姜華

數(shù)控機床是現(xiàn)代化加工制造產(chǎn)業(yè)必需的設備，具有通用、靈活、高效率和高精度、高質量的特點。但是由于其組成和構造的復雜性，加上機械故障發(fā)生時間的隨機性及發(fā)生部位的不確定性；一旦發(fā)生機械故障，維修人員往往難以判對具體故障級及故障部位。這一現(xiàn)實問題需要通過對常見機械故障進行歸納總結，并結合維修經(jīng)驗，確定維修的方案來解決。數(shù)控機床在運行的過程中出現(xiàn)故障的概率逐年增加，其中機械故障又占有較大比重。由于數(shù)控機床組成的復雜性，給診斷及維修工作帶來了極大困難，也對維修人員提出了更高要求。

一、數(shù)控機床的組成和功能

數(shù)控機床故障產(chǎn)生的原因足多種多樣的，有機械、數(shù)控系統(tǒng)、傳感元件、驅動元件、強電部分和線路連接等問題。要正確維護和迅速診斷確定數(shù)控機床故障部位，必須了解數(shù)控機床的各部分組成、結構和工作原理，這樣才能做到維護和迅速診斷。數(shù)控機床的主體，包括床身、立柱、主軸機構等機械部件，主機主要是完成切削加工任務。CNC裝置這部分是數(shù)控機床的核心，包括硬件（印刷電路板，圖像管顯示器，鍵盤，紙帶閱讀機等）及軟件。CNC裝置完成點位，直線或輪廓控制，而且有多軸聯(lián)動功能，圖像管顯示實現(xiàn)圖形，文字，數(shù)據(jù)，字符軌跡的顯示與動態(tài)跟蹤模擬功能，聯(lián)網(wǎng)及上下級通信功能等。驅動裝置它是數(shù)控機床執(zhí)行機構的驅動部件，包括主軸與進給驅動單元、主軸與進給電動機等，驅動裝置使主軸和進給伺服機構以最短的傳動鏈，完成高速（具有高動態(tài)剛度）驅動。輔助裝置指必需的配套部件，如液壓或氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數(shù)控轉臺及分度頭等。還包括刀具及監(jiān)控、傳感檢測裝置，各種輔助裝置及能完成液壓，氣動，換刀，工作臺交換，轉位，排屑，分度等功能。自動程編機指自動編程裝置的硬件及相應的軟件。還包括其他的一些附屬裝置如打印機、存儲器裝置等，編程機叮以實現(xiàn)以規(guī)定的編程語言自動編程、校驗、打印、存儲等一系列功能。

二、機床機械故障的診斷分析

本文主要從故障產(chǎn)生的原因進行歸納分類，這樣有利于維修人員確定故障的特征及成因，從而有針對性地進行診斷及維修工作。磨損性故障：機械系統(tǒng)因使用過程中正常磨損而引發(fā)的故障；錯用性故障：因操作人員使用不當或操作失誤而引發(fā)的故障；先天性故障：機床在制造過程中有錯誤或偏差而引起的故障。

（一）常用診斷方法

簡易診斷法主要是通過人體的感官（包括視、聽、觸、嗅等），借助一些常用的工具和和量具，對機床故障部位進行探測。采用此種方法，需要事先詢問故障發(fā)生的具體情形、機器的保養(yǎng)情況及曾經(jīng)發(fā)生過的故障，以便進行綜合分析。在進行詳細的詢問之后，首先使用視覺仔細觀察數(shù)控機床的部件有無松動、裂紋及其他的損傷，潤滑油有無跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，機床外表有無明顯的顏色變化等。其次，利用聽覺判斷機床運轉的聲響，著重聽取重、雜、怪、亂的聲音，并與正常有節(jié)奏的運轉聲音進行比較。必要時可以借助手錘和電子聽診器進輔助操作。最后，需要利用人類最敏感的觸覺感受故障部分的溫度情況，判斷機器是過冷、正常還是過熱。無損探傷法是能夠在不損傷被檢測對象的前提下，查探出可能具有的故障。這種方法適用于探測機床內重要組件及焊縫處的故障。目前常用的無損探傷法有幾十種之多，但常用的手段主要有射線探傷、超聲波探傷、滲透探傷和磁粉探傷。其中射線和超聲波探傷法主要用于檢測機床內部組件的缺陷或故障，其診斷的準確度較高。對于機床表面的損傷，多采取滲透法和磁粉法，能夠清晰地發(fā)現(xiàn)外部焊縫的開裂和表面的磨損情況。此外，有多現(xiàn)代的探測技術如紅外探測和全喜攝影技術也開始應用到機床機械故障的探測之中，但由于其成本較高，大多數(shù)的加工制造企業(yè)無法負擔，因此應用的普遍性較低。

（二）故障診斷流程

故障發(fā)生的原因具有多樣化、綜合性的特點，首先要對故障部位及相關的部件通過上述的方法進行初步的查探，大致確定故障發(fā)生的相關因素。比如，聽到部件之間摩擦聲音強烈，則應將所需要考慮的因素確定在潤滑油不足或表面磨損過重，或是連接軸承錯位這三個方面。如果確定的可以引發(fā)故障的因素有多種，需要逐項進行排查。這個過程需要重復利用或者綜合利用上述方法的具體環(huán)節(jié)，比如將聽覺診斷和超聲波診斷相結合，可以判斷部件之間的接合程度、焊縫的疏密程度，通過對照技術手冊判斷是否存在問題。這樣一來，就需要維修者要有豐富的經(jīng)驗和熟練的技術做后盾，也需要維修者對數(shù)控機床的結構有非常清晰的認識。在完成故障的排除步驟后，就可以對故障進行確認了。為了保證所確定的因素的準確性，常常需要進行測試，即通過修復具體故障后，使機床在空載、負載的情況下分別運行，通過CRT顯示屏觀察各項指數(shù)，以判斷所確定的因素是否為導致故障的因素。若是則進行進一步修理，若不是則需要重復排除步驟和確認步驟，直至找到故障產(chǎn)生的原因。

三、結束語

隨著各類技術的高速發(fā)展，數(shù)控機床的生產(chǎn)精度越來越高，并得到了廣泛的應用，并在機械加工中發(fā)揮著越來越重要的作用。但是由于機械都是有壽命的，隨著使用年限的增加以及維護不當?shù)仍?，就會使機床機械部分出現(xiàn)一定的問題，嚴重時會導致故障的發(fā)生。

只有做好日常的維護工作，才能從根本上降低故障，特別是機械故障發(fā)生的頻率。其次，面對機床的機械性故障，維修人員應當把握其特點，盡職盡責，耐心地對可能存在的故障因素進行排查，在修理過程中要以保證機床穩(wěn)定持續(xù)運轉為第一目的。

來源：企業(yè)文化(下旬刊)

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