数控机床故障诊断与维护分析.doc

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1、数控机床故障诊断与维护分析摘要：数控机床故障检诊断与维护是数控机床使用过程中重要组成部分，也是目前制约数控机床发挥作用的重要因素。本文在阐述数控机床故障分布规律的基础上，分析了数控机床常见的故障模式，剖析了系统故障诊断内容及方法，最后为减少数控机床故障的发生提出了相应的维护措施。关键词：数控机床；故障模式；故障诊断；维护FaultDiagnosisandMaintenanceAnalysisforCNCLathesAbstract：FaultdiagnosisandmaintenanceofCNClathesistheimportantpartofCNClath

2、esinuseprocess,anditisalsoimportantfactorthatthecurrent restricting CNClathesplaytheirrole.ThispaperfirstdescribesthedistributionregularofCNClathesfaultandthecommonfailuremode,analyzethe contentandmethodsofsystemfaultdiagnosisandmaintenance,andfinallypresentscorrespondingmaintenancem

3、easurestoreducetheoccurrenceof theCNClathesfaults.Keywords：CNClathe;faultmode;faultdiagnosis;maintenance0引言数控机床是数字控制机床（Computernumericalcontrolmachinetools）的简称，其作为机电一体化在机械加工领域中的典型设备，将电子电力技术、自动化控制技术、加工工艺技术以及计算机技术集中于一体，特别适合于加工零件较复杂、精度要求高、产品更新频繁的场合。目前数控机床正朝着高工序集中、高精度、高复合化和高可靠性方面发展。随着先进制

4、造技术的发展，各种新材料、新技术、新工艺、新结构、新配件不断涌现，各个领域不断提出新的要求，这一切都使得机床的结构、性能千变万化。与此同时，数控机床功能的不断提高，系统越趋复杂，一旦出现故障，排除时间增长，难度增大。数控机床的任何部分出现故障，都可能导致加工精度降低，甚至机床停机、生产停顿，从而带来不必要的损失。因此如何在数控机床出现故障时，进行快速诊断及维修变得非常重要。在这种背景下，开展数控机床故障诊断与维护的研究具有重要意义。1数控机床的故障种类及分布规律数控机床是一种涉及光、机、电、液等多种技术的复杂系统，构成其组成的机械部件在日常运行中容易受到锈蚀，在

5、生产中机械磨损也会导致其失效。此外数控机床的电子元器件因运行年限久远而老化，插件接触不良，电流电压波动，温度变化、干扰、噪声等坏境因素的影响，软件丢失或本身有隐患以及操作失误都可导致数控机床出故障[1]。因此对于数控机床运行过程中故障的发生是很难避免的。数控机床的故障因性质的不同可分为确定性故障和随机性故障。 数控机床的确定性故障是指在满足一定条件下必然会发生的故障，该类故障在数控机床中最为常见，如数控机床控制系统主机中的硬件损坏。数控车床的确定性故障属于不可恢复性故障，一旦发生该类故障，除非对机床进行维修处理，否则机床不会自动恢复正常。但数控机床确定性故障的发

6、生具有一定的规律，对于该类原因导致数控车床故障的维修，只要找出发生故障的根本原因就可实现其维修，并且维修完成后机床立即可以恢复正常。机床在工作过程中偶然发生的故障称为随机性故障，导致此类故障的原因较为隐蔽且很难发现其规律，因此随机性故障又称为“软故障”。机床的随机性故障通常与元器件的安装质量、参数的设定、软件设计的不完善以及工作环境等因素有关，因此对于此类故障的诊断及原因分析比较困难。部分随机性故障具有可恢复性，可通过重新开机等措施使其恢复正常工作，但通过该方式恢复运行后又有可能运行过程中发生同样的故障。要保持数控机床的完好率，就要求对数控机床的可靠性、可维修性

7、和可用性提出更高的标准。为减少数控机床的故障的发生，需要对数控机床的故障分布规律进行统计与分析。图1数控机床典型失效率曲线数控机床的寿命分布经大量试验证明，大部分服从威布尔分布、指数分布或对数分布[2]。数控机床的可靠性具有“浴盆”曲线所描述的寿命特性，如图l所示，TB以前为数控机床的早期故障期，故障率曲线为递减型，而当早期故障被有效地排除后，机床运转便逐渐正常，故障率趋于稳定，到TB时故障率曲线已开始变平。TB到TW间称为偶然故障期，故障率近似为一常数。TW以后称为耗损故障期，故障率曲线为递增型，机床在TW以后，故障率迅速上升。数控机床常见故障模式发生次数及频

8、率统计如图1所示，从表可