研究数控机床的维护与维修方法初探

研究数控机床的维护与维修方法初探

杜志强

航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司黑龙江省哈尔滨市150060

摘要：近年来，随着社会经济的快速发展，鉴于科技取得了较大的进步，尤其是现代自动化控制技术以及计算机技术在数控机床中的广泛应用，数控机床已变得越来越复杂，并逐渐呈现出精度高，可靠性高以及工序集中等多项特点。另外，数控机床的结构与其控制系统也是越来越复杂，也是为了适应所有新的材料、技术以及新结构的加工要求，可这也导致我们更难以对故障进行排除，所以对数控机床的故障诊断与维修有十分重要的价值。

关键词：数控机床；维护；维修方法

导言：

数控机床的维修改造并不是一项容易的工作，要想从根本上消除故障，我们不仅需要理论知识扎实的数控人才，还需要数控设备维修管理研究深入的专业人才，只有那些拥有扎实理论知识的数控专业人才和具有丰富维修经验的数控维修人员结合起来，才能给我国的数控机床发展带来新的活力，以充分发挥数控机床的效益。在职业院校的教学中要有针对性地联系企业实际，培养的学生要能解决企业的生产所需，才能符合企业和社会的要求。

1数控机床维修的基本原则　　

对数控机床的维修需要坚持以下“八先八后”的基本原则，以确保维修条理清晰，达到事半功倍的效果。其一，“先外部后内部”：应先检查设备有无明显裂痕、缺损，了解其维修史、使用年限等，然后再对机内进行检查。拆前应排除周边的故障因素，确定为机内故障后才能拆卸，否则会扩大故障，使机床丧失精度，降低性能。其二，“先排患后更换”：先不要急于更换损坏的电气部件。在确认外围设备电路正常时，再考虑更换损坏的电气部件。其三，“先动脑后动手”：对于有故障的数控机床，不应急于动手。应先查清产生故障的前后经过及故障现象。对于生疏的设备还应先熟悉电路原理和结构特点，遵守相应规则。拆卸前要充分熟悉每个部件的功能、位置、连接方式以及与周围其他器件的关系，在没有组装图的情况下，应一边拆卸，一边画草图，并做好标记。其四，“先机械后电气”：在确定机械零件无故障后.再进行电气方面的检查。检查电路故障时.应利用检测仪器寻找故障部位，确认无接触不良故障后，再有针对性地查看线路与机械的运作关系，以免误判。其五，“先电源后设备”：电源部分的故障率在整个故障设备中占的比例很高，所以先检修电源往往可以事半功倍。其六，“先静态后动态”：先在机床断电的静止状态下对处于调试阶段或刚维修后的数控机床检查是否按照接口说明书的设计来安装电缆插件及电缆与模块接插件是否牢固：线路板连接是否正确；是否所有集成电路上器件正常而无变形等。长期闲置或缺少维护的老设备会因为电缆的疲劳破损、接线点的氧化与腐蚀而造成信号传递中断等不明显故障。其七：“先简单后复杂”：当出现多种故障相互交织掩盖，一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。往往简单的问题解决后，难度大的问题也可能变得容易了。其八，“先清洁后维修”：对污染较重的数控设备，先对其按钮、接线点、接触点进行清洁，检查外部控制键是否失灵。许多故障都是由脏污及导电尘块引起的，一经清洁故障往往会排除。

2数控机床常见的故障问题

2.1主轴部分问题

主轴部分的故障主要表现在主轴驱动系统的故障与主轴液压、主轴流量检测存在的故障。如广泰数控系统的AK6150TJ数控车床，出现的问题是四工位刀架不能完成换刀动作，如果在电气与机械角度看，是刀架进水、定位销脱开或者是电机过载。亦如西门子802C数控系统中025000X轴有源编码器硬件故障，以及在025000Z轴上存在源编码器硬件故障，使得两轴报警通常是同时出现，并且以025000Z轴报警较常见。

