摘要院 随着我国工业实力的不断强大，数控机床的应用范围也越来越广，对于企业发展带来了巨大的推动作用。由于该设备相关零部件具有精密度高及结构复杂等原因，在使用过程中一旦出现任何故障，都会导致机床停机无法生产，给企业带来重大经济损失。为了避免出现这种情况，就需积极做好数控机床诊断和维护工作。基于此，通过分析当前数控机床维修现状以及结构特点，提出关于故障检测与维修的措施，提升机床可靠性，全力保障设备的稳定运行。
关键词院 数控机床;故障检测;维修
0 引言
数控机床作为当前加工行业关键性设备，对现代企业的发展有着重大意义。而目前该设备发展趋势存在高精密性和功能复合化特点，也因为构造精密结构复杂，在加工过程中出现故障，势必会影响到企业的经济效益。为了降低故障发生概率，保障设备稳定运行，就要求技术人员能够充分掌握机床的各项结构原理和维修方法，以此提升企业的经济效益。
1 数控机床结构特点与维修现状分析
为了满足各行各业的发展需要，数控机床也衍生出了不同类型，因此其设计理念和使用方式千差万别。虽然存在客观差异性，在基本技术原理上并没有太大差别。从组成部分大概可以划分为控制、伺服和位置系统三个模块，而具体的运转流程则是通过控制系统，将数据信息发送到伺服系统程序，然后再根据计算芯片分析运算结果实现对机床运转的控制。而位置系统主要作用在于，检测设备在运转状态下的具体过程，并将其相关数据信息传送至控制系统，最后再对相关信息进行检测校正才能有效保证机床的稳定运转。因此数控机床的特点就在于，通过软件控制开展自动化加工，不仅有利于大幅度降低人力资源的使用，在大批量生产下能够有效保证产品质量以及精度，提高了企业的市场竞争力。
1.1 机床故障检测与维修的重要性
在科学技术不断进步的今天，数控技术也取得了长足进步，虽然被广泛应用于各行业。就实际情况来看，由于过于复杂以及技术的不断更新，导致现有的维修诊断技术难以满足当前企业发展的需要。要对维修理论相关技术进行改进和革新，这也是行业所需市场所需，由于在使用的过程中一旦出现零部件故障，设备就会立刻停止运转再严重的情况很容易导致部分重要的部件出现报废的可能，不仅影响企业正常生产也造成了明显的经济损失。因此在平时就要做好对机床的保养和维护工作，在运转过程中对于任何微小故障不可掉以轻心，必须要及时进行处理，降低因故障所带来的损失。
1.2 机床维修过程中所存在的问题
从客观因素进行分析，就目前来看主要原因在于操作环境，温度忽高忽低以及过于潮湿都有可能导致，设备在运转过程中出现问题。尤其是潮湿还容易引发电路板以及电子元器件短路的现象。此外，在复杂电磁环境下以及周围有明显因机械设备所造成的震动，都会给该设备的正常使用造成伤害，进而给维修也带来了较大困难。生产环境中的粉尘和粉末浓度过高，会对部分高精度配件造成影响。
从人为因素分析，主要表现于专业知识存在欠缺，在使用的过程中由于接线错误，不仅会出现设备因电压过高或过低出现被烧坏的现象，在严重的情况下还会造成人员伤亡。此外还有部分人员因为贪图便宜并没有购买高质量的电源，反而是购买劣质产品，存在严重安全隐患。在平时使用过程中，没有做好对电气设备的保护工作，在电机高速运转的过程中，也没有采取有效的措施进行散热，在经过长时间使用以后会因为温度过高进而出现故障。最后部分维修人员缺乏自我保护意识，在操作的过程中并没有按照正确的规范开展工作，不仅容易导致部分高精度设备容易受到损坏，威胁到检修者本人的生命安全。
2 检查数控机床应该掌握原则
数控机床具备高精密性和高可靠性以及设计模块化特点，由于种类多所涉及到的技术更复杂，因此一旦出现故障，检测起来也变得更加棘手和麻烦，也为企业的正常运转带来了不少困难。为了便于快速开展对故障的分析和处理工作，对此根据大量实践经验提出在检查路控机床故障的过程中，就应当掌握以下五原则。
