數控機床故障診斷、維修與保養

吳嘉炎

摘要：數控機床具有高效率、高精度的特性，并且在加工領域中有一席之地，它是將計算機控制、電子電氣、PLC、液壓、機械等綜合起來的數控系統，因此對數控機床的故障維修及診斷有很高的要求。正確合理地保養和維護數控機床可保持機床正常運行，減少故障發生率，從而提高生產效率。

關鍵詞：數控機床；故障；診斷；保養

1 數控機床維修的特點

數控機床是集機、電、液、氣、光高度一體化的現代技術裝備，這對于維修人員或者操作工來說是有很大難度的。因此熟悉數控機床維修的操作特點非常重要。

第一，通過控制面板查看數控機床出現的故障信息。數控機床本身帶有自我監測功能，對于常用的故障機床本身能查出是什么樣的故障，因此方便維修人員定位檢修。

第二，了解數控機床的工作原理、特點、常見故障及處理。數控機床有強電電源和弱電24 V直流電源模塊、I/O模塊、電機變頻器等驅動主軸和刀架運動，位置檢測裝置（如傳感器等、機床主軸箱等）部分組成。了解每個環節和各環節之間的關系才能綜合分析問題所在、排除其他故障并有效解決問題。

對于機床操作者來說應該掌握常見的電路原理及機械原理，避免因為簡單故障耽誤生產效率。

2 故障診斷

數控機床故障診斷具體包括：檢查異常；診斷故障狀態和部位；分析故障類型，確定原因。

檢查異常：檢查系統處于何種工作狀態，詢問機床故障發生前的操作，或產生的誤差，之前是否發生過類似故障，現場有無異常。

診斷故障狀態和部位：檢查報警信息，通過報警號和報警提示，對于簡單常用的直接檢查，對于難以理解的查閱相關說明書。通過望、聞、問等方法，由外而內，先易后難，先機械后電氣，逐一進行檢查。例如，機床的操作是否正確，各開關是否到位，線路接觸是否良好，氣動、液壓部分是否正常，滾動導軌與傳動輪間隙是否過大等，這樣會對維修達到事半功倍的效果。

分析故障類型，確定原因：對于有指示的故障，通過系統診斷手冊和說明書列出產生該故障的原因；對于沒有指示的故障，根據可能出現的狀況假設或排除其他故障，這對維修人員的對機床熟悉度和分析力以及實戰經驗是個考驗。分析完故障類型后確定故障原因，一旦查明原因故障就等于排除了一半。就像醫生診治病人一樣，當病確診之后才會開方子治病，也就達到藥到病除的效果了。

3 常見故障分析

3.1 機床開機后系統電源無法接通

分析原因：①MDI操作面板[ON]按鈕背部連接線是否脫落；②查看電源模塊24 V直流電源有無電壓輸出；③24 V直流電源內部整流橋是否短路，或者熔斷器是否熔斷。

解決：首先檢查MDI操作面板[ON]按鈕接線，使連接正常；檢查24 V直流電源，使其有電壓輸出；檢查整流橋和熔斷器后若發現熔斷器熔斷，更換熔斷器。

3.2 FANUC系統機床切削液上不來

分析原因：控制切削液的電動機缺相或反相；泵底可能被雜物堵住。

解決：首先查看電機是否正常運轉，冷卻管有無冷卻液上升，如果沒有，檢查電機相序。若檢查發現冷卻管液體上升，其他一切正常，說明泵體有雜物，拆除泵體清理雜物，問題即可解決。

4 實例

4.1 FANUC OMC系統數控機床，刀庫在換刀過程中不停轉動

分析原因：①連接電動機軸蝸桿軸的聯軸器是否松動；②判斷刀架里霍爾元件是否有損壞；③控制刀架的PLC有無控制輸出；④機械連接過緊，電網電壓是否過低；⑤電動機轉動故障，傳動機構是否有誤差。

參考圖1為刀庫主電路電氣原理圖。

維修：經檢查聯軸器沒有松動，刀架內部霍爾元件沒有損壞，電網電壓正常，以上狀況排查后，懷疑是電磁干擾引起的，將接地線處理后，故障解決。

4.2 廣州數控機床，主軸不轉動，手動操作刀架可以移動

分析原因：①保護開關沒有壓和或失靈；②主軸與電動機連接帶過松；③主軸拉桿未拉緊夾持刀具的拉釘；④卡盤未加緊工件；⑤變檔復合開關損壞⑥變檔電磁閥體內泄露。

分析電氣控制開關與數控系統的關系如N2所示。

維修：經檢查保護開關正常，變檔復合開關未損壞，主軸與電動機連接正常，最后確定是變檔電磁閥損壞，變檔電磁閥損壞，經更換變檔電磁閥，問題解決。

5 數控機床的維護與保養

操作工除了正確合理地使用數控機床外，還必須定期對機床進行檢查、保養。數控機床在使用過程中，由于誤操作、程序故障、電氣故障、環境因素、機械磨損等原因，會不可避免地出現松動、聲響異常等現象。如不保養，會出現磨損過快，故障擴大。因此日常保養必不可少。

保養還是一種減少數控機床故障、延緩磨損的保護性措施。保養內容主要有清洗、除塵、防腐、防塵及調整工作。對經常不用的數控機床進行通電轉動主軸，手動操作移動刀架，就會自動潤滑。定期更換切削液。數控機床上應安裝防護、防潮、防腐、防塵、防震、降溫與過載保護裝置。為加強保養，根據不同的生產特點，可以對不同類別的數控機床規定適宜的保養制度。