论文部分内容阅读
摘 要：数控机床本身就是一个故障多发的机械设备，这是由于它本身特殊性和运行条件决定的。由于数控机床长期处于复杂的环境中，同时相关故障的诊断和维护也一直没有得到业界重视，因而时常会发生一些意料之外的运行故障。本文重点阐述了机床在运行的过程中所出现的重重故障，并根据故障产生的原因提出了相应的维修方法，以供同行工作参考。
关键词：数控机床；机械故障；维修；诊断
近年来，随着我国机械产业的进一步发展，数控机床的应用日趋广泛，已成为机械制造业不可或缺的设备之一，但由此也引发了许多新的机械故障。尤其是在这两年，由于人们对故障诊断和维修认识的日趋深入，机床运行故障诊断与维修逐渐被提到企业工作议程上。在机床正常运行中，工作人员如何在第一时间发现机床故障并加以维修已成为当今机械生产人员的首要难题。这里我们有必要对机床运行中所出现的各种故障诊断方法与维修进行探讨。
1 机床机械故障的产生原因
机床是一个长期运行的设备，它在运行过程中零部件极容易受到外力、热、摩擦、破损等因素的影响而引发故障，这些故障表现在机械零件缝隙增大、运动部件连接松弛、设备零件相互撞击等，其轻者影响到加工设备的精度和加工效率，重者破坏零部件甚至引发安全事故。就常见的机床机械故障分析，其主要可以分为以下几种：
1.1 动作性故障
动作性故障是因为机床在运行之中部件动作产生故障，这种故障主要包含了刀具夹紧不严、刀盘定位不准以及工作台旋转误差等方面。这类故障在出现之后极容易给加工工件的精度造成影响。
1.2 功能性故障
功能性故障是机床在工件加工精度方面所表现出的故障，其主要表现在精度差、运动方向存在着严重误差、机床警报不明显。这类故障的出现一般都需要从不合格零件入手，通过运动误差以及加工误差的产生原理来深入的查探。
1.3 结构性故障
结构性故障则是因为发电机过热、机床运行速度不稳、切削振动等情况造成的机床运行机械故障，这类故障的出现主要是主轴安装、润滑、传动平衡方面发生的，其一旦发现必须要及时的进行处理。
2 机床运行机械故障的诊断与维修
机床运行中机械故障的诊断和处理是非常繁琐和复杂的工作，这是因为这类故障并非简简单单的故障现象，而是和其他故障产生原因一一对应，往往看似一种故障经常都是因为多种不同的原因造成的，甚至是由此引发出更多的故障。因此在故障的诊断与维修中，需要深入了解故障的发生原因和类型，从根本上解决故障，进而保证机床运行效益。
2.1 机械故障的查找与排除
机械故障在机床运行中是难以避免的，是因为机床设备和系统自身或者外在原因而引发的一种丧失预定功能的现象。通常来说，这类故障的发生主要可以分为三个区域，即试运行区域、正常运行区域以及衰老区域三个方面。其中这三个环节中试运行区域的系统故障发生率较高，故障发生率是一个上升的趋势，而正常运行区的故障则是一个水平状态的运行流程，它呈现出的故障发生率较低，但是相应的故障特征较为突出。衰老区域的故障发生率高，发生速度也快。
2.1.1 故障排除
在机床运行中，一旦发生故障那么必然会影响到整个机床的运行，在排除上我们可以根据故障发生信息进行归类，然后有针对的意义分析。首先，我们要根据具体故障的特征和发生情况，尽可能的在保证现场故障状态的基础上采用先进仪器进行诊断，这种做法的目的在于第一时间发生故障的发生原因和发生部位，等到技术人员到达现场之后可以迅速的展开维修和处理，从而减少因为机床故障而引起的企业经济损失。其次，在故障诊断的时候我们还可以参照机床的组成器件和使用说明书来进行对比，罗列出各种故障可能发生的位置，并对这些故障进行整理，最终从其中寻找出引发这次故障发生的具体原因，这种排除方法并非是一个简单那的环节，它是一个综合、系统、全面的管理流程，更是一个复杂的排除模式。
2.1.2 诊断方法
诊断的方法有很多，这里主要介绍一些比较常见的诊断方法。第一种是直观检查法，这种方法是任何故障诊断中不可或缺的方法，主要就是利用维修人员的感官进行的一种检查方式。首先是通过对故障现场每一个人员进行仔细的询问，通过现场人员的汇报情况对故障进行一个简单的判断。其次就是目视，通过对总体的查看，对机床所有工作部件的状态进行仔细的查看，观察是不是处于正常的工作状态，主要包括所有电控装置是不是出现了报警，保险有没有烧煅，一些元器件是不是出现了开裂、烧焦以及电线电缆的脱落等现象，每一个操作元件的位置是不是正确等等。第二种方法就是利用仪器检进行检查，通过一些常规的电工仪表，对所有组的交、直流电源的电压，以及直流和脉冲信号进行测量，从中查询一些可能的引发故障的原因。
