1、浅谈数控机床常见故障的诊断维修与机床保养摘要：数控机床是集机、电、液、气、光高度一体化的现代技术设备，就其维修的重要而言，是侧重电子、机械、液、气及光学的交叉点上。数控机床维修技术不仅是保障数控机床正常运行的前提，对数控机床的发展和完善也起到了巨大的推动作用。 关键词：数控机床 数控系统 可编程控制器 伺服驱动 0 引言 数控机床是一种典型的机电一体化产品，涉及范围比较广，在故障诊断和维护方面与传统机床有很大的区别。因此，学习和掌握数控机床故障诊断及维护技术，及时有效的处理数控机床的各种故障，对企业的维修人员来说非常重要。 1 数控机床的使用与维修 1.1 数控机床的分类和应用 随着数控技术的
2、发展，数控机床已经越来越普遍地应用于企业的加工生产当中。数控机床的种类很多，但主要按机床的加工方式和加工工艺对其进行分类。现代工厂中主要以金属切削加工为主，大致可以分为数控铣床，数控镗床，数控立车，数控磨床以及加工中心等。 1.2 数控机床的维修的特点 数控机床与传统机床的维修不同，它是集数控系统、可编程控制器、伺服系统加精密机械等多项高新技术融合于一体的机电一体化产品。数控机床的维修应遵循以下几点：首先，要熟悉数控系统、位置检测与伺服驱动和辅助控制的工作原理、特点及常见故障的处理。其次，要懂得充分利用 NC、PLC 提供的故障信息来查找故障。做到具体问题具体分析，才能确定故障的准确处理。 1
3、.3 数控机床故障诊断维修的基本步骤 数控机床的维修过程主要分为三个阶段。首先，到达现场后进行现场的调查和故障信息的采集。仔细询问机床操作者故障表面的指示情况以及产生故障的背景情况，对故障现象做出初步的判断。其次，根据现场的调查结果和故障现象进行具体的维修。从易到难、由外向内，逐渐缩小查找范围，确定故障存在的位置从而采取正确的维修措施。最后，机床的故障排除后及时向操作者交代清楚本次故障的起因以及发生故障的信息和环节，告其今后操作的注意事项，避免今后再次发生同类故障。同时做好维修记录，为以后维修做好储备。 2 数控机床常见故障诊断与检修 数控机床的故障主要集中在主轴部分和进给伺服系统方面，一些辅
4、助控制器件的故障以及控制回路断路等问题也是常见的，下面就具体介绍一下数控机床中常见故障的检修。 2.1 主轴部分常见故障的检测方法 数控机床主轴驱动系统主要用于机床的主轴旋转运动。一般主轴驱动系统应具有较宽的恒功率范围，较短的加速和减速时间，调速范围要宽，过载能力强，电机温度低及噪声小等。主轴一般常见的故障主要集中在主轴驱动系统的故障和主轴液压、主轴流量检测方面的故障。 2.2 主轴系统常见故障实例 例 1一台德国产 13 米数控龙门铣床主轴松刀松不开！检查 PLC 发现输入输出信号都有，说明 24V 电源已经输出，检查电磁阀发现阀得电后并没有吸合，确定阀体损坏！更坏电磁阀后正常。 例 2一台
5、国产六米三数控立车主轴流量压力检测点报警。检查发现该主轴流量检测单元由四个压力流量检测点构成，PLC 程序显示其中一个检测点报警，用万用表量各个检测点处均为导通，故判断为该油管通路不畅，疏通油管后报警清除恢复正常。 例 3一台国产数控十米立车主轴不转。经检查没发现任何报警。该立车进给轴由左右两个刀架子组成，左刀架为数控轴还能继续开动，但右刀架为普通数显轴却动不了，检查 PLC 程序发现右手持单元选择按钮选择不上，故检查手持单元发现按钮 24V 电源线断路，由于 PLC 程序中将手持单元停止与主轴停止是串联在一起的，因此导致主轴启动不了，恢复手持单元 24V 电源线后一切恢复正常。 例 4一台国
