数控机床精度故障诊断及维修工艺研究

数控机床精度故障诊断及维修工艺研究

刘超群，金光云，吴天驰

沈阳飞机工业（集团）有限公司 沈阳 110000

摘要：数控机床是工业技术发展，逐渐衍生出来的一种综合式高新技术设备，能够缩短机械加工时间，提高机械加工的灵活性，满足产品的质量要求，为企业提供优质的生产服务，但由于数控机床设备的整体结构十分复杂，电器管路交错纵横，在发生故障时诊断工作十分困难。数控机床作为一种机械设备，在运行的过程中难免会出现各种各样的故障，当故障发生时会影响数控机床的正常运行甚至部分故障会影响精度。文章针对数控机床中的加工密度故障和维修措施进行简单讨论分析。

关键词：数控机床；精度故障；故障诊断；维修工艺

引言

近年来，我国出台了一系列扶持机床行业的政策条例，促进了机床行业的迅速可靠发展，促使数控机床的关键技术迅速发展，并取得了较大成就。我国现已成为位于全球前列数控机床消费国与制造出口国。然而，机床行业发展过程中也面临着一大难题，即当数控机床长时间处于高速生产运作状态时，会大幅度磨损零配件与元器件，急剧缩短机床使用寿命，从而引发机械故障。数控机床加工技术主要是利用装有计算机控制系统的自动化机床，逻辑性地处理控制编码或是其他的符号程序，将处理好的数字代码输入到数控装置中，由此控制机床按照设计要求，自动地进行零件加工。在加工中，如果数控机床的机械元件出现故障损耗，则容易带来精度超差故障，继而影响整个零部件的加工质量和效率。对此，需要提高对数控机床加工精度超差故障的诊断和维修技术，有效避免机床精度方面的功能性故障。

1数控机床精度故障诊断及维修的重要性

数控机床加工具有极高的精度和便捷性优势，是其它加工设备无法取代的。在长时间运行后很容易出现温度异常等问题，必须要及时进行处理。数控机床加工精度故障产生的原因多种多样，有机械故障、数控系统故障、传感元器件故障、线路连接故障等，加工精度异常故障诊断时，详细耐心细致的处理，数控机床加工精度满足要求，提高模具加工效率。通过本文对数控机床加工精度故障诊断与维修进行详细的讨论，介绍了数控机床故障诊断的原则和主要的诊断方法，提出相应的维修策略，保证数控机床运行更加稳定，让数控机床发挥更大的价值。

2数控机床精度故障诊断原则

2.1先外部后内部原则

先外后内主要就指维修人员从设备外观进行逐一排查，避免随意启封或者对数控机床进行拆卸，否则很容易导致故障扩大，造成机床精度丧失，影响机床的整体性能。机床故障主要是受到机械故障影响，数控系统故障诊断难度比较大。故障检修之前一定要排除机械故障，这样既可以有效缩短故障检查时间，又可以提高故障检修水平。造成加工精度超差故障的原因可能是机械性的也可能是电气性的，而一个数控机床设备可以分解为电气部分、液压部分和机械部分，因此在故障排查时，维修人员需要先检查机床的外部设备，但需要尽可能避免拆卸零部件，减少设备拆卸对机械设备的损伤，保证数控机床具有较长的使用寿命。

2.2先机械后电气原则

数控机床整体设备较大，逐一展开加工精度超差故障排查需要较长的时间，而且故障诊断的难度系数较大。因此，可以先对机械展开诊断，排除机械故障造成的加工精度超差故障问题之后，再进行电气部分诊断，由此保证故障维修的质量和安全性。

2.3先静态后动态原则

数控机床加工精度超差故障诊断过程中，需要保证数控机床处于断电状态，在静止中查找可能存在的设备损坏现象。之后再通电进行动态运行中的数控机床故障检查，对于运转中的各个过程，各个机械元件进行观察测试，确定故障存在的位置，以此做好故障维修作业。

