數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷方法及應(yīng)用分析

馬永麗

摘? ?要：隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)成為零件加工、器具制造的重要設(shè)備。因此很多學(xué)校都在引進(jìn)不同加工功能類型的數(shù)控機(jī)床，來滿足對(duì)學(xué)生全面的一個(gè)培養(yǎng)，便于學(xué)生到崗位后直接就可以為企業(yè)帶來效益。在使用中數(shù)控機(jī)床相比其他機(jī)械來說，數(shù)控機(jī)床同樣會(huì)出現(xiàn)不同程度的機(jī)械故障，對(duì)于教學(xué)工作來說，針對(duì)具體的故障展開教學(xué)能夠有效提升學(xué)生的專業(yè)水平以及在機(jī)床加工時(shí)提高使用效率。由于數(shù)控機(jī)床的類型、結(jié)構(gòu)有所區(qū)別，所以診斷方法的選擇也會(huì)有一定的差異。因此，本文對(duì)目前常用的數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷方法進(jìn)行簡要的介紹，同時(shí)也對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行分析，為后續(xù)數(shù)控機(jī)床故障診斷提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床? 機(jī)械故障? 診斷? 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TG659? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）06（b）-0097-02

相比來說，數(shù)控機(jī)床不僅具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜這一特征，其各個(gè)機(jī)械構(gòu)件的精度要求也相對(duì)較高，只有這樣才能生產(chǎn)加工出精密度達(dá)到技術(shù)要求與標(biāo)準(zhǔn)要求的產(chǎn)品。正因如此，在日常維護(hù)、使用過程中，也常會(huì)由于各種問題導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)不同類型及程度的故障。因此，故障的排查與維修就成為數(shù)控機(jī)床使用維護(hù)的重點(diǎn)工作。目前來說，數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障分為簡易診斷法和精密診斷法，不同的情況下需要采用不同的診斷方法，才能更為準(zhǔn)確地找到故障位置，并對(duì)其進(jìn)行有效的處理和維修。

1? 數(shù)控機(jī)床的組成結(jié)構(gòu)

數(shù)控機(jī)床的技術(shù)性比較強(qiáng)，外部結(jié)構(gòu)有機(jī)床本體和計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置組成;內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成上主要由主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組件、進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組件、定位、軟硬限位裝備以及輔助設(shè)備等組成。在教學(xué)過程中也需要對(duì)這些部件結(jié)構(gòu)功能進(jìn)行重點(diǎn)的介紹與分析。

數(shù)控機(jī)床屬于自動(dòng)化設(shè)備的一種，通過獲取命令來進(jìn)行工作，加工過程中不需要人工進(jìn)行操作，為了保證數(shù)控機(jī)床的工作效率，因此，需要具備一定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，即具備變形抵抗力、抗震效果好、自動(dòng)散熱性等特點(diǎn)。

一般來講，數(shù)控機(jī)床的故障主要是機(jī)械故障、軟件故障以及電氣故障這三種，軟件故障主要是因?yàn)楣こ淘O(shè)計(jì)師在對(duì)機(jī)床進(jìn)行編程時(shí)，存在不合理的設(shè)計(jì)或編程失誤以及參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤等，都會(huì)引發(fā)軟件故障，只需正確修改編程，正確設(shè)置參數(shù)即可進(jìn)行修復(fù);電氣故障則分為執(zhí)行電器障礙、元件檢驗(yàn)障礙等，機(jī)械故障產(chǎn)生的原因比較多，外界碰撞、溫度異常、力度過大等都會(huì)發(fā)生機(jī)械故障，需要學(xué)生掌握實(shí)時(shí)對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行監(jiān)測(cè)的技能，從而保證及時(shí)進(jìn)行診斷及修復(fù)事故能力，從而減少經(jīng)濟(jì)損失。

