数控机床机械故障诊断方法的研究及应用

王伟奇

摘 要：目前，数控机床在一些比较大型的工厂中被广泛应用，对整个厂子的安全生产起着至关重要的作用，如果数控机床在生产中出现机械故障，会严重影响到生产进程和生产效率，因此，能及时对数控机床机械故障进行诊断具有十分重要的意义，对此，本文主要阐述了数控机床机械故障的几种诊断方法。

关键词：数控机床；机械故障；诊断方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.016

0 引言

数控机床是我国比较重要的生产设备，整体构造十分复杂，是一种比较先进的机械设备，由于数控机床的内部比较精密，因此在维护上具有很大的难度，数控机床正广泛用于大型工厂的生产线中，一旦出现机械故障对厂子会造成非常严重的经济损失，为了将损失降到最低，及时有效的诊断方法是十分重要的。

1 数控机床的组成结构

数控机床的技术性比较强，在内部结构组成上非常繁杂，主要由传动带组件、基本组件、定位装备以及其他辅助设备等组成，数控机床属于自动化设备的一种，通过获取命令来进行工作，不需要人工进行操作，为了保证数控机床的工作效率，因此，需要其具备一定的质量标准，即具备变形抵抗力、抗震效果好、自动散热性等特点。

一般来讲，数控机床的故障主要是机械故障、软件故障以及电气故障这三种，软件故障主要是因为工程设计师在对机床进行编程时，存在不合理的设计或编程失误以及参数设置错误等，都会引发软件故障，只需正确修改编程，正确设置参数即可进行修复；电气故障则分为执行电器障碍、元件检验障碍等；机械故障产生的原因比较多，外界碰撞、温度异常、力度过大等都会发生机械故障，要求各维护管理人员实时对数控机床进行监测，一旦出现故障要及时进行诊断及修复，从而减少经济损失[1]。

2 数控机床机械故障的诊断方法

数控机床在发生机械故障时，可以通过几个步骤来完成对故障的分析，第一，查看机床的工作状态是否出现异常情况；第二，对数控机床的整个工作流程进行监测，检查工作程序情况；第三，确定数控机床故障发展趋势，预测数控机床未来运行情况。技术水平比较高的维修人员，可以根据一些细节从而判断是否发生故障，比如温度、声音等，如果这些细节没有发生变化则说明数控机床处于正常状态，如果不正常则表明数控机床存在一定的故障。

2.1 数控机床机械故障简易诊断法

（1）视觉观察法。主要是通过人的视觉直观的检查数控机床的运行情况，首先，观察数控机床零件有没有受到损伤、一些部件是否出现松动、有没有存在漏油等情况；其次，检查数控机床机械的颜色变化情况，是否因温度异常引起机械故障；接着，检测机床油箱内部颜料的颜色，确定沉积物的含量有没有超过标准；再接着，通过观察废弃金属的数量确定机床零件是否受到损伤；最后，检查数控机床的轴承是否有损坏情况。

（2）听觉诊断法。数控机床属于一种精密的机械，因此，机床在进行工作时会发出比较有规律的声音，维修检测人员可以根据机床所发出的声音情况判断是否出现故障，机床出现杂音、重音等情况则说明机床存在安全故障问题，当有涣散或无规则的声音出现，可能是机床的零件有松动的状态，要是有连续不断的碰撞声音出现，说明数控机床内部受到了撞击，从而引发故障。

（3）触觉诊断法。一般来讲，触觉诊断法可以通过两种方式来诊断故障。

第一，先用手指轻触机床的表面温度，在温度不高得情况下，再使用手掌或手背触碰机床表面，从而确定数控机床的正确温度。

第二，使用皮肤对机床进行触碰，感受机床的震动程度是否正常，并通过不断触碰来找到故障发生的位置[2]。

（4）嗅觉诊断法。利用嗅觉主要是通过温度来判断机床故障的位置，机床在运行中，机床内部零件在进行剧烈摩擦之后会使零件部位出现高温，由于各零部件上的可燃物经过高温氧化时就会出现一些气味，维修检测人员便可根据这气味确定发生故障的位置。

2.2 数控机床机械故障精密诊断法

精密诊断法与简易诊断法存在一定的联系，是对数控机床进行简易诊断之后进行记录，维修检测人员通过计算机、传感器的等设备对之前的数据进行分析和检测，从而准确判断故障发生的原因及位置，从而进行及时的维修处理。

（1）温度检测。在进行温度检测时，主要分为两种检测方式，即接触型检测方式和非接触型检测方式。

第一，接触型温度检测，就是利用热敏涂料、电动机等直接接触测量贴片、温度计等装置进行温度检测，判断温度是否正常。

第二，非接触型温度检测，这种检测方式的技术性比较强，需要配备相关先进的温度检测设备，比如红外热像仪、红外扫描仪等遥感设备对一些比较危险的物体进行测温，相比于接触型温度检测方法，非接触型温度检测方法的检测结果更准确，也更安全。

（2）震动测试。数控机床有一部分机械故障比较隐蔽，无法正常进行检测，机床的异常震动情况也常常会引起一些机械故障，普通方法检测的结果不够精确，因此，需要使用传感器对机床设备所出现的振幅进行检测，对震动产生的各种数据进行详细的记录，从而确定故障的位置。

（3）噪声检测。即使用相关的噪声测量仪等设备对噪音数据进行记录与分析，尤其是在进行机床内部检测时，一些零部件检测难度大，只能通过震动和噪声信息进行检测，从而判断故障发生的位置[3]。

2.3 油样分析法

数控机床在运行中，各零部件之间存在一定的摩擦，通过使用润滑油等，使润滑油在流动中伴随着一些金属碎屑，而维修检测人员则可以通过对润滑油样进行检测，从而判断故障发生的位置和原因。

2.4 无损探伤法

就是通过对机床的外部和内部存在的伤痕进行检测，这种检测方法不会影响机床的安全，效率也比较高，但需要注意一点，只能在机床内部没有危险情况下才可以进行检测。

3 结束语

数控机床机械故障能否被及时诊断出来对厂子的生产有重要的影响，一旦数控机床发生故障，就会造成生产线停产，会带来严重的经济损失，要求相关维修检测人员，可以熟练掌握检测方法，并针对实际情况选测适当的检查方法，从而提高诊断效率，及时进行维修，減少经济的损失。

参考文献：

[1]于国庆.浅论数控机床机械故障的诊断[J].科技经济导刊，2016（11）：51.

[2]汪立俊.数控机床机械故障诊断方法的研究及运用[J].才智，2016（28）：279.

[3]黄祥.“望、闻、问、切”在数控机床机械故障诊断中的应用[N]. 长春大学学报，2012（04）：382-385.