加工中心常见故障及其分类

【编者按】加工中心是从数控铣床发展而来的。与数控铣床的最大区别在于加工中心具有自动交换加工刀具的能力，通过在刀库上安装不同用途的刀具，可在一次装夹中通过自动换刀装置改变主轴上的加工刀具，实现多种加工功能。

按故障发生的部位分类

1．主机故障。

数控机床的主机通常指组成数控机床的机械、润滑、冷却、排屑、液压、气动与防护等部分。主机常见的故障主要有：

1）因机械部件安装、调试、操作使用不当等原因引起的机械传动故障；

2）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；

3）因机械零件的损坏、联结不良等原因引起的故障，等等。

主机故障主要表现为：传动噪声大、加工精度差、运行阻力大、机械部件动作不进行、机械部件损坏等等。

润滑不良、液压、气动系统的管路堵塞和密封不良，是主机发生故障的常见原因。数控机床的定期维护、保养、控制，和根除“三漏”现象的发生是减少主机部分故障的重要措施。

2．电气控制系统故障

从所使用的元器件类型上，根据通常习惯，电气控制系统故障通常分为“弱电”故障和“强电”故障两大类，“弱电”部分是指控制系统中以电子元器件、集成电路为主的控制部分。

数控机床的弱电部分包括CNC、PLC、MDI/CRT以及伺服驱动单元、输入输出单元等。“弱电”故障又有硬件故障与软件故障之分。硬件故障是指上述各部分的集成电路芯片、分立电子元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。软件故障是指在硬件正常情况下所出现的动作出错、数据丢失等故障，常见的有：加工程序出错，系统程序和参数的改变或丢失，计算机运算出错等。

“强电”部分是指控制系统中的主回路或高压、大功率回路中的继电器、接触器、开关、熔断器、电源变压器、电动机、电磁铁、行程开关等电气元器件及其所组成的控制电路。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，发生故障的几率要高于“弱电”部分．必须引起维修人员的足够的重视。

按故障的性质分类

1．确定性故障。

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，加工中心必然会发生的故障。这一类故障现象在数控机床上最为常见，但由于它具有一定的规律，因此也给维修带来了方便。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。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。

2．随机性故障。

随机性故障是指数控机床在工作过程中偶然发生的故障。此类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。

随机性故障具有可恢复性，故障发生后，通过重新开机等措施，机床通常可恢复正常，但在运行过程中，又可能发生同样的故障。

加强数控系统的维护检查，确保电气箱的密封，可靠的安装、连接，正确的接地和屏蔽是减少、避免此类故障发生的重要措施。

按故障的指示形式分类

1．  有报警显示的故障。

数控机床的故障显示可分为指示灯显示与显示器显示两种情况：

1）指示灯显示报警

指示灯显示报警是指通过控制系统各单元上的状态指示灯（一般由LED发光管或小型指示灯组成）显示的报警．根据数控系统的状态指示灯，即使在显示器故障时，仍可大致分析判断出故障发生的部位与性质。因此，在维修、排除故障过程中应认真检杳这些状态指示灯的状态。

2）显示器显示报警

显示器显示报警是指可以通过CNC显示器显示出报警号和报警信息的报警。由于数控系统一般都具有较强的自诊断功能，如果系统的诊断软件以及显示电路工作正常，一旦系统出现故障，可以在显示器上以报警号及文本的形式显示故障信息。数控系统能进行显示的报警少则几十种，多则上千种，它是故障诊断的重要信息。在显示器显示报警中，又可分为NC的报警和PLC的报等两类。前者为数控生产厂家设置的故障显示．它可对照系统的维修手册来确定可能产生该故障的原因。后者是由数控机床生产厂家设置的PLC报警信息文本，属于机床侧的故障显示。它可对照机床生产厂家所提供的机床维修手册中的有关内容，确定故障所产生的原因。

2．无报警显示的故障。

这类故障发生时，机床与系统均无报警显示，其分析诊断难度通常较大，需要通过仔细、认真的分析判断才能予以确认。特别是对于一些早期的数控系统，由于系统本身的诊断功能不强，或无PLC报警信息文本，出现无报警显示的故障情况则更多。对于无报警显示故障，通常要具体情况具体分析，根据故障发生前后的变化，进行分析判断。原理分析法与PLC程序分析法是解决无报警显示故障的主要方法。

按故障产生的原因分类

1．数控机床自身故障

这类故障的发生是由于数控机床自身的原因所引起的，与外部使用环境条件无关。数控机床所发生的极大多数故障均属此类故障。

2．数控机床外部故障

这类故障是由于外部原因所造成的。供电电压过低、过高，波动过大；电源相序不正确或三相输入电压的不平衡；环境温度过高；有害气体、潮气、粉尘侵入；外来振动和干扰等都是引起故障的原因。此外，人为因素也是造成数控机床故障的外部原因之一，据有关资料统计，首次使用数控机床或由不熟练工人来操作数控机床，在使用的第一年，操作不当所造成的外部故障要占机床总故障的三分之一以上。

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