數控機床機械故障診斷方法及應用分析

馬永麗

摘? ?要：隨著工業技術的不斷發展，數控機床已經成為零件加工、器具制造的重要設備。因此很多學校都在引進不同加工功能類型的數控機床，來滿足對學生全面的一個培養，便于學生到崗位后直接就可以為企業帶來效益。在使用中數控機床相比其他機械來說，數控機床同樣會出現不同程度的機械故障，對于教學工作來說，針對具體的故障展開教學能夠有效提升學生的專業水平以及在機床加工時提高使用效率。由于數控機床的類型、結構有所區別，所以診斷方法的選擇也會有一定的差異。因此，本文對目前常用的數控機床機械故障診斷方法進行簡要的介紹，同時也對其應用進行分析，為后續數控機床故障診斷提供參考和借鑒。

關鍵詞：數控機床? 機械故障? 診斷? 應用

中圖分類號：TG659? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）06（b）-0097-02

相比來說，數控機床不僅具有結構復雜這一特征，其各個機械構件的精度要求也相對較高，只有這樣才能生產加工出精密度達到技術要求與標準要求的產品。正因如此，在日常維護、使用過程中，也常會由于各種問題導致數控機床出現不同類型及程度的故障。因此，故障的排查與維修就成為數控機床使用維護的重點工作。目前來說，數控機床機械故障分為簡易診斷法和精密診斷法，不同的情況下需要采用不同的診斷方法，才能更為準確地找到故障位置，并對其進行有效的處理和維修。

1? 數控機床的組成結構

數控機床的技術性比較強，外部結構有機床本體和計算機數控裝置組成;內部結構組成上主要由主軸驅動系統組件、進給伺服驅動系統組件、定位、軟硬限位裝備以及輔助設備等組成。在教學過程中也需要對這些部件結構功能進行重點的介紹與分析。

數控機床屬于自動化設備的一種，通過獲取命令來進行工作，加工過程中不需要人工進行操作，為了保證數控機床的工作效率，因此，需要具備一定的質量標準，即具備變形抵抗力、抗震效果好、自動散熱性等特點。

一般來講，數控機床的故障主要是機械故障、軟件故障以及電氣故障這三種，軟件故障主要是因為工程設計師在對機床進行編程時，存在不合理的設計或編程失誤以及參數設置錯誤等，都會引發軟件故障，只需正確修改編程，正確設置參數即可進行修復;電氣故障則分為執行電器障礙、元件檢驗障礙等，機械故障產生的原因比較多，外界碰撞、溫度異常、力度過大等都會發生機械故障，需要學生掌握實時對數控機床進行監測的技能，從而保證及時進行診斷及修復事故能力，從而減少經濟損失。

2? 數控機床機械故障診斷方法

在發生數控機床機械故障的同時，技術人員需要首先按照以下步驟對機床的整體狀態進行評估。第一，對數控機床的工作狀態進行分析，明確異常的位置;第二，對機床的工作流程進行分析，重點檢查零件加工程序的情況;第三，對故障的發展趨勢進行評估，明確機床一段時間內的運行情況。在實際應用中，一些技術高超、經驗豐富的技術人員往往能夠根據具體的細節來判定機床的故障情況，比如聲音、溫度等。

2.1 數控機床機械故障簡易診斷法

在發生機械故障時，一些故障會導致數控機床部分結構表面出現損傷，此時則可以運用視覺觀察法對數控機床表面的光潔度、顏色等進行觀察，明確變化情況。另外，也可以對機床顏色的變化情況進行觀察，明確是否是溫度異常變化所導致的機械故障。同時，也可以觀察機床油箱內部液體的顏色，明確是否有沉積物存在，并明確沉積物的含量。最后根據廢氣金屬的狀態來評估機床零件的損傷情況，并對機床軸承進行檢查，明確其損壞情況。

