数控机床加工精度故障的诊断维修探究范文

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摘要：随着现阶段现代制作技术的发展及进步，数控机床在实际工业生产及制作过程中的应用范围越来越广泛，数控机床在加工过程中具有加工能力强、生产效率高及加工精度高等优势，越来越受到各类制作业生产的喜爱。但在实际的数控机床加工使用过程中由于各种因素的影响经常出现精度故障及异常现象，影响着整个加工过程的进度，降低了生产效率。因此实施有效的数控机床加工精度故障的诊断与维修显得尤为重要，为了分析数控机床加工精度故障的诊断与维修手段，笔者首先针对本车间机床的具体情况及故障表现类型进行了探究及阐述。

关键词：数控机床；加工精度故障；诊断与维修

0引言

数控机床属于一体化的自动化设备，主要集计算机、机床、拖动控制、电动机及检测技术为一体，包含着反馈装置、伺服系统、数控系统、控制介质及床身等部分[1]，在应用数控机床进行加工生产过程中由于各种因素（电气方面问题、系统参数、机械方面及数控机床的辅助控制方面等）的均会导致加工精度下降、尺寸不稳定等现象[2]，这类精度故障的出现很大程度上影响着加工及生产的进度，影响了加工的精确程度及质量，因此应致力于对数控机床加工精度进行诊断与维修，提高数控机床的加工效率。

1本车间机床的具体情况及故障表现类型分析

现阶段我车间数控加工中心车间共有6台机床（2台数控铣，4台加工中心），其中1/2/4号属于FANUC系统，3/5号为SIEMENS-802D系统，6号为西门子802C系统，均存在以下故障现象：其中2号机床经常出现机床丝杆异响，噪音过大等现象；3号机床存在X轴向两对轴承抱死不动，一直报警，无法工作故障；4号机床存在系统参数混乱丢失有故障；5/6号机床存在刚性不足，只能加工铝件的故障。数控车车间一共17台数控车床，其中西门子802D系统7台，西门子802C系统8台，FANUC-0i系统2台，具体的故障表现为：1号数控车床经常出现冷却泵故障，刀架故障等现象；2号数控机床存在冷却泵故障现象；3号数控车床存在冷却泵故障，驱动器故障；4/5号数控机床存在冷却泵故障问题；10号数控车床802D系统存在刀架线束接触故障问题；11号数控车床802D系统存在机床工作灯故障现象；13号数控车床802D系统存在机床X轴驱动电机故障现象；15号数控车床802D系统德西数控X轴丝杆存在异响，冷却泵故障；16号、17号数控车床FANUC系统的机床冷却泵故障，精度误差高，至今未使用；部分南通机床802C/802D油路和三爪卡盘有问题；部分机床行程开关有故障。这些车间机床故障现象的出现很大程度上影响着整体生产加工的质量、进度及效率。

2数控机床加工精度故障的诊断与维修手段

在数控机床加工精度故障的诊断过程中应遵循以下原则：①先外部后内部：由于数控机床主要包括液压、电气及机械等三方面，因此诊断数控机床加工精度过程中应从机械、电气及液压三方面着手，采用先外部后内部的诊断排查原则，在检查过程中尽量不要拆卸及启封任何零部件，减少故障发生的次数及部位，提高机床的精度；②先检查机械后电气的原则：在诊断数控机床加工精度过程中机械故障的诊断难度较小，而数控系统故障的难度较高，因此在检查故障之前应先对机械故障进行诊断，将机械故障排除之后再开展高效率的故障检查及诊断[3]；③静态及动态相结合的检修原则：在针对数控机床实施加工精度的检测过程中首先应保证机床处于断电及静态的状态下及时观察、了解、分析及测试机械，判断是否属于非破坏性的故障现象；静态状态检修完成后通电，当机械开始操作时针对每一加工环节进行相应的观察、检验及测试，将故障的位置确定好，针对破坏性故障现象应将危险解除后再通电工作；④先简单后复杂的检测原则：针对数控机床加工精度出现多种故障重合的现象，应采用先简单后复杂的检测原则，首先从简单的故障类型着手解决，继而针对难度较大的故障进行排除。

