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数控机床故障诊断与维修
摘要:数控机床促进我国机械制造业的发展，数控机床是机电一体化技术在机械加工领域中应用的典型产品，具有高精度、高效率和高适应性的特点，适于多种、中小批量复杂零件的加工。数控机床故障诊断与维修的基本目的是提高数控设备的可靠性。数控设备的外部故障可以分为软故障和外部硬件损坏引起的硬故障。软故障是指由于操作、调整处理不当引起的，这类故障多发生在设备使用前期或设备使用人员调整时期。 关键字：数控故障 数控维修
一 数控机床的维护和保养
1.1数控机床的日常维护 1）严格遵守维护制度 数控系统的编程，操作人员和维修人员必须进行严格的专门培训，熟悉所用数控机床的功能和使用方法，正确的使用机床，避免因操作不当引起的故障。 2）数控柜和强电柜的门应尽量少开少关 加工车间一般的空气中都有油雾，灰尘金属粉末等颗粒物，当它们落在数控系统内的电子器件或电路板上，容易引起元器件或电路板的损坏，因此数控柜和强电柜的门应尽量少开少关。如果数控系统超长时间负载工作时，要用正确的散热方法，想办法将对数控系统的外部温度。不得随意开关柜门。 3）经常检查电网电压
一般数控系统允许的电网电压波动范围内进行，否则是数控系统不稳定，有可能造成重要元器件的损坏。要经常注意电压电网的波动，特别是电网质量比较差的地区，应及时配置数控系统用的交流稳压装置。
4）定时清扫数控柜的散热通风系统
应每天检查数控系统柜上各个冷却风扇工作是否正常，应视工作环境状况，每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象。如果过滤网上灰尘积聚过多，需及时清理，否则将会引起数控系统柜内温度高（一般不允许超过55℃），造成过热报警或数控系统工作不可靠 1.2数控机床的3级保养
1）数控机床的1级保养主要内容有：班前、班中、班后检查并严格遵守每天检查对于数控机床来说，合理的日常维护措施，可以有效的预防和降低数控机床的故障发生几率。针对每一台机床的具体性能和加工对象制定操作规程建立工作、故障、维修档案是很重要的。包括保养内容以及功能器件和元件的保养周期。
2）数控机床的2级保养主要内容有：对主轴箱、各坐标进给传动系统、液压系统、中心润滑系统、冷却系统、气动系统、外观的清理并按照保养的要求去做。
3）数控机床的3级保养主要内容有:对主轴箱、刀塔、尾座要求清理、清洁。对整体外观和各个系统要求清洁，检查和校验。 1.3 数控机床维修
1）数控机床故障的种类
数控机床诊断一般是机床提供的自诊断报警信息来排除，在故障排除的过程中也会采用一些典型的方法来辅助，主要有：启动自诊断，在线诊断和离线诊断。
二 数控机床典型故障与诊断
2.1数控机床主轴故障排除的方法
1）外界干扰。主轴在运转过程中出现无规律的震动或转动，出现这类情况时，令主轴转速指令为零，调整零速平衡电位或飘移补偿量参数值，观察是否因参数系统变化引起故障，若调整后仍不能消除该故障，则多为外界干扰引起的。把电源进线端加装电源净化装置，动力线和信号线分开，布线要合理，信号线和反馈线按要求屏蔽，接地线要可靠。
2）主轴过载，主轴电机过热、CNC装置和主轴驱动装置显示过流报警，主要是主轴电机通风系统不良造成、电力接线接触不良、电机切削用量过大，主轴频繁正、反等引起电流增加，采取保持主轴电动机通风系统良好，保持电动机通风系统良好，保持过滤网清洁，检查动力线端子接触情况，严格按照机床操作规程，正确操作机床。
3）主轴定位抖动。当主轴在正常加工时没有问题，仅在定位事产生抖动，主轴定位一般分机械、电气和编码器3中准停定位，当定位机械执行机构不到位，检测装置反馈信息有误差时产生的抖动，另外，主轴定位要有一个减速过程，如果减速或增益参数设置不当，也会引起故障。采取方法，根据主轴定位的方式，主要检查各定位、减速检测元件的工作状态和固定安装情况，如限位开关、接近开关、霍尔元件等。
4）不执行螺纹加工。（1）对于主轴编码器与系统之间的链接不良产生的故障，可通过检查链接电缆接口及电缆线找出故障并修复。（2）对于主轴编码器的位置信号PA、*PA、PB、*PB不良或连接电缆断开产生的故障，可通过系统显示装置上是否有主轴速度显示来判别，如果无主轴速度显示则为该类报警。（3）对于主轴编码器的一转信号PZ、*PZ不良或连接电缆断开产生的故障，可通过加工指令G99和G98切换来判别，如果G98进给切削正常而G99进给切削不执行，则为该类故障。如果以上故障都排除，则为系统本身故障，即系统存储板或系统主板故障。
5）主轴转速与进给不匹配。当主轴与进给同步配合加工时，要领先主轴上的脉冲编码器检测反馈信息，若脉冲编码器或连接电缆线有问题，会引起上述故障。
通过调用I/O状态数据，观察编码器信号线的通断状态；取消主轴与进给同步配合，用每分钟进给指令代替每转进给指令来执行程序，可判断故障是否与编码器有关。 更换维修编码器，检查电缆线接线情况，特别注意信号线的抗干扰措施。
6）转速偏离指令值。实际主轴转速值超过指令给定的转速范围。电动机负载过大，引起转速降低，或低速极限值设定太小，造成主轴电动机过载；测速反馈信号变化，引起速度控制单元输入变化；主轴驱动装置故障，导致速度控制单元错误输出；CNC系统输出的主轴转速模拟量没有达到与转速指令相对应的值。检查空载运转主轴，检测比较实际转速和指令值，判断故障是否由负载过大引起；检查测速装备及电缆线，调节速度反馈量大小，使实际主轴转速达到指令值；用备件判断驱动装置故障部位；检查信号电缆线连接情况，调整有关参数使CNC系统输出的模拟量与转速指令值相对应。
7）主轴异常噪声及振动。区别是由于机械部分链接松动或磨损还是电气驱动部分闭环振荡引起。 用机电分离的方法判断开机械和电气部分的连接，分别加以测试
8）主轴电动机不转。如果CNC侧有报警，则按报警提示处理，如无报警，主轴不转，则可能是主轴伺服驱动或变频器缺少模拟量速度给定或使能控制信号。措施是如果CNC给定的电压在0~10伏的电压信号则可以在CNC侧输入指令后，通过万用表来测量伺服驱动输入信号来确认，对于使能信号可以通过PLC I/O状态观察PLC是否有输出控制信号或能用万能表检查使能端子闭合判断。也有可能是CNC或是伺服驱动、变频器参数设定引起的。 总之，数控机床故障产生的原因是多种多样的，有机械问题、数控系统的问题、传感元件的问题、驱动元件的问题、强电部分的问题、线路连接的问题等。在检修过程中，要分析故障产生的可能原因和范围，然后逐步排除，直到找出故障点，切勿盲目的乱动，否则，不但不能解决问题。还可能使故障范围进一步扩大。 在面对数控机床故障和维修问题时，首先要防患于未燃，不能在数控机床出现问题后才去解
决问题，要做好日常的维护工作和了解机床本身的结构和工作原理，这样才能做到减少机床的故障,让机床使用寿命更长。
三参考文献
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