数控机床故障分类方法优化

随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是代表产品之一。它是一种技术含量高且较复杂的机电一体化设备，其故障发生的原因一般都较复杂，给数控机床的故障诊断与排除带来了不少困难。为了便于故障分析和处理，可将故障按照其表现形式、性质、起因等做多种分类。常见的故障类型有以下几种。

1.主机故障和电气故障

按照数控机床发生故障的部位，故障可分为主机故障和电气故障。一般来说，主机故障比较直观，易于排除，电气故障相对而言比较复杂。电气方面的故障按部位基本可分为电气部分故障、伺服放大及位置检测部分故障、计算机部分故障及主轴控制部分故障等。

数控机床的主机部分主要包括机械、润滑、冷却、排屑、液压、气动与防护等装置。常见的主机故障有因机械部位安装、调试、操作使用不当等原因引起的机械传动故障，因导轨主轴等运动部件的干涉、摩擦过大等原因引起的故障，因机械零件的损坏、连接不良等原因引起的故障等，主要表现为传动噪声大、加工精度差、运行阻力大、机械部件动作不运行、机械部件损坏等。

电气故障分弱电故障与强电故障。弱电部分主要指CNC装置、PLC控制器、CRT显示器以及伺服单元、输入/输出装置等电子电路，这部分又有硬件故障与软件故障之分。硬件故障主要是指上述各装置的印制电路板上的集成电路芯片、分立元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。常见的软件故障有加工程序出错、系统程序和参数的改变或丢失、计算机的运算出错等。强电部分由断路器、接触器、继电器、开关、熔断器、电源变压器、电动机、电磁铁、行程开关等电气元件及其电路所组成，这部分的故障虽然维修诊断较为方便，但由于它处于高压、大电流工作状态，因此这部分的故障发生概率较高，特别常见。

2.确定性故障和随机性故障

按照数控机床故障的性质，故障分为确定性故障和随机性故障。确定性故障是指控制系统主机中的硬件损坏或只要满足一定的条件，数控机床必然会发生的故障。这一类故障现象在数控机床上最为常见。例如：液压系统的压力值随着液压回路过滤器的阻塞降到某一设定参数时，必然会发生液压系统故障报警使系统断电停机；润滑、冷却或液压等系统由于管路泄漏引起油标下降到允许使用的最小值，必然会发生液位报警使机床停机；机床加工中因切削量过大，达到某极限值时必然会发生过载或超温报警，致使系统迅速停机。确定性故障具有不可恢复性，故障一旦发生，如不对其进行维修处理，机床不会自动恢复正常，但只要找出发生故障的根本原因，维修完成后机床立即可以恢复正常，因此，正确的使用与精心维护是杜绝或避免故障发生的重要措施。

随机性故障是指数控机床在工作过程中偶然发生的故障。由于此类故障在各种条件相同的状态下只偶然发生一两次，因此随机性故障的发生原因较隐蔽，很难找出其规律性，故常称之为“软故障”。随机性故障的原因分析与故障诊断比较困难，一般而言，故障的发生往往与部件的安装质量、参数的设定、元器件的品质、软件设计不完善、工作环境的影响等诸多因素有关。例如，接插件与连接组件因疏忽未加锁定，印制电路板上的元器件松动变形或焊点虚脱，继电器触点、各类开关触头因污染锈蚀，以及直流电动机电刷不良等所造成的接触不可靠等。工作环境温度过高或过低、湿度过大、电源波动与机械搬动、有害粉尘与气体污染等原因均可引发此类偶然性故障。因此，加强数控系统的维护检查，确保电气箱门的密封，严防工业粉尘及有害气体的侵袭等，均可避免此类故障的发生。

3.有诊断显示故障和无诊断显示故障(www.xing528.com)

按照诊断方式，故障可分为有诊断显示故障和无诊断显示故障两种。目前的数控系统都有较丰富的自诊断功能，可显示出百余种报警信号。其中，大部分是CNC系统自身的故障报警，有的则是数控机床制造厂利用操作者信息，将机床的故障也显示在显示器上，根据报警信号能比较容易地找到故障和排除故障。但是此种方式一般仅能处理较简单的故障，还有很多情况虽然有报警显示，但并不一定是报警的真正原因。

数控机床产生的故障还有一种情况，那就是无任何报警显示，但机床却是在不正常状态，往往是机床停在某一位置上不能正常工作，甚至连手动操作都失灵。维修人员只能根据故障产生前后的现象来分析判断，排除这类故障是比较困难的。

4.数控机床自身故障和数控机床外部故障

按故障发生的原因可分为数控机床自身故障和数控机床外部故障。

数控机床自身故障是指由于数控机床自身的原因所引起的故障，与外部使用环境条件无关。数控机床所发生的绝大多数故障均属此类故障。

数控机床外部故障是指由于外部原因所造成的故障，如供电电压过低、过高或波动过大，电源相序不正确或三相输入电压不平衡，环境温度过高，有害气体、潮气、粉尘授入，外来振动和干扰等原因。此外，人为因素也是造成数控机床故障的外部原因之一。例如：操作不当，手动进给过快造成超程报警，自动切削进给过快造成过载报警；操作人员不按时按量给机床机械传动系统加注润滑油，易造成传动噪声或导轨摩擦系数过大，而使工作台进给电动机超载等。

除上述常见故障分类法外，还有其他多种不同的分类方法。例如：按故障发生时有无破坏性，可分为破坏性故障和非破坏性故障两种；按故障发生与需要维修的具体功能部位，可分为数控装置故障、进给伺服系统故障、主轴驱动系统故障、自动换刀系统故障等。