2.1诊断与维修机械故障导致的数控机床加工精度异常现象

FANUC-0i系统的数控机床在针对零件实施铣削过程中突然出现Z轴进给异常现象，造成1mm的切削误差现象，在诊断过程中发现故障属于突发性的，数控机床在工作过程中在点动等操作下运行正常，不存在报警提示现象，可以排除电气控制部分的应故障现象，主要针对机床加工精度异常发生时正运行的加工程序段进行检查，尤其是刀具长度的补偿，对加工坐标系进行计算及校对，在点动方式下反复对z轴进行运动，通过触摸、听、观察运动状态进行诊断，在快速点动的过程中发现噪声较为明显，可以判断是机械方面存在故障现象。针对机床Z轴的精度进行检查，用手脉发生器移动Z轴，配合百分表对Z轴的运动情况进行观察，观察在单向运动精度保持正常后作为起始点的正向运动[4]，手脉一变化机床Z轴运动的实际距离为0.1mm说明电机的运行及定位精度较好，更换受损轴承进行更换后机床恢复正常。

2.2诊断及维修系统参数设备不当及未优化的伺服参数

反向间隙补偿参数、进给丝杠的螺距误差补偿参数及电动机控制的功能参数均属于影响加工精度的系统参数，其中反向间隙参数补偿不当引起应重新测量机床的反向间隙，针对系统的参数进行修改；针对螺距误差补偿参数未设定或设定不当的现象应使用数控激光干涉仪调整及补偿机床螺距的误差[5]；针对电动机相关控制参数设定不准确的现象，伺服电动机控制参数主要由速度环的机械负载惯性比参数、电动机规格、功能参数及伺服位置环的增益参数等。在维修过程中首先针对初始化电动机的具体规格，优化处理伺服参数，将机床调整至最佳状态。

2.3电气控制的诊断与维修

伺服电动机编码器故障主要是由于编码器内部电路板接触不良、电动机内装编码器密封不当导致灰尘进入光栅尺副导致信号失真及编码器电压电源异常现象导致反馈质量低和加工不稳定现象。针对伺服电动机不良故障应及时对电动机轴承及电动机进行更换处理，改善伺服电动机转子的轴承不良现象；光栅尺位置装置不良主要是由于光栅尺内部存在灰尘及油渍等现象导致的，应及时更换或清洗光栅尺；针对伺服放大器不良现象应利用相同规格的放大器对故障现象进行判别，若放大器不良应及时更换及维修；针对由于系统受干扰导致的不稳定工作状态主要是由于控制装置与系统的接触不良现象、信号线布线不合理现象导致的，应及时更换布线，改善接触不良现象[6]。

3结语

在诊断及维修数控机床加工精度故障的过程中应结合数控机床的实际运动加工情况实施多方面的检测、诊断，针对具体的问题具体分析，遵循检测诊断原则及时找出数控机床加工精度故障过程中存在的实际问题，并及时解决，提高数控机床加工效率。

参考文献：

[1]王小媚.浅谈数控车床综合故障诊断与维修[J].科技风，2016，14（7）：165.

[2]李士博，王跃武.浅谈数控机床加工精度异常故障的诊断和处理方法[J].科技尚品，2017，20（5）：163.

[3]王海月.数控机床故障的诊断和维修研究[J].科技资讯，2017，15（32）：83.

[4]王绪虎，王东飞.基于小波分析的数控机床滚动轴承故障诊断的研究[J].科技展望，2016，26（10）：33-35.

[5]王绪虎，王东飞.基于EMD数控机床滚动轴承故障诊断的研究[J].工程技术：引文版，2016，26（14）：00208-00209.

[6]张峻珲.数控机床加工精度提高技术研究[J].科技风，2017，35（2）：125.

作者:王国珍 单位:南京机电职业技术学院