2.2伺服系统的故障问题

伺服系统在数控机床设备中非常重要，只有高性能的伺服系统，才可能提供灵活、方便、准确、快速的驱动效果，而伺服系统故障通常是由伺服控制单元、伺服电机、液压系统、气动系统、电气执行元件、机械装置、测速电机、编码器等方面的问题导致。

2.3外部故障问题

数控机床外部故障问题存在两种情况，有软故障与外部硬件损坏导致的硬故障，软故障表现就是由于操作、调整处理不当所导致，这类故障在设备使用前期或设备使用人员调整时期发生。

3数控机床维修中需要注意的技术要点和方法

3.1大型专用数控设备的技术要点

对于大中型的数控机床的主轴一般都是采用齿轮变速的传动方式，以扩大恒功率区域的变速范围，保证低速时可传递较大的转矩。由于齿轮的变速存有“挂档”的问题，为了预防挂档时出现顶齿的现象需要采用电动瞬动来完成。因此，在进行大惯量部件的延时时需要采用时间继电器来进行检测。

3.2数控机床设备的导轨

对于数控设备来说，其导轨不但需要具有普通车床导向的工艺性和精度以外，还需要具有耐磨损以及耐摩擦的特性，因此，需要保证数控车床足够的精度，以此来避免数控机床的加工精度受到导轨变形的影响，具体的操作时需要使用合理的导轨润滑和防护。

3.3振荡轴软件维修的要点

机械的部分磨损会导致坐标轴的振荡，一般来说，在进行数控机床旧设备的改造与维修时，需要找出原NC系统中的相关参数，再适当扩大到位带与夹紧带，以对坐标轴的振荡问题进行临时性的解决。但是需要对机械部门的磨损进行彻底的修复才能彻底解决坐标轴的振荡问题。

4、数控机床故障诊断实例

因为数控机床强弱电一体的驱动部分,是最容易出现问题的。所以简单介绍驱动部分：驱动部分包含主轴驱动器与伺服驱动器，有电源模块和驱动模块2个部分构成，电源模块是把三相交流电有变压器升压为高压直流,而驱动部分现实上是个逆变换，把高压支流转换为三相交流，并驱动伺服电机,让个伺服轴的运动与主轴的运转得到完成。所以这部分最容易发生故障。以CJK6136数控机床与802S数控体系的故障情况为例，关键分析一下控制电路和机械传动接口的故障维修，只会是编码器和其连接单元发生问题。2个方面的考虑，一是也许和数控系统连接的ECU连接松动；二是也许和主轴的机械连接发生问题。由此能够开始处理问题了。首先检验编码器和ECU的连接。如果不存在问题，就把编码器卸下，检验主传动和编码器的连接键是不是脱离键槽，结果发现就是这个问题。修复并重新安装就处理了问题。

结语

总之，数控机床故障的诊断和维护繁杂多变的，同时也是最关键的，在检修经过中，要分析故障形成的可能因素与区域，之后渐渐排除，直到把故障点找出，千万不要盲目的乱动，不然，不仅不可以处理问题。还也许会进一步扩大故障区域。

最后，维修员还可以对数控机床的强电、弱电进行检查。强电的检查包括配电、电器器具等的检查；弱电检查包括信息反馈、计算机对机床指令的检查等。对计算机指令的检查，是因数控机床的特殊性，在使用过程中需要不同指令的输入而达到机床的控制，而对指令功能的检查，需要用特殊的测试程序，与数控机床本身的系统程序共同作用，通过数控机床的执行结果，可以判定是否为该位置出现故障。

参考文献：

[1]张晶辉.数控机床典型电气故障诊断与维修[J].机械工程与自动化,2016,(01):205-207.

[2]刘树青,吴金娇,王坤,贾茜.数控机床故障诊断与维修课程现场教学设计[J].实验室研究与探索,2016,35(07):194-197+220.