机床的故障分析和排除方法

车床常见故障与排除

车削加工件出现圆度误差

1) 主轴的轴承间隙过大。调整轴承的间隙，主轴轴承间隙过大直接影响加工精度，主轴的旋转精度有径向跳动及轴向窜动两种，径向跳动由主轴的前后双列向心短圆柱子滚子轴承保证。在一般情况下，轴承前轴承即可。调整后应进行一个小时的高速空转运转试验，主轴轴承温度不得超过70℃，否则螺母应稍松开一点。

2) 主轴轴承磨损。更换滚轮轴承。

3) 滑动轴承的主轴轴颈磨损或椭圆度过大。修磨轴颈或重新刮研轴承。

4) 主轴轴承套的外径或主轴箱体的轴孔呈椭圆形，或相互配合间隙过大。可更换轴承套或修正主轴箱的轴孔。

5) 卡盘后面的连接盘的内孔、螺纹配合松动。重新修配卡盘后面的连接盘。

6) 毛坯余量不均匀，在切削过程中吃刀量发生变化。在此工序前增加一道或两道粗车工序，使毛坯余量基本均匀，以减少误差，再进行此道工序加工。

7) 工件用两顶尖安装时，中心孔接触不良，或后尖顶的不紧，以及可使用的回转尖顶发生振动。工件在两顶尖间安装必须松紧适当。发现回转顶尖发生扭动，须及时修理或更换。

车削时工件出现锥度

1) 用卡盘安装工件纵向进给车削时，产生锥度是由于主轴轴心线在水平面和垂直面上相对溜板移动导轨的平行度超差。必须重新检查并调整主轴箱安装位置和刮研修正导轨。

2) 车床安装时使床身扭曲，或调整垫铁松动，引起导轨精度发生变化。必须检查并调整床身导轨的精度。

3) 床身导轨面严重磨损，主要的3项精度均已超差，即导轨在水面内的直线度超差；由于山形导轨和平导轨磨损量不等，使溜板移动时产生倾斜误差；导轨在垂直面内的直线度超差。刮研导轨甚至用导轨磨床磨削导轨恢复这3项主要精度，达到标准。

4) 用一夹一顶或两顶尖安装工件时，由于后顶尖不在主轴的轴线上，或前后顶尖不等高及前后偏移。可调整尾座偏移量，使顶尖对准主轴中心线。

5) 用小滑板车外圆时产生锥度，时小滑板的位置不正，即小滑板的刻线没有与中滑板的零刻度线对准。使用小滑板车外圆时，必须事先检查小滑板上的刻度是否和中溜板的零刻度线对准。

数控机床常见故障及检测方法分析

数控机床具有智能化高，加工精度高、加工质量稳定、生产效率高等特点。它综合了计算机技术、电气自动化技术等各个领域的多项科学技术成果。特别适合于加工零件较复杂、精度要求高、产品更新频率高的场合。它的任何部分出现故障,都可能导致加工精度降低,甚至机床停机、生产停顿,从而带来不必要的损失。因此,了解机床常见故障并加强数控机床故障检测分析是十分必要的。

1、数控机床常见故障

(1)主机故障 数控机床的主机通常指组成数控机床的机械、润滑、冷却、排屑、液压、气动与防护等部分。主机常见的故障主要有：1)因机械部件安装、调试、操作使用不当等原因引起的机械传动故障；2)因导轨、主轴等运动部件的干涉、摩擦过大等原因引起的故障；3)因机械零件的损坏、联结不良等原因引起的故障，等等；

主机故障主要表现为传动噪声大、加工精度差、运行阻力大、机械部件动作不进行、机械部件损坏等等。润滑不良、液压、气动系统的管路堵塞和密封不良，是主机发生故障的常见原因。数控机床的定期维护、保养、控制和清除“三漏”现象发生是减少主机部分故障的重要措施。

(2)电气控制系统故障 从所使用的元器件类型上，根据通常习惯，电气控制系统故障通常分为“弱电”故障和“强电”故障两大类。

“弱电”部分是指控制系统中以电子元器件、集成电路为主的控制部分。数控机床的弱电部分包括CNC、PLC、MDI/C RT以及伺服驱动单元、输为输出单元等。

“弱电”故障又有硬件故障与软件故障之分，硬件故障是指上述各部分的集成电路芯片、分立电子元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。软件故障是指在硬件正常情况下所出现的动作出锗、数据丢失等故障，常见的有．加工程序出错，系统程序和参数的改变或丢失，计算机运算出错等。

