数控机床维修知识你了解多少？

数控机床的维修分为电气方向和机械方向两大类。在实际机床的维修保养中，分为电气方向和机械方向。

CNC数控机床由输入输出设备、数控装置、伺服单元、驱动装置、可编程控制器、PLC及电气控制装置、辅助装置、测量机床本体、测量装置等组成。那么数控机床的维护包括以下几点：设备管理、设备维护、故障维修。

数控机床常见故障诊断内容：
软机数控系统软件故障分析
机床机体电气故障分析
数控机床控制系统硬件故障分析
PLC控制故障分析
监控系统故障分析及反馈环节
伺服驱动系统故障分析
主轴控制系统故障分析

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飞速发展，特别是微电子技术和计算机技术的飞速发展，数控技术也在同步快速发展。数控系统的结构形式多样化、复杂化、智能化程度高。机床的诊断和故障排除需要专业的技能和知识。

数控机床常见故障分类
确定性故障
确定性故障是指控制系统主机硬件损坏或只要满足一定条件，数控机床就不可避免地会发生。这类故障现象在数控机床上最为常见，但由于它有一定的规律性，也给维修带来了方便。确定性故障是不可恢复的。一旦出现故障，如果不进行维修，机床不会自动恢复正常。但只要找到故障的根本原因，维修完成后机床就可以立即恢复正常。正确使用和小心维护是预防或避免故障的重要措施。

随机故障
随机故障是指数控制机床运行过程中发生的偶然故障。此类故障产生的原因比较隐蔽，很难找出其中的规律。因此，它们通常被称为“软故障”。随机故障的原因分析和故障诊断难度较大。一般来说，故障的发生往往与元器件安装质量、参数设置、元器件质量、软件设计不完善、工作环境影响等多种因素有关。随机故障具有可恢复性和故障率。出现后，通过重新启动等措施，机床可以正常恢复正常，但在运行过程中也可能出现同样的故障。

加强数控系统的维护和检查，确保电箱密封、安装接线可靠、正确接地和屏蔽是减少和避免此类故障的重要措施。

数控机床常见故障
主轴部件故障
由于采用调速电机，数控机床主轴箱的结构比较简单，容易出现故障的部件是主轴内部的自动夹刀机构和自动调速装置。为确保刀架在工作或停电时不会松动，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。如果夹紧后刀具不能松开，可考虑调整松刀液压缸和行程开关装置的压力或调整碟形弹簧上的螺母，减小弹簧压缩量。此外，主轴发热和主轴箱噪音等问题也不容忽视。此时，

进给传动链故障
在数控机床的进给传动系统中，常用的有滚珠丝杠副、静压丝杆螺母副、滚动导轨、静压导轨、塑料导轨等。因此，进给传动链出现故障，主要体现在运动质量下降。如机械零件未移动到规定位置、运转中断、定位精度降低、背隙增大、爬行、轴承噪音变大（碰撞后）等。对于此类故障可通过以下措施防止：

提高传动精度：
调整各运动副的预紧力，调整松动的链节，消除传动间隙，缩短传动链条，在传动链条中设置减速齿轮，也可提高传动精度。

传动刚度高：
调整丝杆螺母副及支承件的预紧力和选择丝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拖板的爬行和振动以及反向死区，影响传动精度。

提高运动精度：
在满足零件强度和刚度的前提下，尽可能减小运动零件的质量和转动零件的直径和质量，以减小运动零件的惯性，提高运动精度准确性。

导轨：
滚动导轨对失物比较敏感，必须有良好的防护装置，滚动导轨预紧力的选择要合适，过大的牵引力会明显增加牵引力。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在：刀库移动故障、定位误差过大、机械手夹持刀架不稳定、机械手移动误差大。故障严重时，会造成换刀动作卡住，机床被迫停止工作。

刀库运动故障
如果电机轴与蜗杆轴之间的机械联轴器松动或机械连接太紧，都会导致刀库不旋转。这时必须拧紧联轴器上的螺丝。如果刀库没有旋转到位，则为电机旋转故障或传动错误造成。如果当前刀套不能夹紧刀具，需要调整刀套上的调节螺钉，压下弹簧，拧紧夹紧销。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调整。

换刀机械手故障
如夹刀不紧而掉刀，调整夹紧爪簧增加压力，或更换机械手夹紧销。如果夹紧后工具没有打开，调整锁紧弹簧后面的螺母，使最大载荷不超过额定值。如果换刀过程中掉刀，则为主轴箱未返回换刀点或换刀过程中换刀点漂移所致。应再次操作主轴箱使其回到换刀位置，重新设置换刀点。

