数控加工及数控机床的维护

张敬

摘 要：随着社会的不断进步，经济的快速发展，我国人们的物质生活水平不断提高，集机械、电力、溶液、气、光为一体的数控机床现代化技术开始迅速发展起来，数控加工也随之发展起来，促进了我国国民经济的快速增长。随着数控加工的日益增多，数控加工的工艺水平越来越受到全社会人们的普遍关注；数控机床是一种高技术产物，如果系统出现故障就会影响生产效率。该文就对数控加工的加工工艺以及数控机床在日常生活中常常出现的故障进行了分析，并且提出了相应的解决措施。

关键词：数控加工 数控机床 维护 现代化技术

中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（c）-0075-02

数控加工是一种先进的加工技术，同时也是一种高效率、高精度的自动加工方法，其技术的使用有效的解决了复杂、小而精密的零件的加工问题，给社会带来了巨大的经济效益。数控机床作为一种高技术产物，已经成为现代机床技术水平的重要标志，数控机床能够满足产品的高精度、高复杂性的要求，为此，受到人们的广泛关注。要想充分发挥数控机床的作用，就必须做好日常维修与养护工作，从而减少事故的发生，提高工作效率。

1 数控加工

1.1 数控加工的定义

数控加工是机械制造中的一种先进的加工技术，同时也是一种高效率、高精度的自动加工方法，它是伴随数控机床的产生、发展从而逐步完善起来的一种应用技术，也是人们长期从事数控加工实践经验的总结。数控加工能够大大提高对复杂性产品的制造效率，能够充分保障产品的加工质量，它是集传统的机械制造工艺、现代化控制技术、传感技术等技术于一体的，它的广泛使用给机械制造业带来了极大的方便，数控技术的水平已经成为衡量一个国家综合国力的重要标志。

1.2 数控加工的特点

数控加工技术与传统的机床加工技术相比，其具有以下几个方面的特点：1.加工零件的精度越来越高，能够适应许多品种复杂的小零件。数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的，不需要人工干预，从而能够消除人为产生的误差。2.数控机床能够随生产对象的变化而发生变化，所以在数控机床上改变加工零件时，只需重新编制程序，输入新的程序后就能自动实现对新的零件的加工；而并不需要改变机械部分和控制部分的硬件，从而为复杂结构零件的生产提供了极大的方便。3.数控机床每一道工序都可以选用最有利的切削用量，这就提高了数控机床的切削效率，节省了时间，数控机床还能够实现多道工序的连续加工，大大提高了生产效率。4.数控机床加工零件一般不需要制作专用夹具，并且还可以实现一机多用，从而能够使生产成本进一步下降，可获得良好的经济效益。5.数控机床可以使用数字信息与标准代码处理、传递信息，从而为计算机辅助设计、制造以及管理一体化奠定了基础。

2 数控机床

2.1 数控机床的定义

数控机床是集多种技术于一体的现代化技术设备，是一种装有程序控制系统的自动化的数字机床，其控制系统能够自动的处理各种程序指令，从而使得机床工作加工零件。数控机床的系统一旦出现故障，就会使得机床停止运转，从而影响生产效率。数控机床容易出现的故障主要有：机械的磨损与锈蚀、工件表面粗糙度大、电子元器件发化，本身有隐患、灰尘、操作失误等，所以，对数控机床出现的故障及时的进行维修是保障数控机床能够正常运行的前提，对数控机床的快速发展和不断完善也起到了巨大的推动作用。

2.2 数控机床的特点

（1）对加工对象的适应性比较强，能够根据不同加工对象为模具的制造提供合适的加工方法；（2）加工精度高，能够适应各种小而精密的零件的加工，具有比较稳定的加工质量；（3）当加工零件发生改变时，不需要重新进行设置，只需要更改数控的程序就可以，这样就大大节省了生产时间，提高了生产效率；（4）由于采用的是自动化程序控制，所以大大减轻了劳动强度；（5）数控机床对工作人员的素质要求比较高，对维修人员的技术要求更高。

2.3 数控机床的分类

（1）按照加工工艺方法进行分类：金属切削类数控机床；特种加工类数控机床；扳材加工类数控机床；（2）按控制运动轨迹进行分类：点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床；