6、产数控十米立车主轴屏幕数显不动，经检查发现连接主轴编码器和驱动器的线没有损坏断路处，拆下主轴编码器检查发现编码器损坏，更换新的编码器后数显恢复正常。 2.3 进给伺服部分常见故障的检测方法 进给伺服系统不仅是数控机床的一个重要组成部分，也是数控机床区别一般机床的一个特殊部分，它的定位精度高，跟踪指定信号响应快，稳定性好，保证进给伺服系统的正常工作对充分发挥数控机床的作用至关重要。进给伺服系统控制机床移动部件的位移，以直线运动为主。其常见故障主要集中在伺服控制单元的故障、位置反馈部分的故障和伺服电机的故障这几个方面。一般的检测流程为先看其是否有伺服使能信号，即根据 PLC 程序检查使能条件是否满
7、足。再看屏幕轴数值是否变化，伺服轴是否移动了以及伺服单元上是否有指令电压，从而可以确定是位置反馈的问题或是伺服电机或机械方面的问题。 2.4 进给伺服系统常见故障实例 例 1一台国产数控 200 镗床 Y 轴开动时飞车。初步判断其反馈不正常。经检查发现光栅尺尺头损坏导致全闭环反馈已不起作用，系统已变成半闭环导致飞车。更换光栅尺尺头后 Y 轴恢复正常。 例 2一台国产 17 米数控龙门铣床 Y 轴伺服系统报警显示 Y 轴驱动过载。经检查发现机械负载方面没有问题，再进一步检查发现机床漏油流进电机导致电机损坏。更换 Y 轴伺服电机后伺服系统恢复正常。 例 3一台国产 1680 数控卧车 Z 轴回不了
8、参考点。经检查发现该轴设置为正向回参考点，但回参考点的时候 Z 轴往负方向走，故判断系统默认已压上参考点档块。进一步检查发现零点操作线与 24V 相连，常开点变常闭点。用备用线换参考点操作线后恢复正常。 2.5 其它常见故障的检修 普通交流三相异步电动机缺相或接地导致电机损坏是数控机床最常见的故障。电机接地会导致电流瞬间增大使断路器断开。辅助回路输入输出点的断路也很常见。下面具体介绍几个常见故障。 例 1一台数控 1680 卧式车床主油泵启动不起来。检查发现断路器已断开。用万用表量电机发现电机绕组接地，故判断该电机损坏，更换电机后正常。 例 2一台数控 260 镗床转台后退没有。经检查发现其向
9、前正常，但后退没有并同时输入指示灯也不亮。进一步检查其 PLC 输入点也没有，检查按钮站发现该电钮 24V 电源正常，用万用表量该按钮没有损坏。所以确定该按钮操作线断路，用备用线更换该操作线后正常。 3 数控机床的保养 为了使数控机床各部件保持良好状态，除了发生故障使应及时修理外，坚持做好机床的日常保养也是十分重要的。坚持做好数控机床的日常保养可以减少机床故障率的发生，从而保证机床的生产加工效率。数控机床的保养主要包括以下几个方面。 对直流电动机定期进行电刷和换向器的检查、清洗和更换。适时对各坐标轴进行超程限位试验。尤其是对于硬件限位开关检查时要用手按一下看是否出现超程报警。定期检查电器柜里的
10、空调设备，已保证电器柜内的冷却达标，防止由于温度过高导致电器柜内电器元件的损坏。定期检查电气部件。检查各插头、插座、电缆、各继电器的触点是否接触良好。定期清洁油温控制箱的散热片，已防止由于温度过高导致温控箱压缩机的损坏。使机床保持良好的润滑状态。定期检查、清洗自动润滑系统。4 小结 数控机床是一种典型的机电一体化产品，坚持做好数控机床的日常维修和保养工作，可以有效地提高元器件的使用寿命，避免产生或及时消除事故隐患，使机床保持良好的运行状态。 参考文献： 1牛志斌.西门子系统现场故障检修速查手册.北京：机械工业出版社，2001. 2邓三鹏.现代数控机床故障诊断与维修.北京：国防工业出版社，2009. 3王洪波.数控机床电气维修技术.北京：电子工业出版社，2007. 4杜国臣.机床数控技术.北京：中国林业出版社，2006.