2? 數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷方法

在發(fā)生數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障的同時(shí)，技術(shù)人員需要首先按照以下步驟對(duì)機(jī)床的整體狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。第一，對(duì)數(shù)控機(jī)床的工作狀態(tài)進(jìn)行分析，明確異常的位置;第二，對(duì)機(jī)床的工作流程進(jìn)行分析，重點(diǎn)檢查零件加工程序的情況;第三，對(duì)故障的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行評(píng)估，明確機(jī)床一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)行情況。在實(shí)際應(yīng)用中，一些技術(shù)高超、經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員往往能夠根據(jù)具體的細(xì)節(jié)來判定機(jī)床的故障情況，比如聲音、溫度等。

2.1 數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障簡易診斷法

在發(fā)生機(jī)械故障時(shí)，一些故障會(huì)導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床部分結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)損傷，此時(shí)則可以運(yùn)用視覺觀察法對(duì)數(shù)控機(jī)床表面的光潔度、顏色等進(jìn)行觀察，明確變化情況。另外，也可以對(duì)機(jī)床顏色的變化情況進(jìn)行觀察，明確是否是溫度異常變化所導(dǎo)致的機(jī)械故障。同時(shí)，也可以觀察機(jī)床油箱內(nèi)部液體的顏色，明確是否有沉積物存在，并明確沉積物的含量。最后根據(jù)廢氣金屬的狀態(tài)來評(píng)估機(jī)床零件的損傷情況，并對(duì)機(jī)床軸承進(jìn)行檢查，明確其損壞情況。

數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生一定的聲音，運(yùn)行狀態(tài)正常的機(jī)床其聲音是有規(guī)律的，所以當(dāng)聲音規(guī)律發(fā)生變化，在一定程度上能夠證明機(jī)床出現(xiàn)故障。一般來說，機(jī)床安全故障問題發(fā)生時(shí)，機(jī)床會(huì)出現(xiàn)雜音、重音，有零件松動(dòng)時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)無規(guī)則、渙散的聲音以及工件輕微顫動(dòng)的現(xiàn)象。如果有連續(xù)不斷的碰撞聲，則說明數(shù)控機(jī)床內(nèi)部有撞擊問題。

機(jī)床在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于構(gòu)件之間相互摩擦，會(huì)出現(xiàn)溫度的變化，且機(jī)床各部分的溫度都能保持較為穩(wěn)定的狀態(tài)，溫度也處于一定范圍內(nèi)。所以，教師可以指導(dǎo)學(xué)生對(duì)機(jī)床各部分進(jìn)行觸摸，以感受其溫度變化情況，從而能夠明確機(jī)床是否存在溫度異常變化等情況，也能具有針對(duì)性地了解故障的具體位置。但是，在觸摸過程中應(yīng)該注意安全，應(yīng)先用手心靠近機(jī)床設(shè)備，在一定距離范圍內(nèi)感受機(jī)床的溫度是否會(huì)造成燙傷，在不會(huì)造成燙傷的情況下再用指腹感受機(jī)床溫度變化。

與觸覺觀察法類似，嗅覺觀察法則是運(yùn)用機(jī)械摩擦?xí)r會(huì)有一定的物質(zhì)揮發(fā)出來，這些物質(zhì)往往具有一定的氣味，故障的出現(xiàn)往往會(huì)導(dǎo)致異常摩擦的發(fā)生，同時(shí)產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)也會(huì)發(fā)生一定的變化。在這種情況下，教師也可以通過介紹辨別氣味的方式來幫助學(xué)生確定故障的類型。

2.2 數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障精密診斷方法

在實(shí)際檢測(cè)過程中，很多故障的表現(xiàn)并不明顯，這就需要技術(shù)人員采取精密檢測(cè)方法來確定機(jī)床的具體故障。

在實(shí)際檢測(cè)過程中，技術(shù)人員可以通過溫度檢測(cè)儀器來觀察設(shè)備的運(yùn)行溫度變化。目前常用的方法包括接觸性溫度檢測(cè)和非接觸性溫度檢測(cè)，前者一般利用熱敏涂料或者在機(jī)床表面貼測(cè)溫貼片等方式來判斷溫度變化情況。后者則主要運(yùn)用紅外熱成像儀等遙感設(shè)備對(duì)機(jī)床溫度進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于危險(xiǎn)系數(shù)較高的設(shè)備，一般會(huì)采用后者技術(shù)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行精密檢測(cè)，從而掌握設(shè)備的故障情況。

