數(shù)控機(jī)床機(jī)械部分的故障與普通機(jī)床機(jī)械部分的故障有許多共同點(diǎn)，因此在對(duì)機(jī)械故障進(jìn)行診斷及維修時(shí)，有許多地方是相通的。但是，數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)有很大的簡(jiǎn)化，使其機(jī)械結(jié)構(gòu)的故障呈現(xiàn)出一些新的特征，比如傳動(dòng)鏈縮短，傳動(dòng)部件的精度高，機(jī)械維護(hù)的面更廣。
1、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)
1.1 主要組成
(1)主傳動(dòng)系統(tǒng);
(2)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng);
(3)實(shí)現(xiàn)機(jī)床某些部件自動(dòng)動(dòng)作和輔助功能的系統(tǒng)和裝置，如排屑、防護(hù)等裝置，刀架和自動(dòng)換刀裝置，自動(dòng)工作臺(tái)交換裝置;
(4)特殊功能裝置，如刀具破損監(jiān)控、精度檢測(cè)和監(jiān)控裝置。
1.2 主要機(jī)械部件
⑴主軸部件：提供切削功率、在高檔數(shù)控機(jī)床中還具有c 軸功能及定向功能
⑵進(jìn)給部件：在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下完成直線運(yùn)動(dòng)的定位、進(jìn)給。
⑶回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件：指旋轉(zhuǎn)軸如：b軸、a軸
⑷自動(dòng)換刀裝置：數(shù)控車床的轉(zhuǎn)塔刀架、加工中心的刀庫及換刀機(jī)構(gòu)
2、數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷
數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障的診斷技術(shù)，分為簡(jiǎn)易診斷技術(shù)和精密診斷技術(shù)
2.1簡(jiǎn)易診斷技術(shù)：也稱為機(jī)械檢測(cè)技術(shù)。對(duì)機(jī)床進(jìn)行問、看、聽、摸、嗅等。
2.2精密診斷技術(shù)：根據(jù)簡(jiǎn)易診斷中提出的疑難故障，由專職故障精密診斷人員利用先進(jìn)測(cè)試手段進(jìn)行精確的定量檢測(cè)與分析，找出故障位置、原因、數(shù)據(jù)，確定修理方法和時(shí)間
2.2.1常用故障診斷方法
(1)直觀法(望聞問切)
問—機(jī)床的故障現(xiàn)象、加工狀況等
看—crt報(bào)警信息、報(bào)警指示燈、熔絲斷否、元器件煙熏燒焦、電容器膨脹變形、開裂、保護(hù)器脫扣、觸點(diǎn)火花等
聽—異常聲響(鐵芯、欠壓、振動(dòng)等)
聞—電氣元件焦糊味及其它異味
摸—發(fā)熱、振動(dòng)、接觸不良等
(2)cnc系統(tǒng)的自診斷功能
(3)數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查
(4)報(bào)警指示燈顯示故障
(5)備板置換法(替代法)
(6)將功能相同的模板或單元相互交換，觀察故障的轉(zhuǎn)移情況，就能快速判斷故障的部位。
(7)敲擊法
數(shù)控系統(tǒng)是由各種電路板組成，電路板上、接插件等處有虛焊或接口槽接觸不良都會(huì)
引起故障?？捎媒^緣物輕輕敲打疑點(diǎn)處，若出現(xiàn)，則敲擊處很可能就是故障部位。
(8)升溫法
設(shè)備運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間或環(huán)境溫度較高時(shí)，機(jī)床就會(huì)出現(xiàn)故障，可用電吹風(fēng)、紅外燈照
射可疑的元件或組件。確定故障點(diǎn)。
(9)功能程序測(cè)試法
(10)隔離法
隔離法是將某些控制回路斷開，從而達(dá)到縮小查找故障區(qū)域的目的。
(11)測(cè)量比較法
