数控机床机械故障及防范措施.doc

1、数控机床机械故障及防范措施摘要：数控机床是具有广泛的通用性和很高自动化程度的全新型机床，是用数字代码形式的信息来控制机床按给定的动作顺序进行加工的自动化机床。采用数字控制技术进行机械加工的思想最早来源于 20 世纪40 年代，数控机床最早产生于美国。目前，数控机床的费用是昂贵的，最低也是几十万，高者达上千万，数控机床的作用是很大的，在企业的生产中是最关键的一项技术和设备，若是它突然发生故障，将会出现巨大的损失。不过，现阶段人们只对一件设备的性能关注的比较多，仅仅使用，而很少关注对机器的维修等工作。本文就数控机床机械常见故障进行简要分析，同时也研究了相应的防范措施。 关键词：数控机床；机械故障；

2、防范措施 中图分类号：C37 文献标识码：A 数控机床的概述 数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。近年来，微电子和计算机技术的日益成熟，它的成果正在不断渗透到机械制造的各个领域中，先后出现了计算机直接数控，柔性制造系统和计算机集成制造系统。所有这些高级的自动化生产系统均是以数控机床为基础，它们代表着数控机床今后的发展趋势。 目前，大中型企业普遍应用了数控机床，它是生产中的关键设备，因而就要求它在工作过程中每一时刻都必须按着指令准确无误地工作。任何

3、部分的故障和失败，都可能造成机床停机，从而造成生产停顿等，若出现故障后不能及时正确地进行故障诊断和维修，将带来较大的经济损失。 数控机床常见的机械故障 2.1、主轴部件故障。数控机床出现结构性故障，主要是和主轴有很大的关系，主轴本身的安装过程、档位、润滑、轴承以及动平衡都有可能会导致数控机床发生这种结构性故障的情况。此外，数控机床机械的结构性故障最为常见的现象是当一个加工中心的主轴在起动的时候，主轴的速度会逐渐的达到指令所要求的速度，与此同时停车也会慢慢的停止下来。 2.2、进给传动链故障。在数控机床进给传动系统中，普遍采用滚珠丝杠副、静压丝杠螺母副、滚动导轨、静压导轨和塑料导轨，所以进给传动

4、链有故障，主要反映是运动质量下降。这主要包括滚珠丝杠副噪声大、滚珠丝杠运动不灵活、滚珠丝杠副运行精度不良、加工面在接刀处不平故障。 2.3、自动换刀装置故障 常见的表现形式就是刀库或者是刀盘在运作的过程当中，忽然发现不能够进行定位或者是不能够被松开，刀具操作过程中不能松开或者是对操作对象不能够夹紧，还有就是旋转工作台不会旋转等，这些都是数控机床机械发生动作性故障时候最为常见的情况，通常发生这类故障的时候都会有警报进行提示。 2.4、配套辅助装置故障 数控机床的配套复杂装置主要包括气压系统、液压系统、排屑装置、润滑系统以及冷却系统，其故障也主要表现为:气动元件的灵敏性降低、液压器过热、无法自动排

5、屑、缺少润滑油以及冷却无效等等。 数控机床常见故障的维修方法 3.1、数控机床自诊断技术方法 所谓的数控机床自诊断技术实际上就是向被诊断的部件或装置写入一串成为测试码的数据，然后观察系统相应的校验码，根据事先已知的测试码、校验码与故障的对应关系，通过对观察结果的分析以确定故障。该技术是的强弱是评价数控系统性能的一个重要指标。随着微处理器技术的发展，数控系统的自诊断能力越来越强，从原来简单的诊断朝着多功能和智能化的方向发展。 3.2、振动信号进行不解体故障诊断方法 设备在工作时产生振动是不可避免的，内部工作零部件的性能状态信息通过一定的传递路径反映到其表面振动信号中。因此，振动信号中包含着振源信

