数控机床故障分析与诊断系统的设计

刘庆辉

摘 要：数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床。数控机床在运行的过程中，能够加快工业生产，提高我国工业生产的效率。该文就数控机床故障研究的重要性、数控机床故障分析以及数控机床故障诊断系统设计展开讨论。

关键词：数控机床;故障分析;诊断系统设计

中图分类号：TH17    文献标志码：A

数控机床是当前我国生产中最常用的仪器设备之一，数控机床的健康运行对我国工业生产具有很重要的意义。数控机床结合了电气控制、自动化控制等技术，要想保证机床正常运行，需要加快数控机床的故障分析领域的研究速度，促进我国数控机床发展水平的提高。

1 数控机床故障分析

数控机床的常见故障有系统故障、随机故障、破坏性故障、非破坏性故障、硬件故障、软件故障等，故障可以根据元件原因、性质原因分为2类。元件原因主要表现有噪声、加工出的成品质量不合格等，这一类故障属于机械故障，机械故障主要体现在数控机床操作过程出现异常的现象，象主轴振动引起加工零件表面粗糙度较高、主轴卡夹不牢固、工件运行中飞出、加工尺寸有误等。上述这些现象是由于机械问题引起的，出现这一类故障时，检修就会十分麻烦。另一类是性质原因故障，在这一类故障中表现出的现象有元件松动、数控机床焊接位置接触不良等，主要产生的原因是外界因素或者电压不稳造成的，因此在数控机床发生故障时，我们可以根据数控机床表现出来的现状分析大致原因，进行诊断，这样能够提高数控机床故障检测与维修的效率。

2 数控机床故障诊断系统设计

数控机床故障诊断方法有直观判断法、功能测试法、敲击法、局部升温法、更换元件法、参数检测法等，下面我们就根据这些方法一一进行阐述。

2.1 直观判断法

直观判断法，顾名思义就是通过直观的视觉、听觉等判断数控机床故障的位置。直观法主要包括询问、目视、触摸、通电等步骤。在数控机床正常运行时，发出的声音与气味等具有一定的规律性，当数控机床出现故障时，可能会出现特别的气味或者杂音等现象。因此我们可以通过直观法，判断数控机床出现故障的位置。

2.2 功能测试

功能测试法比较适合用于长期闲置的数控机床，当长期闲置的数控机床刚投入使用时，很容易直接生产出工业废品，通过功能测试法，确认功能正常时再投入生产，能够保证生产的质量。

在工厂中，有一台配有FANUC 0MC 数控系统的江苏多棱TH6363B 卧式加工中心。运行自动加工程序后，出现零件尺寸误差大现象时，系统无报警。由于系统无警报，我们难以判断故障出自哪里，使用功能程序测试法，将存储在功能测试带中的程序输入系统，并进行空运行，测试过程如图 1 所示。在程序运行至刀补的环节，我们发现数控机床程序显示形状不符合规则，于是判断是刀补环节出现了故障，因此将电路更改为集成电路后，数控机床开始正常运行，由此可见，在数控机床故障分析中，功能测序法十分重要。

2.3 敲击法

数控机床的故障分为很多种，有时由于故障问题比较小，会出现时有时无的现象，所以必须从小抓起，才能够确保数控机床运行的安全性，因此当问题比较小时，我们可以通过敲击法来判断故障所在的位置。故障出现时有时无的现象时，大多数原因是由于数控机床中焊接部分出现松动引起的接触不良，因此当我们使用绝缘的物体进行敲击时，接触不良的位置可能会突然接好或者突然断开，由此我们就能够判断出故障的大致位置。在敲击法中需要注意的是，应该选取绝缘性质的物体进行敲击，防止出現连电等危险。

2.4 局部升温法

工厂中的数控机床经常长时间的运行，部分元件老化严重，老化的会导致机器出现时好时坏的故障现象，这种情况下，老化的元件不能继续使用，否则会影响整个数控机床的正常运行，如何判断具体是哪个老化元件有问题，可以采用局部升温法来查找。局部升温法是对机床的局部进行升高温度处理，温度升高后，对正常的元件没有什么影响，但是能够使老化的元件在短时间内损坏，通过程序测试法等方法，就能够找出损坏的元件，并且进行更换，就能够使数控机床恢复正常运行。

2.5 更换元件法

更换元件法是指当我们确定数控机床的故障后，使用相同型号的元件对发生故障的元件进行替换，替换后检测数控机床的运行是否正常，如果数控机床的运行正常，就说明故障分析正确，但是当更换元件后，我们检测数控机床时，发现故障仍然存在，就需要对故障进行重新分析检测。

2.6 参数检测法

在使用数控机床时，需要输入数控机床相关参数，但是在机床运行时，突然断电等情况的发生会影响数控机床中参数的稳定，这时需要对参数进行清空，并且重新输入。参数不正确时，数控机床运行也会出现故障，生产出的产品也会出现质量不合格的现象，因此应该仔细检查参数是否正确，确保数控机床的运行环境安全。

3 结语

总而言之，我们可以根据数控机床的故障所表现出的症状对其进行分析，根据经验判断出故障发生的大概原因，然后通过故障诊断方法进行故障诊断，能够有效诊断出故障所在位置。数控机床在正常运行时，出现的故障一共分为几个种类，分别是接触不良、元件老化、参数不正确等，针对具体问题进行解决，能够延长数控机床的使用年限，降低工厂数控机床生产的成本。

参考文献

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