為了檢測(cè)方便，在模板或單元上設(shè)有檢測(cè)端子，用萬用表、示波器等儀器對(duì)這些端子的電平或波形進(jìn)行測(cè)試，將測(cè)試值與正常值進(jìn)行比較，可以分析和判斷故障的原因和及故障的部位。各種故障診斷方法各有特點(diǎn)，要根據(jù)故障現(xiàn)象的特點(diǎn)靈活的組合應(yīng)用。
2.2.2 機(jī)械振動(dòng)檢測(cè)診斷法
以機(jī)床振動(dòng)作為信息源，在機(jī)床運(yùn)行過程中獲取信號(hào)，對(duì)信號(hào)作各種處理和分析，通過某些特征量的變化來判別有無故障、根據(jù)由以往診斷經(jīng)驗(yàn)形成的一些判據(jù)來確定故障的性質(zhì)并綜合一些其他依據(jù)來進(jìn)一步確定故障的部位。具有實(shí)用可靠、判斷準(zhǔn)確的特點(diǎn)
(1)診斷過程
1)閱被診斷設(shè)備的技術(shù)資料，分析傳動(dòng)關(guān)系、計(jì)算傳動(dòng)件的特征值;
2)獲取信號(hào)、信號(hào)調(diào)理與處理;
3)信號(hào)分析、故障判斷(部位、性質(zhì))。
(2)故障振動(dòng)信號(hào)分類
1)平穩(wěn)性故障信號(hào)
2)沖擊性故障信號(hào)
(3)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)
以機(jī)床振動(dòng)作為信息源，在機(jī)床運(yùn)行過程中獲取信號(hào)，對(duì)信號(hào)作各種處理和分析，通過某些特征量的變化來判別有無故障、根據(jù)由以往診斷經(jīng)驗(yàn)形成的一些判據(jù)來確定故障的性質(zhì)并綜合一些其他依據(jù)來進(jìn)一步確定故障的部位。
(4)故障振動(dòng)信號(hào)分類
1)平穩(wěn)性故障信號(hào)：機(jī)械結(jié)構(gòu)在正弦周期性力信號(hào)、復(fù)雜周期性力信號(hào)和準(zhǔn)周期性力信號(hào)(軸彎曲、偏心、滾子失圓等漸變性故障)作用下產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)。
特點(diǎn)：響應(yīng)信號(hào)的頻率成分與激勵(lì)信號(hào)的頻率成分相同。頻譜為有限根譜線，而且能量集中在故障的特征頻率及其倍頻上。
2)沖擊性故障信號(hào)
機(jī)械結(jié)構(gòu)在周期性沖擊力作用下的脈沖響 應(yīng)，他與沖擊信號(hào)本身有很大的不同。
特點(diǎn)：信號(hào)能量短時(shí)間釋放，其頻譜為無窮根譜線，間隔等于脈沖發(fā)生的頻率。能量集中于基頻。
(5)信號(hào)分析方法
1)時(shí)域分析法(直觀)
了解信號(hào)的幅值和時(shí)間的關(guān)系，確定振動(dòng)的程度，設(shè)備是否有故障及嚴(yán)重程度。不能確定故障部位(特征量的統(tǒng)計(jì)分析、相關(guān)分析等、均值、有效值、均方根值、方差等)。
2)頻域分析法(了解信號(hào)的頻率結(jié)構(gòu)，尋找故障源)
幅值譜分析--應(yīng)用傅里葉變換、傅里葉傅里葉積分將時(shí)域信號(hào)變?yōu)轭l域信號(hào)。
功率譜分析--在頻域中對(duì)信號(hào)能量或功率分布情況的描述。
濾波譜---分析平穩(wěn)性故障信號(hào)
解調(diào)譜---分析沖擊性故障信號(hào)
(6)測(cè)試儀器系統(tǒng)
2.2.3診斷實(shí)施過程
1)了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)：設(shè)備在運(yùn)行中有什么異常情況，不同速度檔位有什么區(qū)別。
2)得到設(shè)備的有關(guān)資料：設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)圖、軸承分布圖等技術(shù)資料，并對(duì)其進(jìn)行分析。
3)計(jì)算傳動(dòng)鏈和傳動(dòng)件的特征頻率：計(jì)算傳動(dòng)鏈，計(jì)算各傳動(dòng)件的特征頻率系數(shù)。
3、數(shù)控機(jī)床診斷技術(shù)的發(fā)展
3.1通訊診斷(遠(yuǎn)程、海外診斷)
3.2自修復(fù)系統(tǒng)
3.3人工智能專家故障診斷系統(tǒng)
3.4人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)(ann)診斷