《外圓數(shù)控磨床常見故障及處理方法研究》10000字

外圓數(shù)控磨床常見故障及處理方法研究目錄1.緒論 11.1研究背景 11.2研究意義 11.3研究狀況 21.3.1數(shù)控機(jī)床故障診斷技術(shù)的研究狀況 21.3.2數(shù)控機(jī)床的故障診斷方法 22.數(shù)控外圓磨床的主要機(jī)械部件和故障 32.1數(shù)控外圓磨床的加工工藝特點(diǎn) 32.2數(shù)控機(jī)床的主要故障部位 42.3關(guān)鍵機(jī)械部件故障 62.4數(shù)控機(jī)床故障診斷流程 73.外圓數(shù)控磨床的常見故障征兆與原因 73.1主軸系統(tǒng)故障 73.2伺服系統(tǒng)故障 93.3電氣系統(tǒng)故障 93.4液壓系統(tǒng)故障 103.5磨床輔助系統(tǒng)故障 114.外圓數(shù)控磨床故障處理方法 134.1CNC系統(tǒng)故障及處理方法 134.2伺服系統(tǒng)故障及處理方法 134.3液壓系統(tǒng)故障及處理方法 144.4.磨床輔助裝置的故障及處理方法 145.結(jié)論 14參考文獻(xiàn) 151.緒論1.1研究背景高新技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)開始運(yùn)用在我國工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中，有了這兩種技術(shù)的加持，我國的工業(yè)技術(shù)便一直處于飛速發(fā)展之中，同樣的，也就需要大量的大型零件來支持工業(yè)技術(shù)的發(fā)展。但正是因?yàn)楣I(yè)技術(shù)需要大量的大型零件，也就意味著必須要加強(qiáng)對于大型數(shù)控磨床的檢測力度，主要是因?yàn)榇笮蛿?shù)控磨床的價格比較高昂，而且已經(jīng)磨削下來的零件對于工業(yè)技術(shù)的生產(chǎn)也是非常重要的，大型數(shù)控磨床一旦出現(xiàn)故障，那么就會造成大量的經(jīng)濟(jì)和物力損失，更嚴(yán)重的可能還會危及到操作人員的生命安全。所以，機(jī)械設(shè)備是否正常，對于連續(xù)生產(chǎn)來說是十分重要的，因?yàn)樘a(chǎn)過程中，機(jī)械設(shè)備如果頻繁出現(xiàn)故障的話，在造成巨大經(jīng)濟(jì)損失的同時，還無法保證生產(chǎn)零件的質(zhì)量。目前，在工業(yè)技術(shù)行業(yè)急需解決的問題就是如何找出有效的處理方法來解決機(jī)床的常見故障。不管是那一個行業(yè)，都應(yīng)該重視起數(shù)控機(jī)床的故障處理，因?yàn)閿?shù)控機(jī)床生產(chǎn)的零件都是比較精細(xì)的，如果沒有及時發(fā)現(xiàn)并解決數(shù)控機(jī)床存在的問題，不僅無法保證生產(chǎn)質(zhì)量，還會危機(jī)操作人員的生命安全。1.2研究意義與傳統(tǒng)機(jī)床故障診斷不同的是，由于數(shù)控機(jī)床比較復(fù)雜且是一種高科技的生產(chǎn)技術(shù)，這也就意味著必須要使用更加先進(jìn)的故障診斷技術(shù)來維持機(jī)床功能的穩(wěn)定性以及可靠性。在我國的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)中，急需要解決的一個技術(shù)性問題就是如何維持?jǐn)?shù)控機(jī)床的可靠性。目前，我國企業(yè)都擁有了比較先進(jìn)的自動化生產(chǎn)技術(shù)，而這種先進(jìn)的自動化生產(chǎn)技術(shù)也就要求企業(yè)必須加強(qiáng)對于生產(chǎn)過程的監(jiān)測力度，為了提高企業(yè)數(shù)控機(jī)床的使用率以及保證自動化生產(chǎn)技術(shù)的可靠性，企業(yè)必須要及時發(fā)展并解決生產(chǎn)故障。如何熟練掌握數(shù)控機(jī)床的診斷技術(shù)，對于工程來講有些十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，而且數(shù)控機(jī)床的診斷技術(shù)是由大量的理論知識共同組成的，例如系統(tǒng)論、控制論還有非線性技術(shù)等等。通過以上的分析不難發(fā)現(xiàn)，資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失是我國工業(yè)技術(shù)行業(yè)在使用數(shù)控機(jī)床時面臨的兩大難題。所以，筆者就將如何有效解決數(shù)控機(jī)床的常見故障作為本篇論文的主要研究方向。1.3研究狀況1.3.1數(shù)控機(jī)床故障診斷技術(shù)的研究狀況NC是數(shù)控機(jī)床的英文簡稱。