數控機床操作中常見故障處理

商丘技師學院 劉康東 范江昆

前言

數控機床在機械制造領域發揮重要作用。通用機床電氣系統呈現復雜化、多樣化的特點，設備機械性能趨向于合理化、成熟化、高效化。數控改造結合現代技術，整體采用通用機床結構[1]。而傳統的通用機床機械部件未采用焊接工藝技術，若出現機械結構件變形的現象，設備精度只受到低范圍內影響。在整體的機械制造加工使用過程中，最多的設備是數控機床，計算機在數控機床中不斷應用，推動加工走向智能化、自動化。數控機床充分集成了多種真實設備，內部結構復雜，自動化水平高，促進了我國制造業的健康發展[2]。目前數控機床結構多樣，造成內部各種系統的應急檢測裝置相互干擾，同一故障的因素較多，不利于設備的高效使用。通過制造業的不斷升級和優化，在先進制造業實現了飛躍[3]。數控機床自動化技術的廣泛應用是我國機械制造業能否向高端制造業轉型的關鍵，高端制造業對數控機床的加工也提出更高的要求。數控機床在運行過程中出現數據錯誤時，通過人為干預，數控機床可以自行進行數據修正，可以有效減少數控機床出現的誤差。

1 數控機床自動化技術結構原理

數控機床加工中心主要包含三個主體部分，分別為數控系統、自動換刀系統、輔助設備。數控加工系統的基礎構建至關重要，主要是通過鑄造工藝模式，加強承重加工作業性能，推進施工整體強度，進而滿足數控機床加工的需求，確保數控機床加工的整體效率。數控機床加工中心的主軸運轉部件作為加工中心的重要輸出部件，其部件組成結構復雜，需不斷提升與改進。主軸部件作為數控系統中心的組成部分，其操作受中心的把握控制。數控系統中心通過加強信息參數設置，配合中心實現操作。數控機床自動換刀系統也在不斷完善與改進，加工過程中更換刀具時，系統中心需要發出指令，從刀庫中取出刀具，換刀操作完成。數控機床加工中心整體設備完善，數控機床呈現出精度高、性能好的特點。當數控裝置輸出脈沖信號，機床運動部分會移動一個脈沖[5]。此外，數控機床的精度高于普通機床，數控機床水平是產業能力評價體系的重要參考指標，應不斷提升數控機床水平質量。數控機床的自動化技術應用范圍呈現廣泛化的趨勢。數控機床水平主用于軸類零件加工，系列工序復雜。數控機床自動化不斷提升，加工流程復雜，不斷優化零件加工程序[6]。

2 數控機床操作中出現的問題

數控機床操作中的方向偏差問題時有發生。目前一些企業的數控機床轉換過程中，更注重效率轉換，而缺乏數控機床成本和安全轉換。非單電源轉換中缺乏安全考慮可以減少轉換完成后的故障損失，但也會影響數控機床的整體運行安全。注重效率成本、安全性能等方面，調整數控機床的維修技術水平[7]。數控機床在使用中因缺乏防護措施而導致故障的原因是數控機床的使用缺乏良好的防護，以及不規范的使用。數控機床加工操作防護措施亟須改進，數控機床操作風險系數高，故障可能性增加，整體維修操作難度有所提升。改造設備應用效率無法得到相關保障，改造政策不足等問題，提出合理化的解決方案，企業在現代化的標準考核下，數控機床加工缺少聯鎖保護設置。部分數控機床對精密滾珠絲杠副缺乏保護，在生產過程中，灰塵和雜物會粘在滾珠絲杠副表面，造成設備損壞，降低工作效率[8]。數控機床的常規操作過程中應注意數控機床的保護，從保護的角度出發，防止出現故障，數控機床的維修改造環節優化，維修改造難度降低。在數控機床維修過程中，電源作為主要裝置，需要考慮用電安全等因素。尤其是機床改裝環節，需要加強電源的管控。維修主要是采用非單電源轉換方式，在轉換中安裝備用電源，進而實現機床模塊控制。但從機床電路的角度來看，新零件的引線通常不會按照原來的接線方式走線。這種操作方式與正常操作規程存在一定矛盾，操作過程中容易出現安全故障。從安全性能角度考慮，數控機床的維修改造需要結合實際情況，實施科學解決方案，確保施工整體安全。數控機床的維修改造現狀亟須改進，人才出現匱乏現象，數控機床維修改造效率低，因此根據現有現狀做出修訂。現有培養模式培養的人才全部為基礎技能型人才，缺乏技術創新意識，對數控機床維修改造方向缺乏認識，影響了數控機床的維修改造[9]。數控機床的維修改造需要把握人才制度，實施具體的人才戰略與用人標準，選用專業人才，儲備后續力量。

3 數控機床操作裝置優化的關鍵技術

數控機床執行機構結構包括裝置本體、控制鍵盤、操作箱、滑軌、安裝架等。裝置主體、操作箱和控制鍵盤均采用現有技術中常用的結構設計[10]。此外，內置空間來容納主體中的操作盒，以便在需要時可以存放操作盒和操作鍵盤。內置空間是根據操作盒和操作鍵盤的組合結構設計的，內置空間是根據同時容納操作盒、操作鍵盤等部件的能力來設計的。裝置本體嵌入空間的底部設計有平行于嵌入方向的滑軌，滑軌上安裝有滑塊，滑塊可以后退。操作箱和控制鍵盤均安裝在框架結構的安裝架上，安裝架可以隨滑塊移動，使操作箱和控制鍵盤在使用時可以方便地進出內置空間或正在使用[11]。安裝架可以達到在操作過程中隨著滑塊的相對轉動調節操作箱和控制鍵盤角度的目的。在操作箱從器具主體出來之前，安裝在器具主體上與防護門連接的氣缸動作，將防護門向內打開。將箱體移動到與導軌平行的位置后，最后推動操作箱并收回操作箱，操作箱到達角缸后，角缸將操作箱移動到特定角度，最后是防護門連接的氣缸工作并關閉防護門。控制鍵盤兩端設計安裝轉軸，安裝轉軸上裝有阻尼套，控制鍵盤通過安裝轉軸安裝在安裝架上[12]。安裝支架由金屬制成，使操作盒和鍵盤能夠自由地伸縮。

