确定数控机床故障产生原因的方法和结构设计

(一)、确定数控机床故障产生原因的方法
一、直观方法
就是用人的感官去关注失败的现象，判断失败的可能位置。如果出现故障时有任何异常噪音或火花、焦斑或异常发热，则进一步观察可能出现故障的每个电路板的表面状况，如电路板上是否有烧焦或发黑，或是否有电子元件爆裂，以进一步缩小检查范围。这是较基本较简单的方法，但是需要机床维修人员有的维修经验。
二、利用数控系统硬件警报功能
警报指示灯可以判断故障。数控系统的硬件电路板上有很多警报指示灯，可以大致判断故障位置。
三、充分利用数控系统的软件警报功能
数控系统具有自诊断功能。自诊断程序可用于在系统运行期间诊断系统。一旦检测到故障，故障将以警报模式在表单屏幕上，或者所有警报灯将打开。维修时，根据警报内容提示，可以找到机床的故障位置。
四、使用状态的诊断功能
数控系统不仅可以故障诊断信息，还可以以诊断地址和诊断数据的形式提供机床诊断的各种状态，例如，它提供系统与机床之间接口的输入/输出信号状态，或者PC与数控设备之间、PC与机床之间接口的输入/输出信号状态。您可以使用屏的状态来检查数控系统是否向机床输入信号，或者机床的开关信息是否已经输入到数控系统。总之，故障可以区分机床侧和数控系统侧，可以缩小数控机床故障的检查范围。
五、故障应及时检查数控系统参数
系统参数的变化会直接影响机床的性能，甚至使机床失效，整个机床无法工作。外部干扰可能会导致存储器中个别参数的变化，因此当机床发生一些莫名其妙的故障时，可以检查数控系统的参数。
六、不及物动词备件换方法
当机床的故障经过分析，发现是电路板甚至故障时，可以使用备用板进行换，确定故障电路板。但是使用这种方法要注意以下两点：注意电路板上每个可调开关的位置。换板时，要注意使交换的两块电路板的设置状态一致，否则系统会处于不稳定或次优状态，甚至警报。换一些电路板(如CCU板)后，需要复位或输入机床的参数和程序。
七、使用电路板上的检测端子
电路板上有检测端子，用于测量电路的电压和波形，以确定电路在调试和数控系统维修过程中是否正常工作。但测试这部分电路时，你要熟悉电路原理和电路的逻辑关系。在逻辑关系不熟悉的情况下，可以对两块相同的电路板进行对比测试，从而找出电路板的故障。
(二)、数控机床机械结构设计的特点
数控机床虽然也有普通机床所具有的床身、立柱、导轨、工作台、刀架等部件，但为了与数控机床的高加工精度、高速切削相匹配，对机床主机部分的结构设计还提出了高刚度、低惯量、低摩擦、高谐振频率、适当的阻尼比等要求，因此数控机床的关键部件在结构设计中与普通机床相比有重大变化。主传动系统实现各种刀具和工件所需的切削功率，且在尽可能大的转速范围内恒功率输出，同时为使数控机床能获得佳的切削速度，主传动须在较宽的范围内实现无级变速。现行数控机床采用的直流或交流无级调速主轴电机，较普通机床的机械分级变速传动链大为简化。数控机床大修对加工精度有直接影响的主轴组件的精度、刚度、抗振性和热变形性能要求，可以通过主轴组件的结构设计和合理的轴承组合及选用轴承加以。为提高生产率和自动化程度，主轴上的卡盘有刀具或工件的自动夹紧、放松、切屑清理及卡盘准松机构。近日本又研制了新型的陶瓷主轴，重量轻，热膨胀率低，用在加工中心上，具有高的刚性和精度。数控机床的进给系统是由伺服电机驱动，通过滚珠丝杠带动刀具或工件完成各坐标方向的进给运动。为确定进给系统的传动精度和工作稳定性，在设计机械装置时，以低摩擦、低惯量、高刚度为原则，具体措施有：
①采用低摩擦、轻拖动、率的滚珠丝杠和直线滚动导轨；②采用大扭矩、宽调速的伺服电机直接与丝杠相联接，缩短和简化进给传动链；③通过消隙装置齿轮、丝杠、联轴器的传动间隙；
④对滚动导轨和丝杠预加载荷，预拉伸。数控机床的外观大都采用线型简洁的板块组合式全封闭防护罩，配备有现代特征的集操作、、控制于一体的操作面板，淘汰了普通机床各种操作手柄、手轮和线型复杂零散的多面型表面形态。防护罩可防止高压、大流量冷却液及铁屑飞溅、减少粉尘入侵，隔音降噪，有利于机床的精度保持和环境保护，体现了机、电、液一体化的特点；的数控数显装置；对机床的精度和刚度使用、防护性及环保等有严格要求；
采用标准的刀具系统及安装位置合理的自动换刀装置；采用整套商品化、标准化的新型配套件、自动排屑、润滑和冷却装置等。依人机工程学宜人性原则设计的桌面式或悬挂式数控操作面板，是机床与操作者联系和信息交流的界面，指示灯、按钮、按键排列的设计，既适合人的操作特性，又利于人机间的协调与交流，通过视觉良好的键面色彩，标准化的象形符号，能准确反映和传递两者间的信息。另外，采用触摸屏操作使得人机界面友好，加工过程的动态实时，使加工过程直观，操作容易。