數控磨床常見故障及解決方法

摘 要：文章歸納總結了數控磨床的常見故障，再結合現場跟蹤試驗中發生的故障，根據故障現象分析故障的產生原因，并提出解決方法。

關鍵詞：數控導軌磨床；故障現象；解決方法

在經濟全球化的背景下，顧客對產品性能和質量的要求不斷提高，產品的結構和功能日趨復雜，因而對機械產品的精度和生產效率也提出了越來越高的要求。特別是在汽車、船舶、航空航天、軍事等領域所需要的機械工件和模具，精度要求越來越高，形狀也日趨復雜。為滿足現代制造業的加工需求，數控機床不僅應運而生，并且向加工精度高、加工質量穩定、柔性好及適合于復雜產品制造方向發展。與此同時，市場也對數控機床的可靠性、穩定性及壽命等質量指標提出了更高的要求。因此，我國在2009年制定了數控機床可靠性評定標準：GB/T23567.1-2009。根據該標準內容，對某機床廠生產的多臺數控導軌磨床進行了2000小時的現場跟蹤統計試驗，下面對數控磨床的常見故障及可靠性試驗中的出現的故障進行分析并提出解決方案，以供參考。

1 CNC系統故障及維修技巧

隨著現代數控系統的功能及技術的增強，數控系統的無故障工作時間也大大提高，但數控系統偶爾還是會出現一些故障，在數控系統中常見的故障可以分為軟件故障和硬件故障兩類。

軟件故障是由于加工程序錯誤、機床數據出現問題或者一些參數沒有設置好等問題引起的。這類故障可通過報警信息的提示，對程序進行檢查和分析，發現問題后修改相應的程序后即可排除故障。

硬件故障，顧名思義，就是數控機床因數控系統的硬件模塊發生損壞導致機床不能正常運行。數控系統的硬件模塊包括CPU模塊、存儲器模塊、顯示模塊、測量模塊、PLC接口模塊、電源模塊、顯示器等。針對數控機床的硬件故障，只需找到有問題的模塊后，對其進行修復或者更換后，故障就能排除掉。

2 伺服系統故障及維修技巧

伺服系統是一種反饋控制系統，通過指令脈沖為輸入給定值與輸出被測量進行比較，利用比較后的偏差值對系統進行自動調節以消除偏差。伺服系統是數控機床的關鍵執行機構。因此，伺服系統的故障是整個數控機床故障的一個重要部分。下面列舉一些伺服系統典型故障，對伺服系統常見故障形式及診斷方法進行探討[1]。

（1）回參考點故障：機床回參考點常見故障一般可分為找不到參考點和找不準參考點兩種。前一種故障主要是回參考點減速開關的信號或零標志脈沖信號失效（包括信號未產生和在傳輸中丟失）導致。排除此類故障時先要明白機床回參考點方式，再對照故障現象分析；后一種故障常是參考點開關擋塊位置設置不當引起的，只要重新調整擋塊位置即可排除故障。

（2）伺服電動機不轉：因為數控系統到進給驅動單元除了速度信號外，還有使能控制信號。所以造成伺服電動機不轉的原因有：數控系統故障、使能信號不通、進給驅動單元故障、伺服電機故障。解決方案：檢查數控系統有無信號輸出、信號是否接通電機以及伺服電機自身[2]。

（3）位置誤差：當伺服軸運動超過位置允差范圍時，數控系統就會產生位置誤差過大的報警，包括跟隨誤差、輪廓誤差和定位誤差，主要原因有：系統設置的允差范圍過小，伺服系統增益設置不當，位置檢測裝置有污染或者損壞，進給傳動鏈累計誤差過大。

3 液壓系統故障及維修技巧

液壓系統作為機電液一體化系統的重要組成部分，對數控機床整機性能和可靠性都有重要影響。液壓系統工作在一個密閉的環境中，其常見故障類型有：

較大振動及異響：它是系統失效的綜合體現，分析時以故障數據位基礎，重點從液壓油特性變化、液壓泵吸油過程、液壓泵堵塞等主要故障點入手。造成這種故障的主要原因有液壓油污染嚴重、管路及接頭密封不好等。

壓力不足或波動較大：該故障主要表現形式為負載不動或時動時停。分析時主要從液壓泵、液壓回路泄露、液壓執行件串缸出發。造成該故障的主要原因有液壓油污染、管路及接頭密封不好、液壓缸裝配及密封不當等。

流量不穩：該故障主要表現為執行件速度時快時慢。該故障分析入手點及故障原因與上一故障類似。

元器件故障：該故障主要是液壓泵、控制閥、液壓缸等元器件在油路正常情況下發生失效。可以從元器件的機械結構及其工作方式分析。造成該故障的原因主要有液壓油污染、元件裝配不良、用戶維護不當等[3]。

4 磨床輔助裝置的故障及維修技巧

數控磨床都有很多特殊的輔助裝置，有砂輪主軸、砂輪自動平衡器、砂輪修整器等。其常見故障有：

砂輪主軸故障：砂輪主軸的故障一般可分為機械故障、控制部分故障、變頻器故障及電主軸故障等。其常見故障現象有主軸速度沒有反饋、砂輪轉速不正常、主軸過載、主軸未達到工作轉速就停轉。

砂輪自動平衡器故障：砂輪平衡器起動平衡作用，對砂輪進行自動平衡。當砂輪平衡達不到要求時，機床將報警并停止砂輪旋轉。其故障現象常為砂輪主軸停轉，主軸起動不了[4]。

5 結束語

數控機床結構復雜多樣，導致了故障的千變萬化。而故障對數控機床的可靠性分析及改進有重要作用。眾所周知，高可靠性的數控機床，可減少用戶的生產成本和生產廠家的售后成本，經濟效益明顯，同時，也可促進國家工業發展。因此，在實際生產、制造、維修過程中，企業應重視故障數據的收集，并在收集過程中保證數據的全面性和完整性。

參考文獻

[1]韓京海，郭燕.數控機床進給伺服系統常見故障診斷與維修[J].機床液壓，2010，16（8）：93-95.

[2]李世班，房玉勝.數控機床伺服系統故障診斷分析[J].機械研究與應用，2005，5（10）：50-51.

[3]張根保，張恒，龐繼紅，等.數控機床液壓系統故障溯源及分析[J].計算機應用研究，2012，4（4）：1356-1358，1370.

[4]牛志斌，韋剛.數控磨床故障診斷與維修技巧[M].北京：機械工業出版社，2005.