你对数控机床的维修知识了解多少?

CNC数控机床由输入和输出设备，CNC设备，伺服单元，驱动装置，可编程控制器，PLC和电气控制装置，辅助装置，测量机床，测量装置。然后，CNC机床的维护包括以下几点：设备管理，设备维护和故障维护。

1. 软件机床数控系统软件故障分析
2. 机床本体电气故障分析
3. CNC机床控制系统的硬件故障分析
4. PLC控制故障分析
5. 监控系统故障分析及反馈环节
6. 伺服驱动系统故障分析
7. 主轴控制系统的故障分析

数控机床常见故障及排除方法

随着当今控制理论和自动化技术的快速发展，特别是微电子技术和计算机技术的快速发展，CNC技术也迅速且同步开发。CNC系统的结构形式是多样化，复杂和高度智能化的。机床的诊断和故障排除需要专业技能和知识。

1. 数控机床常见故障分类
   • 确定性失败

     确定性故障是指控制系统主机中的硬件损坏，或者只要满足某些条件，即可不可避免地发生CNC机床。这种类型的故障现象在数控机床上最常见，但由于它具有一定的规则，它还为维护带来了方便。确定性故障不可恢复。发生故障后，如果未修复，则机床不会自动返回正常。但只要发现失败的根本原因，机床就可以在修理完成后立即恢复正常。正确使用和仔细维护是预防或避免故障的重要措施。

   • 随机失败

     随机故障是指指数控制机床在运行过程中发生的意外故障。这些断层产生的原因比较微妙，其规律性很难发现。因此，它们通常被称为“软断层”。随机故障的原因分析和故障诊断是比较困难的。一般来说，故障的发生往往与组件的安装质量、参数的设置、组件的质量、软件设计的不完善、工作环境的影响等因素有关。随机故障有可恢复性和失效性。发生故障后，机床可以通过重新启动等措施正常恢复正常，但在运行过程中也可能发生同样的故障。

     加强CNC系统的维护和检查，以确保电箱密封，可靠的安装和连接，正确的接地和屏蔽是减少和避免此类故障的重要措施。

2. 数控机床常见故障
   • 主轴部件故障

     由于采用了调速电机，数控机床主轴箱的结构比较简单，易出现故障的部件是主轴内部的自动装刀机构和自动调速装置。为保证刀架在工作或断电时不会松动，自动夹刀机构采用弹簧夹紧，并配有行程开关发出夹紧或松开信号。若夹紧后工具无法松开，可考虑调整松刀液压缸和行程开关装置的压力，或调整盘簧上的螺母，以减少弹簧压缩量。此外，主轴发热和主轴箱噪声问题也不容忽视。这时主要考虑的是清洗主轴箱，调整润滑油的用量，保证主轴箱的清洁度，更换主轴轴承，维修，或更换主轴齿轮等。

   • 进给传动链故障

     在数控机床进给传动系统中，常用的有滚珠丝杠副、静压丝杠螺母副、滚动导轨、静压导轨、塑料导轨。因此，进给传动链出现了故障，主要表现为运动质量下降。如机械部件未移动到规定位置，操作中断，定位精度降低，间隙增大，爬行，轴承噪音变大(碰撞后)等。这些故障可以通过以下措施加以预防:

     • 提高传动精度:
       调整各运动副的预紧力，调整松动环节，消除传动间隙，缩短传动链，在传动链上设置减速器，也可以提高传动精度。
     • 高传动刚度:
       调整螺杆螺母副和支撑件的预紧力，选择螺杆本身的尺寸是提高传动刚度的有效措施。刚度不足还会造成工作台或小车的爬行和振动及反向死区，影响传动精度。
     • 提高运动准确性：
       在满足部件的强度和刚度的前提下，尽可能减少移动部件的质量和旋转部件的直径和质量，以减少移动部件的惯性并提高运动精度。
     • 导轨:
       滚动导轨对赃物比较敏感，必须有良好的保护装置，滚动导轨的预张力的选择要适当，过大的牵引力会显著增加牵引力。静压导轨应有一套过滤效果好的供油系统。
   • 自动换刀器故障

     自动换刀器的故障主要表现为：工具杂志运动失效，过度定位误差，机械手的刀架的不稳定抓握，以及操纵器的大运动误差。当故障严重时，它将导致工具更改动作被卡住，并且机床被迫停止工作。

     • 工具库运动故障
       如果电机轴与蜗杆轴之间的机械联轴器松动或机械连接过紧，就会造成刀库不转动。此时，联轴器上的螺丝必须拧紧。如果刀库转动不到位，是电机转动故障或传动错误造成的。如果当前的工具套不能夹紧工具，需要调整工具套上的调节螺钉，按下弹簧，拧紧夹紧销。当刀套上/下位置不到位时，应检查拨盘位置或限位开关的安装和调整。
     • 换刀机械手故障
       如果刀夹不紧，刀掉了，调整夹爪弹簧增加压力，或更换机械手的夹销。如果夹紧后工具没有打开，调整锁紧弹簧后面的螺母，使最大负载不超过额定值。如果换刀过程中掉刀，是由于换刀过程中主轴箱没有回到换刀点或换刀点漂移造成的。再次操作主轴箱，使其回到换刀位置，并复位换刀点。
   • 每个轴的行驶位置的压力开关的故障

