数控机床维护与故障处理

周建林

（浙江武精机器制造有限公司，浙江金华 321200）

1 数控机床的特点

（1）具有高度的柔性。数控机床进行零件加工时，主要受到加工程序的控制，因而数控机床与普通机床有着较大的不同：在进行工件加工过程中，不需要制造、调换相应的器具、夹具，也不用频繁调整机床。

（2）加工精度高。数控机床加工另件时的精度通常可以达到（0.005～0.1）mm，或者更小。数控机床的任务过程是被数字信号控制的，数控装置每送出对应数量的脉冲信号，那么对应机床的移动部件就能移动对应的脉冲当量（脉冲当量单位量通常是0.001mm)。并且该期间机床给传动链丝杠的螺距与反向间隙间的均差可以通过数控装置来补偿损失，如此就可以保证数控机床定位的精度满足规定的条件。

（3）可保证加工质量。在开展同批次零件的加工任务时，若是在一个机床、同样加工环境下来加工，能利用同样刀具与同样的加工标准。该环境下，刀具在运刀踪迹方面是完全相同的，且有关零件的相同性也会较好，工件的质量也比较稳定。

（4）生产率高。能够有效降低加工的时间以及辅助时间，并且主轴转速及进给量的范围也比较大。现阶段，数控机床已到了飞速加工的重要时代。此外，数控机床的移动工件的飞速移动和定位性能，最大程度的减少半成品完成时间，从而有效地提高了生产效率。

（5）有利于生产环节的现代化管理。相关人员可事先计算加工的时间，并且加工期间能规范化管理刀具和夹具。根据数控机床掌握的信息来讲，一般是利用数字信号与标准代码，既可以将加工信息标准化，又便于生产环节的现代化管理。

2 数控机床的发展趋势

（1）数控机床的应用将趋于高速度、高精度的状态。目前，先进制造技术极大提升了生产效率与质量。因此，高速度、高精度技术的发展也必将带动生产效率与质量的提升。

（2）多轴联动加工和复合加工的方式将会被广泛应用。对于多轴联动加工方式来说，可以充分利用刀具的几何形状进行切削工作，既极大提高了零件表面的光洁度，还能提升工件的加工效率。由于数控机床生产更加趋于智能化、开放式和网络化，如加工方面涵盖了智能化，可在工件的加工过程中，应用自适应控制技术，通过相应的工艺参数控制生产工作。

3 数控机床的维护保养

3.1 建设好数控系统

（1）落实好操作要求和日常保护制度。因为数控机床有着高度的机电一体化程度，因而工作人员要做好日常的操作工作，要确保各项操作严格按照规范程序的运行标准去执行。操作人员要具有较强的责任感，当机床设备出现故障时，维修人员要做好现场的保护工作，同时还要如实向技术人员进行故障情况说明，进而为诊断问题与清除提供根据。

（2）避免灰尘等进入数控装置中。数控加工车间环境较为复杂，车间内经常会有油雾、灰尘、金属粉末等杂质存在。一旦杂质进入到数控机床装置或接触到相应的污染物，就会对内部电路板或电子元件的绝缘状况造成一定影响。严重时还会出现短路、电路板损坏等问题。一些机床长期处于超负荷运行状态下，在夏季要经常打开数控柜门来散热，这一做法将加速数控系统的损坏，不利于数控机床的保护。

（3）防止系统出现过热问题。数控机床如果在长期超负荷的运行状态下工作，将会产生大量的热量。如果热量不能及时排散，就会影响到整个系统的运转状况。因而，要做好数控机床的降温冷却工作。一要对数控柜上的冷却风扇经常进行检查，确保能够正常运转。二要对风道过滤网进行检查，以防出现灰尘积聚太多的问题。三要控制数控机床的使用时间，避免出现长期超负荷运转的现象。

（4）工件加工尺寸偏差故障问题。如伺服电机的实际转位值与指令转位值不符；机床传动系统回零位置偏差；外界干扰或脉冲丢失以及机械故障导致等。排除方法，首先检查操作编程数据原因，确认无误后再分析机械方面原因；①可以采用插补算法进行补偿。通过插补可以实时控制刀具在整个加工过程中的切削运动轨迹，最大程度的降低因一些不可预知的原因对工件加工尺寸过大造成的影响，从而实现工件的高精度加工。②可以采用刀具补偿法。先应对前后两段的轨迹交接类型进行判断，对于两段程序轨迹的矢量夹角和刀具补偿方向的不同，程序段过渡的刀具半径补偿分为伸长型、缩短型和插入型3种。对于机械方面的原因，如果机械传动出现松动和产生间隙，可分步检查联轴器、滚珠丝杆螺母安装和轴承座安装及精密行星减速机安装是否松动。再检查滚珠丝杆与螺母之间是否磨损产生间隙，如发现间隙要及时予以修正。