2.1 先静后动
在出现故障以后，作为技术人员不要一开始就立刻动手进行修理或拆除外壳，而应当询问之前的操作人员在故障发生时的相关过程和具体状态，是否因为误操作而导致的。接下来就需要根据回答的内容再结合该机床的说明书进行详细分析，在开展检修期间就需要先断电，在确保安全以后方可通电，然后再运行的状态下进行动态检测。
2.2 先外部后内部
由于机床融合了各种先进技术与高精密设备，一旦出现故障其具体表现主要集中于机械、电气、液压等模块。作为检修人员就有必要，详细查看外部相关部件是否出现异样，在确认无误以后，才会详细地检查内部的各种构造，通过由外向内开展检查，才能更好完成该项工作。比如部分机床外观并没有任何异常，但由于在经过长期使用过后因保养不当，导致重要连接部位出现松脱的现象，引发故障。
2.3 先机械后电气
当前的数控机床已经是高度自动化，在检查故障的过程中。从难易度进行分析，因硬件问题而导致的故障，相对比较容易发现和处理。但若是因为系统而引发的故障，在诊断难度上要显得更加困难。在出现问题的情况下，首先就需要检查机械部分运转是否顺畅?有没有异常现象?接下来在确认无误以后，对此就可以确定是系统出现了问题。部分故障可通过专业技术人员解决，对于较特殊问题就需要由厂商来处理。
2.4 先简单再复杂
当出现两种或多个故障同时存在，对于技术人员而言，在一开始或许不知道该如何下手。首先就需要解决相对较为容易的问题，至于难度最大的则可以放在最后。当问题被逐个解决以后，困难的问题也就变得一目了然很容易快速处理。原因就在于，在对问题逐个处理的过程中，也有助于帮助技术人员梳理思维，在对相关问题进行排除的过程中，也能对该设备所出现的故障有了更为直观认识，解决问题会变得更加简单和快速。
2.5 以故障原因改良固件
通常情况下，技术人员在发现故障并加以解决以后，就会详细分析引发故障的原因。在必要的条件下，可以通过对部件构造的改良，以此提高设备运行的稳定性，有助于避免故障的再一次出现。在实际使用阶段，大量经验表明散热风扇会因为使用时间的原因，导致表面堆积大量的灰尘，进而引发静电现象的产生，致使部分电器件出现短路的现象。而为了避免出现这种故障，可以在散热风扇表面安装隔膜，目的在于避免灰尘堆积。
2.6 数控机床故障原因分析
随着科技的不断发展，目前数控机床在技术上日臻完善，但在设计上会不可避免地存在缺陷性问题，进而引发在实际使用过程中引发故障问题。需要指出的是，第 6 代数控机床 CNC 系统存在较强的独立性，因此一旦出现任何问题，容易导致使用企业不得不支付大量的费用进行维修或保养。此外在技术上发展速度非常快，然而控制系统的更新速度却存在欠缺，而这也就导致 CNC 系统的开发进度无法满足当前市场所需。由于部分机床存在多个控制系统，而各系统之间融合度较差，企业不得不支付大量的资金用于对员工的培训，考虑到 CNC 系统存在强大的封闭性特点，一旦出现任何问题第三方难以开展有效维修，全部都需要返回厂商进行处理。不仅导致维修成本上涨，也对企业的经营生产带来了较大问题。
2.7 因机械部件导致的故障
数控机床的机械部件不仅多大多数具有较高的精密性，若长期处于相对稳定并且空气湿度不大的环境下，故障的概率比较低。在使用过程中机械部件故障主要集中于，主传动系统以及进给传动系统两大部分。在实际使用过程中，经常会因为导轨移动或者是因为滚珠丝杠所产生的噪音从而引发故障问题。此外还需要注意，轴承是整个传动系统的重要部件，在平时由于保养不当或使用较为频繁，容易引发过热或噪音的现象，导致存在潜在隐患。比如 RTII125*60/40P-NC 数控机床在经过一段时间使用以后出现反向误差过大，以及存在定位精度不稳定的现象。而工作人员在进行检测的过程中积极进行详细分析，在确定了大概的具体位置以后，拆卸设备发现丝杠存在弯曲现象，如图 1 所示，在更换以后设备就重新恢复了正常。
