；再調整摩擦離合（hé）器的摩（mó）擦片間（jiān）隙。如（rú）果還存在問題，則應該檢查相關元件的磨損（sǔn）情況，如果磨損嚴（yán）重，就（jiù）需（xū）要修理或更換相應元件。

2.2 普通機床電氣故（gù）障維修方法

以大連機床集團有限責任公司的普通車床為例（lì），介紹電氣故障的維修方法。

（1）車（chē）床的快速按鈕故障的維修方（fāng）法。車床的快速按（àn）鈕在操作手柄端部，當搬動手柄時床鞍和小滑（huá）板移動。在床鞍移動時按下快速按鈕，這時床鞍快速移動（dòng）以增加效率。快速按鈕設計的（de）位置合理，但是手柄的設計有缺陷，手柄裏麵的接線頭容易脫（tuō）落或者裏麵的電線容易破皮，從而導致漏電（diàn），漏電首先會燒毀（huǐ）熔斷器。熔斷器燒毀後主軸不能正常運轉，但是（shì）機床顯示燈顯示機床（chuáng）有電，此時應該更換熔斷器把漏電點（diǎn）用膠帶絕緣，使機床恢複正常。

（2）急停按鈕（niǔ）故障的維修（xiū）方法。急停（tíng）按鈕在車床上（shàng）的固定和啟動按鈕一樣，固定端時間長了會鬆動（dòng）甚至斷（duàn）裂。因此，急（jí）停按鈕也是機械設備後期容易出故障的（de）一個重要部位，在使用急停按鈕時，要注意按（àn）鈕是（shì）否鬆動，如果出現（xiàn）鬆動要立即緊固。

3、數控機床故障的維修策略

3.1 數控機（jī）床機械故障維修方法

（1）設（shè）備磨損的維修方法。設備發生磨損後，需要使（shǐ）用潤滑油進行及時維護。如果磨損情況較為嚴重，則需要對磨（mó）損部（bù）位進行（háng）修理或直接更換相應元件。

（2）機床主軸轉（zhuǎn）速與實際輸入代碼 S 值不一致的維修方法（fǎ）。需要檢查高低速擋杆是否掛到位置，查看PMC 信號顯示狀態可以直接（jiē）觀察擋杆是否到位。步驟如（rú）下：首先，按下係統按鈕打（dǎ）開係統參數，按（àn）下軟鍵 PMC 找到 PMCDGN 軟鍵，按下（xià） PMCDGN 軟鍵找到STATUS 軟鍵，按（àn）下 STATUS 軟鍵屏幕顯示（shì）檢測（cè）畫（huà）麵並找到 X3.4 和 X3.5 位，查看輸入位的信號變化。當擋位掛到 75-830-2500 時，X3.4 位（wèi）的狀態顯示 1，X3.5位的狀態顯示 0；擋位掛到 20-216-650 時，X3.4 位狀態顯示 0，X3.5 位狀態顯示 1。如果 X3.4 與 X3.5 位同時為 0，在空擋位置，X3.4 與 X3.5 位同時為 1，就會出現代碼 S 值與（yǔ）實際轉速不一致，這時候就要重複（fù）掛高低擋位置，直到 PMC 監測信號正確，主軸轉（zhuǎn）速代碼S 值和（hé）實際轉速（sù）一致。如果（guǒ）重複掛擋（dǎng）還不能解（jiě）決問題，需要改變傳感器位置。

（3）急停報警故障（zhàng）的維修方法。數控機床的急停報警有按下急停（tíng）按鈕報（bào）警和超程報警，隻要按下急停按鈕或者機床工作台超出設定的（de）行程，機床就會停止運行。硬限位是（shì）限位（wèi）開關，可以通過改（gǎi）變限位開關位置設置限位點，當機床硬限（xiàn）位（wèi）起作用（yòng）時，可以通過機床麵板上（shàng）的超程按鈕消除報警，按下（xià）超程按鈕鍵不鬆手然後同時按複位鍵，這（zhè）時急停報警不顯示，把工作台移開限位開關然後鬆（sōng）開超程解除按鈕，機床報警完（wán）全消除。當硬限位開（kāi）關內部塞滿切屑，開（kāi）關活動觸點被（bèi）壓到後無（wú）法正常彈起，這時候機床急停無法正常消除，需要檢（jiǎn）查限位開關清理開關內部的切屑，觸點複位限位開關恢複正常使用，急停報警消除。

3.2 數控機床電（diàn）機故障維修方法

3.2.1 四工位刀架故障維修

機床長時間使用會導致（zhì）有些螺絲鬆動（dòng），特別是經常運（yùn）動的部分。刀架就是其中之一，當（dāng）刀架一直旋轉找不到刀位時，需要打開刀架上端蓋子，看下發信盤是否鬆動，可以用手觸碰圓形（xíng）的發信盤。如果發信盤鬆動可以（yǐ）把上（shàng）麵的緊固螺母鎖緊，在鎖緊螺母時要把發信盤的位置稍作調整（zhěng），然後在 MDI 模式下換（huàn）刀看是否正常，如果不正常就要向相反位置旋轉發信盤，直到找到正確位置。

如果發信盤沒有鬆動，就要（yào）觀察（chá）發信盤是否（fǒu）燒壞（huài）。可以通過肉眼觀察發信盤是否有位置發黑，如果發信盤發黑（hēi）說明發（fā）信盤已（yǐ）經燒壞，這時發信盤就沒有維修（xiū）價值，可以直接更換發信盤。此外，還可（kě）以（yǐ）觀察發信盤的接線（xiàn）端子，線是否（fǒu）鬆（sōng）動或者線頭脫落，及時對接線處進行緊固。

3.2.2 係（xì）統（tǒng）麵板顯（xiǎn）示器（qì）故障維修

多數機械設備都安裝（zhuāng）有顯示器，顯示器可以（yǐ）顯示機械設備的工作坐（zuò）標、運行程序（xù）等。那麽給顯示器（qì）供（gòng）電的電源是（shì）由開關電源提（tí）供的（de），開關電源的（de）輸入（rù）電壓是 220 V 交流電壓，輸出的電（diàn）壓可以是 110 V 交流電壓或者 24 V 直流電（diàn）壓，顯示器的電源電壓是（shì） 24 V 電壓。在使用機械設備時，顯示器顯示有電源但是（shì）亮（liàng）度（dù）不夠（gòu）或者完全不亮，這時（shí）候就需要檢查開關電源。用萬用表測量（liàng）一下顯示器的輸（shū）入電壓是多少伏，如（rú）果低於 20 V 顯示器就會不顯示屏幕。可以通過調節開關電源輸（shū）出電壓值，把電壓調高到大於或等於 20 V，顯示器就會恢複正常。開（kāi）關電源電（diàn）壓變低，一般是由空氣潮濕造成，所以要保持電氣櫃的通風幹燥。如果測量顯示器輸入電壓大於或等於 20 V 就（jiù）需要查找其他原因。

4、結束語

為（wéi）了減少機床的故障率，“要預防為主、養修結合”是機床（chuáng）使用和檢修工作的正確方針。根據機械設（shè）備的故（gù）障特征（zhēng）曲線— “浴盆曲線”，對機床進行計（jì）劃的維護、檢查與修理，預防急劇（jù）磨損的出現，是一種正確的修理製度。此外，技術維修人員應（yīng）該明確（què）普通車床和數控車床故障特征和維修策略，對發生故障的（de）設備及時采取正確的維修措施，避（bì）免設備“帶病”運行，為企業的生產（chǎn）保駕護航。

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