數控機床在運行過程中會產生一定的聲音，運行狀態正常的機床其聲音是有規律的，所以當聲音規律發生變化，在一定程度上能夠證明機床出現故障。一般來說，機床安全故障問題發生時，機床會出現雜音、重音，有零件松動時，則會出現無規則、渙散的聲音以及工件輕微顫動的現象。如果有連續不斷的碰撞聲，則說明數控機床內部有撞擊問題。

機床在運轉過程中，由于構件之間相互摩擦，會出現溫度的變化，且機床各部分的溫度都能保持較為穩定的狀態，溫度也處于一定范圍內。所以，教師可以指導學生對機床各部分進行觸摸，以感受其溫度變化情況，從而能夠明確機床是否存在溫度異常變化等情況，也能具有針對性地了解故障的具體位置。但是，在觸摸過程中應該注意安全，應先用手心靠近機床設備，在一定距離范圍內感受機床的溫度是否會造成燙傷，在不會造成燙傷的情況下再用指腹感受機床溫度變化。

與觸覺觀察法類似，嗅覺觀察法則是運用機械摩擦時會有一定的物質揮發出來，這些物質往往具有一定的氣味，故障的出現往往會導致異常摩擦的發生，同時產生的揮發性物質也會發生一定的變化。在這種情況下，教師也可以通過介紹辨別氣味的方式來幫助學生確定故障的類型。

2.2 數控機床機械故障精密診斷方法

在實際檢測過程中，很多故障的表現并不明顯，這就需要技術人員采取精密檢測方法來確定機床的具體故障。

在實際檢測過程中，技術人員可以通過溫度檢測儀器來觀察設備的運行溫度變化。目前常用的方法包括接觸性溫度檢測和非接觸性溫度檢測，前者一般利用熱敏涂料或者在機床表面貼測溫貼片等方式來判斷溫度變化情況。后者則主要運用紅外熱成像儀等遙感設備對機床溫度進行檢測。對于危險系數較高的設備，一般會采用后者技術對設備運行狀態進行精密檢測，從而掌握設備的故障情況。

由于部分數控機床自身精密度較高，所以其故障也相對隱蔽，但是故障一旦存在，就會導致機床出現不同程度的異常振動，對于細微的振動則可以運用振幅檢測設備對其運行狀態進行監控，從而根據振幅變化情況以及具體的數據對機床的故障進行分析和判斷。

在很多故障發生過程中，機床潤滑油中會有金屬碎屑，并且加工材料和機床本身材料有一定的區別。所以，通過對機床潤滑油進行油樣分析，能夠通過明確油樣中是否有機床結構物質的方式來明確機床是否損壞，以及根據實際的碎屑性質來確定機床的損壞部位。另有機床在安裝過程中定存在誤差，可以先讓學生利用平衡儀來把機床在安裝過程中機床各個軸的平衡位置找正，而減少加工誤差。

目前，我國各類無損探傷技術與設備已經處于較為成熟的階段，因此在實際工作中，經常會采用無損探傷設備對機床的狀態進行檢測，這樣的檢測方法一方面不會由于拆卸設備導致安裝故障的發生及安裝誤差變大，另外一方面也能有效提高檢測的精度。但是，由于很多無損探傷設備本身含有一定的放射性物質，所以這種技術的應用需要在專業技術人員的操作下完成。

3? 結語

綜上所述，數控機床常見機械故障的檢查方法可以從簡易診斷方法和精密診斷方法兩方面選擇，其基本原理大同小異，但是需要根據設備故障的實際情況進行選取。一般來說，簡要方法多用在故障初步排查中，精密方法則對運用在微小故障或者危險設備故障排查之中。同時，我們也應該清楚地認識到，數控機床不同故障之間的內在聯系，這是因為系統故障發生時，也會導致數控機床的異常動作，從而導致機械故障的發生。并且，不規范的機床維護方法和機床加工操作方法，同樣也會導致機床故障的出現。因此在實際加工操作中，需嚴格按照技術標準以及設備使用說明書進行加工與維護，才是解決故障最有利的措施。

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