3 数控机床故障诊断常用方法
3.1 直观法
其特点就在于作为维修技术人员，可以通过观察设备的外表，通过鼻子闻是否有异味以及用手触摸，认真分析各种异常现象。若存在，那么就需要对其具体位置进行详细查看，尤其是元器件表面是否存在烧损，需要注意的是，这种方法能够对较为简单的故障进行快速锁定，找出问题所在。比如某数控机床在生产过程中出现了突然停机的现象，在技术人员到来以后，通过对设备外表的检查，发现没有任何异样，但是却闻到了一股烧焦的味道。打开设备后就发现电路保险管被烧坏，仔细检查后发现某轴电动机动力线，因外皮破裂而暴露，而露出部分正好接触机床金属外壳，从而导致短路保险管被烧坏，因此在更换动力线以后故障被排除，机床也恢复到正常状态。
3.2 预查软故障
在对设备外观进行检查的过程中，作为技术人员，不能够只是检查外表，而应当详细查看相关使用记录以及维修档案。有必要与操作人员进行详细地交流了解在故障时所发生的状况，才能够掌握大量有用的信息，然后再根据过往的经验进行故障排除。比如是否有人，在操作人员休息或者离开的过程中，打开过机床，更改了相应的参数和程序，而接下来就有必要对被修改的相关参数进行逐一检查，而这样的过程就被称之为是软件故障。
3.3 CNC 系统自诊断法
机床在实际运转过程中是具备了自我诊断功能，能够对当前的工作状态开展实时监控。而一旦出现任何异常，就会在显示器上立刻进行报警，并显示出相应的代码。工作人员就可以根据故障提示开展检查，这种方法能够给维修人员提供最为直接检测依据。在通常情况下，具备多年实操经验的作业人员，也可以根据个人经验进行简单地处理。
3.4 部件交换法
所谓的交换，就是在于通过故障分析判断，有可能设备中的某个部件已经出现损坏，但不能够确定就一定是该部件。为了能够更加高效地处理各种问题，避免给企业的生产经营带来影响，因此就可以通过利用某型号相同的部件，替换原有存在问题的部件。那么在设备再次启动时，如果处于正常运转，那么就说明找到问题的原因所在，如果依然存在，那么就有必要由专业的技术人员来处理。
3.5 敲击法
设备在运转的过程中，时而出现正常，时而出现故障。出现这样的现象，原因就是在于部分重要元器件的接触存在不良，也有可能是部分焊点存在脱焊。因此就可以采用这种方法，用手或者是其他工具，敲击可能存在故障的区域。在确定具体部位以后，接下来就需要着手进行处理。
3.6 局部升温法
对于使用时间较长的数控设备，部分电器元件不可避免存在老化的现象，从而导致实际运行性能逐渐降低。在还没有彻底损坏之前，故障的表现就存在不稳定性有时候表现正常。而为了能够有效确定老化部件，就需要使用电吹风，对疑似存在老化的部件进行加热处理，采用这种措施是在于加速老化部件的损坏程度，在加热的过程中控制好温度参数，避免因为温度过高对正常配件造成损害。
4 数控机床故障的维修方式
4.1 使用测量法确定故障的确切位置
数控机床之所以能够对故障开展自动检测，一大原因就是在于自带测量端子。此外该部件的一大优点还在于，当故障出现以后，考虑技术人员不能在第一时间及时确定问题部件的方位，对此就可以利用该设备对位置进行确认。但需要注意的是由于数控机床存在诸多类型，相关的零部件在配置上也有所不同，对此就需要详细查阅相关资料，在确定了大致的故障地点以后，就需要使用测量端子进行更加细致地检测，以此缩小故障发生的范围，直到确定其准确位置。在大多数情况下采用这种方法，出错的概率是微乎其微。也存在一定的不足，那就是对于该项技术的使用人员要求非常高，不仅需要对机床的结构原理和各种电气知识有着充分的了解和掌握，更重要之处在于使用测量端子检测需要花费大量的时间。因此对于稍微简单一些的故障，使用这种方法在投入和产出方面相比，就显得有些不划算，比较适合于疑难性问题的确认。
