崔立軍

（天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)，天津 300222）

機(jī)床是人類進(jìn)行生產(chǎn)勞動(dòng)的重要工具，也是社會生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標(biāo)志。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及自動(dòng)化、精密機(jī)械與測量等技術(shù)的發(fā)展與綜合應(yīng)用，產(chǎn)生了機(jī)電一體化的新型機(jī)床——數(shù)控機(jī)床。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在我國國內(nèi)的應(yīng)用也越來越普遍。為了適應(yīng)這種快速發(fā)展的局面，國內(nèi)眾多的高等院校、技術(shù)學(xué)校以及職業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，都在下大力氣搞數(shù)控培訓(xùn)。但隨之產(chǎn)生的機(jī)床故障問題，又在時(shí)刻困擾著各校，影響了正常的教學(xué)和生產(chǎn)。所以，我們要熟悉數(shù)控機(jī)床的常見故障及故障的處理方法，同時(shí)必須重視數(shù)控機(jī)床的日常維修與保養(yǎng)。

1 數(shù)控機(jī)床故障的分類

（1）按故障部件分。按照數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的部件劃分為主機(jī)故障和電氣故障。常見的主機(jī)故障有：因機(jī)械安裝、調(diào)試及操作使用不當(dāng)?shù)仍蛞鸬臋C(jī)械傳動(dòng)故障與導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)摩擦過大故障。故障表現(xiàn)為傳動(dòng)噪音大，加工精度差，運(yùn)行阻力大。電氣故障分弱電故障和強(qiáng)電故障。弱電部分主要指CNC裝置、PLC控制器、CRT顯示器以及伺服單元、輸入、輸出裝置等電子電路，這部分又有硬件故障與軟件故障之分。強(qiáng)電部分是指繼電器、接觸器、開關(guān)、熔斷器、電源變壓器、電動(dòng)機(jī)、電磁鐵、行程開關(guān)等電氣元件器件及其所組成的電路。

（2）按故障性質(zhì)分。按照數(shù)控機(jī)床發(fā)生的故障性質(zhì)劃分為系統(tǒng)性故障和隨機(jī)性故障。系統(tǒng)性故障，通常是指只要滿足一定的條件或超過某一設(shè)定的限度，工作中的數(shù)控機(jī)床必然會發(fā)生的故障。例如：機(jī)床加工中因切削量過大達(dá)到某一限值時(shí)必然會發(fā)生過載或超溫警，致使系統(tǒng)迅速停機(jī)。隨機(jī)性故障，通常是指數(shù)控機(jī)床在同樣的條件下工作時(shí)偶然發(fā)生一次或兩次的故障。這類故障的發(fā)生往往與安裝質(zhì)量、組件排列、參數(shù)設(shè)定、元器件品質(zhì)、操作失誤與維護(hù)不當(dāng)，以及工作環(huán)境影響等諸因素有關(guān)。

（3）按故障發(fā)生后有無報(bào)警顯示分。按照數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障后有無報(bào)警顯示劃分為有報(bào)警顯示的故障和無報(bào)警顯示的故障。有報(bào)警顯示的故障又分為硬件報(bào)警顯示與軟件報(bào)警顯示兩種。硬件報(bào)警顯示通常是指各單元裝置上的警示燈（一般由LED或小型指示燈組成）的指示。軟件報(bào)警顯示通常是指CRT顯示器上顯示出來的報(bào)警號和報(bào)警信息。由于數(shù)控系統(tǒng)具有自診斷功能，一旦檢測到故障，即按故障的級別進(jìn)行處理，同時(shí)在CRT上以報(bào)警號形式顯示該故障信息。這類報(bào)警顯示常見的有：存儲器警示、過熱警示、伺服系統(tǒng)警示、軸超程警示、程序出錯(cuò)警示、主軸警示、過載警示以及斷線警示等。對于無報(bào)警顯示的故障，通常要具體情況具體分析，要根據(jù)故障發(fā)生的前后變化狀態(tài)進(jìn)行分析判斷。

（4）按故障發(fā)生的原因分。這類故障是由于外部原因造成的。例如：數(shù)控機(jī)床的供電電壓過低，波動(dòng)過大，相序不對或三相電壓不平衡；周圍的環(huán)境溫過高，有害氣體、潮氣、粉塵侵入；外來振動(dòng)和干擾，如電焊機(jī)所產(chǎn)生的電火花干擾等均有可能使數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障。

除上述常見故障分類外，還可按故障發(fā)生時(shí)有無破壞性來分，可分為破壞性故障和非破壞性故障；按故障發(fā)生的部位，可分為數(shù)控裝置故障，進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障、主軸系統(tǒng)故障、刀架、刀庫、工作臺故障等。

2 故障的處理方法

（1）處理故障的步驟。數(shù)控系統(tǒng)型號頗多，所產(chǎn)生的故障原因往往比較復(fù)雜，一旦故障發(fā)生，通常按以下步驟進(jìn)行。①查故障現(xiàn)場，充分掌握故障信息。②分析故障原因，確定檢查的方法和步驟。③故障的檢測和排除

（2）故障的追蹤方法。在出現(xiàn)故障時(shí)，要正確把握住所發(fā)生故障的類型，并采取適當(dāng)行動(dòng)，從而及時(shí)修復(fù)機(jī)床。排查故障的順序方法通常按照以下五步驟進(jìn)行如圖1所示：