由于數(shù)控機(jī)床的特殊性，傳統(tǒng)機(jī)床的故障診斷技術(shù)并不適用在數(shù)控機(jī)床的故障診斷上，想要提高數(shù)控機(jī)床的使用率，就必須找出適合數(shù)控機(jī)床的故障診斷方法。由于各種高新技術(shù)不斷興起，產(chǎn)品種類和更新速度也不斷加快，在這些的影響下，就意味著數(shù)控機(jī)床必須提高自身的安全性以及可靠性，保證其可以連續(xù)不斷的加工產(chǎn)品，來達(dá)到人們對于生產(chǎn)產(chǎn)品的高標(biāo)準(zhǔn)。表1-1是從各種角度將數(shù)控設(shè)備的故障進(jìn)行了分類：表1-1常見故障分類表序號區(qū)分故障的依據(jù)具體分類1產(chǎn)生故障的機(jī)器部件主機(jī)和電氣故障2故障的特質(zhì)分為系統(tǒng)性以及隨機(jī)性故障3報警有沒有響起有無報警顯示故障4是否具有破壞性是否是破壞性故障5故障產(chǎn)生的原因數(shù)控機(jī)床內(nèi)部部件引發(fā)的故障；受到外界環(huán)境影響引起的故障6作用部位軟、硬故障7時間的長短早期故障、偶然性故障、過度損耗故障8故障波及范圍局部部件故障以及整體部件故障9發(fā)生故障過程突然發(fā)生故障以及緩慢故障1.3.2數(shù)控機(jī)床的故障診斷方法對于機(jī)械設(shè)備的檢測以及故障診斷主要是通過故障診斷技術(shù)來進(jìn)行的。故障診斷技術(shù)的使用目的主要是為了延長機(jī)械設(shè)備的生命，同時保證機(jī)械設(shè)備的安全性和可靠性，盡量避免造成大量的資源浪費(fèi)。故障診斷技術(shù)查找故障原因主要是通過搜集信號以及數(shù)據(jù)參數(shù)，再根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息來判斷當(dāng)前的設(shè)備處于什么狀態(tài)，從而找到合適的解決辦法。對于數(shù)控機(jī)床的故障診斷一般有十一種辦法：1.故障分析法。2.理論分析法。3.升溫法。4.對比法。5.校驗(yàn)法。6.置換法。7.敲擊法。8.通過警報來診斷故障。9.狀態(tài)顯示法。10.軟件警報法。11.直觀法。通過操作者來觀察機(jī)器的光、味等來判斷其是否發(fā)生故障。從數(shù)控技術(shù)投入使用以來，國內(nèi)外很多專家都對故障診斷技術(shù)做出了許多調(diào)查。最早對數(shù)控設(shè)備故障診斷展開研究的是NASA，NASA在60年代末就已經(jīng)成立了機(jī)械故障預(yù)防小組，英文全稱為MachineryFaultPreventionGroup：麻省理工與斯坦福大學(xué)對于網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程診斷技術(shù)也進(jìn)行了研究；在二十世紀(jì)七十年代，日本的化工行業(yè)、鋼鐵部門以及鐵路運(yùn)輸業(yè)都使用了故障診斷技術(shù)，在這一時期，日本還成立了機(jī)械維修中心；除此之外，世界上還有很多國家都對故障診斷技術(shù)展開了研究，并研發(fā)出了比較成熟的診斷系統(tǒng)，例如德國的西門子公司、丹麥B&K公司。經(jīng)過了一段時間的發(fā)展之后，我國的故障診斷技術(shù)也有了比較大的進(jìn)步。上海理工大學(xué)對故障診斷技術(shù)展開了研究，并成功研發(fā)出來了一套系統(tǒng)性的檢測辦法，并取得的專利技術(shù)認(rèn)證；西安交通大學(xué)還研發(fā)出了一種全新的故障診斷系統(tǒng)，即利用大型離心式壓縮機(jī)來監(jiān)測機(jī)器是否出現(xiàn)故障。在最近的一段時間里，我國的各個行業(yè)都開始重視起故障診斷技術(shù)，并大量的投入到生產(chǎn)中去，提高了故障診斷技術(shù)的使用率，使用故障診斷技術(shù)的行業(yè)有水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、煉鋁等。2.數(shù)控外圓磨床的主要機(jī)械部件和故障2.1數(shù)控外圓磨床的加工工藝特點(diǎn)加工的零件必須要在數(shù)控機(jī)床的加工范圍之內(nèi)以及要符合工藝特點(diǎn)，這是在利用數(shù)控外圓磨床來加工零件時所需要注意的一點(diǎn)。而且在利用數(shù)控外圓磨床來加工零件時，加工間應(yīng)該是重復(fù)投產(chǎn)且分批次生產(chǎn)，一般都會分為中批量和小批量，而且利用數(shù)控外圓磨床技術(shù)所生產(chǎn)出來的加工件的形狀相對于其他的加工件來講是比較復(fù)雜的，主要是因?yàn)閿?shù)控外圓床技術(shù)中有精密度比較高的模夾具。制定合理的加工方案，在提高數(shù)控機(jī)床的使用率的同時還能提高生產(chǎn)效率。（1）加工零件的裝夾:可以按照工件的定位方式將零件的裝夾分為兩種打磨方式：第一種是頂磨方式，這種方式是用頂尖加緊的方式來固定工件兩側(cè)的中心孔；第二種是卡磨方式，這種方式主要使用的是卡盤裝夾自己薄膜夾具。