数控设备故障的维修和保养措施

么丹宇 ,李鹏博 ,王义花

摘要：数控技术也称计算机数控技术，它属于应用计算机实现数字程序控制的技术种类。该技术通常是借助计算机将存贮的控制系统执行对设备的运动轨迹与外设的操作时序逻辑控制功能。在具体应用阶段，使用计算机取代了以往硬件逻辑电路的相关数控装置，能够借助指令实施储存、处理、逻辑分析等过程。在实际使用期间，受到机械磨损、零件老化、软件失效等多方面的影响，会导致数控设备产生相关故障，必须及时开展维修处理，以保障生产工作的顺利进行。

关键词：数控设备；故障维修；设备保养

1数控设备故障类型

1.1硬件故障

数控设备中的硬件设备主要涵盖各种电子元器件、润滑系统及限位结构等，系统出现故障后，通常会直接导致停机现象。如数控设备内部设置不合理，正常工作状态下要求的参数难以达到，导致在过度使用或者超出限制使用条件下，一些特定功能因故障不能使用，开机后强制使用也产生停机问题。同时，在受到周边其他硬件系统的影响下，也有可能发生停机现象。

1.2系统故障

一般来说，如果能达到特定的要求或者是高于设定的限度，那么数控机床在加工过程中是肯定会出现问题的。比方说，当机器在加工时由于切削量太大而超过了极限，那么将不可避免的出发高温报警，并让系统马上结束运行。

1.3干扰故障

主要在于工艺及配置不合理，整体系统工艺流程欠缺、电源线路设置没有达到规范化、空间区域装配不平衡等问题。以数控机床为例，无法实现对机床的准确定位、相关坐标运行表现出不平稳的状态等。按照故障排除的总体思路，需要对系统展开调查，借助有效的分析判断，作出处理。在分析故障期间，要结合以往工作经验，从当前数控设备运行的真实状态出发，实施有效的维护和处理措施。

2数控设备故障的维修方法

2.1外部诊断

整体诊断需要按照先外后内的顺序展开，主要是因为数控机床在出现故障时，可以通过对外部进行检查的方式，避免进行拆卸以及机床启封等操作，以防出现故障进一步扩大的状况。如果外部性能完整、良好，则需要展开内部检查，在检查过程中要避免对不相关元器件进行改动与碰触，以防数控机床精度与功能受到干扰。

2.2参数检查法

在数控设备出现故障以后，要通过及时对比相关参数表检查设备系统参数是否发生变化。系统参数是数控设备运行的根本保证，通常将其储存于磁泡存储器或者CMOSRAM中，在受到电池因素或者外界有关因素干扰的情况下，就可能导致参数发生变化，严重者甚至会使参数丢失，进而促使数控设备无法正常运转。在此状态下，就需要通过核对方式，及时修正参数实现维修，确保将故障予以排除。如在发现数控机床无法正常工作时，CRT没有出现报警反映，检查各系统发现系统间的连接单元完好无损，就要分析参数问题。需要将相关存储内容执行清除操作，然后重新输入对应参数，就能够使数控设备恢复正常。

2.3利用PLC程序查找故障

一般在控制系统中均会安装PLC控制器，可通过对梯形图进行查询的方式，对系统的I/O状态进行分析与观察。会通过对PLC程序的研究，确定维修位置。在对各项数据信息进行统计以及分析之后，会精准定位出数控机床和系统故障的具体出现地点，判断故障部位属于气动故障还是机械故障或者其他方面故障，进而制定有效措施对故障进行处理。

2.4备板置换法

通过观察故障并结合经验进行判断后，已经能够辨明故障的大致原因。为了更加精准地找到问题所在，就可采用备板置换法。在操作中，主要利用备用的线路板、模板集成电路芯片等对疑似故障的部分进行替换，最终将故障范围逐渐缩小，最终落到某个芯片或者某个电路板。若发现数控设备的旋转中心台难以停止旋转，且没有任何报警信息出现，可判断其属于旋转工作台的简易位置控制器出现故障。为了落实故障部位，应用交换法将刀库和转台的位控器进行交换，在重新设定后观察运行状况。若发现变成刀库旋转难以停止且转台运行正常，就说明故障出现在位控器，对位控器进行维修或者更换后，及时消除故障。

2.5进给伺服故障

进给伺服是数控机床和普通机床不同的要点之一，定位准确率相对较高，具有较强的稳定性，多以直线运动模式为主，对该部分运行状态进行有效保障，是提高数控机床应用质量的重要因素。该部分较为常见的问题主要以控制单元以及位置反馈等故障为主，在故障出现之后，需要按照相应流程进行逐步检查。首先，需要对伺服信号进行检查，按照PLC程序进行数轴数的变化情况分析，确定伺服轴是否处于正常的运转状态；其次，需要对故障的发生位置以及发生来源做出精准判断，通过对常见故障事例的研究以及汇总，及时在相似故障发生时做出正确判断，确保能够在短时间内高质量完成故障的处理；最后，需要对驱动器的负载情况进行检查，确定是否是因为漏油所造成的电机损坏问题，通过进行更新驱动器或者其他有效手段，保证故障能够得到高质量排除。