第一步什么時(shí)間是指出現(xiàn)故障的日期和時(shí)間。例如，故障是否為操作中出現(xiàn)？操作時(shí)間有多長？電源接通時(shí)出現(xiàn)？是否出現(xiàn)雷擊、電源故障或其他電源干擾？出現(xiàn)了多次還是只有一次？多次的頻率如何？等等一系列問題。

第二步什么操作是指出現(xiàn)故障時(shí)正在進(jìn)行的操作。例如，出現(xiàn)故障時(shí)NC為什么方式？手動(dòng)方式、存儲器操作方式、DI方式或者返回參考點(diǎn)方式？如果在程序操作中，在程序中什么地方？什么程序序號和順序號？什么程序？是在軸運(yùn)動(dòng)中出現(xiàn)，還是在執(zhí)行M//S/T代碼時(shí)出現(xiàn)？此故障是否為某程序所特有的？同樣的操作是否引起同樣的故障？是數(shù)據(jù)輸入還是輸出時(shí)出現(xiàn)？如果是對于與進(jìn)給軸伺服有關(guān)的故障，則要進(jìn)一步確定是在低進(jìn)給速度和高進(jìn)給速度時(shí)均出現(xiàn)，還是只對某個(gè)軸發(fā)生該故障？如果對于與主軸相關(guān)的故障，則要確定什么時(shí)候出現(xiàn)該故障？是電壓接通時(shí)、加速時(shí)、減速時(shí)或恒速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)？

第三步什么故障是指具體的故障點(diǎn)了。需要確定在CRT的報(bào)警畫面上顯示的是什么報(bào)警？CRT畫面是否正確？如果加工尺寸不正確，則要確定誤差有多大？CRT上的位置顯示是否正確？偏移量是否正確，等等。

第四步外部因素是指在分析數(shù)控機(jī)床故障時(shí)，還要關(guān)注一些外部因素。例如,機(jī)床是否有噪聲源？如果故障沒有頻繁地出現(xiàn)，則原因可能是電源的外部噪音或機(jī)械電纜的感應(yīng)噪音。操作使用同一電源的其他機(jī)床，并查看其他機(jī)床的操作與發(fā)生的故障之間是否有關(guān)系。在機(jī)床側(cè)是否采取了某種防噪措施？還要檢查輸入電源電壓是否有變化？各項(xiàng)電壓是否有異？供應(yīng)的是否為標(biāo)準(zhǔn)電壓？控制單元的環(huán)境溫度有多高？控制單元上是否施加了太高的振動(dòng)？

第五步外援幫助就是尋求外部力量幫助解決數(shù)控機(jī)床的故障。遇到了自己解決不了問題，可以與廠家的維修服務(wù)中心取得聯(lián)系。溝通過程中需要指明：NC單元的名稱、機(jī)床廠家的名稱以及機(jī)床類型、軟件系列和NC的版本。對于與伺服相關(guān)的故障還要知名伺服放大器和電機(jī)規(guī)格，對于與主軸相關(guān)的故障，則要指明主軸放大器與主軸電機(jī)的規(guī)格。

（3）數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)與保養(yǎng)。對數(shù)控機(jī)床的日常保養(yǎng)工作做得好壞，直接影響著機(jī)床的使用壽命、故障發(fā)生的頻率、甚至影響到教學(xué)的效果。通過多年的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，總結(jié)出以下“一建一配四檢查”的數(shù)控機(jī)床的維護(hù)與保養(yǎng)方法。具體說：

一建，即建立數(shù)控機(jī)床檔案。包括數(shù)控機(jī)床安裝調(diào)試時(shí)其隨機(jī)的各種說明書建檔，其中包括：數(shù)控機(jī)床安裝、使用、編程、存在和維修方面的技術(shù)說明書。還有機(jī)床的液壓（或氣動(dòng)）回路圖，PLC用戶程序清單或梯形圖。維修記錄，每次更改系統(tǒng)參數(shù)和維修都應(yīng)詳細(xì)記錄備案，以便以后查找參考。

一配，即配備備件和維修工具。數(shù)控機(jī)床中一些易損的電器元件如各種規(guī)格的溶斷器、電刷，易燒毀的大功率模塊、電路板?？筛鶕?jù)實(shí)際情況配備必要的維修工具、儀器儀表、接線、微機(jī)及編程系統(tǒng)或編程器。

四檢查，即每天檢查導(dǎo)軌潤滑及油箱、機(jī)床液壓系統(tǒng)是否正常、壓縮空氣源的壓力、各防護(hù)裝置、電器柜各散熱通風(fēng)裝置；每周檢查各電器柜過濾網(wǎng)；每半年檢查主軸驅(qū)動(dòng)皮帶、各軸導(dǎo)軌上鑲條，壓緊滾輪；每年檢查和更換電機(jī)碳刷、液壓油路、主軸潤滑恒溫油箱、冷卻油泵過濾器、滾珠絲杠。

3 結(jié)語

學(xué)校的數(shù)控機(jī)床能否有效利用，其效能發(fā)揮的好壞，取決于管理和使用者的素質(zhì)和操作技能。所以，我們所有的數(shù)控工作者都應(yīng)努力完善自己的專業(yè)知識與專業(yè)技能，做好預(yù)防工作，把故障消滅在萌芽狀態(tài)，使數(shù)控設(shè)備發(fā)揮最大能力，創(chuàng)造更大的效益。

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