数控车床的故障诊断与维护保养研究

引言：

在现代化社会，各行各业出现了翻天覆地的变化，竞争也愈演愈烈，传统的车床逐渐被淘汰，数控车床取而代之，它应用预设代码自动加工完成工件。可是，目前由于制度尚不完善、工作人员能力有待提高等问题的影响，数控车床运行中时常出现故障，影响工作效率以及对应单位的利益。对此，必须明确数控车床的常见故障，掌握故障产生的本质原因，采用科学可行的维护保养办法，确保数控车床可以稳定运行，本次研究具有十分重要的现实意义。

一、数控车床的常见故障分析

（一）机械故障

机械故障是数控车床的常见故障之一，它可以细分为以下几种类型：一是功能故障。数控车床的零部件较多，在长期的作业过程中，各个零部件之间相互磨损，由此导致功能故障。比如没有定期保养导轨以及丝杠，其磨损程度会不断加剧，二者的间距越来越大。二是结构故障。在正常作业过程中，数控车床的机器皮带运行产生噪音，切割环节有明显的震动，上述现象属于结构故障。产生该故障的原因在于主电机和机器主轴之间的皮带磨损日益严重，皮带的摩擦力以及弹性均受到了影响，主轴无法有效承载负荷，最终出现停止现象并引发各种安全问题，例如设备异响等。三是动作故障。该故障的主要表现包括刀具无法正常回位、刀架定位的精度下降、主轴停止转动等，产生该故障的原因是控制装置引起了动作误差。四是使用故障。该故障又可以细分为照明系统故障、冷却系统故障等，通常是由于数控车床加工精度问题而造成。例如数控车床运行过程中刀具相互碰撞，由此造成刀架及导轨等与车床主轴出现精度误差[1]。

（二）电气故障

除了机械故障之外，数控车床也容易出现电气故障，该故障一般出现在电气控制系统、系统设备中，以下展开详细阐述：首先，电气故障的关键表现之一是系统参数丢失，该现象影响数控车床的运转，导致部分功能不能正常使用。例如数控车床长期闲置，由于一直未开机，其中一些参数可能会丢失，要让设备恢复正常，必须复位内部数据。其次，数控车床的测速单元、驱动单元、机械传动单元等容易出现电气故障，包括参回点错误、无法启动、超程、运动定位不准等。最后，部分数控车床使用时间较长，按下回零按钮时会出现溢出报警状态，这也是一种常见的电气故障[2]。

二、数控车床的维护保养措施

（一）健全维保制度，落实维修操作

数控车床对于企业而言至关重要，直接影响企业的运转，有些企业迫于竞争压力一味追求增加经济效益，平时经营管理中过度追求提高利润，导致数控车床的生产压力持续增大，部分设备处于长期负载状态，引发了一系列问题，包括机器烧毁、短路、组件损坏等。因此，必须加强数控车床的维护保养，按照规定进行维保。企业应当基于自身的数控车床操作需求制定严格的维修制度，在制度中详细说明数控车床的操作流程、责任分配、注意事项等，下发给所有员工并引导员工深度学习，促使全员正确操作数控车床，减少故障发生的概率。以更换元件为例，工作人员要按照制度详细记录数控车床的开关位置、运行状态等，同时按照要求将开关复位，为设备的顺利运行打好基础。在数控车床的使用过程中，有些工作人员会遇到突发状况，但数控车床本身并未发出报警，此时，管理人员要和一线员工相互合作，按照制度手册判断故障出现的原因，比如查看加工中心的程序和程序本身，及时找到坐标系并更改工作模式[3]。

（二）重视信号收集，完善监测系统

数控车床运作过程中会产生海量数据，因为它属于一种具有代表性的机械设备，即使工作条件没有异样，也可能因为制造或安装等问题而造成振动，如果出现缺陷，振动特性会随之出现改变，对于维修保养工作人员而言，振动信号能够帮助其了解数控车床的工作状况。但是，数控车床的信号收集具有一定的挑战性，尤其是区域环境比较复杂或干扰性强的情况下，传统的降噪技术无法保证信息的精准性。所以，就复杂的非线性及非平稳信号来说，要让降噪处理效果更好，可以使用奇异值分解（SVD）处理收集的信号。同时，在出现故障的情况下，许多关键指标会发生变化，比如噪声信号、振动信号以及温度信号等，不仅如此，在故障不严重的情形下，噪声信号不明显，但是振动信号不但范围广，还响应快。因此，企业应当完善监测系统，比如应用大数据、人工智能、物联网等技术搭建24小时动态监控系统，应用该系统实时监测机床的运行情况、收集有用的数据信息与挖掘信息背后的潜在价值，便于发现问题并解决。

（三）制订维护计划，加强日常检修

数控车床的维护保养是一个持续性的过程，企业应该优化维保计划并加强日常检修，争取做到从源头上处理故障，减少不必要的损失。首先，预防性维护。在设备没有出现故障前，企业要指定专业人员定期进行初步维护，比如定期保养，减少零部件的磨损，使设备使用寿命延长。预防性维护阶段要加强理论分析，如发现潜在故障点后，维保小组要深入讨论，确定故障产生的原因，提前制定维护计划，预防设备停机、降低故障损坏的可能性，进而帮助企业减少损失。其次，全员生产维护。企业要加强全员数控车床的维保宣传，例如通过官方网站普及维护保养数控车床的重要性，强化全员的维保意识[4]。也要督促全员参与数控车床全生命周期的管理，发现问题时共同讨论解决策略，以确保设备发挥其最大性能。此外，无论是制定维护计划还是加强日常检修，都离不开专业技术人员，所以企业要注重员工培训。一方面，对现有的维保团队加强培训，优化培训体系，将线上培训与线下培训相结合，指导工作人员掌握更多的专业维保技术，提升团队的综合素养。另一方面，引进优秀人才。企业要在招聘阶段考察应聘者的经验、素质、学历等，引进复合型人才，为现有的团队补充新鲜血液，增强维保队伍的整体能力。

结语

总之，定期维修保养数控车床可以帮助企业在短期内发现隐患，使得数控车床的寿命更长，降低生产损失以及提高企业的效益。企业应当高度重视数控机床的维修保养工作，在实践中持续探索行之有效的维修保养策略，为实现降本增效的目标保驾护航。

参考文献：

[1]王丽霞.数控车床故障传播溯源与诊断系统设计研究[J].今日制造与升级,2024,(02):86-88.

[2] 曾汉祥. 数控车床故障分析及维修措施[J]. 造纸装备及材料,2022,51(06):43-45.

[3] 朱加彪. 数控车床故障诊断及排除的研究与应用[J]. 科技资讯,2020,18(35):60-62.

[4] 黄登榜, 卢春燕. 数控车床故障分析及维修措施[J]. 南方农机,2019,50(24):158.