數控機床機械結構故障診斷與維修

高廣超 高健

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要想做好數控機床故障的排查及修理工作，需要對數控機床故障進行監察。對數控機床外部故障的診斷應遵從先掌握機床工作原理及動作順序為先的原則；然后在此基礎上利用相關圖形以及懂得相關的檢測程序和狀態。

1 數控機床機械結構的組成

數控機床主要由機床基礎部件、主運動傳動系統、進給運動傳動系統、部分輔助動作與功能系統和裝置、工件實現回轉、定位的裝置與附件、特殊功能裝置以及所有反饋裝置與元器件等機械結構組成。其中，機床基礎部件主要包括立柱、工作臺、床身等。通過主運動傳動系統能夠確保主運動的完成。通過進給運動傳動系統能夠確保進給運動的完成。在部分輔助動作與功能系統和裝置中，其結構主要包括液壓系統、潤滑系統、排屑、防護裝置、刀架、自動換刀裝置等。在特殊功能裝置中，其結構主要包括刀具破損檢測裝置、精度檢測裝置、監控裝置、加工過程圖形顯示等等[1]。

2 數控機床機械結構的要求

我們根據數控機床的應用場景以及結構特點，從多個方面對于運行的性能進行要求。首先要有較好的動剛度和靜剛度，機床在嘗試期運行的過程中，彈性變形要得到保障，表面的質量以及加工的精確度要不斷的提高。其次要盡可能地降低機床的熱變形，做好日常的維護和養護工作，機床發熱的過程中要快速的找出發熱源，找到發惹緣之后，冷卻控制，如果部分區域出現了低溫，那么可以進行局部加熱，這樣也不會因為過大的溫差導致變形。最后，在長時期運行的過程中可能會因為摩擦作用導致傳動間隙，要盡可能的降低，在提高精確度和質量的過程中，延長使用壽命。內部的原件要提高，耐磨性，不同的原件使用不同的潤滑劑，確保整體的系統都能夠流暢的運行。

3 數控機床機械故障的診斷方法

數控機床一旦出現故障，可能會導致內部的某個原件或者是整體機床喪失功能。在判斷故障的過程中，要從監測和診斷這兩個方面入手。診斷可以分成實用診斷和現代診斷，這兩個辦法。數控機床的維修工人，利用工具，十字螺絲刀，以及萬用表儀表器等等進行檢測，這過程中動用了維修人員的感官，看聽聞等多種方法進行診斷，這被我們稱作實用，診斷法。

問，就是對操作數控機床的技術人員進行詢問，發生故障的現象，因為操作人員了解機床的性能，也是發生故障后的第一個當事人和目擊者，在詢問的過程中，能夠對故障發生的原因進行大致的判斷[2]。

看，就是對發生故障的數控機床，從外部到內部的零部件進行全面的觀察，觀看內部的零件是否出現了損壞，或者是形變的情況。在運轉過程中，哪些部位出現了問題，通過觀看對于故障發生的位置和原因進行把握，對，可能出現的部位進行判斷。

“聽”就是通過數控機床運轉的聲響對故障進行診斷。機床在正常運行中發出的聲音是均勻和有節奏的，并保持持續的穩定性，聲音過大或雜亂如出現金屬碰撞聲，聲音嘶鳴而短促如帶的打滑聲等異常響聲，則表明數控機床內部存在變形、松動或缺少潤滑等現象。

“觸”是指用手指觸摸機械部件，憑手指的感覺來判斷機床是否出現故障如感覺機床表面溫升、震動、爬行等情況。

“嗅”就是通過鼻子嗅那些油煙氣、焦糊味來判斷分析故障產生的部位和原因。使用實用診斷法能方便、快捷、實用的檢測到故障部位，能監測劣化趨勢，能選擇出有疑難問題的故障再進行精密診斷。

精密診斷法是根據“實用診斷法”中選擇出的疑難故障，由專業維修人員利用先進測試手段進行精確地定量檢測與分析，根據故障位置、原因和數據，確定應采取的最合適的修理方法和時間的診斷法。一般情況都采用實用診斷法來了解機床的現時狀態，只有對那些在實用診斷中提出疑難問題的機床才進行精密診斷。

4 數控機床的維修分析

4.1 做好日常的維護工作

數控機床是機械加工領域的重要機械設備，相關人員必須要做好日常的維護工作，這樣不僅能夠延長各種元器件的磨損周期，還能有效延長數控機床的使用壽命。更重要的是，加強對數控機床日常的維護，可以有效預防各種故障的發生，從而增強數控機床無故障工作時間。一般來說，對于數控機床的隨機性故障的維修，工作人員要重視數控系統的檢查和維護，保證電氣箱的密封程度達到相關的標準要求，做到科學的連接和安裝，另外一方面還要保證數控機床的屏蔽和接地都具有科學性。對于數控機床的確定性故障，則需要工作人員在日常工作中精心維護和正確使用，掌握好故障的發生規律，結合故障的發生原因對癥下藥，在工作中盡量小心翼翼，雖然這種故障是不可避免的，但是可以將故障發生的時間延后[3]。

4.2 提高機床的利用率

數控機床是一項全自動的機械設備，如果長期不用或者閑置，數控機床的各個環節中就會出現灰塵、油脂凝固甚至生銹的狀況，這對數控機床的靜態傳動功能和動態傳動功能都會造成不利的影響，而且還會影響數控機床的加工精度，導致加工出來的機械產品出現較大的誤差，從而帶來各種不必要的麻煩。因此，即使不需要用到數控機床，相關工作人員也要對數控機床進行開機運行，給予其一個很小的速度，使其低速運行。除此之外，工作人員還要經常給數控機床相關數控系統通電。

5 結語

隨著科技的不斷進步，數控技術也有了長足的進步，基于其在具體操作和控制技術等方面的特點，對于數控機床的工作效率、使用壽命和精密度有了更加嚴格的要求。這就促使我們對機床的機械結構和性能進行更深層次的探索和研究。