各轴行程位置压力开关故障
在数控机床上，为保证自动化的可靠性，大量使用行程开关来检测运动位置。机床在长期运行后，运动部件的运动特性发生变化，行程开关压紧装置的可靠性以及行程开关本身的质量特性对整机性能影响很大。一般情况下，需要检查和更换行程开关时间，可以消除这种不良开关对机床的影响。

辅助设备故障
液压系统——液压泵应采用变量泵，以降低液压系统的发热。安装在油箱内的过滤器应定期用汽油或超声波振动清洗。常见的故障主要是泵体磨损、裂纹、机械损坏，此时一般需要检修或更换零件。

气压系统——用于刀具或工件夹紧、安全保护门开关、排屑锥孔吹气的气动系统中，分水空气过滤器应定期排空、定期清洗，以保证气动元件中运动部件的灵敏性。阀芯失灵、漏气、气动元件损坏、失灵等都是由于润滑不良造成的，因此应定期清洗润滑器。此外，还应经常检查气动系统的密封性。

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。润滑泵内的过滤器需要定期清洗更换，每年更换一次。

冷却系统——起到切削刀具和工件的冷却和排屑作用。应定期清洁冷却液喷嘴。

排屑装置——排屑装置是具有独立功能的附件，主要是保证自动切削过程顺利进行，降低数控机床的发热。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切削区。

数控机床常见故障排除方法
由于数控机床故障较为复杂，而数控系统的自诊断能力无法对系统的所有部件进行检测，往往是一个告警号，说明故障原因很多，让人难以上手. 下面介绍维修人员在生产实践中常用的故障处理方法。

目测：
目测法是维修人员根据故障发生时对光、声、气味等各种异常现象的观察，确定故障范围，可以将故障范围缩小到某个模块或电路板，然后消除它。

初始复位方法：
一般情况下，瞬态故障引起的系统告警可以通过硬件复位或顺序切换系统电源来复位。如果由于断电、插电电路板、电池欠压等原因造成系统工作存储区混乱，必须对系统进行初始化和清除。清算前，应做好数据复制记录。如果初始化后故障不能排除，硬体诊断。

自诊断：
CNC系统已经具有很强的自诊断功能，可以随时监控CNC系统硬件和软件的工作状态。利用自诊断功能，可以显示系统与主机接口信息的状态，判断故障是发生在机械部分还是数控部分，并显示故障的一般部分（故障代码） .

功能程序测试：
功能程序测试方法是将数控系统的功能用编程的方法编成功能测试程序，存储在相应的介质上，如纸带、磁带等。在故障诊断时运行该程序，可以快速判断可能的故障原因。功能程序测试法常用于以下场合：刀具加工产生废品，无法确定是编程操作不当还是数控系统故障；数控系统出现随机故障，很难区分是外部干扰还是系统稳定性。; 闲置时间长的数控机床投入使用前或定期检查数控机床时。

备件更换法：
用好的备件更换诊断出故障的电路板，即在分析出故障大致原因的情况下，维修人员可以使用备用印刷电路板、集成电路芯片或元器件进行更换怀疑的部分，从而故障范围缩小到印刷电路板或晶圆的水平。并做相应的初始启动，使机床迅速投入正常运行。

对于现代数控的维修，越来越多的案例采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。尽可能减少故障停机时间。使用此方法时请注意断电，同时仔细检查电路板版本、型号、各种标记、跳线是否相同。如果它们不一致，则无法替换它们。拆线时应做好标记和记录。

一般不要轻易更换CPU板、内存板、电气地线，否则可能造成程序和机床参数丢失，扩大故障范围。

参数检查：
系统参数是确定系统功能的依据。错误的参数设置可能会导致系统故障或功能无效。出现故障时，应及时检查系统参数。参数一般保存在气泡存储器中，或者保存在需要电池维护的OSRAM中。一旦电池电量不足或由于外界干扰等因素，个别参数丢失或改变，出现混乱，导致机床不能正常工作。此时可通过检查、修正参数排除故障。

原理分析：
根据数控系统的组成原理，对各点的逻辑电平和特性参数，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，从而确定故障位置。

除上述常用的故障检测方法外，还可采用插板法、偏压法、开环检测法等。总之，可以根据不同的故障现象，同时采用多种方法，灵活应用，综合分析，逐步缩小故障范围，更快地排除故障。

机床故障的原因是多方面的。对于比较复杂的故障，需要多种方法结合使用，才能正确判断故障原因和诊断出故障的具体位置，及时解决故障，减少数控机床对生产造成的损失，并有效地提高了工具机的效率。