（2）零件工序劃分因?yàn)閿?shù)控磨床加工零件的步驟比較復(fù)雜，且工序都相對集中，這就要求數(shù)控磨床盡量在一次裝夾里完成所有的加工步驟，因此，我們按照工序加工的特點(diǎn)，來制定加工流程：a、在打磨零件時首先大致打磨一下，然后再精細(xì)打磨，最后再拋光打磨。b、圖2-1是加工摩托車的曲柄磨的示意圖。有兩種方式可以比較精準(zhǔn)且使用最少的次數(shù)來完成裝夾。第一種是在零件裝夾的過程中，同時進(jìn)行多個零件的階磨削加工，這主要是通過縱向打磨與按切入磨的共同配合下來完成的。第二種是，為了一次切入磨削成型，通過借用X軸和Z軸，通過單點(diǎn)金剛筆或者成型金剛滾輪來對砂輪來對砂輪進(jìn)行修整，這種方式也叫做成型磨削。圖2-1摩托車加工示意圖（3）加工零件工藝編制為了減少走刀次數(shù)，保證操作人員的伯遠(yuǎn)以及制定最短的路線，就要求操作人員必須要制定出經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的加工方案。如果可以一次完成磨削任務(wù)，在提高工作人員的工作效率的同時，還可以縮短工作時間，保持比較高的精細(xì)度。（4）磨削加工路線的確定因?yàn)楣ぜ木珳?zhǔn)度以及粗糙度都與數(shù)控機(jī)床加工路線的選擇有些緊密的聯(lián)系。（5）砂輪的選擇想要保證工件磨削的高質(zhì)量，就應(yīng)該在開始磨削之前選擇合適嗎砂輪。砂輪的選擇一般會依照制作工件的材料以及材料硬度。（6）機(jī)床的調(diào)整為了在加工過程中保證保險以及各種聯(lián)鎖裝置能夠起到防護(hù)作用，應(yīng)該在開始工作之前查看各個部件是否在原始位置，將測量儀調(diào)整到安全的位置之后，才可以開始加工。2.2數(shù)控機(jī)床的主要故障部位從圖2-2中不難看出，數(shù)控機(jī)床主要的組成部分是本體、電氣、輸入、輸出、輔助以及數(shù)控裝置。。機(jī)床本體輔助裝置電氣回路機(jī)床本體輔助裝置電氣回路主軸驅(qū)動裝置主軸伺服單元PIC操作面板主軸驅(qū)動裝置主軸伺服單元PIC操作面板進(jìn)給驅(qū)動裝置進(jìn)給伺服單元計算機(jī)數(shù)控裝置進(jìn)給驅(qū)動裝置進(jìn)給伺服單元計算機(jī)數(shù)控裝置輸入/輸出設(shè)備輸入/輸出設(shè)備測量反饋裝置測量反饋裝置圖2-2數(shù)控機(jī)床主要組成結(jié)構(gòu)下面針對數(shù)控機(jī)床的各種機(jī)械部位可能發(fā)生的故障做出解釋：（1）主軸保持加工零件的精細(xì)度以及自動化程度的重要部位是主軸部件，而主軸以及傳動機(jī)構(gòu)還有支承軸承共同組成了主軸部件。它主要是使用刀具來旋轉(zhuǎn)夾持工件從而達(dá)到零件加工的目的，同時，它也是維持機(jī)器正常運(yùn)作的主要執(zhí)行部件。加工件的質(zhì)量以及精細(xì)度都會受到主軸性能的影響。機(jī)器的工作效率會受到轉(zhuǎn)速以及功率的影響，加工零件的精準(zhǔn)度會受到回轉(zhuǎn)精度的影響。因?yàn)橹鬏S是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，所以主軸一旦有故障產(chǎn)生，那么就會直接影響到數(shù)控機(jī)床的使用率，而且自動變速以及停換刀都會對數(shù)控機(jī)床的自動化程度產(chǎn)生影響。（2）滾珠絲杠螺母副可以改變機(jī)床的運(yùn)動路線，即將回轉(zhuǎn)運(yùn)動改變?yōu)橹本€運(yùn)動的一個部件是滾珠絲杠螺母副，它也直接決定了數(shù)控機(jī)床的傳動方向。而且機(jī)床的精準(zhǔn)度以及穩(wěn)定性都會隨著滾珠絲杠螺母副的變化而變化，主要是因?yàn)闈L珠絲杠螺母副是數(shù)控機(jī)床中的一個傳動部件。（3）導(dǎo)軌保證整個數(shù)控機(jī)床按照規(guī)定的走向來加工以及有導(dǎo)向作用的是導(dǎo)軌，數(shù)控機(jī)床的以刀架為主的運(yùn)動部件都是按照導(dǎo)軌所規(guī)定的床身以及橫梁路線來運(yùn)動的。導(dǎo)軌是否能夠按照規(guī)定的運(yùn)動方向來運(yùn)動的是衡量進(jìn)給系統(tǒng)是否起作用的關(guān)鍵因素。數(shù)控機(jī)床的壽命、加工出來的零件是否具有較高的精密度都與導(dǎo)軌的質(zhì)量息息相關(guān)，加工零件時能否保證運(yùn)動的穩(wěn)定性以及靈敏度都是衡量導(dǎo)軌是否合格的重要因素。數(shù)控機(jī)床對于導(dǎo)軌性能的要求比一般機(jī)床要高出許多，數(shù)控機(jī)床要求導(dǎo)軌在保持高速工作速度的時候，機(jī)器不會產(chǎn)生震動，在低俗工作時，機(jī)器可以做到不爬行，讓導(dǎo)軌在長期工作中，依舊可以生產(chǎn)出精細(xì)度較高的零件。