数控机床液压模块的典型故障排除
1. 液压模块在数控机床上的应用
液压模块因为具有体积小、重量轻、功率大、易于实现自动控制、工作平稳和可实现大范围内的无级调速等独特优点，已成为数控机床的一个重要组成部份。
数控机床上液压模块应用越来越广泛，其控制对象也越来越多。现有的控制对象主要包括：加工中心的自动换刀，主轴的制动和主轴定向，液压卡盘的夹紧、松开，液压刀塔的刀盘抬起、锁紧及转位，立式数控机床主轴箱的平衡，数控车床尾座套筒的顶出、退回，自动交换工作台的交换、数控回转工作台的上升、下降与锁紧，静压导轨的运行等。
2. 常见故障形式
数控机床的液压模块本身就是机电一体化的产品，其结构复杂，故障形式多样，故障原因复杂多变，故障排除异常困难。
数控机床上的液压模块常见故障主要有：油箱油量不足，油压不够，油液污染，油温过高，液压管路及液压阀堵塞，液压泵损坏，液压缸磨损，液压元件漏油，液压泵、液压马达及各种控制阀的振动以及噪声、执行件爬行等。
一般而言，当液压模块出现故障时，可以从以上几个方面来分析，但由于数控机床控制的复杂性和结构的紧密联结，液压模块的故障并不是独立出现的，往往是与数控机床其他部件及系统的故障联系在一起。因此当液压模块出现故障后，一般不易排除。下面通过几个典型实例来分析其故障的诊断方法和过程。
3. 常见故障诊断
（1）电磁换向阀故障。
故障设备：国产T H K6 3 8 0加工中心，配FANUC 0－M数控系统。
故障现象：加工中心自动换刀装置不动作。
故障诊断：仔细观察加工中心故障，发现每次运行到M06时，加工中心主轴返回到换刀点不久，就出现报警，换刀动作中断。检测地址信号，准停信号为“0”，说明主轴未实现准停。该加工中心主轴准停原理如图1所示。
主轴准停原理示意图
数控系统发出准停指令时，电气系统自动调整主轴至最低转速，再经与附图类似的一套系统，一方面使主轴传动的各电磁离合器都脱开，使主轴以惯性慢慢转动；另一方面，经0.2～0.5s延时后，电磁铁4YA通电，与定位凸轮对应的定位液压缸右腔接通压力油，活塞杆带着滚子向左移动，使滚子与定位凸轮的外圆接触。当主轴以惯性转动，使滚子落入定位凸轮上的V形槽内时，即将主轴准确定位，同时微动开关LS1动作，发出主轴准停完毕信号。现未检测到主轴准停信号，但检测到电磁铁4YA通电信号，说明电磁阀或液压缸出现了故障，仔细观察，发现是电磁阀出现故障，未动作。
故障处理：更换电磁阀，故障排除。
（2）液压拉杆联结处松动故障。
故障设备：国产CKD6140SAG210／2NC数控车床。
故障现象：液压卡盘夹紧力不足，卡盘失压，机床不报警。
故障诊断：该数控车床配备国产的LD4－I型电动刀架，加工时，出现被加工工件位置偏移，原因是液压卡盘未严紧。卡盘由液压驱动，夹紧力不够，初步怀凝是液压模块压力不够、控制回路动作不稳定、油路内泄和滑动受阻等原因造成。仔细观察液压模块出口压力，压力值在正常范围内；检修液压缸的内泄及控制回路动作情况，均未见异常；检查液压卡盘内各摩擦副的滑动情况，无受阻情况。但液压卡盘夹紧力仍然不足，怀疑是液压卡盘与液压缸之间的拉杆联结处松动，拉杆行程减小，致使液压卡盘卡爪向中心行程不够，导致夹不紧。
故障处理：仔细调整液压缸与卡盘间拉杆的调整螺母，故障排除。
（3）液压缸内泄漏，油压不够故障。
故障设备：国产加工中心，配FANUC 11数控系统。
故障现象：加工中心工作台不能转动，无报警。
故障诊断：该加工中心开机后，工作台没有执行回零的旋转动作，无报警。早期数控机床报警不完善，出现故障后不一定会报警。考虑到该加工中心工作台为多齿盘分度工作台，回零或分度时，中央液压缸的下腔进压力油，其活塞向上抬起工作台，使与上多齿盘向上离开下多齿盘，当上升到一定位置时，压下行程开关，发出开始分度信号。
检测地址信号，发现该信号为“0”，说明行程开关未被压下。仔细观察，发现工作台虽有抬起动作，但抬起的高够可能不够，怀疑是液压模块出现了故障，经过试验发现工作台抬起时，其油路压力由4.0MPa下降到2.5MPa，而正常压力应为4.0～4.5MPa，怀疑有泄漏现象存在。经进一步检查发现活塞支撑环上有磨损痕迹，并且液压缸内壁有明显环状刀纹，形状精度较差。
故障排除：更换密封圈和液压缸套后，故障消除。
（4）油液质量下降，油路堵塞故障。
故障设备 ： 大型进口数控龙门铣床，Sinumerik 810数控系统。
故障现象 ： 主屏幕显示 “ H Y D RMACHINEFAILURE HYDR MACHINE OIL MISSING”，40号、50号报警。
故障诊断：根据报警信息，查《报警手册》，提示是液压模块出现了故障，故障原因是机床缺油或液压模块充压时间超过90s。通过检查油箱情况，发现机床并不缺油。再检查各压力表，发现系统压力达不到额定压力值，故怀疑油路堵塞。检查各调压阀、溢流阀，没有发现明显堵塞现象；根据压力表指示的压力情况，重点检查过滤器，拆下过滤器仔细检查，发现过滤网上有异物，导致油路局堵塞。
故障排除：更换液压油、清洗过滤网和油箱，故障消除。
（5）油液温度过高故障。
故障设备：某国外镗铣加工中心。
故障现象：主轴报警，机床停止运动。
故障诊断：根据报警信息，查报警手册，提示是主轴润滑系统出现了故障。仔细检查主轴润滑系统各元件及油路，未发现油路堵塞、漏油等现象，各元件未见异常。该加工中心停一段时间后，又可以重新开机，但运行一段时间后，同样的故障又出现了。考虑到上述情况，怀疑是液温度升高，超过了规定值，导致机床报警。检查液压油箱，最高油温竞达到近70℃，远超规定值。
故障分析：该加工中心制造的环境应在20℃左右。但在我国南方夏季，环境温度较高，再加上液压油箱散热面积小，油泵启动频繁，造成油液温度升高，出现报警。于是用一台散热器串入液压模块的回油管路中，对系统用油进行散热降温处理。油温降低后报警消除。
故障排除：在液压油箱旁加冷循环装置，使回油经过冷循环装置后进入液压油箱，油液温度正常，故障排除。
4. 结语.
随着数控机床使用时间的延长，液压模块的各元件不可避免地会出现磨损和老化，与液压模块相关的机械及电气部件也会失灵，会导致各种各样的故障。因此维修时，不仅要了解液压模块本身的结构及工作原理，还要熟悉相连的机电部件及控制系统的作用，才能针对不同的故障，采用不同的方法，迅速排除故障，提高数控机床的利用率和生产效益。