数控机床的常见故障及维护

2、按故障类型分类

按照机床故障的类型区分，故障可分为机械故障和电气故障。

（1）机械故障

这类故障主要发生在机床主机部分，还可以分为机械部件故障、液压系统故障、气动系统故障和润滑系统故障等。

例如一台采用SINUMERIK 810系统的数控淬火机床开机回参考点、走X轴时，出现报警1680“SERVOENABLETRAV．AXISX"，手动走X轴也出现这个报警，检查伺服装置，发现有过载报警指示。根据西门子说明书产生这个故障的原因可能是机械负载过大、伺服控制电源出现问题、伺服电动机出现故障等。本着先机械后电气的原则，首先检测X轴滑台，手动盘动X轴滑台，发现非常沉，盘不动，说明机械部分出现了问题。将X轴滚珠丝杠拆下检查，发现滚珠丝杠已锈蚀，原来是滑台密封不好，淬火液进人滚珠丝杠，造成滚珠丝杠的锈蚀，更换新的滚珠丝杠，故障消除。

（2）电气故障

电气故障是指电气控制系统出现的故障，主要包括数控装置、PLC控制器、伺服单元、CRT显示器、电源模块、机床控制元件以及检测开关的故障等。这部分的故障是数控机床的常见故障，应该引起足够的重视。

3、按数控机床发生的故障后有无报警显示分类

按故障产生后有无报警显示，可分为有报警显示故障和无报警显示故障两类。

（1）有报警显示故障

这类故障又可以分为硬件报警显示和软件报警显示两种。

1)硬件报警显示的故障。硬件报警显示通常是指各单元装置上的指示灯的报警指示。在数控系统中有许多用以指示故障部位的指示灯，如控制系统操作面板、CPU主板、伺服控制单元等部位，一旦数控系统的这些指示灯指示故障状态后，根据相应部位上的指示灯的报警含义，均可以大致判断故障发生的部位和性质，这无疑会给故障分析与诊断带来极大好处。因此维修人员在日常维护和故障维修时应注意检查这些指示灯的状态是否正常。

2)软件报警显示的故障。软件报警显示通常是指数控系统显示器上显示出的报警号和报警信息。由于数控系统具有自诊断功能，一旦检查出故障，即按故障的级别进行处理，同时在显示器上显示报警号和报警信息。

软件报警又可分为NC报警和PLC报警，前者为数控部分的故障报警，可通过报警号，在《数控系统维修手册》上找到这个报警的原因与怎样处理方面的内容，从而确定可能产生故障的原因；后者的PLC报警的报警信息来自机床制造厂家编制的报警文本，大多属于机床侧的故障报警，遇到这类故障，可根据报警信息，或者PLC用户程序确诊故障。

（2）无报警显示的故障

这类故障发生时没有任何硬件及软件报警显示，因此分析诊断起来比较困难。对于没有报警的故障，通常要具体问题具体分析。遇到这类问题，要根据故障现象、机床工作原理、数控系统工作原理、PLC梯形图以及维修经验来分析诊断故障。

例如一台数控淬火机床经常自动断电关机，停一会再开还可以工作。分析机床的工作原理，产生这个故障的原因一般都是系统保护功能起作用，所以首先检查系统的供电电压为24V，没有间题；在检查系统的冷却装置时，发现冷却风扇过滤网堵塞，出故障时恰好是夏季，系统因为温度过高而自动停机，更换过滤网，机床恢复正常使用。

又如一台采用德国SINUMERIK 810系统的数控沟槽磨床，在自动磨削完工件、修整砂轮时，带动砂轮的Z轴向上运动，停下后砂轮修整器并没有修整砂轮，而是停止了自动循环，但屏幕上没有报警指示。根据机床的工作原理，在修整砂轮时，应该喷射冷却液，冷却砂轮修整器，但多次观察发生故障的过程，却发现没有切削液喷射。切削液电磁阀控制原理图如图所示，在出现故障时利用数控系统的PLC状态显示功能，观察控制切削液喷射电磁阀的输出Q45，其状态为“1”，没有问题，根据电气原理图它是通过直流继电器K45来控制电磁阀的，检查直流继电器K45也没有问题，接着检查电磁阀，发现电磁阀的线圈上有电压，说明问题是出在电磁阀上，更换电磁阀，机床故障消除。

