浅议数控机床故障分类和诊断流程

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1、浅议数控机床故障分类和诊断流程　　摘要：数控机床故障原因复杂，维修比普通机床有更大的难度。在维修过程中，必须对出现的故障进行研究，找其原因，文章介绍了数控机床几种常见的故障分类及维修过程中的诊断流程。关键词：数控机床；故障分类；诊断流程中图分类号：TG659文献标识码：A文章编号：1009-2374（2013）19-0082-02数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床，是典型的机电一体化产品。由于数控机床的先进性、复杂性、智能化程度高，故障原因一般都比较复杂，其维修比普通机床有更大的难度。在维修过程中，必须对出现的故障进行研究，找其原因，摸其规律，不断

2、积累经验，建立一套排除故障的有效方法。1数控机床常见的故障分类1.1按故障发生部位分类6分为主机故障和电气故障。数控机床的主机通常指组成数控机床的机械、液压、气动、润滑、冷却、排屑与防护等部分。主机故障主要表现为传动噪声大、运行阻力大、加工精度差、机械部件动作不进行、机械部件损坏等。液压、气动、润滑、冷却系统的管路堵塞和密封不良，是主机发生故障的常见原因。电气故障又分为弱电故障和强电故障。强电故障是指继电器﹑接触器﹑熔断器﹑电磁铁﹑开关﹑行程开关等电气元件及其所组成的电路故障。弱电故障指CNC装置﹑PLC控制器﹑CRT显示器以及伺服单元﹑输入﹑输出装置等电子电路故障。强电故障发

3、生的几率要高于弱电部分，但其维修、诊断相对简单。1.2按故障性质分类分为系统性故障和随机性故障。系统性故障是指只要满足一定的条件则必产生的确定的故障。随机性故障是指在相同的条件下偶尔发生的故障，多与机床机械结构的局部松动错位、电气元件特性漂移或可靠性降低、电气装置内部温度过高有关。由于此类故障发生存在偶然性，其原因分析与故障诊断较系统性故障困难得多。1.3按故障产生时有无报警分类6有报警显示故障分为硬件报警和软件报警。硬件报警是指通过控制系统各单元上的状态指示灯（通常为LED发光管）显示的报警，可大致判断出故障发生的部位与性质，能直观地发现故障源。软件报警是指显示器显示出报警号

4、及报警信息的报警。维修人员结合机床厂家有关的故障指示及诊断说明书可以找到故障发生的原因、部位，而且还有排除方法的提示。无报警显示的故障需要分析机床故障前后状态，具体情况具体分析，因而对维修人员机床的熟悉程度和技术水平要求更高。1.4按故障发生时有无破坏性分类破坏性故障发生时损坏工件甚至机床，故其故障过程不能再现，只能根据产生故障时的现象进行相应的检查、分析，技术难度较高且有一定风险。非破坏性故障则允许维修人员卸下工件，试着重现故障，帮助排查，但此过程应十分小心。1.5按故障发生原因分类分为机床自身故障和人为因素。机床在运行过程中，其设备常受到许多不利因素的影响，如供电电压波动过

5、大、电源相序不正确或三相输入电压的不平衡；机械振动和过电流的热效应将加速电器元件的绝缘老化变质、长期动作的自然磨损、周围环境的温度和湿度的影响、有害介质的侵蚀等因素，以上各种因素造成机床自身故障。而机床在工作过程中，由于操作人员的操作不当、安装不合理或者其他外力破坏而造成的故障，称为人为因素。有关资料统计，首次使用数控机床或由不熟练工人来操作数控机床，在使用的第一年，机床操作不当造成的故障要占机床总故障的三分之一以上。2数控机床故障诊断流程2.1故障现场调查2.1.1故障调查。（1）机床在什么情况下出现故障？（2）故障产生时有什么现象？6（3）故障产生后操作者采取了哪些措施？2

6、.1.2故障诊断。如果故障现场还保持着，维修人员最好按下列步骤进行：（1）观察是否有报警显示。（2）用自诊断功能观察发现故障。（3）检查零件加工程序有无错误。（4）观察CNC系统、主轴驱动系统印制电路板上的指示灯有无不正常显示。2.2排除可能引起故障的诸多因素维修人员应遵循充分调查故障现场和认真分析故障的原因这两大原则。分析故障时，也不应局限于CNC部分，而是要对机床强电、机械、液压、气动等方面都做详细的检查并进行综合判断，达到确诊和最终排除故障的目的。2.3确定故障产生原因常用的方法2.3.1直观法。维修人员通过目测、手摸、嗅觉察看系统的各部分，以此发现一些较为明显的故障，从

7、而缩小检修范围，节约维修工时。这种方法在维修中是常用的，也是首先使用的。2.3.26CNC系统自诊断功能法。数控系统的自诊断功能随时监视数控系统的工作状态，已经成为衡量数控系统性能特性的重要指标。一旦发生异常情况，立即在CRT上显示报警信息或用发光二极管指示故障的大致起因，这是维修中最有效的一种方法。常用的自诊断方法包括开机自诊断、运行自诊断、机床状态信息诊断。维修人员利用自诊断功能分析故障起因时，应尽可能将各方面原因，包括机械、液压、气动等全面考虑，这样才能得到正确结论。2.3.3部件替换