淺談數控車床操作技術常見問題分析

姚雪蓮

摘 要：數控機床在公司的大量生產過程中發揮著不可替代的重要作用，隨著日復一日年復一年的不停工作，這些機器設備不可避免的都會出現問題與故障。該文以配件廠的機床為例介紹數控機床維修中常見的故障及處理措施。

關鍵詞：數控機床 維修 保養 故障處理

中圖分類號：TP2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（b）-00-01

隨著現代數控系統的逐步完善，它的可靠性是越來越高，所以數控系統本身出現的故障的概率也就越來越低，大部分的故障都不是出在系統本身，而是發生在系統以外的元器件上。系統外部的故障主要指由于氣動元件、檢測開關、電氣執行元件、液壓元件、機械裝置等出現問題而引起的。

1 數控機床常見故障及處理方法

1.1 機床撞車事故

碰到這種問題時，先要保護好現場，了解故障發生當時機床處于什么狀態，分清是首件加工還是加工過程中間，以及加工者當時正在處理的狀態。造成這種問題的主要原因有以下幾種情況：首件加工前員工們忘記返參考點或是機床雖然返回到參考點但操作者沒有注意其操作不正確。再者就是修改程序時輸入數據不當而造成，例如曾經有一操作者在加工過程中修改程序，將本應該輸入的G00 X200 Z200卻輸成了G00 X-200 Z-200，雖然只是小小的區別卻從而導致嚴重的撞車事故。甚至有的操作者馬虎大意，把工件裝反導致發生撞車事故。

1.2 加工件尺寸超差

造成機床尺寸超差的因素五花八門，機床夾具、機床、工件和刀具這些構成了我們常說的工藝系統。對工件進行切削加工時，加工表面尺寸、幾何形狀和相互位置的系統各環節間，只要任何一個環節出了變化體現在工件的后果就會很明顯，于是就造成了尺寸的波動。下面為大家詳細介紹數控機床X、Z方向兩條驅動系統之間由于傳動間隙故障而引起的尺寸超差。一般情況下在操作的順序是先電器再機械的順序，先要測出X軸和Z軸的傳動間隙。正常情況下X軸≤0.005 mm，Z軸≤0.01 mm，如果超出以上標準值則說明X（Z）軸的傳動間隙過大，是引起工件尺寸超差的原因。以上的補救的措施的環境是在系統中進行間隙補償，FANUC系統在 N 00N00中設定；大森Ⅱ型數控系統在 N0000 N000中設置，要想設置生效的話就必須先斷電再上。這樣的補償值的極限是在（0.5～0.8）的范圍內，一旦超出這個范圍就會發生危險。如果是傳動間隙過大的話，這個時候要做的就要進行機械上的間隙調整，先調整滾珠絲杠與伺服電機間的傳動間隙，設備的調整方式會因為設備和傳動方式的不同各不相同而存在差異，這時可以參考閱讀隨機的說明書。接著就是調整滾珠絲杠的安裝軸承間隙，調整的程度以手動盤軸靈活、全部行程上阻尼均勻為宜。在進行了這些工作后通常要重新進行間隙補償的設定，其方法如前所述。

1.3 數控刀臺故障

數控刀臺在數控機床上使用頻率可以說是沒有其他部件可以超越它的，所以就是因為它較差的工作環境和復雜的內部結構使得它出故障的幾率也格外大。

現象1：刀臺不轉位（一般系統會提示刀架位置信號錯誤），有多種原因可以引起刀臺不轉位。

原因分析：電器過載后刀臺會自動跳開。刀臺380V相位錯誤，因為刀臺轉動時只能是沿著順時針的方向轉動（刀臺內部有方向定位機構），所以一旦三相電相位接錯，通電之后刀臺電動機就會反轉，而刀臺是轉動不了的；刀臺電動機三相電缺相，刀臺位置信號所用的24 V電源故障。軸向定位盤壓死了刀臺體內中心軸上的推力球軸承，使得軸承不能轉動，刀臺電動機也就不能夠帶動刀臺轉動。拆下零件后檢查發現螺釘松動。這是由于刀臺轉位帶來的震動，使得定位鍵長時間承受正反方向的切向力，而造成定位鍵的損壞，定位盤和螺母向下移動，較大軸向力施加給了軸承，使其轉動不得。對系統內“系統位置板”故障進行控制，刀臺到位之后，“系統位置板”應能檢測到刀臺位置信號。針對以上的各條原因我們可以采取的措施是：更換損壞零件，檢查24 V電源，檢查刀臺強電線路，拆開刀臺，調整推力軸承軸向間隙，更換“系統位置板”等。

現象2：刀臺轉位，但刀臺鎖不緊或不到位，刀臺仍可在外界推動下左右晃動。

原因分析：刀臺電動機反轉電路故障。電動機不反轉，因為刀具轉到合適位置之后，電動機應該即刻反轉，將刀臺立即定位并鎖定于刀臺底座的定位槽中。電動機如果不反轉的話，是不能完成上述動作的，必將引起刀臺體松動。當刀臺轉動時，如果用于提升刀臺的螺桿開始時就是錯誤的位置，那么回復時的位置也不對。

解決辦法：檢查電機反轉控制電路，拆開刀臺體，調整蝸輪上凹槽和螺桿凸臺的初始位置。

1.4 電器故障

（1）回參考點故障

機床回參考點的故障一般可分為兩類：找不準（偏離）參考點與找不到參考點。前一類故障主要是由于參考點開關擋塊的位置設置不當引起的，只需要重新調整就行。配件廠一般都喜歡用經濟型數控車床，雖然價格便宜但是其防護措施并不是很理想，因此行程開關進水造成的斷路、短路現象時有發生。

后一類故障是由于零標志脈沖信號失效（包括信號未產生或在傳輸處理中丟失）或者是回參考點減速開關產生的信號所致。排除故障之間就要搞清機床回參考點的方式，接著才是故障對照分析，這是我們可以采取的方法是：先“外”后“內”和信號跟蹤法查找故障部位。這里的“內”是指光柵尺上的零標志位或脈沖編碼器的零標志位，零標志脈沖信號的檢測可以用示波器檢測；“外”是指安裝在機床外部的擋塊和參考點開關，可以用CNC系統PLC接口I／o狀態指示直接觀察信號的有無。

（2）超程：當進給運動超過由軟由限位開關設定的硬限位或由軟件設定的軟限位設定的軟限位時，就會超程報警。這種情況下根據數控系統說明書，即可排除故障，解除報警。

（3）LCD顯示字符混亂：這種情況在大森Ⅱ型數控系統中經常發生，解決辦法為：①先斷電，再次上電。在編輯方式輸入“%”“-9”，按兩次“刪除”鍵。②斷電后，將開關打到編輯擋，重新上電，依次輸入“%”、“取消”、“F”鍵，再按兩次“刪除”鍵，目的是清光所有的刀具補償。再次輸入“%”“-9”鍵，按兩次“刪除”鍵。MDI方式下，輸入“復位”鍵，調出參數畫面，按兩次“刪除”鍵，此時所有的參數都將被清光。③重新輸入所有參數和程序。

2 結語

以上關于數控機床常見故障和排除的方法是經過長期實踐之后歸納總結出來的，而且已經被證實了它在生產實踐中經驗證是切實可行的，具有良好的經濟和社會效益。

參考文獻

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