2.2 电气维修与故障的排除
众所周知，电气的故障分析过程其实就是故障排除的过程，下面主要结合工作实际列举一些常见的电气故障，对其进行一个简要的介绍和分析，以供维修者进行参考和借鉴。第一种是数控系统的位置环故障：首先是位置环报警，可能是由于位置测量的回路开路；测量元件已经被损坏；或者是由于位置控制建立的接口信号已经不复存在。其次就是坐标轴在没有任何指令的状态下产生了具体的运动。可能由于漂移太大；速度环或位置环接成了正反馈；反馈接线开路；测量元件已经被损坏。电源属于维修系统甚至整个机床运行每一个正常工作的唯一能量的来源，它一旦出了故障或者失效轻者会导致数据的丢失和停机事故。重者甚至会毁坏系统局部的部件。直接导致了机床的动态特性下降，工件加工的质量也会下滑，甚至还会出现振动现象。出现这种现象的时候，经常会导致过大的机械传动系统的间隙，严重的时候还会引发程度较大的磨损，比如导轨润滑的不充分就是因为磨损所造成；一般情况下电气控制的系统，出现上述情况就有可能是因为位置环、速度环以及相关参数已经脱离的最好的工作状态，所以应该立即在机械故障排除以后，对其进行适当的调整。如果出现机床坐标的零点找不到，就是因为接线开路或者是编码器已经损坏；零方向已经远离了零点；回零的减速开關已经失灵；光栅的零点标记发生了较大的移位。
结束语
在数控机床的实际生产运行的过程中，科学合理的进行维护和检测是延长机床寿命和使用周期的关键所在，定期的维护和检测能够及时地发现问题，可以将故障发生的几率降到最低状态，所以说，如何有效地控制故障发生的关键点就是要有一个合理及时的防护措施。
参考文献
[1]王博，仲辉.有关数控机床提高加工效率的探讨[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2012（01）.
[2]李彦彦，华晨辉.谐波小波在旋转机械故障诊断中的应用[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2012（01）.
[3]赵雪.数控加工中刀具的选择与切削用量的确定[J].职业，2012（05）.
关键词：数控机床；机械故障；维修；诊断
近年来，随着我国机械产业的进一步发展，数控机床的应用日趋广泛，已成为机械制造业不可或缺的设备之一，但由此也引发了许多新的机械故障。尤其是在这两年，由于人们对故障诊断和维修认识的日趋深入，机床运行故障诊断与维修逐渐被提到企业工作议程上。在机床正常运行中，工作人员如何在第一时间发现机床故障并加以维修已成为当今机械生产人员的首要难题。这里我们有必要对机床运行中所出现的各种故障诊断方法与维修进行探讨。
1 机床机械故障的产生原因
机床是一个长期运行的设备，它在运行过程中零部件极容易受到外力、热、摩擦、破损等因素的影响而引发故障，这些故障表现在机械零件缝隙增大、运动部件连接松弛、设备零件相互撞击等，其轻者影响到加工设备的精度和加工效率，重者破坏零部件甚至引发安全事故。就常见的机床机械故障分析，其主要可以分为以下几种：
1.1 动作性故障
动作性故障是因为机床在运行之中部件动作产生故障，这种故障主要包含了刀具夹紧不严、刀盘定位不准以及工作台旋转误差等方面。这类故障在出现之后极容易给加工工件的精度造成影响。
1.2 功能性故障
功能性故障是机床在工件加工精度方面所表现出的故障，其主要表现在精度差、运动方向存在着严重误差、机床警报不明显。这类故障的出现一般都需要从不合格零件入手，通过运动误差以及加工误差的产生原理来深入的查探。
1.3 结构性故障
结构性故障则是因为发电机过热、机床运行速度不稳、切削振动等情况造成的机床运行机械故障，这类故障的出现主要是主轴安装、润滑、传动平衡方面发生的，其一旦发现必须要及时的进行处理。
2 机床运行机械故障的诊断与维修
机床运行中机械故障的诊断和处理是非常繁琐和复杂的工作，这是因为这类故障并非简简单单的故障现象，而是和其他故障产生原因一一对应，往往看似一种故障经常都是因为多种不同的原因造成的，甚至是由此引发出更多的故障。因此在故障的诊断与维修中，需要深入了解故障的发生原因和类型，从根本上解决故障，进而保证机床运行效益。