一、刹车片用多久需要更换。

刹车片也叫刹车皮。在汽车的刹车系统中,刹车片是最关键的安全零件，所有刹车效果的好坏都是刹车片起决定性作用，所以说好的刹车片是人和汽车的保护神。

刹车片是指固定在与车轮旋转的制动鼓或制动盘上的摩擦材料，其中的摩擦衬片及摩擦衬块承受外来压力，产生摩擦作用从而达到车辆减速的目的。 刹车片和刹车盘的更换时间周期不是固定的，这取决于车辆行驶路况、驾驶员踩制动踏板的频率及力度。一般常规刹车片的更换里程是每行驶25万-3万公里左右。

二、以下是一些需要注意的特殊情况：

1、新手的刹车一般踩的多，消耗会大一些。

2、自动挡比手动档费刹车片，因为自动挡的换档就是靠油门踏板和刹车踏板。

3、常开市区的车，刹车片的耗损会比常开公路的车快。因为常开市区的车，经常要走走停停，用刹车会多。走公路可能走好几十公里才需要减速或停车，用刹车的机会也相对少。

4、载重量大的车，刹车片损耗大。同样时速情况下的减速刹车，重量大的车惯性大，需要刹车片摩擦的力就大，因此磨损大。

一般来说，在混合的开车情况下(一半公路、一半市区)，前轮的刹车片应该可以用上6-7万公里。

5、后轮的刹车片应该可以用超过10万公里。当然这个不是绝对，只是大概估个平均数。前轮刹车片损耗比较快，是因为刹车时，车的重心都会往前倾，前面刹车要承受的力量要比后刹车大，比例大概为7：3 所以，前刹车的碟跟片，一般都比后刹车的大。

1、温升异常。常见于各种机床所使用的电动机及轴承齿轮箱。温升超过允许值时，说明机床超负荷或零件出现故障，严重时能闻到润滑油的恶臭和看到白烟。

2、转速异常。机床运转速度突然超过或低于正常转速，可能是由于负荷突然变化或机床出现机械故障。

3、振动和噪声过大。机床由于振动而产生的故障率占整个故障的60％～70％。其原因是多方面的，如机床设计不良、机床制造缺陷、安装缺陷、零部件动作不平衡、零部件磨损、缺乏润滑、机床中进人异物等。

4、出现撞击声。零部件松动脱落、进入异物、转子不平衡均可能产生撞击声。

5、输出参数异常。表现为：加工精度变化；机床效率变化（如泵效率）；机床消耗的功率异常；加工产品的质量异常如球磨机粉碎物的粒度变化；加料量突然降低，说明生产系统有泄漏或堵塞；机床带病运转时输出改变等。

6、机床内部缺陷。包括组成机床的零件出现裂纹、电气设备设施绝缘质量下降、由于腐蚀而引起的缺陷等。

　工作中的机床设备会产生磨损现象，所谓的磨损是指机床一些做相对滑动的零部件，如滑板与导轨，轴与滑动轴承，蜗轮与蜗杆等在运转一段时间后，其表面上常常会出现划痕，这样的划痕现象即被称为磨损。磨损对机床的精度和机床的使用寿命都有一定的影响，严重时能使机床产生咬死现象，机床上常见的磨损，按产生的原因可分为两种类型：一种是粘着磨损，另一种是磨粒磨损。现就这两种类型磨损产生的原因、预防措施做简单介绍。

　1粘着磨损

　11 产生原因

　研究表明：当两个摩擦表面接触时，实际上是两个磨擦凸峰相互接触。由于接触应力很大，以致产生弹、塑性变型，使接触面积增大直到能够承受全部载荷时为止。并且法向力和切向力都很大，并在做相对滑动时，摩擦表面的温度就会升高，在高温高压下致使油膜破坏，接触的金属表面就会软化和熔化，接触表面就产生粘着-撕脱-粘着-撕脱的循环过程，使接触表面的材料从一个表面转移到另一表面上，从而形成划痕，形成了粘着型磨损。

