數控機床機械故障的診斷方法研究

張峻琿

摘 要：對數控機床機械進行故障診斷，不僅需要豐富的理論知識，還需要具備一定的操作經驗。從實際出發，介紹了數控機床機械故障的診斷方法，以期為數控機床維修人員提供一定的幫助。

關鍵詞：數控機床；機床；定位裝置；精密儀器

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.100

隨著我國工業化體系的進一步完善，我國的工業機械向著大型化、精密化和自動化的方向不斷發展。而對于數控機床這一精密的高科技機械而言，其維護工作具有較大的難度，且故障后的診斷更是需要一定的技巧和經驗。機械故障診斷是利用機械表征信息判斷機械故障的方法，從而確定故障性質和有效排除故障。數控機床是機電一體化的產物，其故障一般是由機電內部原因引起的。因此，掌握一定的機械內部診斷方法，對數控機床的故障診斷有很大的幫助。

1 數控機床的結構和引發故障的因素

數控機床的機械結構較為復雜，通常由機床基礎部件、傳送部件、定位裝置和具有輔助功能的系統、裝置，以及一些具有特殊功能的裝置組成。數控機床是一種較為高級的自動化機械，具體操作中基本不需要人為控制。作為一臺合格的數控機床，應滿足一定的要求——具有一定的剛度，在生產過程中應具備良好的抗震性；在生產中產生一定的熱量時，應具有一定的熱穩定性。數控機床作為一種精密儀器，在工作過程中必然有一定的精度要求，且在操作方面需要具有一定的安全防護功能。

數控機床是機電一體化的機械設備，因此，其故障可分為機械故障和電氣故障。根據筆者的經驗，絕大多數數控機床的故障是因機械部分的零件失效，進而導致精度下降引起的。因此，在排除故障的過程中，應先排除機械方面的故障，再排除電氣方面的故障。

2 數控機床機械故障的診斷方法

數控機床機械故障的診斷過程大體可分為3步：①識別數控機床的運行狀態，檢查是否存在異常。②檢測數控機床的運行過程，在動態過程中觀察運行情況。③判斷故障的發展趨勢，從而預測未來一段時間內數控機床的運行狀態。有經驗的操作人員可通過機床機械部分的某些特征或參數判斷故障，這些特征或參數包括振動、聲音和溫度等。如果特征和信息正常，處于合理范圍，則證明數控機床運行正常；如果特征和信息不正常，處于不合理范圍，則證明機械存在一定的故障。

2.1 簡易故障診斷法

2.1.1 用眼睛觀察

該方法利用人的視覺觀察機床機械部分的運行情況，比如查看機床機械的部件是否松動、零件是否損傷、潤滑油是否充足、是否存在漏油現象等；觀察機床機械外部的顏色，從而判斷機床機械的溫度；觀察機械油箱中油料的黏稠度、顏色，從而判斷油箱內部積淀物的量；根據金屬廢棄物的量判斷相關機件的磨損情況；觀察機械內部的關鍵軸承部位是否完好。

2.1.2 用耳朵聽

該方法利用人的聽覺判斷數控機床運行情況。由于數控機床屬于精密機械，在運行過程中會發出有規律的聲音，其節奏具有一定的穩定性。而存在故障的機床發出的聲音紊亂，比如出現重音、雜音等。如果出現無規則、渙散的聲音，則機床內部的零件可能已松動；如果出現碰撞的聲音，則機床內部可能正在遭受撞擊。一些有經驗的維修人員會敲擊數控機床的零件，從而判斷機床零件是否存損傷。

2.1.3 用手去觸碰

使用皮膚觸碰的方式可判斷機床的運行溫度。在人的皮膚觸碰機床時，可先用手指或手指指節處對機床表面進行試探性觸碰，如果溫度較低，再使用手掌碰觸機床表面，從而確定具體的溫度。此外，使用皮膚觸碰的方式還可以感受機床的振動程度，從而判斷故障位置。

2.1.4 用鼻子嗅

利用人的嗅覺可判斷機床高溫部位的故障位置。機床上溫度較高的部位往往是因機械劇烈的摩擦而造成的，當可燃物高溫氧化時，會發出一定的氣味，維修人員可根據氣味找到故障位置。由于不同材料燃燒發出的氣味不同，因此，采用該方法還可以快速找到故障原因。

2.2 故障檢測中的油樣分析法

在數控機床的運行中，通常會使用潤滑油和液壓油。根據油樣分析結果可獲得大量的數控機床運行信息。機床的運行離不開機械間的互相摩擦，而潤滑油在摩擦中發揮了重要的作用。潤滑油在機床內部的流動過程中，常產生一定的碎屑，工作人員通過對潤滑油樣的檢驗和分析，可間接地判斷一些機械內部磨損的程度，從而找出磨損部位。

2.3 機械故障的無損探傷法

無損探傷法是利用高科技手段檢測故障的方法，其特點為在不損害機械的前提下，檢測機械內部和外部的傷痕，可大大提高數控機床的故障診斷效率。但具體使用的過程中，要確定機械內部不存在危險因素時才可使用該方法。

3 結束語

在數控機床的維修過程中，維修人員不僅要具備豐富的理論知識，還要具有一定的操作經驗。只有這樣，才能做好數控機床的機械故障維修工作。此外，業務人員還要掌握一定檢測技巧，從而在復雜的維修過程中快速、準確地找到并排除故障，保證數控機床的安全、穩定運行。

參考文獻

[1]薛光輝，吳淼.機電設備故障診斷方法研究現狀與發展趨勢[J].煤炭工程，2010（05）.

〔編輯：張思楠〕