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數控機床常見（jiàn）機械故障分析

2018-5-22 來源：齊（qí）齊（qí）哈爾軌道交通裝備有限（xiàn）責任公（gōng）司基建設備作者：張瑀航

摘（zhāi）要：以實際生產為參考，從數控機床基本結構組（zǔ）成談起，接著講述數控機床的（de）常見機械故障。重點（diǎn）講述了企業生產中常見（jiàn）數控機床故障的排除及維修方法。

關（guān）鍵詞：數控機床；機械故障；分析

數控（kòng）機床是一種高效的自動化機（jī）床，主要分為切削加（jiā）工、壓（yā）力加工和特種加工（如數控電火（huǒ）花加工機床（chuáng）等）3類。切削加（jiā）工類數控機床的加工過程能按（àn）預定的程序自動進行，消除了人為的（de）操作誤差，並實現了（le）手工操作難以達到的（de）控製（zhì）精度，加工精度還可以（yǐ）用（yòng）軟件（jiàn）來校正和補償。因（yīn）此，可以獲得比機床精度還要高的加工精度及重（chóng）複定位精度；工件在一次（cì）裝夾（jiá）後，能先後（hòu）進（jìn）行粗、精加工，配置自動換刀裝置後，還能縮短輔助加工時間，提高生產（chǎn）率。它綜合了計算機技術、自動化技術、伺服驅動、精密測量和精（jīng）密機械等各個領域（yù）的新的技術（shù）成果，是（shì）一門新興的工業控製技術。由於其經濟性能好，生產（chǎn）效益高，在生產上處於越來越重要的地位。綜上所述，數控機床（chuáng）具有精度高、效率高（gāo）、自動化程度高和柔性好的特點。為了提高機床（chuáng）的使用率，提高係統的有效（xiào）度，本文結合（hé）工作實際淺談一下數控係統故（gù）障處理和維修的（de）一般方法。

1、數控機床基本結構

數（shù）控機床主要由機床（chuáng）本體、反饋裝置、伺服係（xì）統、數控（kòng）裝置及控製介質組成。常用（yòng）的控製介質有穿孔紙帶、穿（chuān）孔卡片、磁盤或其他可存儲代（dài）碼的載體。其中數（shù）控裝置是數控機床的核心。其功能是接受數控程序中的加工信息（xī），經過數控裝置（zhì）的係統軟件或邏輯電路進行譯碼、運算和（hé）處理後發出相應的信號給伺（sì）服（fú）係統，帶動整（zhěng）個機床運轉。

伺服係統（tǒng）由伺服電機和伺服驅動器組（zǔ）成，它是數控係統的執行部分。它控（kòng）製機（jī）床各個軸的進給速度、方向和位移量。常用的伺服係統有交流伺服（fú）係（xì）統和直流伺服係統。

數控（kòng）機床反饋裝置是檢測數控機床坐標軸的實際移動速度和（hé）位（wèi）置，並將信號反饋給數控裝（zhuāng）置或伺服驅動中（zhōng），構成閉環控製係統。無測量反饋裝置的係統成為（wéi）開（kāi）環係統。伺服電動機內裝式脈衝編碼器、測速機、光柵和（hé）磁尺都是常用的檢測元件。數控機床（chuáng）本體（tǐ）包括床身（shēn）、主軸、進給機構等機械部件，以及輔助運（yùn）動裝置、液壓係（xì）統（tǒng）冷卻裝置。

2 、故（gù）障排除及維修

由於采用了高性能的主軸和進給伺服係統所以機械結構相對得到了簡化，機（jī）械故障排除要相對簡單一些，下麵舉例說明。

例1：XK716桂林數控銑床主軸旋轉（zhuǎn），高速檔位和（hé）低速檔位無法轉換成功，但有轉換動作。分析有以（yǐ）下幾個原因：限（xiàn）位故障；變速齒輪有損壞；油箱缺油壓力不足；變（biàn）速油缸內密封圈老化導致（zhì）有杆腔與無杆腔聯通，造成壓力不穩，變速齒輪變（biàn）速不到位。

故障解決步驟：首先檢查油箱，液壓油充足，排除壓力（lì）不足。觀看齒輪，齒輪完（wán）好無磨損嚴重現象。檢查變速油缸限位發現限位變換不到位，調整（zhěng）油缸頂杆，故障仍存在。檢查變速油（yóu）缸，發現密封圈老化，更換密封圈。故障排（pái）除。此（cǐ）故障（zhàng）是因為密封圈（quān）老化導致油缸內部泄露，有杆腔與無杆腔液壓油聯通（tōng），導致壓力不足。因此可見，油缸密封圈因潤滑油清潔程（chéng）度、油溫、活塞使用頻率、生產現場環境（jìng）等，都容易導致密封圈老化失效。所以根據生（shēng）產（chǎn）使用頻率需要定期檢查或更換密封（fēng）圈。

