試析數控車床的結構特點及保養措施

張 雷

(恒源煤電機械總廠，安徽 淮北 235000)

試析數控車床的結構特點及保養措施

張 雷

(恒源煤電機械總廠，安徽 淮北 235000)

隨著科學技術的發展與創新，數控技術已是我國機械行業實現自動化與信息化的關鍵技術之一。機床維護與保養的好壞將影響機械零件的加工精密度與高效性，所以平時應采用合理的措施維護與保養數控機床，從而提高數控機床的技術性能。

數控車床；數控技術；結構特點；保養策略

我國機械制造行業現已普遍應用數控機床，它必然成為我國工業生產與加工的重要設備。然而我國數控機床技術的應用處于初期階段，所積累的實踐操作經驗較少，在技術、環境，甚至操作方面依然未形成一個統一體系，因而造成數控機床應用過程中經常發生故障，從而對數控機床穩定與安全運行造成深遠影響。因此，為提高數控機床技術的應用性能，應根據數控機床結構特點及運行實際情況，研究數控機床常見故障產生原因，制定具有針對性的數控機床維護與保養策略，以保障數控機床的正常運行以推動我國制造業的進一步發展。

一、數控車床

隨著國家在機械制造技術與電子技術方面加大了研究力度，我國數控機床制造的復雜性與智能化已經達到世界水準。針對此種狀況，若是選擇傳統的維修技術、養護技術，難以保證數控車床的安全、穩定運行，因而數控車床的維修、養護技術也必須不斷革新。當今數控車床主要選擇的為過程控制，若是某一部位發生故障，就會影響車床整體的穩定運行，甚至還會導致數控車床停機，對制造業的生產效率帶來重大影響。同時，因為數控系統的工作原理復雜、結構精密，一旦發生故障就一定要及時檢查與維修，否則可能會造成嚴重損失。因此，數控車床運行期間，一定要進行日常維護與保養，從而降低車床故障發生率。

二、數控車床結構特點分析

1.自動化

我國數控車床主要選擇高性能伺服傳動系統，配置無級變速主軸，明顯加強了數控車床工作時傳動結構性，同時對數控車床的結構進行了簡化，有效縮短了傳動鏈。從數控車床角度來看，一般是數控系統下發指令，以完成數控車床運行速度、刀具運動及主軸轉速等自動化控制；應用伺服系統，改變了普通車床采用的進給系統方式格局，通過主軸調速結構，實現主軸自動變速運轉。分析數控車床的結構發現，進給變速箱與主軸箱結構實現了優化，且應用的軸承與齒輪等有關設備零件也較少，直接通過電動機實現主軸、滾珠絲杠的有效連接，減少了齒輪應用。

2.精密性

為保證數控車床運行過程中的穩定性與精密性，所選擇的數控車床全部配件都應依據“高科技化與高精確化”準則，打破了傳統中以幾何精度作為主體的理念。針對數控車床精密性要求而言，體現在數控車床的運行、熱變形、抗震等方面。基于數控車床的系統控制精度而言，其選擇的技術主要是高速差補技術，應用微小的數控程序完成有效控制，然后對數控車床的控制單元進一步細化，同時選擇具有高分辨率的先進傳感器設備，以加強位置檢測與元件測量精準度。[1]除此之外，國際上最近研發的網絡解碼檢查技術，將其應用在數控車床中，可明顯提高數控車床工作軌跡精度，其原理是應用三維仿真對數控車床工作精度進行預測，實現數控車床在多種條件下對多種規格工件的精確加工。

3.無人化

數控車床的普遍應用，推動了制造業向柔性化與無人化趨勢發展。而數控車床的功能集成與工藝復合作為柔性化、無人化目標實現的根基，同時還是數控車床的關鍵特點之一。[1]從車削中心角度而言，進行一次工件裝夾后，不僅可以內對孔完成加工，還能對外圓與端面進行加工?，F階段，數控車床整體發展趨勢更傾向功能集成化，主要以自動化工作臺與自動換刀系統為根基，然后完成數控車床柔性化與無人化目標，同時功能集成化一般指工件的自動定位與自動裝卸支持自動對刀，并對刀具的磨損進行自動檢測。隨著科學技術的發展，相關學者在數控車床的工件自動補償與自動測量等有關方面進行了更為深入的研究，現已研發出集車床、銑床、鉆床等有關工藝為一體的先進加工機床，實現了工件的深加工，提高了機床附加值，并已在制造行業中投入應用。

4.高新技術性

數控車床運行時，為加強車床運行的安全性、穩定性及精密性，采用了許多高新技術。例如優化靜態剛度與動態剛度，改進阻尼精度等，很大程度上加強了數控車床運行的自動化水平，還改善了工作生產效率，有效的控制了熱變形現象。[2]同時，數控車床中所支持的工件高精度與高效率生產，盡管對機械結構實現了簡化處理，可依然對機械傳動設備等有著嚴格要求。如今許多現代化設備已應用在數控車床中，比如說無間隙傳動設備，其能夠確保數控車床的運行效率；再如滾珠絲杠與靜壓導軌以及塑料滑動導軌，不僅能夠對數控車床進給系統產生的阻力，還能對傳動效率進行優化，加強數控車床運行的安全性、穩定性；尤其是定位快進速率的增加，已經達到了每分鐘幾十米甚至是幾百米。

