數控機床維護與故障處理

周建林

（浙江武精機器制造有限公司，浙江金華 321200）

1 數控機床的特點

（1）具有高度的柔性。數控機床進行零件加工時，主要受到加工程序的控制，因而數控機床與普通機床有著較大的不同：在進行工件加工過程中，不需要制造、調換相應的器具、夾具，也不用頻繁調整機床。

（2）加工精度高。數控機床加工另件時的精度通常可以達到（0.005～0.1）mm，或者更小。數控機床的任務過程是被數字信號控制的，數控裝置每送出對應數量的脈沖信號，那么對應機床的移動部件就能移動對應的脈沖當量（脈沖當量單位量通常是0.001 mm)。并且該期間機床給傳動鏈絲杠的螺距與反向間隙間的均差可以通過數控裝置來補償損失，如此就可以保證數控機床定位的精度滿足規定的條件。

（3）可保證加工質量。在開展同批次零件的加工任務時，若是在一個機床、同樣加工環境下來加工，能利用同樣刀具與同樣的加工標準。該環境下，刀具在運刀蹤跡方面是完全相同的，且有關零件的相同性也會較好，工件的質量也比較穩定。

（4）生產率高。能夠有效降低加工的時間以及輔助時間，并且主軸轉速及進給量的范圍也比較大。現階段，數控機床已到了飛速加工的重要時代。此外，數控機床的移動工件的飛速移動和定位性能，最大程度的減少半成品完成時間，從而有效地提高了生產效率。

（5）有利于生產環節的現代化管理。相關人員可事先計算加工的時間，并且加工期間能規范化管理刀具和夾具。根據數控機床掌握的信息來講，一般是利用數字信號與標準代碼，既可以將加工信息標準化，又便于生產環節的現代化管理。

2 數控機床的發展趨勢

（1）數控機床的應用將趨于高速度、高精度的狀態。目前，先進制造技術極大提升了生產效率與質量。因此，高速度、高精度技術的發展也必將帶動生產效率與質量的提升。

（2）多軸聯動加工和復合加工的方式將會被廣泛應用。對于多軸聯動加工方式來說，可以充分利用刀具的幾何形狀進行切削工作，既極大提高了零件表面的光潔度，還能提升工件的加工效率。由于數控機床生產更加趨于智能化、開放式和網絡化，如加工方面涵蓋了智能化，可在工件的加工過程中，應用自適應控制技術，通過相應的工藝參數控制生產工作。

3 數控機床的維護保養

3.1 建設好數控系統

（1）落實好操作要求和日常保護制度。因為數控機床有著高度的機電一體化程度，因而工作人員要做好日常的操作工作，要確保各項操作嚴格按照規范程序的運行標準去執行。操作人員要具有較強的責任感，當機床設備出現故障時，維修人員要做好現場的保護工作，同時還要如實向技術人員進行故障情況說明，進而為診斷問題與清除提供根據。

（2）避免灰塵等進入數控裝置中。數控加工車間環境較為復雜，車間內經常會有油霧、灰塵、金屬粉末等雜質存在。一旦雜質進入到數控機床裝置或接觸到相應的污染物，就會對內部電路板或電子元件的絕緣狀況造成一定影響。嚴重時還會出現短路、電路板損壞等問題。一些機床長期處于超負荷運行狀態下，在夏季要經常打開數控柜門來散熱，這一做法將加速數控系統的損壞，不利于數控機床的保護。

（3）防止系統出現過熱問題。數控機床如果在長期超負荷的運行狀態下工作，將會產生大量的熱量。如果熱量不能及時排散，就會影響到整個系統的運轉狀況。因而，要做好數控機床的降溫冷卻工作。一要對數控柜上的冷卻風扇經常進行檢查，確保能夠正常運轉。二要對風道過濾網進行檢查，以防出現灰塵積聚太多的問題。三要控制數控機床的使用時間，避免出現長期超負荷運轉的現象。

