姜華

數(shù)控機床是現(xiàn)代化加工制造產(chǎn)業(yè)必需的設(shè)備，具有通用、靈活、高效率和高精度、高質(zhì)量的特點。但是由于其組成和構(gòu)造的復(fù)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(jìn)行歸納總結(jié)，并結(jié)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(fù)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(qū)動元件、強電部分和線路連接等問題。要正確維護(hù)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(jié)構(gòu)和工作原理，這樣才能做到維護(hù)和迅速診斷。數(shù)控機床的主體，包括床身、立柱、主軸機構(gòu)等機械部件，主機主要是完成切削加工任務(wù)。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(qū)動裝置它是數(shù)控機床執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動部件，包括主軸與進(jìn)給驅(qū)動單元、主軸與進(jìn)給電動機等，驅(qū)動裝置使主軸和進(jìn)給伺服機構(gòu)以最短的傳動鏈，完成高速（具有高動態(tài)剛度）驅(qū)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(yīng)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(jìn)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(jìn)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(dāng)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(jìn)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(jìn)行綜合分析。在進(jìn)行詳細(xì)的詢問之后，首先使用視覺仔細(xì)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(zhuǎn)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(zhuǎn)聲音進(jìn)行比較。必要時可以借助手錘和電子聽診器進(jìn)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(nèi)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(nèi)部組件的缺陷或故障，其診斷的準(zhǔn)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(shù)如紅外探測和全喜攝影技術(shù)也開始應(yīng)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(fù)擔(dān)，因此應(yīng)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(guān)的部件通過上述的方法進(jìn)行初步的查探，大致確定故障發(fā)生的相關(guān)因素。比如，聽到部件之間摩擦聲音強烈，則應(yīng)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(jìn)行排查。這個過程需要重復(fù)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(jié)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(shù)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(shù)做后盾，也需要維修者對數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)有非常清晰的認(rèn)識。在完成故障的排除步驟后，就可以對故障進(jìn)行確認(rèn)了。為了保證所確定的因素的準(zhǔn)確性，常常需要進(jìn)行測試，即通過修復(fù)具體故障后，使機床在空載、負(fù)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(dǎo)致故障的因素。若是則進(jìn)行進(jìn)一步修理，若不是則需要重復(fù)排除步驟和確認(rèn)步驟，直至找到故障產(chǎn)生的原因。

三、結(jié)束語

隨著各類技術(shù)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(yīng)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(hù)不當(dāng)?shù)仍颍蜁箼C床機械部分出現(xiàn)一定的問題，嚴(yán)重時會導(dǎo)致故障的發(fā)生。

只有做好日常的維護(hù)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(yīng)當(dāng)把握其特點，盡職盡責(zé)，耐心地對可能存在的故障因素進(jìn)行排查，在修理過程中要以保證機床穩(wěn)定持續(xù)運轉(zhuǎn)為第一目的。

來源：企業(yè)文化(下旬刊)

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