浅谈数控机床的使用与维护

杨红

（沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁 沈阳 110043）

数控机床是机电一体化的高技术产品，它的产生是20世纪中期计算机技术，微电子技术和自动化技术高速发展的结果。伴随着数控车床的普遍应用，数控车床的维修与保养技术也应运而生，数控车床维护人员不仅要有机械加工工艺以及液压气动方面的知识，还要具备电子计算机﹑自动控制﹑驱动及测量技术等方面的知识 ，这样才能全面的了解和掌握数控车床，及时搞好维护保养工作。数控车床经过长时间使用后都会出现零部件的损坏，且在首次使用数控车床或由工人不熟练操作时，在一段时间里有1/3以上的故障是由操作不当引起的 ，但是即使开展有效的预防性维护可以延长元器件的工作寿命，延长机械部件的磨损周期，防止意外恶性事故的发生，延长车床的工作时间。

1 数控机床的使用

1.1 科学合理的使用数控机床

在数控机床的工作场地我们要求避免阳光的直射和其它热辐射，保持室温20℃左右，对于精度高、价格贵的机床应安装空调。数控机床要远离振动大的设备，避免振动损害，可以通过设置防振沟等方法避免损害。数控机床的供压电源要严格符合标准，同时接地电阻要符合接地标准。数控机床配置必要的附件和刀具，有条件的尽量购置易损部件及其它附件。应重视生产技术准备工作以缩短生产准备时间，充分提高数控机床的使用效率，应提前审查工件的数控加工工艺性。建立一支高水平的维修队伍，保存好设备的完整。

1.2 使用检查

由于数控系统在运行一定时间后，某些元器件难免出现一些问题，因此为了延长使用寿命，防止恶性事故的发生，就必须对进行日常的维护保养。在操作在使用数控系统时了解所用数控系统的性能，必须进行使用前的检查。

1.2.1 通电前的检查

为了确保数控系统正常工作，首先确认交流电源的规格是否符合CNC装置的要求，并且认真检查CNC装置与外界之间的全部连接电缆是否按随机提供的连接技术手册的规定，同时要注意检查连接中的连接件和各个印刷线路板是否紧固，确认CNC装置内的各种印刷线路板上的硬件设定是否符合CNC装置的要求。还要认真检查数控机床的保护接地线，以保证使用过程操作人员的安全。

1.2.2 通电后的检查

要检查风扇运转、直流电源、CNC装置的各种参数是否正常，当数控装置与机床联机通电时，应在接通电源的同时，作好按压紧急停止按钮的准备，以备出现紧急情况时随时切断电源。进行几次返回机床基准点的动作，并完成CNC系统的功能测试。只有通过上述各项检查，确认无误后，CNC装置才能正式运行。

2 数控机床使用中的注意事项

要重视工作环境，数控机床必须在无阳光直射、有防震装置并远离有振动机床和环境适宜的地方，数控机床用的电源电压应保持稳定，其波动范围应在+10%～-15%以内。数控机床所需压缩空气的压力应符合标准，最好在机床气压系统外增置气、液分离过滤装置，增加保护环节。电气系统的控制柜和强电柜的门应尽量少开。经常清理数控装置的散热通风系统，正确选用优质刀具不仅能充分发挥机床加工效能，也能避免不应发生的故障，在加工工件前须先对各坐标进行检测，复查程序，对加工程序模拟试验正常后，再加工。数控机床的各类参数和基本设定程序要安全储存。数控机床机械结构简化，密封可靠，自诊功能日臻完善，在日常维护中除清洁外部及规定的润滑部位外，不得拆卸其他部位清洗。数控机床较长时间不用时要注意防潮，停机两月以上时必须给数控系统供电，以保证有关参数不会丢失。

3 数控机床的常见故障维修

我们要学习车床的故障诊断首先要需要了解两个概念：系统可靠性是指数控系统在规定的条件和规定的时间内完成规定功能的能力，故障是指系统在规定的条件和规定的时间内失去了规定的功能：

3.1 诊断的内容

（1）动作诊断：监视车床各动作部分，判定动作不良的部位。诊断部位是ATC、APC和车床主轴。

（2）状态诊断：当车床电机带动负载时，观察运行状态。

（3）点检诊断：定期点检液压元件、气动元件和强电柜。

（4）操作诊断：监视操作错误和程序错误。

（5）数控系统故障自诊断。

3.2 常见故障诊断

3.2.1 NC系统故障

(1)硬件故障

硬件故障是指已损坏的器件就能排除的故障，有时由于NC系统出现硬件的损坏，使车床停机。对于这类故障的诊断，首先必须了解该数控系统的工作原理及各线路板的功能，然后根据故障现象进行分析，在有条件的情况下利用交换法准确定位故障点。

(2)软故障

软故障是指由于编程错误造成的软件故障，只要改变程序内容，修改机床参数设定就能排除故障，数控车床有些故障是由于NC系统车床参数引起的，有时因为设置不当，有时因意外使参数发生变化或混乱，这类故障只要调整好参数，就会自然消失。

3.3 机床部分典型故障分析及维修

3.3.1 主轴伺服系统故障检查及维修

在维修主回路采用错位选触无环流可逆调速驱动系统的数控车床中所遇到的部分故障及处理方法。故障现象：1.8m卧车在点动时，花盘来回摆动。检查：测量驱动控制系统中的±20V直流稳压电源的纹波为4V峰峰值，大大超过了规定的范围。

分析：在控制系统的放大电路中，高、低通滤波器可以滤掉，如：测速机反馈，电流反馈，电压反馈中的各次谐波干扰信号，但无法滤除系统本身直流电源电路中的谐波分量，因它存在于整个系统中，这些谐波进入放大器就会使放大器阻塞，使系统产生各种不正常的现象。在点动状态下，因电机的转速较低，这些谐波已超过了点动时的电压值，造成了系统的振荡，使主轴花盘来回摆动，而且一旦去除谐波信号，故障马上消失。

处理：将电压板中的100MF和1000MF滤波电容换下焊上新电容，并测量纹波只有几个毫伏后将电源板安装好，开机试运行，故障消除。

3.3.2 机床PLC初始故障的诊断

机床PLC初始故障的诊断为了保护机床和维修方便，PLC有显示和检测机床故障的能力。一旦发生故障，维修人员就能根据机床的故障显示号去确定故障类别，予以排除。但在实际加工过程中，我们发现有时PLC同时显示几个故障，它们是由某一个故障引起的连锁故障，排除了初始的引发故障，其它故障报警就消失了。可是从机床PLC显示的所有报警故障中，维修人员并不知道哪个故障是初始引发故障，维修人员只能逐个故障去查，这就增加了维修难度。机床PLC初始故障诊断功能，通过PLC程序，准确判断出初始故障的报警号。维修中，首先排除初始故障，其它引发故障自行消失，这样就极大地方便了机床的维修，提高了机床维修的快速性和准确性。

随着生产力的发展，科学技术进步的需求而不断发展和完善起来的生产工具，是生产力的重要素。根据我国的情况，我们要加强对数控机床从业人员的技术培训，增强专业技术人员的实战能力，保证数控机床的安全、正常运转，提高数控机床在企业的生产效率。

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