3数控机床精度故障与维修处理方法

3.1由于故障导致数控机床加工精度异常

数控机床在进行零件铣削过程中，突然出现故障情况，表现为Z轴进给出现异常，最终零件出现1mm的尺寸误差。对该情况进行深入的分析，发现其故障是突发性故障，故障前未出现任何明确的警报，数控机床正常运行，因此排除电气控制故障。对此工作人员针对数控机床加工精度异常时运行的程序段进行检查，重点对刀具的补偿进行分析，计算与校对加工坐标系，在点动方式下对Z轴的运动进行分析，通过触摸、观察、分析发现在运行过程中存在明显的噪声，由此判断为机械故障。检查数控机床Z轴的精度，灵活利用手脉发生器进行辅助移动Z轴检查，并配合百分表观察Z轴的运动，观察单向运动精度正常后起始点的正向运动，为进一步进行诊断，将丝杠与电机脱开进行检查，诊断内部，发现返回运动初始存在一定的空缺感，发现其轴承存在损坏，进行更换后其数控机床正常运转。

3.2通讯诊断系统的维修

通讯诊断系统的建立，需要与控制中心保持联系，维修站会通过电话线路进行沟通，运用网络系统，向设备的操作人员发送相应的诊断程序，通讯诊断属于一种遥控诊断类型，通讯诊断系统的建立要以计算机为基础，被广泛应用到故障发生后的诊断，和定期的设备预防性诊断。整个故障诊断过程中不需要派遣维修工到运行现场，只需在固定的时间内完成机床运行测试，将得到的诊断数据自动化传输到中央维修站进行统一分析。

3.3系统参数未优化导致机床加工精度异常

对于数控机床来说，其系统参包含的内容较多，如零点偏置、机床进给单位、反向间隙等，在实际运行与维修过程中，受其自身的因素影响，处理局部位置常常会对其间隙与零点产生影响，导致其发生明显的变化，因此工作人员在故障处理后应根据实际情况对其进行精度调整，以保证其精确性。对于机械磨损来说，由于磨损情况的存在导致其部分位置可能出现松动情况，因而出现参数的变化，工作人员应根据实际进行修改控制促使其保证机床加工精度。某机床在运行中X轴出现异常，通过检查发现其X轴存在间隙，电机启动时存在不稳定，拉动感明显，分析其原因可能为X轴电机异常，应合理对其进行调试，调整间隙，以恢复机床加工精度。

3.4机床位置环异常或控制逻辑

加工过程中机床位置环出现逻辑控制不妥，引发加工精度异常。例如一辆镗铣床的加工中心为全闭环控制。如果y轴出现精度异常，通过对PLC程序进行修改，当y轴松开后，将y轴进行加紧并将y轴去掉，有效解决机床故障。

结束语

综上所述，在数控机床加工精度异常故障诊断与处理过程中，工作人员应根据实际情况进行合理的处理，将实习生产过程中存在的问题进行合理的解决，分析其问题产生的原因，根据实际情况进行合理的控制，提出合理的解决方法，从而提升数控机床加工效率，保证数控机床加工精度符合现阶段的生产要求。为降低机械故障发生率，在确保数控机床安全可靠运作的基础上尽最大可能延长机床使用寿命，必须做好数控机床的安全、调试、检验以及验收等工作。数控机床在运行的过程中加工精度极为重要，如果加工精度达不到设计要求，会较大程度影响到加工企业的生产效率和经济效益，严重时还会引发安全生产事故，因此当数控机床一旦出现加工精度故障苗头时，应该高度重视并及时进行排查维修。

参考文献

[1]关进良，杨春月，张振刚，等.数控机床特殊故障的诊断分析与处理[J].中国设备工程，2020（15）：154-155.

[2]董升忠.虚拟现实技术在数控机床装调与维修中的应用探究[J].中国设备工程，2020（8）：59-60.

[3]叶成.数控机床加工精度故障及维修处理研究[J].科学技术创新，2020（11）：182-183.