三、數控車床維修養護策略分析

1.機械維護

數控車床在進行工件加工時，操作人員一定要認真檢查排屑器是否順利工作，切記避免切屑大量堆積，影響導軌的精度，甚至對導軌的正常應用造成嚴重影響。而工件加工完成后，必須將伺服軸置于初始點。[3]所有加工任務完成后，還應將散落在拖板或者是導軌中的切屑清理干凈。另外，維護工作人員應定期對數控車床的全部機械部分進行檢查，針對配合尺寸誤差要及時調整，例如數控車床中伺服電機的聯軸器各個位置的檢查、滾珠絲杠與滑動導軌等的檢查、調整等。

2.氣動系統維護

數控車床氣動系統中的供給壓縮空氣一定要是清潔的。大部分情況下，壓縮空氣中都會存在水分或是粉塵等雜質，若是壓縮空氣中存在的水分較多，就可能導致管道與氣缸發生腐蝕；若是壓縮空氣中存在大量油液，也會導致橡膠與密封材料變質；若是壓縮空氣中粉塵數量多，也會造成閥體無法正常動作。因此，應合理選擇過濾器，以清除壓縮空氣中存在的雜質，同時應用過濾器也可以實現壓縮空氣中液體的有效清除，保證氣動設備的工作壓力處于正常狀態。針對工作壓力調節而言，在調節時應保證壓力表處在正常工作狀態，確保讀數精確。

3.主軸電機與伺服電機維護

數控車床的維護工作人員，應定期完成數控車床中主軸電機與伺服電機工作狀態下的相應溫度、噪聲以及震動檢查。若是發現溫度、噪聲以及振動超出標準規定的范圍，一定要及時查找原因，重點檢查軸承與數控車床相關參數設置，而在查明故障成因后務必要及時選擇針對性的解決措施。同時，數控車床運行過程中，針對直流伺服電機的數控車床而言，若是頻繁的進行加速或者是減速，應定期對其進行保養，通常情況下以2個月為一周期。而維護保養的主要工作內容是應用干燥的壓縮空氣對電刷粉塵進行有效清除，并且對電柜換向器進行清掃，以避免發生短路問題。除此之外，還應對電刷磨損度完成檢查，若是電刷磨損嚴重一定要選取型號與規格完全相及時更換，更換后需進行空載運行，以使新電刷能夠與換向器表面有效吻合。

4.其它方面的維護

首先，通風系統維護。數控設備一定要置于固定的溫度區間，同時要對散熱通風設備完成定期清理，確保風扇順利工作，然后依據車間具體環境狀況編排季度清理方案；其次，數控系統接地維護。目前我國電壓波動與干擾問題比較常見，由于數控車床系統內存主要選擇的為芯片，若是遭受脈沖干擾，并且內部電壓迅速增加，就可能對內存造成嚴重影響，出現信息數據混亂，直接影響數控車床的順利運行。[4]對此，為保證數控車床順利運行，一定要保證電壓穩定性，同時應與可能形成高頻或者是高壓沖擊的裝置保持安全距離，比如說高頻淬火機床與磁粉探傷機等等。若是具備一定條件，應把數控車床的控制系統供電和感染電源進行隔開，以保證數控車床的安全運行；最后，定期完成數控車床控制系統中對外接插件具體接插情況檢查，防止發生松動。若是車間中空氣摻雜著許多灰塵或者是金屬粉末，并且散落在印刷電路板或者是電氣接插件上，就可能造成元件導電，嚴重時會損壞元件。所以一定要格外重視數控車床系統的凈化處理，盡量降低電氣柜的打開次數，防止數控車床系統污染，保證數控車床能夠正常運行。

四、總結

數控車床裝置實現自動化后，對于數控車床的故障處理與維護提出更為嚴格要求。因此，數控車床維護工作人員，首先要分析數控車床結構特點，歸納、總結數控車床常見故障，然后依據常見故障制定具有針對性的維修、養護方案，同時工作人員還應在實踐工作過程中不斷積累經驗，逐步提高自身的數控車床維護水平，保證數控車床能夠安全、穩定運行，從而提高工件的機械加工精度和效率。

[1] 魏東坡,趙宏霞.基于數控機床常見故障及排除的研究[J].東方企業文化,2014(6).

[2] 李秀杰.機械加工中影響表面粗糙度的因素及改善措施探討[J].科技創新與應用,2014(9).

[3] 舒蕾.加工中心控制系統常見干擾故障及改進措施[J].河北能源職業技術學學報,2014(3).

[4] 盧卓,龍俞文.淺談數控機床故障診斷的思路與原則[J].裝備制造技術,2015(9).

責任編輯：力 草

2016-11-16

張雷(1981-)，男，安徽濉溪人，恒源煤電機械總廠助理工程師,研究方向：機械加工。

TG519.1

A

1671-8275(2017)01-0140-03