2.1 机械故障的查找与排除
机械故障在机床运行中是难以避免的，是因为机床设备和系统自身或者外在原因而引发的一种丧失预定功能的现象。通常来说，这类故障的发生主要可以分为三个区域，即试运行区域、正常运行区域以及衰老区域三个方面。其中这三个环节中试运行区域的系统故障发生率较高，故障发生率是一个上升的趋势，而正常运行区的故障则是一个水平状态的运行流程，它呈现出的故障发生率较低，但是相应的故障特征较为突出。衰老区域的故障发生率高，发生速度也快。
2.1.1 故障排除
在机床运行中，一旦发生故障那么必然会影响到整个机床的运行，在排除上我们可以根据故障发生信息进行归类，然后有针对的意义分析。首先，我们要根据具体故障的特征和发生情况，尽可能的在保证现场故障状态的基础上采用先进仪器进行诊断，这种做法的目的在于第一时间发生故障的发生原因和发生部位，等到技术人员到达现场之后可以迅速的展开维修和处理，从而减少因为机床故障而引起的企业经济损失。其次，在故障诊断的时候我们还可以参照机床的组成器件和使用说明书来进行对比，罗列出各种故障可能发生的位置，并对这些故障进行整理，最终从其中寻找出引发这次故障发生的具体原因，这种排除方法并非是一个简单那的环节，它是一个综合、系统、全面的管理流程，更是一个复杂的排除模式。
2.1.2 诊断方法
诊断的方法有很多，这里主要介绍一些比较常见的诊断方法。第一种是直观检查法，这种方法是任何故障诊断中不可或缺的方法，主要就是利用维修人员的感官进行的一种检查方式。首先是通过对故障现场每一个人员进行仔细的询问，通过现场人员的汇报情况对故障进行一个简单的判断。其次就是目视，通过对总体的查看，对机床所有工作部件的状态进行仔细的查看，观察是不是处于正常的工作状态，主要包括所有电控装置是不是出现了报警，保险有没有烧煅，一些元器件是不是出现了开裂、烧焦以及电线电缆的脱落等现象，每一个操作元件的位置是不是正确等等。第二种方法就是利用仪器检进行检查，通过一些常规的电工仪表，对所有组的交、直流电源的电压，以及直流和脉冲信号进行测量，从中查询一些可能的引发故障的原因。
2.2 电气维修与故障的排除
众所周知，电气的故障分析过程其实就是故障排除的过程，下面主要结合工作实际列举一些常见的电气故障，对其进行一个简要的介绍和分析，以供维修者进行参考和借鉴。第一种是数控系统的位置环故障：首先是位置环报警，可能是由于位置测量的回路开路；测量元件已经被损坏；或者是由于位置控制建立的接口信号已经不复存在。其次就是坐标轴在没有任何指令的状态下产生了具体的运动。可能由于漂移太大；速度环或位置环接成了正反馈；反馈接线开路；测量元件已经被损坏。电源属于维修系统甚至整个机床运行每一个正常工作的唯一能量的来源，它一旦出了故障或者失效轻者会导致数据的丢失和停机事故。重者甚至会毁坏系统局部的部件。直接导致了机床的动态特性下降，工件加工的质量也会下滑，甚至还会出现振动现象。出现这种现象的时候，经常会导致过大的机械传动系统的间隙，严重的时候还会引发程度较大的磨损，比如导轨润滑的不充分就是因为磨损所造成；一般情况下电气控制的系统，出现上述情况就有可能是因为位置环、速度环以及相关参数已经脱离的最好的工作状态，所以应该立即在机械故障排除以后，对其进行适当的调整。如果出现机床坐标的零点找不到，就是因为接线开路或者是编码器已经损坏；零方向已经远离了零点；回零的减速开關已经失灵；光栅的零点标记发生了较大的移位。
结束语
在数控机床的实际生产运行的过程中，科学合理的进行维护和检测是延长机床寿命和使用周期的关键所在，定期的维护和检测能够及时地发现问题，可以将故障发生的几率降到最低状态，所以说，如何有效地控制故障发生的关键点就是要有一个合理及时的防护措施。
参考文献
[1]王博，仲辉.有关数控机床提高加工效率的探讨[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2012（01）.
[2]李彦彦，华晨辉.谐波小波在旋转机械故障诊断中的应用[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2012（01）.
[3]赵雪.数控加工中刀具的选择与切削用量的确定[J].职业，2012（05）.