“强电”部分是指控制系统中的主回路或高压、大功率回路中的继电器、接触器、开关、熔断器、电源变压器、电动机、电磁铁、行程开关等电气元器件及其所组成的控制电路。这部分的故障虽然维修、诊断较为方便，但由于它处于高压、大电流工作状态，发生故障的几率要高于“弱电”部分，必须引起维修人员的足够的重视。

２０１１年２月（下旬刊）　ＩＳＳＮ　１００９－－５０７１　ＣＮ　１１－－４４６１／Ｉ　机械自动化机床的故障排除技术分析　黄立红　（中国石化股份有限公司胜利油田分公司孤东采油厂生产准备大队工具队　２５７００２）　对州　

【摘要】数控机床电气系统故障的调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程，一旦查明了原因，故障也就几乎等于排除　了。因此故障分析诊断的方法十分重要。　【关键词】数控机床；故障排除；分析　【中图分类号］ＴＧＳ０２．３２　【文献标识码】Ａ　【文章编号］１００９—５０７１（２０１１）０２－－０２０３－－０２　１故障的调查与分析　这是排故的第一阶段，是非常关键的阶段，主要应作好下　列工作：　（１）询问调查在接到机床现场出现故障要求排除的信息时，　首先应要求操作者尽量保持现场故障状态，不做任何处理，这　样有利于迅速精确地分析故障原因。　（２）现场检查到达现场后，首先要验证操作者提供的各种情　况的准确性、完整性，从而核实初步判断的准确度。由于操作者　的水平，对故障状况描述不清甚至完全不准确的情况不乏其　例，因此到现场后仍然不要急于动手处理，重新仔细调查各种　情况，以免破坏了现场，使排故增加难度。　（３）故障分析根据已知的故障状况按上节所述故障分类办　法分析故障类型，从而确定排故原则。由于大多数故障是有指　示的，所以一般情况下，对照机床配套的数控系统诊断手册和　使用说明书，可以列出产生该故障的多种可能的原因。　（４）确定原因对多种可能的原因进行排查从中找出本次故　障的真正原因，这时对维修人员是一种对该机床熟悉程度、知　识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。　（５）排故准备有的故障的排除方法可能很简单，有些故障则　往往较复杂，需要做一系列的准备工作，例如工具仪表的准备、　局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采购甚至排故计划步骤　的制定等等。　下面把电气故障的常用诊断方法综列于下。　（１）直观检查法：这是故障分析之初必用的方法，就是利用　感官的检查。　①询问：向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障　表象及故障后果，并且在整个分析判断过程中可能要多次询问。　②且视总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态　（例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机械手位置等），各电控装　置（如数控系统、温控装置、润滑装置等）有无报警指示，局部查　看有无保险烧煅，元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落，各操作元件　位置正确与否等等。　（２）仪器检查法：使用常规电工仪表，对各组交、直流电源电　压，对相关直流及脉冲信号等进行测量，从中找寻可能的故障。　例如用万用表检查各电源情况，及对某些电路板上设置的相关　信号状态测量点的测量，用示波器观察相关的脉动信号的幅　值、相位甚至有无，用ＰＬＣ编程器查找ＰＬＣ程序中的故障部位　及原因等。　（３）信号与报警指示分析法　①硬件报警指示这是指包括数控系统、伺服系统在内的各　电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯，结合指示灯状态　和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。　②软件报警指示如前所述的系统软件、ＰＬＣ程序与加工程　序中的故障通常都设有报警显示，依据显示的报警号对照相应　的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。　而ＣＮＣ与ＰＬＣ之问则以一系列接口信号形式相互通讯联接。　有些故障是与接口信号错误或丢失相关的，这些接口信号有的　可以在相应的接口板和输入／输出板上有指示灯显示，有的可以　通过简单操作在ＣＲＴ屏幕上显示，而所有的接口信号都可以用　ＰＬＣ编程器调出。　（５）参数调整法数控系统、ＰＬＣ及伺服驱动系统都设置许　多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些　参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配，而且更是使机床　各项功能达到最佳化所必需的。因此，任何参数的变化（尤其是　模拟量参数）甚至丢失都是不允许的；而随机床的长期运行所引　起的机械或电气性能的变化会打破最初的匹配状态和最佳化　状态。此类故障多指故障分类一节中后一类故障，需要重新调　整相关的一个或多个参数方可排除。　（６）备件置换法当故障分析结果集中于某一印制电路板上　时，由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于其上某一区　域乃至某一元件是十分困难的，为了缩短停机时问，在有相同备　件的条件下可以先将备件换上，然后再去检查修复故障板。　鉴于以上条件，在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅　读相关资料，弄懂要求和操作步骤之后再动手，以免造成更大的　故障。　（７）交叉换位法当发现故障板或者不能确定是否故障板而　又没有备件的情况下，可以将系统中相同或相兼容的两个板互　换检查，例如两个坐标的指令板或伺服板的交换从中判断故障　板或故障部位。这种交叉换位法应特别注意，不仅硬件接线的　正确交换，还要将一系列相应的参数交换，否则不仅达不到目　的，反而会产生新的故障造成思维的混乱，一定要事先考虑周　全，设计好软、硬件交换方案，准确无误再行交换检查。　（８）特殊处理法当今的数控系统已进入ＰＣ基、开放化的发　展阶段，其中软件含量越来越丰富，有系统软件、机床制造者软　件、甚至还有使用者自己的软件，由于软件逻辑的设计中不可避　免的一些问题，会使得有些故障状态无从分析，例如死机现象。　对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理，比如整机断电，　稍作停顿后再开机，有时则可能将故障消除。维修人员可以在　自己的长期实践中摸索其规律或者其他有效的方法。　２电气维修与故障的排除　电气故障的分析过程也就是故障的排除过程，因此电气故　障的一些常用排除方法在上一节的分析方法中已综合介绍过　了，本节则列举几个常见电气故障做一简要介绍，供维修者　参考。　（１）电源电源是维修系统乃至整个机床正常工作的能量来　源，它的失效或者故障轻者会丢失数据、造成停机。重者会毁坏　系统局部甚至全部。西方国家由于电力充足，电网质量高，因此　其电气系统的电源设计考虑较少，这对于我国有较大波动和高　次谐波的电力供电网来说就略显不足，再加上某些人为的因素，　难免出现由电源而引起的故障。　（４）接口状态检查法现代数控系统多将ＰＬＣ集成于其中，　（２）数控系统位置环故障　