3 数控机床常常出现的故障分析

3.1 数控机床监测技术的特点

随着社会的不断进步，经济的快速发展，数控机床监测技术也得到了迅速的发展，从而更加准确的确保了机床的正常运行。数控机床监测技术主要有以下三个特点：（1）数控机床监测的目的很明确，能够快速的对机床进行故障监测，进而及时的制定出科学、有效的解决方案，从而保障机床的正常运转；（2）数控机床监测技术涉及的范围比较广，主要涉及到物理学、机械动力学等多种学科知识领域；（3）数控机床监测技术能够很好的联系实际，能够把理论知识转化为实践，然后用于实际的操作中，这样就能够很好的提高数控机床的安全运行。

3.2 数控系统故障

3.2.1 位置环

位控环报警：可能是测量回路开路；测量系统损坏，位控单元内部损坏；不发指令就运动，可能是漂移过高，正反馈，位控单元故障；测量元件损坏；测量元件故障，一般表现为无反馈值；机床回不了基准点；高速时漏脉冲产生报警的可能原因是光栅或读头脏了；光栅坏了。

3.2.2 电源部分

电源是维持系统正常工作的能源支持部分，它失效或故障的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。

3.3 无报警显示的故障

3.3.1 机床失控

由于伺服电动机内检测元件的反馈信号接反或元件故障本身造成的。

3.3.2 机床振动

此时应首先确认振动周期与进给速度是否成比例变化，如果成比例变化，则故障的原因是机床、电动机、检测器不良，或是系统插补精度差，检测增益太高；如果不成比例，且大致固定时，则大都是因为与位置控制有关的系统参数设定错误，速度控制单元上短路棒设定错误或增益电位器调整不好，以及速度控制单元的印刷线路不好。

3.4 数控机床监测人员要掌握方法对机床的监测

数控机床监测人员在检测前要详细了解机床发生故障前有哪些征兆或者是现象，根据这些现象对故障进行分析，这样可以大大提高监测效率；如果不能通过看机床表面判断出机床的故障，这时就必须进行深层次的故障检测，对很有可能发生故障的部位进行监测，从而监测出故障部位。监测人员还一定要熟悉相关机床的维修原理，在每一次监测完机床故障以后，应该详细的记录好监测方法，从而可以方便掌握机床的故障规律，从而提高故障诊断效率。

4 数控加工及数控机床的维护及检修

4.1 数控加工及数控机床维护与检修人员

由于数控机床的特点，所以对维护与检修人员的要求比较高，只有维修人员具有较高的素质和工作技术才能真正确保数控机床维修工作的快速、高效运行。有效的预防与维修的技术手段是确保数控机床能够高效运转的基本条件，所以要建立严格的维护修理制度对机床进行及时的维护、修理，从而来大大降低事故的发生率，每次使用完机床以后要对机床的每一个部件进行检测，对一些有破损的部件进行及时的更换，定期对机床进行检测，一旦发现问题及时的进行解决，另外，还可以对机床进行一定程度的升级或者是改装，从而使的机床的技术水平能够得到大幅度的提升，使得机床能够稳定运行、长时间运转，从而获得更多的经济效益；除此以外，还要对机床的使用寿命与更换频率进行评估，从而真正提高机床的使用寿命。保障数控机床能够正常运转的主体还是维护人员，为此，一定要加强对维护人员的培训力度，让维护人员在掌握基本的知识基础以后，掌握更多、更有效的技术方法，真正成为数控机床专业检测诊断技术的高级操作专家，此外还要提高维护人员的责任心，让维护人员能够利用自己灵活且基础扎实的知识体系，使机床的正常运行获得保证，从而减少事故的发生频率，带来更多的经济效益。

4.2 加强对机床的安全监察力度

只有真正保障机床是在严格的操作流程下进行，才能真正保障人们的生命安全，减少事故的发生，所以，一定要重视事故的发生原因，对事故进行仔细的分析和解决，吸取教训，不断的总结经验，将事故发生的过程记录下来，从而能够避免下次再出现同样的事故，另外，还要加强对机床的安全监察力度，做好安全工作，对于不同种类的机床要采取不同的分析与诊断方法，还要做好定期维修和护理工作，提前对机床可能出现的故障进行预测，然后针对这些故障提前做好预防措施，对于机床的引进购买一定要确保是从正规厂家进行的购买，从而真正从源头上确保机床的质量，再者还要注意确保维护人员的生命安全，要牢记安全第一的原则，提高维护人员的安全意识，从而真正使得维护人员的安全有所保障。