2.3關(guān)鍵機(jī)械部件故障對不同條件下的機(jī)床關(guān)鍵部件的性能狀況進(jìn)行具體研究，同時準(zhǔn)確進(jìn)行評估，對于可能出現(xiàn)的問題、會失效的部件提前預(yù)測并采取相應(yīng)的措施，有效地維護(hù)機(jī)床。這樣可節(jié)省停機(jī)時間以及減少因此造成的各項(xiàng)損失，讓企業(yè)效益得以快速提升。關(guān)鍵部件出現(xiàn)故障的因素主要如下：（1）主軸通常情況下看到的大都是主軸導(dǎo)致的故障，主軸在加工精度方面的作用至關(guān)重要，其引起的故障在所有故障中所占比例為22%。1）如果軸承松了或者壞掉，可導(dǎo)致切削出現(xiàn)大幅度振動，有相當(dāng)大的噪音。2）軸承如果壞掉，沒有了潤滑作用，可導(dǎo)致主軸變熱。3）齒輪若壞了，或者嚙合出現(xiàn)較大間隙，在傳動時會出現(xiàn)較大振動。（2）導(dǎo)軌副1）導(dǎo)軌研傷的因素主要包括:機(jī)床見過你長時間的使用，會使床身和地基之間不再是平行的狀態(tài)；承受了較長時間的過于集中的壓力；導(dǎo)軌的材質(zhì)不過關(guān)，物較好的潤滑作用；研刮是質(zhì)量較差；沒有維護(hù)、保養(yǎng)好機(jī)床，致使部分導(dǎo)軌承受了較大壓力，出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損。2）一些部件無法移動，也可能在運(yùn)動的過程中出現(xiàn)了問題。3）導(dǎo)軌滾動體出現(xiàn)問題主要是由于調(diào)節(jié)鑲條的方法不正確，導(dǎo)致滾動體超負(fù)荷運(yùn)行，也可能是磨損嚴(yán)重，都可能導(dǎo)致導(dǎo)軌運(yùn)行不夠穩(wěn)定，存在振動以及爬行的狀況。。（3）絲杠副1）用于支撐的軸承出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，或者已損壞，也可能是聯(lián)軸器出現(xiàn)了松動現(xiàn)象。2）絲杠自身出現(xiàn)了問題，或者有磨損，也能是局部產(chǎn)生拉毛現(xiàn)象。3）螺母出現(xiàn)了故障，反相器無法正常工作，滾珠有破損現(xiàn)象，或者沒有潤滑作用，都可能導(dǎo)致進(jìn)給失靈，產(chǎn)生較大的振動。2.4數(shù)控機(jī)床故障診斷流程狀態(tài)監(jiān)測還有提取信號特征以及預(yù)測、診斷機(jī)床故障這三點(diǎn)溝通構(gòu)成了故障診斷，詳情見下圖2-3。診斷決策趨勢分析故障確定對比特征信號提取獲取檢測信號被測設(shè)備診斷決策趨勢分析故障確定對比特征信號提取獲取檢測信號被測設(shè)備圖2-3故障診斷流程機(jī)床在運(yùn)行的過程中，其構(gòu)成部分可產(chǎn)生變化信號，部件具有溫度、能量以及振動的變化?？梢栽谶@些部件上設(shè)置傳感器以便獲得噪聲、溫度等變化信號。提前處理獲得的變化信號，將可體現(xiàn)各部件故障的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、匯總，來分析研究時域和頻域以及時頻域。以此獲得的設(shè)備特征值用于和正常參數(shù)比較，就能夠反映出機(jī)床是否有故障產(chǎn)生，找到這些故障產(chǎn)生的具體原因。依照機(jī)床實(shí)際運(yùn)行的情況，進(jìn)行精確評估，就可以找到合理的對策。3.外圓數(shù)控磨床的常見故障征兆與原因因?yàn)閲鴥?nèi)大多用的是CAK6150數(shù)控磨床，其非常有代表性，因此筆者就以這種數(shù)控磨床為例，研究其出現(xiàn)故障的原因以及相關(guān)特征。3.1主軸系統(tǒng)故障CNC機(jī)床中較為重要的系統(tǒng)就是主軸系統(tǒng)，主軸系統(tǒng)的主要組成部分包括傳動零部件和軸的支撐還有安裝。其質(zhì)量對于數(shù)控機(jī)床工作的質(zhì)量有直接關(guān)系，同時，數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的故障一般就在主軸系統(tǒng)，主軸系統(tǒng)的故障率在整個機(jī)床中所占比例為22.53%，經(jīng)常見到的故障比如主軸電機(jī)無法正常工作、運(yùn)行不平穩(wěn)、噪音大、異常發(fā)熱等。