摘 要：在機(jī)械加工中主要使用的設(shè)備是CNC，它在機(jī)械加工中起著至關(guān)重要的作用。文章圍繞CNC基本原理，對CNC的一般診斷方法原則和在加工過程中常見故障排除方法做了簡要分析。

關(guān)鍵詞：機(jī)械加工；CNC；基本原理；故障排除

前言

由于數(shù)控機(jī)床在加工使用中，經(jīng)常出現(xiàn)一些故障，若不及時處理這些故障，除了影響到加工件的精度外，還能影響到CNC的工作效率，縮短車床的使用壽命。因此，我們要特別重視數(shù)控機(jī)床故障的發(fā)生，及時有效地對發(fā)生故障進(jìn)行分析、排除，并做好記錄以便下次出現(xiàn)同樣故障時，可以很快排除故障，以此提高工作效率。

1 CNC故障診斷的基本原則及排除方法

我們必須在遵循數(shù)控車床故障診斷的基本原則下，采取有效合理的方法排除故障。

1.1 準(zhǔn)確的診斷出CNC機(jī)床故障點(diǎn)，是排除故障的基礎(chǔ)

1.1.1 CNC的一般故障常是主機(jī)問題，這個很容易診斷，但電氣故障和數(shù)控系統(tǒng)的故障就不是那么容易診斷了。

1.1.2 CNC的加工技術(shù)越來越完善，因此車床出現(xiàn)故障的頻率也逐漸降低，絕大多數(shù)車床故障多是外部原因造成的。維修人員應(yīng)先排查外部原因后排查內(nèi)部原因，不應(yīng)隨意啟封或拆卸，這樣有可能擴(kuò)大故障范圍，造成CNC加工精度或性能降低。

1.1.3 CNC出現(xiàn)故障時，維修人員應(yīng)先從斷電到通電開始排查，先對車床斷電，然后對車床觀察、測試、分析，排除非通電可能對可以預(yù)測性的通電后引起故障，然后通電。

1.1.4 如果同意機(jī)床同時發(fā)生多種故障時，必須要遵循優(yōu)先考慮常見引起故障的因素，并由簡單到繁瑣的進(jìn)行維修。這樣既能提高效率還能保證操作人員的正常生產(chǎn)。

1.2 排查CNC故障診斷的方法

排除CNC發(fā)生的故障方法，先診斷（查出故障源）；后分析（故障產(chǎn)生的原因）；最后排除（排除故障）。

1.2.1 利用CNC的自診斷功能。

1.2.2 目測、手摸、通電等直觀診斷方式。我們首先對車床出現(xiàn)的故障進(jìn)行眼看、手摸、通電等方式，對其故障有個初步了解。

1.2.3 采用模塊互換法。將改故障機(jī)床操作面板的任意功能模塊與另一模塊互換，以此確定故障點(diǎn)。

1.2.4 采用儀器測量法。在CNC發(fā)生故障后，及時使用常規(guī)的檢測儀器對發(fā)生故障部位的電壓、脈沖信號等進(jìn)行監(jiān)測，并利用正常值進(jìn)行比較分析。

1.2.5 采用敲擊法。由于機(jī)床上各個控制系統(tǒng)都是有電路板組成的，上面有著很多個焊接點(diǎn)，若焊接點(diǎn)處于虛焊或接觸不良都會引起故障的發(fā)生。方法是使用絕緣物體輕輕敲打疑點(diǎn)部位。若故障越發(fā)嚴(yán)重，就可以確定故障源。

2 CNC故障分析和排除方法

2.1 電機(jī)故障排除

當(dāng)前，大多數(shù)級加工企業(yè)選用的CNC機(jī)床都是以變頻調(diào)速的電動機(jī)。這種電動機(jī)具有連接簡單方便、性價比高、穩(wěn)定性高、無轉(zhuǎn)差損耗等優(yōu)點(diǎn)。能進(jìn)行高效率平滑調(diào)速，而且電機(jī)速度變換迅速、功率大、轉(zhuǎn)速高、性能穩(wěn)定，還能進(jìn)行無級變速。但是這種電動機(jī)也極易發(fā)生震動、電動機(jī)發(fā)燙、噪聲大等故障。

（1）變頻調(diào)速電動機(jī)噪聲引起的故障

電機(jī)軸承缺少潤滑油脂或是軸承的損壞都能引起變頻調(diào)速電動機(jī)發(fā)出噪聲。更換電動機(jī)軸承或者加些潤滑油即可。

（2）變頻調(diào)速電動機(jī)振動引起的故障

引起震動的原因一般是由于電動機(jī)的傳動皮帶太松，或是軸間隙過大、轉(zhuǎn)軸軸承的損壞等等。對于這些故障，我們同樣可以采取更滑電機(jī)軸承或軸承潤滑油脂，對后者可以對電機(jī)和床身的連接螺栓進(jìn)行加固，然后看看皮帶輪動是不是能平衡，電機(jī)主軸與皮帶輪內(nèi)孔尺寸配合間隙誤差是不是太大等。