例（lì）2：數控銑床X軸重複定位不準（zhǔn）。

分析有以下（xià）原因：X 軸光柵尺尺頭鬆動（dòng）或光柵尺上有異物；X 軸（zhóu）伺服電機編碼器故障；絲杠與絲母磨損嚴重；絲（sī）杠（gàng）與伺服電機（jī）之（zhī）間聯軸節鬆動，存在反（fǎn）向間隙；軸承損壞。

故障解決步驟：首先分析光柵尺裝在工作台下部，維修（xiū）不方便，並且光柵尺有防塵（chén）裝置，故障概率較小（xiǎo）。檢查電機編碼器，無鬆（sōng）動和破損現象。聽絲杠旋轉時聲音，因無異常聲音，排除軸承損壞（huài）。檢查絲杠與電機（jī）聯軸（zhóu）節發現聯軸節螺絲（sī）鬆動，禁錮螺（luó）絲，故障排除。此故障是因為機床使用頻率（lǜ）高，加工（gōng）時機床產生震動，導（dǎo）致連接（jiē）部位螺絲（sī）鬆動。因此數控機床要（yào）定期對絲母座、聯軸器、電機禁錮螺絲定期禁錮，減少故障停機，影響生產。

例3：定梁式數控龍門銑床XK2423/5D主軸不轉，控製麵板無報警。

分析（xī）有以下幾個原因：同步齒形帶磨損嚴重或（huò）斷裂；伺服電機鍵損壞或脫落；主軸故障。故障解決（jué）步驟：因控製麵板無報警（jǐng），說明數控（kòng）係統（tǒng）沒有問題，問題出現在（zài）外部連接。檢（jiǎn）查同步齒形帶，無磨損斷裂（liè）現象。用（yòng）手盤齒形帶、電機及齒輪一同旋轉但主軸（zhóu）仍不動（dòng），所以（yǐ）判斷故障出現在主軸。拆開主軸，發現主軸內部連（lián）接盤螺絲斷裂，更換螺絲，故障排除。此數控龍門銑主軸為精銑主軸，主軸直徑

比（bǐ）其他（tā）數控銑床主軸略細，內部連接盤緊固（gù）螺絲為M4高強螺絲。主軸（zhóu）最（zuì）大加工量在0.5 mm以內。因操作人員經常加工量過大導致螺絲斷裂。

以上幾個例子可以（yǐ）總（zǒng）結出，數控機床故障排除（chú）首先要對機床結構有一定的了（le）解。針對故障先做分析，大致確定故障（zhàng）產（chǎn）生是由哪個區域引起的。然後進一步檢查哪個部件引起的，做到望、聞、問、聽。先檢查後通電，機床（chuáng）非破壞性故障方可（kě）通電（diàn）；先軟件後硬（yìng）件，排除係統故障再檢查外部機（jī）械故（gù）障；先外部後內部逐步檢查；先機械後電器；先簡單到複雜；先一般到特殊（shū）。

3、結論

本文從數控機床故障的產生到數控（kòng）機床故障的解決，可以（yǐ）清楚地（dì）知道數控（kòng）機（jī）床（chuáng）是複雜設備，往往一種（zhǒng）故障現（xiàn）象是由幾種（zhǒng）不同的原因引起的，或一種原因（yīn）引起多（duō）種故障，大部分（fèn）故障是以（yǐ）綜合故（gù）障形式表現出來的，且（qiě）故障的最終解決（jué）都是通過對機（jī）械係統、控製（zhì）係統和（hé）伺服係統的調整修理而排除故障。所以在診（zhěn）斷和維修前要先看好技術資料，避免故障擴（kuò）大化，切記盲目動手，並（bìng）遵守故（gù）障診斷與維修的步驟和（hé）原則。設備出現問題後，要多方麵分析產生（shēng）故障的原因，靈活使用零件互換法、電機脫離法等方法。尋找快速有效的方法（fǎ）解決問題。機床修理人員要注重實踐，在實踐中不斷提高自己的水平，要多問（wèn）、多閱讀、多觀察、多思考（kǎo）、多實踐、多總結。隻有當自身的水平提高了，數控機床的修理過程才能更加迅速.

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