詳情見下表3-1：表3-1機(jī)床主軸系統(tǒng)故障征兆與原因序號故障征兆代號原因模糊值X1主軸電機(jī)無法正常工作Y1使能信號沒有接通0.8Y3電氣線路上的連接出現(xiàn)問題0.6Y4電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不佳0.8Y13變頻器方面的問題0.2Y14電源出現(xiàn)故障0.4Y22保護(hù)開關(guān)出現(xiàn)故障或者沒有壓合0.6Y23卡盤沒有夾緊0.6Y24變檔復(fù)合開關(guān)毀壞或被卡死0.4Y25電磁閥體出現(xiàn)內(nèi)泄現(xiàn)象0.4X2電機(jī)轉(zhuǎn)速異常Y12超負(fù)荷運(yùn)行0.8Y14電源方面的故障0.6Y9存在其他干擾0.8X3主軸電機(jī)無法和軸進(jìn)給相匹配Y11編碼器和連接線路出現(xiàn)問題0.8Y18同步齒輪出現(xiàn)斷裂0.6X4主軸箱噪音嚴(yán)重Y26主軸部件沒有較好的平衡性0.4Y27尺寸齒合存在間隙或者已經(jīng)損壞0.4Y28傳動軸變形或者軸承損壞0.8Y29傳動帶太松了或者長度不夠一致0.6Y30齒輪精度不佳0.6Y10沒有較好的潤滑效果0.8X5主軸沒有變速Y1使能信號沒有接通0.8Y12超負(fù)荷運(yùn)行0.6Y31變檔復(fù)合開關(guān)毀壞或被卡死0.6Y32液壓缸出現(xiàn)脫落現(xiàn)象0.4Y33液壓缸內(nèi)泄或者竄油0.4Y34變檔復(fù)合開關(guān)損壞0.8X6主軸出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象Y35軸承負(fù)荷太大0.6Y36軸承損傷或者研傷0.6Y37潤滑油質(zhì)量不佳含有雜質(zhì)0.6X7在強(qiáng)力切削時主軸停止工作Y50主軸和電動機(jī)相連的皮帶松掉0.8Y51皮帶上有油0.8Y52皮帶使用時間太長而失去作用0.6Y53摩擦離合器太松、損壞0.8X8主軸沒有進(jìn)行潤滑油循環(huán)Y27齒輪齒合間隙不均勻、已損壞0.4Y44吸油管在油箱油面以上0.8Y43油管被堵或者濾油器堵塞0.83.2伺服系統(tǒng)故障伺服系統(tǒng)指的是一種控制設(shè)備位移的自動化系統(tǒng)。其構(gòu)成部分主要有電機(jī)、運(yùn)動部件例如工作臺等、位置檢測元件比如光柵等和機(jī)械傳動等。伺服系統(tǒng)被分成了兩種形式，一種是系統(tǒng)主要是操縱設(shè)備的坐標(biāo)軸的進(jìn)給;還有一種系統(tǒng)主要控制主軸切削運(yùn)動。第一種主要是直線進(jìn)給，第二種主要是旋轉(zhuǎn)進(jìn)給。伺服系統(tǒng)一般出現(xiàn)的故障特點(diǎn)有，不工作但又信號，要么伺服電機(jī)不工作，還有伺服軸竄動等，這些故障出現(xiàn)的主要原因?yàn)閰?shù)不正確、超負(fù)荷運(yùn)作等。其具體情況請參照表3-2。表3-2數(shù)控磨床伺服系統(tǒng)故障征兆與原因序號故障征兆代號原因模糊數(shù)值X9伺服電機(jī)無法正常運(yùn)作Y1使能信號未接通0.4Y3電氣線路上的連接出現(xiàn)問題0.4Y4電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障0.8Y21機(jī)床鎖緊0.6X10伺服軸出現(xiàn)竄動現(xiàn)象Y8滾珠絲桿副存在較大的間隙0.8Y6參數(shù)不準(zhǔn)確0.6Y11編碼器和連接線路出現(xiàn)問題0.4X11加工時坐標(biāo)軸爬行Y12超負(fù)荷運(yùn)行0.8Y7聯(lián)動節(jié)出現(xiàn)了松動現(xiàn)象0.6Y6參數(shù)不準(zhǔn)確0.4X12加工時坐標(biāo)軸出現(xiàn)震動Y12超負(fù)荷運(yùn)行0.8Y8滾珠絲桿副存在較大間隙0.8Y11編碼器和連接線路出現(xiàn)問題0.63.3電氣系統(tǒng)故障電氣系統(tǒng)構(gòu)成中有許多電器元件，每個電器元件都有一定的壽命，在非正常使用它們時，會縮短其使用周期，如長時間在電流中的開關(guān)觸頭，可能會出現(xiàn)粘連亦或者燒毀；電柜極其受外部環(huán)境的影響損壞；還有工作人員的不正常操作以及線路與電器元件被老鼠咬壞等。出現(xiàn)在電氣系統(tǒng)方面的故障主要包括兩種，第一種故障是外表特征非常明顯、很容易就可以檢測出來的，如電氣元件、電動機(jī)出現(xiàn)焦糊味、冒煙等，原因通常是短路還可能是絕緣擊穿，需要修理好這些元器件，同時仔細(xì)查找出現(xiàn)故障的具體原因;第二種故障是外在特征不夠明顯的，比如，因?yàn)榉钦２僮鲗?dǎo)致的接線過松脫落、小零件被損壞還有機(jī)械動作不靈活等。因此，診斷、查明故障的困難程度和該系統(tǒng)的線路有直接關(guān)系，即線路越復(fù)雜，排查就越難。因?yàn)橐簤骸C(jī)械和電氣這三要素聯(lián)合控制著數(shù)控機(jī)床，因此電氣系統(tǒng)方面的故障一般就是液壓、機(jī)械和CRT顯示器還有伺服系統(tǒng)存在故障。比如，伺服電機(jī)不正常運(yùn)作，原因就是電氣線路出現(xiàn)了連接方面的問題，那么電氣線路連接方面的故障不但是伺服系統(tǒng)的問題還是電氣系統(tǒng)方面的故障。筆者為了讓以上故障征兆和故障原因更統(tǒng)一、簡化，分別做了歸類處理，詳情請參見下表3-3。