（3）變頻調(diào)速電動機(jī)發(fā)熱故障

這種故障大部分原因是由于電動機(jī)軸承損壞、皮帶太松、軸承間隙過大等。對這些原因引起的發(fā)熱故障，我們同樣可以采取更換電機(jī)軸承或給軸承加適量潤滑油脂，然后查看風(fēng)扇能否正常轉(zhuǎn)動，還有就是查看排風(fēng)扇上有無污染物并對其清理等方法進(jìn)行。

2.2 工作臺故障排除

數(shù)控機(jī)床工作臺常發(fā)生故障。在CNC進(jìn)行加工零部件時，常常會出現(xiàn)工作臺突然間就停止工作，步進(jìn)電機(jī)一直抖動不轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。造成這一故障的原因多數(shù)是機(jī)械故障。這時，要重啟加工程序，如果工作臺運(yùn)行到此位置時還發(fā)生同樣的故障，就基本可以確定是由于傳動系統(tǒng)的損壞、變形或者卡住異物等原因造成的。產(chǎn)生這種故障時，首先要關(guān)閉控制系統(tǒng)電源，然后用手旋轉(zhuǎn)絲杠，在旋轉(zhuǎn)到某一位置時，如果發(fā)現(xiàn)阻力特別大或者壓根轉(zhuǎn)不動，就可以確定此處存在故障。發(fā)生這種情況應(yīng)先檢查一下機(jī)床的絲桿和鑲條是否間隙過大或是太緊而造成的。亦或是絲桿變形、絲桿槽類有鐵屑雜物阻塞等。

2.3 CNC刀具位置故障排除

2.3.1 在進(jìn)行換刀操作時，電動刀架出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)不止，不能定位。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因主要是：當(dāng)電動刀架旋轉(zhuǎn)位置到達(dá)程序正在調(diào)用的某一號刀具時，無法獲取應(yīng)答信息，從而引起刀架不能停止旋轉(zhuǎn)，無法定位。發(fā)生這種情況時，應(yīng)先檢查刀臺或刀庫的霍爾元件是否損壞。如果檢測元件時沒有信號輸出，說明是元件損壞，及時跟換即可。

2.3.2 空走刀時，刀具運(yùn)轉(zhuǎn)正常，但加工零部件時就會產(chǎn)生很大的誤差

可能是由于絲桿的鏈接部位松動所導(dǎo)致的。刀具在空走時因為沒有阻力產(chǎn)生，所以溜板正常運(yùn)行，可是加上零部件之后，原有的吃刀阻力增加，容易引起絲杠或絲母與車床連接處產(chǎn)生松動，從而引起在加工零部件的尺寸產(chǎn)生誤差。另一原因也可能是由電動刀架引起的。如果換刀號刀架不能自動鎖緊，從而引起吃刀時刀具偏離加工點(diǎn)，也可能發(fā)生上述故障。此時，需要對刀臺或刀庫以進(jìn)行逐一檢查。

3 結(jié)束語

CNC是適用于精加工的精密機(jī)電設(shè)備，所以發(fā)生故障的原因也多種多樣并且相對于一般機(jī)床更為復(fù)雜。機(jī)械和電器這兩部分組成了數(shù)控機(jī)床，對這兩部分發(fā)生的故障進(jìn)行分析，就是對整個CNC的分析，找出故障發(fā)生的部位，在最短時間內(nèi)準(zhǔn)確并迅速排除故障，以提高維修車床的效率。與此同時，我們也要尋找故障產(chǎn)生的規(guī)律，不斷積累故障檢查方法，只有這樣車床技術(shù)才能不斷地提高。

參考文獻(xiàn)

[1]陳詩良，李桂華.數(shù)控機(jī)床設(shè)計中若干問題的分析[J].機(jī)械設(shè)計與制造，1983.

[2]牛小鐵.數(shù)控加工中的對刀方法[J].北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2003.

[3]李勇.影響數(shù)控凸輪軸磨削加工精度若干因素的研究[D].華中科技大學(xué)，2004.

[4]陳銘.淺談數(shù)控車床故障分析及排除[J].科協(xié)論壇，2011.

[5]趙太平.CAK6150數(shù)控機(jī)床故障診斷系統(tǒng)的研究[D].上海：上海交通大學(xué)，2007.