由于部分?jǐn)?shù)控機(jī)床自身精密度較高，所以其故障也相對(duì)隱蔽，但是故障一旦存在，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)床出現(xiàn)不同程度的異常振動(dòng)，對(duì)于細(xì)微的振動(dòng)則可以運(yùn)用振幅檢測(cè)設(shè)備對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，從而根據(jù)振幅變化情況以及具體的數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)床的故障進(jìn)行分析和判斷。

在很多故障發(fā)生過程中，機(jī)床潤滑油中會(huì)有金屬碎屑，并且加工材料和機(jī)床本身材料有一定的區(qū)別。所以，通過對(duì)機(jī)床潤滑油進(jìn)行油樣分析，能夠通過明確油樣中是否有機(jī)床結(jié)構(gòu)物質(zhì)的方式來明確機(jī)床是否損壞，以及根據(jù)實(shí)際的碎屑性質(zhì)來確定機(jī)床的損壞部位。另有機(jī)床在安裝過程中定存在誤差，可以先讓學(xué)生利用平衡儀來把機(jī)床在安裝過程中機(jī)床各個(gè)軸的平衡位置找正，而減少加工誤差。

目前，我國各類無損探傷技術(shù)與設(shè)備已經(jīng)處于較為成熟的階段，因此在實(shí)際工作中，經(jīng)常會(huì)采用無損探傷設(shè)備對(duì)機(jī)床的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，這樣的檢測(cè)方法一方面不會(huì)由于拆卸設(shè)備導(dǎo)致安裝故障的發(fā)生及安裝誤差變大，另外一方面也能有效提高檢測(cè)的精度。但是，由于很多無損探傷設(shè)備本身含有一定的放射性物質(zhì)，所以這種技術(shù)的應(yīng)用需要在專業(yè)技術(shù)人員的操作下完成。

3? 結(jié)語

綜上所述，數(shù)控機(jī)床常見機(jī)械故障的檢查方法可以從簡易診斷方法和精密診斷方法兩方面選擇，其基本原理大同小異，但是需要根據(jù)設(shè)備故障的實(shí)際情況進(jìn)行選取。一般來說，簡要方法多用在故障初步排查中，精密方法則對(duì)運(yùn)用在微小故障或者危險(xiǎn)設(shè)備故障排查之中。同時(shí)，我們也應(yīng)該清楚地認(rèn)識(shí)到，數(shù)控機(jī)床不同故障之間的內(nèi)在聯(lián)系，這是因?yàn)橄到y(tǒng)故障發(fā)生時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床的異常動(dòng)作，從而導(dǎo)致機(jī)械故障的發(fā)生。并且，不規(guī)范的機(jī)床維護(hù)方法和機(jī)床加工操作方法，同樣也會(huì)導(dǎo)致機(jī)床故障的出現(xiàn)。因此在實(shí)際加工操作中，需嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)備使用說明書進(jìn)行加工與維護(hù)，才是解決故障最有利的措施。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉江濤，王帥.數(shù)控機(jī)床常見的故障與基本處理技術(shù)分析[J].科學(xué)咨詢（科技·管理），2020（2）：65.

[2] 劉玉玲.PLC技術(shù)在數(shù)控機(jī)床故障診斷中的運(yùn)用探析[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2020（2）：130-131.

[3] 解世超.基于數(shù)據(jù)融合的數(shù)控機(jī)床故障診斷技術(shù)研究[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2020（1）：121-123.

[4] 言帆.數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷方法的研究及應(yīng)用[J].科教導(dǎo)刊（中旬刊），2017（8）：24-25.

[5] 王偉奇.數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷方法的研究及應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（15）：19.

[6] 陳素銀.數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷方法及應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2017（2）：151，153.