表3-3電氣系統(tǒng)故障征兆與原因序號故障征兆代號原因模糊數(shù)值X13電氣元件出現(xiàn)焦糊味、冒煙、過熱、打火Y12超負(fù)荷運(yùn)行0.8Y3電氣線路上的連接出現(xiàn)問題0.6Y38短路，也可能是過載絕緣擊穿0.8X14電氣元件已經(jīng)被損壞Y12超負(fù)荷運(yùn)行0.6Y39電氣元件質(zhì)量不佳0.8X15機(jī)床照明燈不亮Y39電氣元件質(zhì)量不過關(guān)0.6Y3電氣線路上的連接出現(xiàn)問題0.8X16機(jī)床無法二次上電Y3電氣線路上的連接出現(xiàn)問題0.6Y34系統(tǒng)控制的線路板損壞0.83.4液壓系統(tǒng)故障液壓系統(tǒng)主要組成部分包括儀表、液壓和機(jī)械以及電氣等，屬于統(tǒng)一體，對系統(tǒng)故障進(jìn)行具體分析前應(yīng)當(dāng)明確液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和傳動原理，再通過故障征兆判斷，查明發(fā)生故障的具體部位。液壓系統(tǒng)方面出現(xiàn)故障的原因包括以下三類：（1）液壓系統(tǒng)的設(shè)計不夠精確，局部還不完善；（2）對其實(shí)施了非正常操作安裝，導(dǎo)致零件運(yùn)轉(zhuǎn)不良；（3）使用液壓系統(tǒng)的方法不準(zhǔn)確，維護(hù)與保養(yǎng)沒有到位。通常情況下液壓系統(tǒng)的故障主要有以下四個方面：液壓缸運(yùn)轉(zhuǎn)不良、潤滑油泄露、供油缺乏以及噪音大；那么出現(xiàn)上述故障的原因大致有以下幾個方面：變檔液壓缸內(nèi)泄、油溫太高、油液過于粘稠、潤滑油不足或者太多、密封件已經(jīng)損壞、軸向間隙太大、液壓缸阻塞。液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障的征兆和詳細(xì)原因詳情見下表3-4。表3-4數(shù)控機(jī)床液壓系統(tǒng)故障征兆與原因表序號故障征兆代號原因模糊數(shù)值X17潤滑油已經(jīng)被泄露Y40潤滑油不足或者太多0.6Y41密封件已經(jīng)被損壞0.8Y42潤滑油管件已經(jīng)被損壞0.8X18液壓缸噪音太大Y43液壓缸被堵塞0.8Y44吸油管在油箱油面以上0.4Y41密封件已經(jīng)被損壞0.6X19液壓缸運(yùn)轉(zhuǎn)不良或者咬死Y45軸向間隙太大0.8Y43液壓缸被堵塞0.4X20液壓系統(tǒng)供油不足Y43液壓缸被堵塞0.8Y45軸向間隙太大0.6Y33變檔液壓缸內(nèi)泄、竄油0.8Y46油液粘過于稠度、油量太多0.63.5磨床輔助系統(tǒng)故障（1）刀架故障衡量數(shù)控機(jī)床合理性的一個表現(xiàn)就是能夠在同一個機(jī)床上進(jìn)行加工很多次，所以數(shù)控機(jī)床通過ATC裝置快速提升其加工效率。該ATC裝置的優(yōu)勢為占地面較少、換刀迅速、安全可靠以及定位精度高；該類型的數(shù)控車床的刀架換刀裝置發(fā)展的基礎(chǔ)為普通車床四方刀架，兩者的功能相同，都有四個刀位，這四個刀位的功能各不相同，方刀架在回轉(zhuǎn)的過程中帶動刀具來實(shí)現(xiàn)交換刀的目的;數(shù)控車床一般通過加工指令來控制方刀架的回轉(zhuǎn)與選位。具體情況詳見下表3-5。表3-5數(shù)控外圓磨床刀架系統(tǒng)故障征兆與具體原因序號故障征兆代號原因模糊數(shù)值X21刀架運(yùn)作異常Y1使能信號沒有接通0.6Y2刀架存在故障0.8Y3電氣線路上的連接出現(xiàn)問題0.4X22刀架可以動但無法鎖緊Y48碟形彈簧位移太小0.8Y4刀架存在故障0.6X23刀架無法選刀Y4刀架存在故障0.9X24刀架加緊后無法松開Y49松刀彈簧壓合比較緊0.8Y47液壓缸壓力不足、行程不夠0.6（2）機(jī)床返回參考點(diǎn)類故障數(shù)控機(jī)床創(chuàng)建坐標(biāo)的關(guān)鍵之處就是機(jī)床返回參考點(diǎn)，這個參考點(diǎn)對使用數(shù)控機(jī)床至關(guān)重要。最常見到的返回參考點(diǎn)的故障有三個模式，即回零重復(fù)差或參考位置偏差、X軸/Z軸以及回參考點(diǎn)時超程，產(chǎn)生故障的原因主要有聯(lián)軸節(jié)松動、參數(shù)不準(zhǔn)確、干擾、零點(diǎn)開關(guān)的靈敏度不夠等。其他原因詳見下表3-6。表3-6數(shù)控外圓磨床返回參考點(diǎn)類故障征兆與原因序號故障征兆代號原因模糊數(shù)值X25X軸/Z軸超程Y5零點(diǎn)開關(guān)的靈敏度太弱0.4Y6參數(shù)不準(zhǔn)確0.6Y11連接線路出現(xiàn)故障0.8X26回零重復(fù)差或者參考位置出現(xiàn)偏差Y5零點(diǎn)開關(guān)的靈敏度不夠0.8Y7聯(lián)軸節(jié)出現(xiàn)了松動0.4Y8滾珠絲桿副間歇太大0.4Y9出現(xiàn)了其他干擾0.6X27回參考點(diǎn)時超程Y6參數(shù)不準(zhǔn)確0.9（3）數(shù)據(jù)通訊故障在數(shù)控機(jī)床中數(shù)據(jù)通訊也發(fā)揮著巨大作用。