（4）工件加工尺寸偏差故障問題。如伺服電機的實際轉位值與指令轉位值不符；機床傳動系統回零位置偏差；外界干擾或脈沖丟失以及機械故障導致等。排除方法，首先檢查操作編程數據原因，確認無誤后再分析機械方面原因；①可以采用插補算法進行補償。通過插補可以實時控制刀具在整個加工過程中的切削運動軌跡，最大程度的降低因一些不可預知的原因對工件加工尺寸過大造成的影響，從而實現工件的高精度加工。②可以采用刀具補償法。先應對前后兩段的軌跡交接類型進行判斷，對于兩段程序軌跡的矢量夾角和刀具補償方向的不同，程序段過渡的刀具半徑補償分為伸長型、縮短型和插入型3種。對于機械方面的原因，如果機械傳動出現松動和產生間隙，可分步檢查聯軸器、滾珠絲桿螺母安裝和軸承座安裝及精密行星減速機安裝是否松動。再檢查滾珠絲桿與螺母之間是否磨損產生間隙，如發現間隙要及時予以修正。

（5）其他系統的維護。在進行數控系統的維護工作中，還要做好各種元器件、系統程序以及電氣設備的維護工作，同時對系統的輸入/輸出裝置進行合理的維護，保障程序可以正常運轉。此外，還要一定時間檢測電機電刷，避免因為磨損過度而導致的一系列安全事故的出現。此外，還要定期的對存儲用電池進行檢查、更換，進而確保存儲器的正常運行。

3.2 保護機械部件

（1）保護主傳動鏈。一要在一定時間對主軸的驅動帶松緊狀況進行檢查并進行調整，避免出現打滑、丟轉問題。二要定期對主軸潤滑的恒溫油箱進行檢查，查看調節溫度的范圍，及時補充油量，定期清理過濾器。刀具夾緊設施如果長時間使用會出現間隙，進而影響刀具的夾緊狀態，因而要及時進行液壓缸活塞位移量的調整。

（2）保護好滾珠絲杠的螺紋副。一要按期對絲杠的螺紋副軸向縫隙進行定期檢查與維護，確保機床反向傳動精度以及軸向剛度。二要對絲杠以及床身的連接狀況進行定期檢查，確保沒有松動問題的出現。維護工作中如果發現絲杠防護的裝置有損傷現象要馬上進行調動，以避免塵土的進入。

（3）保護刀庫和換刀機械手。避免把超重或加長刀具裝進刀庫當中，以減少機械手在換刀時產生掉刀，或刀具和器具、夾具之間產生碰撞。要定期檢測刀庫回零等部位，保證主軸換刀到位等。

3.3 保護液壓和氣壓系統

一要定時清理各液壓、潤滑和氣壓系統過濾器，并定期清洗和更換分濾網。二要定時檢測油質，日常維護工作中要定期進行液壓油的添加、更換，并定期對氣壓系統分水濾氣器進行放水。

3.4 保護機床的精度

技術工作者要定期機床能力、檢測機械精度、校正任務。通常說，機械精度校正手段一般有軟、硬二種手段。根據軟手段來說，一般是運用系統參數彌補；根據硬手段來說，大多是在機床大修時進行。

4 故障處理方法

（1）初始化復位法。如果是瞬時故障引起的系統報警現象，可使用硬件復位或開關系統電源按順序來清除；若系統任務存貯區是由于掉電或拔插錯線路板、電池失壓等所導致混亂，一定要先進行系統的初始化清除，需注意要先進行數據的復制、記錄。若初始化處理后仍不能排除，就要判斷是否為硬件問題。

（2）更正參數。系統參數是保證系統功能的重要憑證，若參數設定發生錯誤，可能會造成對應的系統故障等。此外，若用戶程序出現錯誤也可能會造成故障停機。如果出現這一問題，可以使用系統的快搜索功能進行檢查，并對所有錯誤進行更改，進而保證系統的正常運行。

（3）調節法。調節法是解決問題最簡單的手段之一。解決時，調整電位計，從而改正系統問題。根據最佳調整手段來說，可以系統的對伺服驅動系統、被拖動的機械系統進行綜合的調節。

（4）備件替換法。先用好的備件來替換以判斷線路板是否損壞，而且還可以啟動對應初始化。同時可以再進行壞板的修理或是返修。現階段，這一處理方法是應用最廣的排故辦法。

5 結束語

數控機床作為一種高精度、高效率的機械設備，在現代工業生產中發揮著越來越重要的作用，同時數控機床的應用也極大提升了零件的生產效率和企業的經濟效益。為確保數控機床運行的高效性，相關人員要做好數控機床的日常維護保養工作，減少設備故障的發生，發現問題及時進行處理，不斷提升機床的運行效率。