ｌ２０　液压与气动　２０１　１年第６期　

数控机床气动系统常见故障分析及排除　

王宏颖　，张国同　，刘保军　

ＣＮＣ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｔｏｏｌｓ　ｐｎｅｕｍａｔｉｃ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆａｕｌｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ　

ＷＡＮＧ　Ｈｏｎｇ．ｙｉｎｇ　，ＺＨＡＮＧ　Ｇｕｏ．ｔｏｎｇ　，ＬＩＵ　Ｂａｏ－ｊｕｎ　

（１．河南工业职业技术学院，河南南阳４７３００９；２．河南中光学集团，河南南阳４７３００９）　

摘要：各种气动元器件在数控机床工作过程中的状态直接影响着机床的工作状态，气动部件的故障诊　

断及维护、维修对数控机床的影响是至关重要的。本文通过数控机床气动系统故障分析、气动系统维护的要　

点、气动系统的点检与定检三个方面阐述了数控机床气动系统常见故障，实践表明，上述方法是排除气动系　

统故障的有效方法。　

关键词：ＰＬＣ；显示信息；诊断；故障　

中图分类号：ＴＨ１３８　文献标识码：Ｂ　文章编号：１０００－４８５８（２０１　１）０６－０１２０－０２　

０　引言　各种气动元器件在数控机床工作过程中的状态直　

接影响着机床的工作状态。由于数控机床上的液压系　

统元、辅件质量不稳定和使用、维护不当，且系统中各　

元件和工作介质都是在封闭管路内工作，不像机械设　

备那样直观，也不像电气设备那样可利用各种检测仪　

器方便地测量各种参数，而且一般故障根源有许多种　

可能，这都给数控机床气动系统故障诊断带来困难。　

因此，气动部件的故障诊断及维护、维修对数控机床的　

影响是至关重要的。气动系统在数控机床的机械控制　

与系统调整中占有很重要的位置，气动系统主要用在　

对工件、刀具定位面（如主轴锥孔，和交换工作台的自　

动吹屑、封闭式机床安全防护门的开关、加工中心上机　

械手的动作和主轴松刀等。　

１　数控机床气动系统故障分析　

１．１　气缸故障现象及排除　

气缸主要故障是：气缸泄漏，输出力不足，动作不　

平稳，缓冲效果不好及气缸损伤。产生上述故障的原