因?yàn)闄C(jī)床的重要部件就是數(shù)控裝置，該裝置主要根據(jù)數(shù)據(jù)通訊來控制報警信息、狀態(tài)以及加工程序等。除此之外，根據(jù)數(shù)據(jù)通訊完成的還包括數(shù)控裝置、操作面板與PLC等的信息交流，因此，如果數(shù)據(jù)通訊出現(xiàn)故障，將嚴(yán)重影響數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行。數(shù)據(jù)通訊方面的故障主要有以下幾個方面：緩沖溢出報警、數(shù)據(jù)傳輸時系統(tǒng)沒有工作、通訊不正確報警、"DR”斷開報警。此類故障原因大概有：參數(shù)不準(zhǔn)確、電器線路連接故障、使能信號沒有接通等。具體詳情見下表3-6。表3-6數(shù)據(jù)通訊故障征兆與原因序號故障征兆代號原因模糊數(shù)值X28數(shù)據(jù)傳輸時系統(tǒng)沒有正常工作Y1使能信號沒有接通0.8Y6參數(shù)不準(zhǔn)確0.6X29通訊報警出現(xiàn)錯誤Y6參數(shù)不準(zhǔn)確0.8Y15外部傳輸設(shè)備出現(xiàn)異常0.6X30“DR”斷開報警Y6參數(shù)不準(zhǔn)確0.4Y15外部傳輸設(shè)備出現(xiàn)異常0.6Y3電氣線路連接出現(xiàn)異常情況0.8Y17CNC通訊接口已經(jīng)損壞0.4X31緩沖溢出報警Y6參數(shù)不準(zhǔn)確0.6Y15外部傳輸設(shè)備出現(xiàn)異常0.4Y17CNC通訊接口已經(jīng)損壞0.6Y16軟件出現(xiàn)了問題0.8（4）顯示類故障應(yīng)用陰極射線管顯示器可以操作動態(tài)三維、平面圖形的顯示、輸入手動指令還有報警顯示，也可稱為CRT顯示器。顯示類出現(xiàn)的一系列故障很大程度上是電氣元件導(dǎo)致的，其故障包括顯示屏畫面亂碼、通電但無顯示等，其故障原因主要有干擾、電源故障、顯示器故障等方面。具體顯示類故障請見下表3-8所示。表3-8數(shù)控機(jī)床顯示類故障征兆與具體原因序號故障征兆代號原因模糊數(shù)值X32不顯示但有電Y3電氣線路出現(xiàn)了異常0.8Y14電源方面的問題0.4Y18顯示器出現(xiàn)問題0.6X33屏畫面出現(xiàn)抖動或者水紋Y3電氣線路出現(xiàn)了異常0.6Y19顯示器出現(xiàn)問題0.8Y9其他方面的干擾0.4X34顯示屏面亂碼Y16軟件出現(xiàn)異常0.8Y9其他方面的干擾0.6Y20內(nèi)存已經(jīng)不夠使用0.44.外圓數(shù)控磨床故障處理方法4.1CNC系統(tǒng)故障及處理方法現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的不斷完善和相應(yīng)科技的飛速發(fā)展，使其暢通無礙工作的時間大幅度增加，然而數(shù)控系統(tǒng)時不時的還會產(chǎn)生一些故障，通常出現(xiàn)的故障主要有兩種，即硬、軟件故障。軟件故障出現(xiàn)的原因是參數(shù)設(shè)置不準(zhǔn)確、加工程序不正確、機(jī)床數(shù)據(jù)錯誤。此種故障能夠根據(jù)報警信息來研究、檢查相應(yīng)程序，查明原因后改進(jìn)程序就能夠解除故障了。硬件故障根據(jù)字面意思，指的是由于數(shù)控系統(tǒng)的相關(guān)硬件出現(xiàn)了故障，使機(jī)床無法正確運(yùn)行。其硬件模塊主要有顯示器、測量模塊、存儲器、電源、PLC接口等。硬件模塊出現(xiàn)的故障想要有效化解，就需查明存在問題的具體模塊，然后針對性的將其修正，就可消除故障。4.2伺服系統(tǒng)故障及處理方法作為反饋控制系統(tǒng)的伺服系統(tǒng)，通過比較輸入給定值和輸出被測量，獲得相應(yīng)的偏差值來自行調(diào)整系統(tǒng)，達(dá)到消除偏差的目的。伺服系統(tǒng)還是機(jī)床的重要實(shí)踐機(jī)構(gòu)。因此，該系統(tǒng)出現(xiàn)的故障就是整個機(jī)床故障中的關(guān)鍵一環(huán)。下面通過分析幾種常見的伺服系統(tǒng)故障，來研究其故障形式和對其故障的診斷方法.(1)同參考點(diǎn)故障:該類故障大致有兩種即找不準(zhǔn)、找不到參考點(diǎn)。找不到參考點(diǎn)的故障出現(xiàn)的原因?yàn)榱銟?biāo)志脈沖信號不靈、減速開關(guān)信號失效等。有效消除這種故障需要了解機(jī)床同參考點(diǎn)模式，然后根據(jù)故障進(jìn)行具體分析；找不準(zhǔn)參考點(diǎn)的故障一般是參考點(diǎn)開關(guān)在設(shè)置擋塊位置時出現(xiàn)偏差導(dǎo)致的，消除這個故障只需要正確設(shè)置擋塊位置就可以了。