（5）其他系统的维护。在进行数控系统的维护工作中，还要做好各种元器件、系统程序以及电气设备的维护工作，同时对系统的输入/输出装置进行合理的维护，保障程序可以正常运转。此外，还要一定时间检测电机电刷，避免因为磨损过度而导致的一系列安全事故的出现。此外，还要定期的对存储用电池进行检查、更换，进而确保存储器的正常运行。

3.2 保护机械部件

（1）保护主传动链。一要在一定时间对主轴的驱动带松紧状况进行检查并进行调整，避免出现打滑、丢转问题。二要定期对主轴润滑的恒温油箱进行检查，查看调节温度的范围，及时补充油量，定期清理过滤器。刀具夹紧设施如果长时间使用会出现间隙，进而影响刀具的夹紧状态，因而要及时进行液压缸活塞位移量的调整。

（2）保护好滚珠丝杠的螺纹副。一要按期对丝杠的螺纹副轴向缝隙进行定期检查与维护，确保机床反向传动精度以及轴向刚度。二要对丝杠以及床身的连接状况进行定期检查，确保没有松动问题的出现。维护工作中如果发现丝杠防护的装置有损伤现象要马上进行调动，以避免尘土的进入。

（3）保护刀库和换刀机械手。避免把超重或加长刀具装进刀库当中，以减少机械手在换刀时产生掉刀，或刀具和器具、夹具之间产生碰撞。要定期检测刀库回零等部位，保证主轴换刀到位等。

3.3 保护液压和气压系统

一要定时清理各液压、润滑和气压系统过滤器，并定期清洗和更换分滤网。二要定时检测油质，日常维护工作中要定期进行液压油的添加、更换，并定期对气压系统分水滤气器进行放水。

3.4 保护机床的精度

技术工作者要定期机床能力、检测机械精度、校正任务。通常说，机械精度校正手段一般有软、硬二种手段。根据软手段来说，一般是运用系统参数弥补；根据硬手段来说，大多是在机床大修时进行。

4 故障处理方法

（1）初始化复位法。如果是瞬时故障引起的系统报警现象，可使用硬件复位或开关系统电源按顺序来清除；若系统任务存贮区是由于掉电或拔插错线路板、电池失压等所导致混乱，一定要先进行系统的初始化清除，需注意要先进行数据的复制、记录。若初始化处理后仍不能排除，就要判断是否为硬件问题。

（2）更正参数。系统参数是保证系统功能的重要凭证，若参数设定发生错误，可能会造成对应的系统故障等。此外，若用户程序出现错误也可能会造成故障停机。如果出现这一问题，可以使用系统的快搜索功能进行检查，并对所有错误进行更改，进而保证系统的正常运行。

（3）调节法。调节法是解决问题最简单的手段之一。解决时，调整电位计，从而改正系统问题。根据最佳调整手段来说，可以系统的对伺服驱动系统、被拖动的机械系统进行综合的调节。

（4）备件替换法。先用好的备件来替换以判断线路板是否损坏，而且还可以启动对应初始化。同时可以再进行坏板的修理或是返修。现阶段，这一处理方法是应用最广的排故办法。

5 结束语

数控机床作为一种高精度、高效率的机械设备，在现代工业生产中发挥着越来越重要的作用，同时数控机床的应用也极大提升了零件的生产效率和企业的经济效益。为确保数控机床运行的高效性，相关人员要做好数控机床的日常维护保养工作，减少设备故障的发生，发现问题及时进行处理，不断提升机床的运行效率。

［1］王文浩，张涛.数控机床故障诊断与维护［D］.北京：人民邮电出版社，2010.

［2］袁严东.数控机床的故障及维护［J］.企业导报，2011（1）：12-13.

［3］李兆吾,周杰.浅析数控机床使用与维护［J］.华章，2010（17）：59-61.

［4］赵建英.数控机床可靠性的评定与提高途径［J］.科技情报开发与经济，2009（4）：15-17.