4.2 修改机床参数
在设备运转过程中，会因为实际需求产生大量参数，工作人员就可以根据反馈数据，及时查看机床是否处于正常状态。如果显示屏上参数出现异常，会影响到设备的正常使用，一般情况下容易给企业带来经济损失，而在严重的情况下会拖累整个生产进度，导致既定计划无法顺利完成。因此在对机床进行维修的过程中，就可以通过参数的变化判断故障出现的原因。考虑到因长久使用出现部分元器件老化，或因为保养不当等原因导致运行参数出现紊乱，在此就可以对老化的部分进行更换或维修，目的在于保证设备在运转区间参数是处于合理范围内。部分工作人员在操作的过程中，会因为个人原因导致失误引发参数变化，此时就需要采用正确的方式，以此保证机床处于正常运行状态。
4.3 编写程序
当前的数控机床大多数都具备了自动化技术，从大部分企业的实际生产需求来看，对该项技术的应用频率越来越高。然而实现这一切的来源则是在于程序，因此一旦程序出现错误就容易导致机床无法正常工作，在这个时候就需要重新编写。作为工作人员，有必要根据数控机床的类型以及其技术特点，根据说明书操作方式打开相应的开关，然后再按照正确的流程将错误的程序删除，接下来就需要重新输入正确的操作程序，重新开启设备以后就可以恢复到正常的状态。
4.4 替换备件
在机床维修过程当中，这是属于非常常见和直观的方法，通过对已经发生故障部位的配件进行更换，以此保障设备的正常运转。需要注意的是，该方法只适用于机床不能正常运行，在启动过后并没有发出滴滴的报警声，系统也没有给出相应的提示。在此时就需要技术人员通过手动的方式来排除故障，而根据大量的实践经验表明，出现这种问题的主要原因在于电路芯片以及集成电路板。通过排除法，逐步缩小故障产生的范围，最后才还确定确切的位置，然后只需要对原部件进行更换，机床就可以恢复到正常的运行状态。这种方法不仅简单有效，还能节约大量的维修时间，处理的效率也非常高。
4.5 其他的维修方式
在机床运行的过程中出现故障时，还有其他的方法可以使用。首先就是工作人员可以根据过往的经验确定故障，比如通过触摸或者是听声音以及鼻子闻，确定故障的具体位置。但采用这种方法需要具备丰富的经验，如果经验不足就会严重影响到故障的处理效率，在个别情况下还容易导致出现误判。此外也可以通过专业的仪器进行检测，主要是检查电路板以及电机等部件。
5 维修人员的素质要求
维修人员的素质高低在很大程度上会影响到机床的维修效率和质量，因此从企业自身利益考虑就要求他们需要具备以下素质：首先必须具备良好的工作态度以及工作作风;其次，不仅需要掌握大量的计算机电子技术等相关基础知识，在平时也需要积极参加各种技术培训，尤其是前沿的技术理论，要精通当前各种主流的编程技术，以及基本的英语阅读能力;最后，具备较强的动手能力和安全意识。只有这样才能够满足当前企业的各种需求，才能做好对数控机床故障检测和维修工作。
6 结束语
综上所述，由于数控机床有着高精度的配件以及复杂的结构，在实际使用过程中产生的故障原因也比较多。因此作为维修人员，就需要根据当前机床设备的特点，针对维修过程中所存在的普遍问题进行详细分析，掌握在故障检测中所需要注意的六原则，在此基础上详细分析导致故障产生的原因，最终选择正确的维修方式。此外作为数控机床检测和维修人员，在平时也需要不断提高个人的专业素养、夯实技能，才能积累更多的经验，更好更快地处理机床故障，提升机床的可靠性节约维修费用，促进企业生产效益的进一步提升。——论文作者：高志全 GAO Zhi-quan
参考文献：
[1]王建榕.数控机床的故障检测与维修探析[J].中国设备工程，2021(17)：160-161.
[2]霍伟.数控机床故障发生原因及预防措施[J].机电工程技术，2021(05).
[3]王玉春.关于如何减少数控机床故障率的探讨[J].中国战略新兴产业，2017(32).