(2)伺服電動機(jī)停轉(zhuǎn):由于數(shù)控系統(tǒng)除了用速度信號控制進(jìn)給驅(qū)動單元外，還應(yīng)用了使能控制信號。因此伺服電機(jī)停轉(zhuǎn)的原因有:伺服電機(jī)故障、進(jìn)給驅(qū)動單元故障、使能信號不通等。排除故障的方式有:檢查伺服電機(jī)自身孔和數(shù)控系統(tǒng)是否有信號輸出、信號有沒有接通電機(jī)。(3)位置誤差:當(dāng)伺服軸運(yùn)動到位置允差范圍之外時，數(shù)控系統(tǒng)就會報警，主要有定位、跟隨、輪廓這三種誤差，誤差出現(xiàn)的原因有:允差范圍設(shè)置的太小，，位置檢測裝置被污染、損壞，對增益的設(shè)置不正確等。4.3液壓系統(tǒng)故障及處理方法機(jī)電液一體化系統(tǒng)中最主要的一部分就是液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)對機(jī)床的可靠性以及全部性能的作用至關(guān)重要。其存在與密閉環(huán)境中，出現(xiàn)的故障種類主要有以下幾種:振動及異響嚴(yán)重:出現(xiàn)此故障體現(xiàn)了系統(tǒng)失去功效，查找原因可以從故障數(shù)據(jù)入手，主要排查液壓泵堵塞、液壓油的特性和液壓泵吸油過程等。出現(xiàn)此類故障的原因常見于管路以及接頭沒有密封好、液壓油被污染等。波動大或者壓力不足:此類故障多表現(xiàn)為偶爾停止及運(yùn)轉(zhuǎn)或者超負(fù)荷運(yùn)行。應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)分析液壓同路泄露、液壓泵等；出現(xiàn)此類故障的原因包括液壓缸密封與裝配不合格、液壓油嚴(yán)重污染、管線與接頭沒有密封好等。流量不穩(wěn):出現(xiàn)此類故障的表現(xiàn)是時快時慢，這種故障出現(xiàn)的原因、分析側(cè)重點(diǎn)和前一個故障大致相同。元器件故障:此種故障通常是液壓缸或泵、控制閥等由于油路異常而導(dǎo)致的。分析該故障應(yīng)側(cè)重于元器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理。出現(xiàn)此類故障的主要原因?yàn)樵b配不合格、用戶維護(hù)不到位、液壓油嚴(yán)重污染等。4.4.磨床輔助裝置的故障及處理方法數(shù)控磨床的輔助裝置不少，主要包括砂輪修整、砂輪主軸等。出現(xiàn)的故障主要有砂輪主軸故障，即電主軸、機(jī)械、變頻器故障等。原因多為砂輪轉(zhuǎn)速不止常、主軸負(fù)載過大、主軸還沒有正常運(yùn)轉(zhuǎn)就停止轉(zhuǎn)動等。砂輪自動平衡器出現(xiàn)的常見故障有:砂輪不能達(dá)到正常平衡時，機(jī)床就會報警，同時砂輪停止轉(zhuǎn)動，故障產(chǎn)生的原因一般是砂輪停止轉(zhuǎn)動，主軸無法啟動。5.結(jié)論數(shù)控機(jī)床具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，因此其出現(xiàn)的故障也呈現(xiàn)多樣化的特征，因此深入分析數(shù)控機(jī)床的各種故障對于有效使用、完善數(shù)控機(jī)床功能具有巨大作用。顯而易見，數(shù)控機(jī)床如果可靠先進(jìn)，就能夠有效降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)收益，還可以推動整個工業(yè)快速發(fā)展。所以，在生產(chǎn)、制造以及維修時，企業(yè)需多關(guān)注對數(shù)控機(jī)床各種故障信息的搜集整理，同時確保這些數(shù)據(jù)信息的完整與真實(shí)。參考文獻(xiàn)[1]ZouhourGuiras,SadokTurki,NidhalRezg,AlexandreDolgui.Optimalmaintenanceplanfortwo-levelassemblysystemandriskstudyofmachinefailure[J].InternationalJournalofProductionResearch,2019,57(8).[2]R.VenkataRao,O.P.Gandhi.Failurecauseanalysisofmachinetoolsusingdigraphandmatrixmethods[J].InternationalJournalofMachineToolsandManufacture,2002,42(4).[3]SenanayakeSameera,BarnettAdrian,GravesNicholas,HealyHelen,BaboolalKeshwar,KularatnaSanjeewa.Usingmachinelearningtechniquestodevelopriskpredictionmodelstopredictgraftfailurefollowingkidneytransplantation:protocolforar