4 數控機床操作中常見故障處理措施

4.1 專用數控機床設備改造

數控系統處于正式工作過程中，合理的工作目標是在數控機床的實際工作過程中控制刀具與工件的相對運動。專用數控機床在正常情況下，設備規模較大，內部系統復雜，可歸類為大中型設備[13]。數控機床的正常運行是完全依靠齒輪變速來支撐運行，使其在恒功率區運行更加安全可靠，可以使數控機床完全依賴。為了在低速行駛時獲得大扭矩，其自身的真實齒輪為實際工作提供了足夠的扭矩。機床主軸齒輪處于動態傳動運行狀態，為保證運行的可靠性和穩定性，必須按相關規范和要求完成操作。為了促使機床齒輪處于“嚙合”過程中，不形成真實狀態，需要依靠自動裝置來保證根據實際情況換檔[14]。在正式進行大型機床維修改造時，合理選用時間繼電器裝置，準確可靠地檢測主軸的實際運行狀況，避免運行時出現故障，高低坐標之間的坐標軸應合理劃分為實際裝夾過程。

4.2 改造驗收和調試工作

加強驗收調試環節的管理。內部結構復雜，必須做好驗收和調試工作。機床零部件和數控系統的調試，員工必須根據機床結構的差異，制定具體的審批調試工作流程。關于數控機床的驗收，重點應放在性能、精度等轉換指標上。在檢查數控機床的精度時，要重點檢查工作臺平面度、定位、直線運動的精度。在識別機床的性能時，需要檢查機床的各種系統[15]。以檢查內容為重點的機床功能，包括主要系統和輔助設備，對于準備、移動和操作功能，必須嚴格允許數控系統、操作面板、電機和其他設備的驗收接線電纜。在實際調試和驗收作業中，應根據設備制定各個驗收流程，提高驗收的全面性和準確性。

4.3 建立應急防護措施

建立數控機床應急防護措施，實現數控機床的合理改裝和應用。數控機床的安全防護應從綜合安全和機床安全防護的角度進行，防止數控機床故障的發生。將三重連接斷路器設備添加到CNC 機床。裝置可以實現對數控機床的良好保護，完成數控機床電源發生故障后對電源和電路的良好保護，降低電力等風險和影響。在使用數控機床時，對某些結構提供了合理的保護。在滾珠絲杠的表面加裝保護裝置，在實際的保護操作中，可以加裝保護套和保護管，防止異物和灰塵進入滾珠絲杠表面和內部。此外，在數控機床的改裝中可應用自動潤滑系統和手動潤滑兩種模式，完成各部件的自動潤滑，實現對部件或結構的潤滑保護。運用現代科技理念，完成數控機床的整體保護。設計并應用智能控制模塊、攝像機設備、數據采集模塊和監控中心，對數控機床的整體運行進行監控[16]。在智能監控系統的運行中，可以實現對數控機床運行參數的實時采集。在機床運行過程中發現故障和參數異常的威脅時，必須立即進行維修，及時降低風險，實現對數控機床的全面保護。

4.4 加強技術人才培養體系

時刻關注員工的綜合技能水平，培養素質過硬、能力強的技術人才。加強內部人員培訓，定期組織員工參加業務培訓，掌握最新的操作技術標準和規范，學習先進技術，積極引進技術人才，通過“產學合作”吸引人才。豐富多元化人才庫，實現高薪就業和人才吸引，同時提升人才團隊的整體能力。重點考察參賽者地解決問題水平、維修速度和自身專業水平。應獎勵表現出色的參與者，以激發參與并加強他們的專業技能。關于隱患的來源，主要與操作人員、維修人員和機床的安全信號有關。在設計過程中，必須充分考慮可能的情況，一旦發生報警，必須切斷所有回路電源并關閉相關部件，以免造成重大設備損壞和人身傷害。為保證完整的保護和安全操作功能，在運行狀態下應安裝防設備飛濺的連鎖裝置，在某些生產過程中，當人員需要離開工作區域再次操作時，該裝置會自動關閉設備的運行。在數控機床改裝的基礎上，要對工作人員進行認真管控，確保他們按照規章制度參與工作，杜絕危險情況，提高安全性。重視從業人員的綜合技能水平，重點培養素質和能力過硬的技術人才。加強內部人員培訓，定期組織員工參加業務培訓，掌握最新的操作技術標準和規范，學習先進技術，積極引進技術人才。

5 結語

數控機床是工業生產的重要支柱設備，但數控機床在生產過程中出現的加工誤差嚴重影響產品的精度，限制了我國機械制造業的精細化發展。優化和改進數控機床是機械制造加工行業的重中之重，以滿足經濟快速發展對我國機械制造業進步的需要。數控機床的實際應用過程受到的影響因素很多，主要體現在管理技術和操作人員方面，而這些因素都影響著機床的實際應用效率。數控機床的維修改造過程涉及很多技術問題，在處理各種技術問題時，建議通過選擇合理的措施，不斷優化調整，確保機床應用的可靠性。維修改造工作實現了各個環節工作的可控性。要不斷規范工作流程，提高操作人員的技術能力，提高機床維修改造的質效。