淺析數控機床進給系統故障診斷與維護

張歷棟

摘要：伴隨著機械制造業的飛速發展，國家制造業裝備技術也在逐年優化，行業越來越多的使用到了中、高檔數控機床設備。為了保證生產的有序運行，要求做好數控機床給進系統故障診斷以及維護工作，

關鍵詞：數控機床;給進系統;故障;診斷;維護

引言

數控機床是機電一體化的綜合體，數控機床維修是一項復雜、技術含量很高的工作，維修人員不但要熟知電氣系統知識，還要熟悉機械、液壓、光學等方面的知識。認真、負責、膽大、心細及技術過硬是對維修人員最基本的要求。理論與實踐相結合，上機熟悉機床的操作面板和各菜單內容，同時也要充分利用數控機床的自診斷技術來迅速地處理故障。

1、數控機床故障的原因分析

1.1、由于自身設計缺陷造成故障

目前數控機床技術逐漸成熟，但是在設計中也存在著一定問題，造成了數控機床反復出現故障。目前數控機床并不完全具有通用性CNC系統。在CNC系統缺乏通用性此特征，那么就會造成數控設備維修費用以及保養費用的提升，并且數控系統更新速度較慢，對CNC數控系統的持續開發，在長周期應用中，就會造成數控產品科技化發展總體比較慢。

1.2、由于機械部件造成的故障

數控機床的部件較多，通常包括有傳動、進給傳動、回轉工作臺、箱體、刀具交換底座以及裝置等。箱體以及底座作為數控機床的支撐部件，并且在工作穩定狀態中也會較少出現故障。刀具交換裝置以及回轉工作臺有自我診斷價值，會比較少出現故障，機械部件較為常見的故障則是通過主傳動系統的部件，在當前的生活中容易因為導軌移動以及滾珠絲杠噪聲造成出現運動不良出現故障。主軸、傳動齒輪以及軸承則是主傳動系統的部件，經常因為主軸發熱以及主軸造成故障出現。

2、數控機床故障維修處理原則

一是，先靜后動。即在數控機床發生故障后的第一時間，切勿操之過急的進行實操處理，要先對故障發生情況進行觀察、問詢，調閱機床圖樣、說明書等相關資料，并在組織專業維修人員對故障的破壞程度、嚴重性等予以評估過后，再制定機床維修方案，并準備工具進行動手維修。二是，先外后內。即在對故障進行維修處理過程中，要先對機床的外在構建進行觀察、維修，再由外到內逐步開展對相關構建的啟封、拆卸。充分發揮“望聞問切”的故障診斷方法，以免隨意拆卸導致故障范圍擴大化等嚴重態勢的出現。三是，先軟件后硬件。即當機床出現報警、警示燈等故障后，要先對軟件系統相關參數予以檢查，如若在恢復參數后機床仍然不能恢復正常運轉，則再考慮對硬件進行維修。四是，先機械后電氣。作為一種自動化程度極高的先進設備，相比較隱藏在機床內部的電氣系統而言，機械部位的故障無論是發現還是檢修起來都較為容易。因此，在對數控機床故障進行維修過程中，也應當遵循先簡后難的原則，從較為簡單的機械部分查起，檢查故障的發生是否與機械、部件失靈存在一定的關聯性。之后再對數控機床內部的電氣系統進行故障排查。以此來確保故障排查、維修效率的提升。

3、進給系統可靠性分析與常見故障

根據近年來對數控機床維修的最新統計，在2250多起維修案例中，有660項與進給系統故障密切相關，其發生率為29.30%。深入剖析可得知，機械傳動故障率較低，但是，維修的所需時間較長，且維修的難度也比較大。

機械傳動系統常見的故障包括滾珠絲杠噪音、導軌錯誤運動等。在實際維修中，機械傳動系統存在缺陷，跑道潤滑不當，以及跑道過緊，導致跑道爬行。隨著使用時間的延長，軸承的預緊力和螺母、螺釘的扭矩會降低，傳動鏈中會出現一些問題。傳動鏈過長，傳動軸直徑過小，支架和支架座剛度不足，導致加工精度差。發出的異常噪音可能是由于軸承、絲杠、組件磨損等。在進行故障的維修期間，要實現故障的快速診斷，并及時地進行故障器件更換，及時更換損壞部件。在進行機械故障的維修期間，要注意觀察，確保故障的及時發現，及時恢復。雖然傳動系統有相對較高的故障率，但這些故障很容易診斷。常見的故障為驅動故障與電機故障，一般是系統自我診斷所得。

4、數控機給進系統故障的維修建議

4.1、做好數控機床系統的維修工作

在數控機床維修中，要求進行數控系統的維護，有效避免因為元區間損壞造成數控機床故障，在做好數控機床維修中，必須嚴格根據日常維護制度來執行，做好數控系統的維護工作，并且對數控系統的輸入以及輸出設備做好定期維護，定期更換以及檢查數控機床的直流電機電刷，必須定期檢查數控機床數控柜的散熱通風系統，保證數控柜的通風功能可以得到正常發揮，有效避免數控裝置有溫度較高的情況進而出現故障。

4.2、著重加強對重點部位的檢修

在對一些特殊材質元件進行拆裝時，要使用專門的吸錫器，切勿硬取而對元器件造成不必要的傷害;一些維修人員在對數控機床進行故障檢修時，習慣通過切斷線路電流的方法來進行，但由于數控機床內部的線路板多為多層孔化板、雙面金屬孔板，相比較其他線路板而言印刷線路較為密集且細微，因此一旦切斷焊接起來將會十分困難。因此在維修過程中檢修人員在非必要的情況下，切勿隨意對電路板上的印刷線路進行切斷操作，可以轉而采取其他辦法來解決。

5、結語

數控機床進給系統故障類型多，涉及機械、電氣、數控系統等方面。隨著制造技術的飛速發展，數控機床的智能化水平也在不斷提升，因此，對其故障診斷和維護的技術水平和要求也越來越高。常規的故障診斷方法已經越來越不能滿足廣大數控機床維修人員的實際需求。對數控機床進給系統的故障診斷與維護，需要不斷地結合實際情況，引入智能化故障診斷技術，同時，積累更多的故障診斷經驗，達到對故障的快速診斷和維修維護。

參考文獻

[1]陳文平，潘捷.絲杠磨損對數控機床進給系統摩擦特性的影響研究[J].工具技術，2020，54（10）：55-58.

[2]李曉妹，吳慧敏.數控機床伺服進給系統典型故障及維修分析[J].造紙裝備及材料，2020，49（05）：15-17.

[3]楊少兵，陳忠維.數控機床進給軸位置精度的測量與優化[J].機電技術，2020（04）：40-43.

[4]趙志爽.數控機床進給系統的非線性動力學分析[D].石家莊鐵道大學，2020.