6、息及系统状态等信息，通过对振动信号的分析，就可以知道内部的性能状况。 3.3、运用 PLC 程序查找故障 一般来说，数控系统中都带有内置式的 PLC 进行内部控制，有 PLC控制器结构。进行维修的工作人员应该根据图形来控制机床的研究和分析，直观的在 CRT 发现系统的状态。通过数控系统中控制器的运用可以很便捷的检查出问题所在。从梯图图纸的分析得知，可以确定故障的部位所在，明确故障出现在电气还是机械上，抑或是气动的故障。 数控机床机械故障防范的具体措施 4.1、主轴部件故障的处理方法。首先传动部件，注意有没有出现松动的现象或者是过松以及过紧的状况，如果发现了有存在这种情况的就需要按照预紧的参数来

7、进行调整；其次是当主轴箱出现噪声或者主轴发热时，要及时的对主轴箱进行清洗，对调摊适当的润滑油量，以确保主轴箱的清洁度；第三是滚珠发生故障，那么就像破损的滚珠进行更换，更换的过程中还需要把轴承压紧，这是为了防止再次发生松动的情况。 4.2、进给传动链故障的处理方法。对于进给传动链故障的处理首先是提高传动刚度调节丝杠螺母副支承部件的预紧力及合理选择丝杠本身尺寸；其次是提高传动精度调节各运动副预紧力，调整松动环节，消除传动间隙，缩短传动链和在传动链中设置减速齿轮，也可提高传动精度；第三是提高运动精度在满足部件强度和刚度的前提下，尽可能减小运动部件的质量，减小旋转零件的直径和质量，以减小运动部件的惯性

8、，提高运动精度。 4.3、自动换刀装置故障处理方法。 对动作性故障进行处理的时候我们首先要明白一点，刀具之所以会在机械的手中出现脱落的情况主要是因为刀具本身的重量问题，刀具的重量超过了机床所设定的参数值而导致了机械手当中卡紧销出现了损坏的情况。如果当刀具出现掉刀、夹不紧的故障时，应及时的对卡紧爪弹簧进行调整，增大它的压力，对故障严重的要及时的更换机械手的卡紧销。如果发现机械手的卡紧销出现了损坏的情况，就要及时地进行更换。另外，除此之外刀具不能够被夹紧最大的可能性是因为刀具松卡弹簧上面，螺母出现了松动的情况，所以在进行维修的时候对于螺母的最大压力值也需要特别注意，不能够超过额定的参数值。 4.4

9、、配套辅助装置故障处理措施。 第一气压系统。该系统是用于刀具或工件夹紧安全防护门开关以及主轴锥孔吹屑的气压系统中，分水滤气器应定时放水，定期清洗，以保证气动元件中运动零件的灵敏性阀心动作失灵空气泄漏气动元件损伤及动作失灵等故障；第二是液压系统，液压泵应采用变量泵，以减少液压系统的发热油箱内安装的过滤器，要用超声波振动或汽油定期的对其进行清洗。对损坏部件要及时的进行修复或者更换；第三是排屑装置，排屑装置是具有独立功能的附件，主要保证自动切削加工顺利进行和减少数控机床的发热。如果要始终保证排屑部件的独立性，并确保其安装位置尽可能的靠近刀具的切削区域，从而保证排屑的顺畅；第四是润滑系统，包括对机床导

10、轨、传动齿轮、滚珠丝杠、主轴箱等的润滑。因此要定期的润滑泵中的过滤器进行清洗，并保证一年更换一次过滤器。同时，对传动齿轮、机床导轨、主轴箱、滚珠丝杠等的润滑状态进行实时的监测；第五是冷却系统，它对刀具和工件起冷却和冲屑作用，要定期的对冷却液喷嘴进行检查和清洗。 5、结束语 数控机床是采用计算机控制，机电一体化的自动化加工设备，数控机床的使用是一项技术应用工程。当前数控机床机械已经被广泛的应用到多个领域当中，但是它本身所发生的故障也一直是困扰着人们的一个重点。但是只要通过仔细的观察之后，就能够对发生故障的现象有所发现并且归纳，想要充分的防范就需要对这些故障的现象还有处理方法有所了解，才能够做到真正的提前预防。 参考文献： 1聂彩丽.数控机床网络化机械故障诊断系统的研究D.河北农业大学,2008. 2魏延冰.浅谈数控机床机械故障及防范J.中国新技术新产品,2012,03:156. 3谢小正.数控机床主轴组件故障的知识发现研究D.兰州理工大学,2013.