2.6原理分析法

从数控设备系统构成方向出发，按照逻辑关系展开分析，结合各系统部位的工作原理，对故障进行综合性判断。在应用原理分析法时，通常要求维修人员完全熟知数控设备的整个系统，对电路原理等具有深层次的了解。应用原理分析法寻找到故障所在后，通过检查、更换等手段解决故障。如数控车床出现了Y轴失控的故障，在按照点动或者程序进给时，移动后无法停止。这种情况下就可以借助原理分析法，判断出故障位置可能出现在轴的位置环部位，通常属于位置反馈信号丢失所致。维修期间通过重新调整进给量，观察故障是否消除，若仍未消除，则判断机床失控，将位置测量装置的脉冲编码器拆下进行详细检查，如观察到编码器中的灯丝已断，就应该更换Y轴编码器。

3数控设备的保养措施

3.1主轴系统保养

数控机床主轴在传输过程中不得过载。主轴传动带必须定期检查，如果出现打滑会降低加工精度。同时，主轴位置必须保持干净的基本状态。如果主轴上没有刀架，要及时用压缩空气枪清理干净。

3.2滚珠丝杠保养

如果使用了一些滚动摩擦部件，则应该确保它们不会落入灰尘中。因此，数控机床的滚珠丝杠通常都有防护罩。防护作用提高了灰尘进入的频率。除此之外，为了保证防护罩的基本使用寿命，在某些较重的工件上是绝对不可以放置防护罩。

3.3液压和气动系统保养

有必要及时清洗或者是更换各种润滑、液压、气动系统的过滤装置和部分过滤器；并及时进行油品检查，更换液压系统的液压油；每隔一段时间就要对气动系统的部分过滤器进行排水工作。

3.4数控柜散热系统维护

必须每天检查CNC机柜内所有冷却风扇的运转情况，看它们有无异常。根据操作环境，每隔半年或者是每三个月检查气道过滤装置有无受阻。若是滤网上有大量的灰尘，必须立即清除掉，不然的话，肯定会导致CNC柜内形成太高的温度，有时还会触发报警系统，导致数控系统无法正常的运转。

4数控设备管理方法防范措施

4.1数控设备维修专业技能管理办法

一般来说，大多数数控设备维修人员基本上都是在教师指导下的学徒，这会导致维修人员没有一个扎实的维修方法。此外，专业技能的基石并不牢固，因此只有数控设备的小故障和常见故障才能得到妥善处理。一旦NC设备出现非常严重的问题，它们可能无法启动。此时，要高度重视数控设备维修人员的培训、教育和教学，大力加强数控设备维修专业技能的管理方法，确保数控设备相关工作的顺利开展。在培训数控设备维修人员时，他们不仅要知道如何维修数控设备，还要学习机械零件图、电气图等专业理论知识，使公司文化能够慢慢渗透到数控设备维修的各个阶段，从而有效提高数控设备管理的效率。

4.2数控设备维修管理方法数字化

在这一阶段，大多数数控设备的维护都是偶然的，维护人员进行的及时检查只是对系统工作状态的一种肤浅的观察，并没有停止机器操作进行详细的维护，这可能导致数控设备维护的实际效果不理想。为了从根本上解决上述问题，有必要推动数控设备维护管理方法的数字化，将数控设备问题相关数据转化为数字报告，深入分析数控设备的状况和问题。然后维修人员需要根据信息内容对数控设备故障进行早期预测和分析，以便提前检查或维修关键部件，避免数控设备正常运行。

4.3高度重视数控设备的维修成本控制

在数控设备维护过程中，通常需要较高的维护成本，大多数维护人员并不重视节约维护成本。他们只会按照规定在最短的时间内修复刚刚发生的数控设备常见故障，以完成工作。如今，越来越多的公司逐渐重视数控设备的维护成本控制，测量其停机损失成本和维护成本，不仅可以实现对维护成本的有效管理和控制，节省了很大一部分维护成本，而且可以有效提高公司的经济效益。

4.4按时维护数控设备

为了确保CNC设备的安全高效运行，通常需要以周期方式对其进行维护。实际上，它是从以下几个方面进行的：首先，定期检查机床的集中润滑系统，进行安全检查，使机床能够长期处于良好的润滑状态。进气系统是数控设备的关键部件。滑动进气系统中的润滑脂应严格按照规定定期检查维护，以合理发挥润滑作用。第二是定期维护标准气动和液压传动系统。在数控设备中，标准气压和液压传动系统是起重部件的关键部件。如果您想确保两个系统的正常运行，您需要根据时间对标准气压和液压传动系统进行全面的体检，询问是否要修理液压传动系统中的液压轴，并检查气压系统的严密性，防止标准气压常见故障的发生。第三，定期维护机械设备的精度和机床的水平。数控设备运行一段时间后，数控设备和机床的精度和性能通常会发生变化。这就需要聘请专业技术人员定期维护和校准机械设备的精度和机床水平，这不仅可以提高数控设备的加工精度，也可以提高数控装备的使用寿命。

结论

数控设备作为现代制造行业的重要设备，自身具有自动化、结构复杂等特征。在具体应用期间，必须严格遵从规范化操作，提前做好防备，采用有效的保养和维修措施，及时消除故障，从而保障数控设备的正常运行，为安全有效生产创造有利条件，在保证产品质量的同时，提升工作效率，实现提高生产效益的目标。

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