由于现代机械制造业的飞速 发展，加工中心在生产中占有重 要的地位。加工中心作为机械制 造中核心设备，机械故障及电气 故障问题排除的方法和解决问题 效率，对生产和成本有很大的影 响。

1. 数控机床的故障分类

数控机床故障分为机械故障 和电气故障，按故障产生的性质 分为自然故障和人为故障。

(1) 机械故障。人为机械故 障，主要是机床在运行过程中， 由于操作失误使机床受到不应有 的机械外力的破坏，安装不合理 而造成的故障，严重故障会危及 人身安全。自然机械故障主要是 由于机床保养不到位，如机床长 期处于缺油状况下工作和机械之 间的高温磨损，因而产生的机械 故障。

(2) 电气故障。电气故障 在自然故障和人为故障中出现的 频率几乎一样。电气出现自然故 障的原因主要是由于机床在运行 过程中，其电气设备常受到许多 不利因素的影响，如电器动作过 程中的机械振动、过电流的热效
应，会加速电器元件的绝缘老 化、变质，以及对周围环境温度 和湿度的影响等。

2. 机床故障的排除方法

(1) 查找故障之前的准 备。查找故障之前的准备工作必 须有，机械用的工具、机械结构 图、仪表和电气原理图、接线图 及数控系统的相关说明书等。

(2) 查找故障的方法。首 先是现场勘查，向机床操作者了 解故障的现象，因为操作者清楚 在哪个操作环节使机床发生了故 障，根据操作者的叙述，可以全 面了解机床故障发生的过程，并 引导维修人员做出初步判断。

分析故障原因。同一个故 障现象产生的原因可能各不相 同。维修人员可使用报警信号分 析法、线路排查法及部件替换法 等，结合必要的测试手段，最终 确定故障原因。

排除故障。尽量在不改变机 床原有线路和结构的前提下，排 除发生的故障，避免造成新的人 为故障。

3. 案例分析

(1) 案例1:加工中心主轴

紧刀不到位。

加工中心主轴紧刀未到位， 该故障可能发生的原因有：① 主轴自动夹紧机构内部分碟形弹 簧疲劳失效。②刀柄拉钉位置不 对。③主轴维孔内有杂物等。

故障诊断和排除：经过了解 该加工中心属于使用年限较短， 初步排除碟形弹簧疲劳失效问 题。检查刀柄拉钉位置，拉钉没 有松动。将主轴拆开，发现主轴 内有切屑，用煤油将主轴内孔和 四瓣爪清理干净，如图1所示。重 新装配时，要注意碟形弹簧不用 清洗，并且要保证四瓣爪位置正 确，如图2所示，避免造成人为故 障。

结果：装配后，加工中心主 轴紧刀不到位得到解决。

(2) 案例2:由于操作人员 操作不当，斗笠式刀库与主轴碰 撞，使刀库机械位置发生改变， 机床报修。此时如果继续运行刀 库自动换刀，可能造成进一步的 机械损坏。

故障诊断和排除：试运行， 将刀库伸出，使用手轮将Z轴下 移，目测刀库Z轴方向发生位移， r轴方向位移不明显。排除故障使用调刀三件套，如图3所示。首先 将主轴箱上移到换刀点之上，后 将分体刀柄的上体锥柄部分装入 主轴锥孔内，然后在刀盘的刀卡 内装入分体刀柄的下体；将刀库 移到换刀位置，手动操作使主轴 定向；用手轮操作主轴箱下移， 使分体刀柄的上体锥柄部与刀卡 上分体刀柄的下体之间的间隙约 为2mm;用调节螺栓调整刀库在 X和7向的位置，同时用分体刀柄 的同轴棒检验分体刀柄的上下两 体的中心线是否重合，上下两体 中心线重合表明刀卡与主轴的换 刀点重合，调整完毕。

结果：调整刀库位置后，运 行自动换刀，动作正常。

(1) 案例3:NC无法上电。

故障诊断与排除：如图4所 示，NC无法上电，说明故障出现 在NC启动电路中。打开电柜，观 察给NC供电的开关电源指示灯未
亮，进一步观察给它供电的KM0 接触器处于吸合状态，用万用表 测量KM0常开触点下端交流电压 220V正常，测量开关电源交流供 电6和7端子间电压为0,初步判 断6、7号线有断电现象。断电用 万用表欧姆挡查出6号线开关电源 接线处有断线，重新安装接线端 子。

结果：重新启动机床NC，正 常上电。

(2) 案例4:开机后系统可 以正常上电，但机床报急停，松 开急停无效。

故障诊断和排除：首先观察 机床没有撞限位开关，查看机床 急停回路电路图，如图5所示， 机床各限位开关串联在急停回路 中，常开触电KA17为超程解除开 关，如果按下超程解除键，经过 PLC控制将使KA17接通，机床解 除报警，正常复位，则判断故障
出现在限位开关电路中。断电用 万用表欧姆挡测量各行程开关相 关端子，具体方法：万用表笔一 端接端子1，万用表笔另一端接 端子2,阻值为零，说明Z轴的正 负限位开关均可靠接通，用万用 表测量1、3两端的电阻，阻值为 零，说明7轴的正负限位开关均可 靠接通，用万用表测量1、4两端 的电阻，阻值为无穷大，说明故 障出现在X轴，此时不要盲目拆X 轴限位开关，先检查3、4接线端 子处是否可靠接通，仍未发现问 题，锁定故障点在行程开关内， 拆开相关防护，发现X轴限位开 关由于密封失效，导致常闭触点 接线头处严重镑蚀，出现断路现 象，用砂纸打磨去除镑蚀部分， 重新接线，做好密封，恢复X轴 防护。

结果：松开急停，机床能复 位，工作正常。

4.结语

本文介绍加工中心出现故障 时的分析和排除方法。经过案例 分析，无论是机械故障还是电气 故障，首要做好现场勘查，全面 分析问题，根据电柜内电器部件 指示标识、系统报警信息和PLC 信号状态等，配合必要的现场测 试，准确锁定故障点，不走弯路、少走弯路，实现“快速、准 确”排除故障。操作机床一定要 遵守操作规程，避免误操作造成 不应有的故障，确保人身和机床 的安全。

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