4.3 做好预防性维护工作

预防性维护工作的目的是为了降低故障的发生率。所以，数控机床维护人员要对数控机床在实际运行的过程中可能出现的故障进行提前的预测，然后根据估测，提前做好防范工作；除此以外，数控机床管理人员还要对每台数控机床都建立起日常的维护保养计划，包括保养内容以及各功能部件和元气件的保养，然后定时定期的对这些数控机床进行维护；如果数控机床长时间闲置不用，当需要使用的时候，第一次使用时最好用较低速度进行运行。

4.4 数控机床的诊断原则

数控机床诊断技术主要是对机床进行故障监测和诊断。如果不能很好的对机床进行监测和诊断，就会使得这些机床在运行的过程中发生故障，导致机床不能继续正常工作，从而给人们的生命安全造成威胁，给企业带来不可估量的经济损失。诊断技术就能够很好的避免这些故障的发生，能够使得机床按照自身的系统正常的运行。对机床进行监测和诊断可以精确的发现机床存在的问题，然后快速的解决这些问题，从而确保机床的正常运行。由于数控机床是集多种技术于一体的现代化设备，所以维修人员在诊断故障时应该采用先由外向内逐一进行排查，尽量避免随意地启封、拆卸，这样会扩大故障范围，使机床大伤元气，丧失精度，降低性能。所以，在诊断时可以采用：先检查外部再检查内部；先在机床断电的静止状态下通过了解、观察测试、分析确认为故障，然后再给机床通电；当出现多种故障互相交织掩盖，一时无从下手的情况时，应该先解决容易的问题，然后再解决难度较大的问题。这样，遵循原则进行诊断，既能够快速诊断出故障所在的位置，又能避免对机床的损害，大大提高了工作效率。

4.5 应该为数控机床配备系统编程、操作和维修的专业人员

只有合理的配备出专业的维修人员，才能大大提高机床的维修效率。这些专业人员应该熟悉所用机床的各个部分及使用环境，并且能够按照机床和系统使用说明书的要求正确的使用数控机床。数控机床的使用环境会影响机床的正常运转，所以在安装机床时应该严格按照机床说明书规定进行安装，在经济条件允许的情况下，应该将数控机床与普通的机械加工设备隔离安装，以便对机床进行维修和保养。

4.6 数控机床系统中硬件控制部分的维修与保养

数控机床系统硬件控制部分是数控机床的核心，所以一定要重视对其的维修与保养工作，每年应该让有经验的维修人员检查一次，检测有关参考电压是否在规定的范围内，检查系统内各器件连接是否有松动的现象，如果有及时进行维修。还要，检查各功能模块使用风扇运转是否正常并且是否清除灰尘，这样，可以延长数控机床的使用寿命。

4.7 制订数控系统日常维护的规章制度

要根据各种数控机床的特点，确定各自保养条例，应该有一种严格的规定，除非进行必要的调整和维修，否则不允许随便开启柜门，更不允许在使用时敞开柜门；应每天检查数控系统柜上各个冷却风扇工作是否正常，检查工作环境状况，如果发现过滤网上灰尘积聚过多，一定要及时清理，否则将会引起数控系统柜内温度过高，造成过热报警或数控系统工作不可靠；还要经常监视数控系统用的电网电压；定期更换存储器用电池。

5 结语

综上所述，该文通过对数控加工以及数控机床的维护进行了分析，得出了：数控加工和数控机床都是集多种技术于一体的现代化设备，它们的使用能够大大解放劳动力，提高生产效率，但是，它们在使用的过程中也会出现各种各样的故障，所以，一定要重视对数控机床的维护与保养工作，要不断的发现专业人才，找到合适的诊断技术对故障进行监测，提前做好预防工作，从而真正保障数控机床能够安全、平稳的运行，真正提高生产效率。

参考文献

[1] 任建平.现代数控机床故障诊断及维修[M].北京：国防工业出版社，2005.

[2] 杨文明.数控加工及数控机床的维护[J].科技创新与应用，2013（31）：92.

[3] 刘永久.数控机床故障诊断与维修技术（FANU系统）[M].北京：机械工业出版社，2011.