     在CNC机床上，为确保自动化的可靠性，大量的行驶开关用于检测运动位置。在机床的长期操作之后，移动部件的移动特性改变，行程开关按压装置的可靠性，以及行程开关本身的质量特性对整机的性能产生了很大的影响。通常，有必要检查和更换行程接通时间，这可以消除这种可差电开关在机床上的影响。

   • 辅助设备故障

     液压系统 - 液压泵应使用可变泵来减少液压系统的热量。安装在燃料箱中的过滤器应定期用汽油或超声波振动清洁。常见故障主要是泵装的主体，裂缝和机械损坏，此时它通常需要大修或更换零件。

     气压系统——用于气动系统中对工具或工件进行夹紧、安全保护门开关、吹屑锥孔等，分水空气过滤器应定期排水并定期清洗，以保证气动元件中运动部件的灵敏度。阀芯故障、漏气、气动元件损坏、故障等都是润滑不良引起的，因此应定期清洗油雾器。此外，气动系统的松紧度也要经常检查。

     润滑系统——包括机床导轨、传动齿轮、滚珠丝杠、主轴箱等的润滑。润滑泵内的滤芯需要定期清洗更换，每年应更换一次。

     冷却系统-对刀具和工件起到冷却和削屑的作用。冷却液喷嘴应定期清洗。

     排屑装置——排屑装置是一个具有独立功能的附件，主要是为了保证数控机床自动切割过程顺利进行，降低数控机床的热量。因此，排屑装置应能及时自动排屑，其安装位置一般应尽量靠近刀具的切削区域。

3. CNC机床的常用故障排除方法

   由于数控机床故障比较复杂，数控系统的自诊断能力不能测试系统的所有部件，往往是一个报警数字，表明故障的许多原因，使人们难以起步。下面介绍维护人员在生产实践中常用的故障处理方法。

• 视力检查：
  目视检查法是指维护人员在故障发生时，通过观察光线、声音、气味等各种异常现象，确定故障范围，将故障范围缩小到一个模块或一块电路板上，然后排除故障。
• 初始复位方法:
  在正常情况下，由瞬态故障引起的系统报警可以通过硬件复位或按顺序切换系统电源来重置。如果系统的工作存储区域由于电源故障，插入电路板或电压下的电池而被混乱，则必须初始化和清除系统。在清除之前，应进行数据副本记录。如果在初始化后无法消除故障，硬体诊断。
• 自我诊断：
  CNC系统已经具有强大的自诊断功能，可以随时监控CNC系统的硬件和软件的工作状态。使用自诊断功能，可以显示系统和主机之间接口信息的状态，确定故障是否发生在机械部分或数值控制部分中，并显示故障的一般部分（故障代码）．
• 功能程序测试:
  功能程序测试法是利用编程方法将数控系统的功能编写成功能测试程序，并存储在相应的介质上，如纸带、磁带等。在故障诊断过程中运行此程序，快速判断可能的故障原因。功能程序测试方法常用于以下场合:刀具加工引起的废品，无法确定是由于编程操作不当还是数控系统故障;数控系统存在随机故障，难以区分外部干扰或系统稳定性。；怠速时间较长的数控机床在投入使用前或数控机床定期检查时。
• 备件更换方法：
  更换电路板故障诊断为好备件,也就是说,在近似分析故障的原因,维修人员可以使用备用印刷电路板,集成电路芯片或组件来取代怀疑部分,因此故障范围减少到印刷电路板或晶片的水平。并做相应的初始启动，使机床迅速投入正常运行。
  为了维护现代数值控制，越来越多的案例使用这种方法进行诊断，然后用备件更换损坏的模块，使系统正常工作。尽可能最大限度地减少故障的停机时间。使用此方法时，请注意电源故障，还要仔细检查电路板版本，型号，各种标记和跳线是否相同。如果它们不一致，他们就无法更换。卸下电线时应制作标记和记录。
  一般而言，不要轻易替换CPU板，存储板和电气接地，否则可能导致程序和机床参数的丢失，并拓展故障。
• 参数检查:
  系统参数是确定系统功能的基础。参数设置不正确可能会导致系统故障或无效功能。发生故障时，应及时检查系统参数。参数通常存储在气泡存储器中，或者在需要由电池维护的OSRAM中。一旦电池电量不足或由于外部干扰和其他因素，单个参数丢失或改变，并且发生混乱，导致机床无法正常工作。此时，可以通过检查和纠正参数来消除故障。
• 原理分析:
  根据数控系统的组成原理，可以对各点的逻辑电平和特征参数，如电压值、波形等进行逻辑分析，利用仪器进行测量、分析、比较，确定故障位置。

除了上述常用的故障检测方法外，还可以使用插入电路板方法，电压偏置方法，开环检测方法等。简而言之，根据不同的故障现象，可以同时使用多种方法，以灵活应用和综合分析逐渐缩小故障范围，更快地消除故障。

机床故障的原因很多。对于更复杂的故障，需要组合使用几种方法来正确确定故障的原因并诊断故障的特定位置，以解决故障，减少由CNC机床引起的损失，为生产，并有效地提高了机器效率的工具。