　12 粘着磨损型分类

　根据摩擦副表面磨损的破坏程度可将机床上常见的粘着磨损划分四类：(1)涂损磨损，仅发生在软金属浅层表面，被磨损的软金属薄层以涂扶的方式，转移到硬金属表面上;(2)磨擦伤磨损，发生在软金属表面表层以下较浅的部分，破坏方式是沿运动方向产生细小划痕，有时硬金属表面上也有可能划伤;(3)胶合磨损，发生在相互磨擦的两个零件的一方或两方的基体较深处，由于表面局部温度高，压力大，当磨擦副做相对滑动时，其表面产生撕脱性破坏，出现胶和性磨损;(4)咬死，当磨擦副表面瞬时散发的温度相当高，粘着区较大，粘着点的强度也相当高，粘结不能从基体上剪切掉，以至造成相对运动中止的现象。

　13 影响因素及预防措施

　(1)润滑油脂的因素。对润滑粘着磨损影响极大，只要磨擦表面始终保持足够强度润滑膜，避免磨擦表面之间金属直接接触表面而形成干磨或半磨擦，就可以有效防止和控制粘着磨损的产生和发展;(2)压力因素。粘着磨损一般是随着压力的增大而增加;(3)温度因素。温度对产生粘着磨损影响也很大;(4)滑动速度的因素。在压力一定的情况滑动速度小，形成润滑油膜的作用就减小，油膜厚度较小，油膜常因承受不了运动件的压力而部分破坏，造成两金属直接接触，容易导致磨损;(5)表面粗糙度因素。一般说来，磨擦副表面粗糙度越小，抗粘着磨损的能力就越大，适当降低表面粗糙度可防止此类磨损，对于新机床常常采用逐渐加载饱和运行，目的就是降低表面粗糙度，以减少早期产生粘着磨损;(6)材料因素。脆性材料比塑性材料的抗粘着磨损能力强，互熔性大的材料组成的磨擦副比互溶性小的材料所组成的磨擦副更容易产生磨损，金属与非金属组成的摩擦副比两个金属所组成的摩擦副产生此类磨损的倾向小。

　2 磨粒磨损

　这种磨损是指污染进入两磨擦表面间的硬颗粒，在表面运动时所起的显著切屑作用，致使摩擦表面产生划痕。

　21 产生机理

　硬颗粒进入两摩擦表面之间后受到两个力的作用，垂直于表面与平行于表面的力。硬颗粒在前者作用下刺入表面，而在后者作用下产生切向运动，这就导致表面被犁皱或切削留下划痕即磨损。

　22 磨粒磨损分类

　(1)磕碰引起的：如机床的导轨受到工件或工具等物品应力的磕碰后，导轨的表面将出现凹坑，而凹坑的周围同时出现突起或毛刺将滑板磨损;(2)硬颗粒两磨擦面引起的：如切屑或型砂进入机床的导轨与滑板之间将形成典型的磨粒磨损，切屑或型砂在垂直的压力下，压溃导轨或滑板表面，移动时便将导轨或滑板磨损;(3)污物进入摩擦面之间引起的：如污垢通过润滑进入摩擦面之间，虽然不会压摩擦表面，但能改变摩擦表面接触情况，由于污垢的作用，与污垢接触位置承受的压力增大，长时间运行后，使摩擦表面产生摩擦或微小的划痕。

　23 磨粒磨损预防

　(1)首先要防止摩擦副表面磕伤：如不在机床导轨上堆放工具、量具、工件等杂物，其次是摩擦表面发生磕碰伤后要及时修理，防止磨损摩擦表面，对出现的凹坑要进可能修补，防止凹坑内藏污垢，给磨损留下隐患;(2)设防护罩，防止切屑、型砂颗粒进入摩擦表面间，一旦发现硬粒或杂物进入摩擦面之间，应立即排除，防止磨损产生或扩展;(3)按时保养机床，及时清除导轨滑板、油孔及死角的污物油垢，防止污物进入摩擦表面之间，形成磨粒磨损。

　3结语

　机床的摩擦副一旦发生了磨损，就必须立即停止运行，找出原因，根据磨损的程度，采取不同的措施。一般来说对涂抹一类的磨损，可以不做修复，但要加强润滑，防止扩展，对污物引起的磨损，要清除污物并用油石或刮刀将磨损部位修平后，方可继续运行，而对胶合、咬死及颗粒引起的磨损，则必须进行修复，若修复不及时车床将出现严重的故障。