数控设备的维护与保养

许俊

摘 要：数控机床是一种先进的技术设备，具有效率高、精度高等特点，而且还有一定的柔性，在制造方面发挥了巨大的作用，是企业生产的关键设备。如果在使用过程中机床出现使用不当、保养不好就会发生大大小小的故障。如果不及时去维修这些故障，就会造成停机，使生产停滞不前，影响企业的生产力以及经济方面的损失，难以估量和弥补。机床要想长期可靠地运行，其实很大程度上取决于对它们的使用和保养。正确的使用可避免突发故障，使机床寿命延长;仔细保养可使机床处于良好的工作状态，延缓老化的过程。

关键词：数控机床;使用不当;使用与维护;突发故障;精心维护

中图分类号：TG659 文献标识码：A

0 概述

随着我国机械制造技术的快速发展，越来越多的机械产品在更新换代，这就对制造设备在性能、精度、自动化等方面提出了更高的要求。数控是指用数值数据的控制装置，在运行过程中不断地引入数据，从而实现自动控制。从其外观和它的布局来看，数控机床除了具有普通机床的床身、主轴、导轨、工作台及刀架等相同或相似的机床主体各部分外，还有普通机床不可能拥有的两大部分，分别是对机床进行控制的计算机数控装置和驱动机床运动机构。

数控机床是机电一体化的高技术产品，其中包含了机械制造技术、计算机技术、伺服驱动及检测技术、可编程控制技术等技术。其组成包括：数控装置、可编程控制器、伺服驱动和检测反馈、机床主体等。

1 数控机床的日常维护和保养

1.1 维护与保养的目的

（1）延长元器件的使用寿命;（2）延长机械零件的磨损周期;（3）防止意外恶性事故的发生;（4）使机床始终保持良好的状态，并能长时间的稳定工作。

1.2 保养周期及内容

1.2.1 每日保养

（1）润滑油液面高度，保持机床润滑;（2）检查冷却液箱内冷却液是否足够，不够及时添加冷却液;（3）检查空气压力;（4）清洁刀库刀臂以及刀具，尤其是刀爪;（5）清洁露在外面的极限开关以及碰块;（6）清除工作台、机床内切削及油污;（7）检查油压单元管是否有渗漏现象;（8）机床每日工作完成后进行打扫工作;（9）保持机器四周环境整洁。

1.2.2 每周保养

（1）清洗热交换器的空气滤网，冷却泵、润滑油泵滤网;（2）检查刀具拉栓是否松动;（3）检查三轴机械原点是否偏移;（4）检查刀库换刀臂动作或刀库刀盘回转会不会有卡顿，是不是很顺畅;（5）如有油冷机检查油冷机油，如低于刻度线请及时加注油冷油;（6）检查油冷机设定温度，一般设定在26℃～28℃之间。

1.2.3 每月保养

（1）检测X、Y、Z三轴轨道润滑情况，轨道面一定要保证润滑良好;（2）检查、清洁极限开关以及碰块;（3）检查机器上的指示牌与警告铭牌是否清楚。

1.2.4 半年保养

（1）清洁三轴油管接头，滚珠导螺杆，三轴限位开关;（2）检查各轴伺服马达及头部是否正常运转，有无异常声音;（3）更换油压单元油，刀库减速机构油;（4）测试各轴间隙;（5）清洁电箱内灰尘;（6）全面检查各接点、接头、插座、开关是否正常。

1.2.5 年度保养

（1）检查所有按键是否灵敏正常;（2）清洗切削水箱，更换切削液;（3）检查各轴垂直精度，是否需要调整。

1.3 数控机床的使用环境

数控车床要注意其工作环境和使用条件，因为只有合理的使用机床，才能最大程度的发挥其实际性能，提升效率，降低成本。因此，我们要注意数控车床的工作环境和使用条件。对环境要求主要有以下三个：

（1）防止數控车床的位置要远离振源，且不能有阳光直射，空气也要干燥;（2）对电源的要求，电源电压一定要稳定;（3）温度与湿度条件的要求，气温不能低于30℃，湿度不能低于80%。

2 预防性维护工作

2.1 预防性维护工作的重要性

数控机床在运行一段时间后，某些电器元件或机械部件难免会出现一些损坏或故障，对于这种高精度、高效益的数控机床且又昂贵的设备，如何延长电器元件的使用寿命和零部件的磨损周期，预防各种故障，从而提高机床的无故障工作时间和使用寿命，一个重要的方面就是要做好预防性维护工作。

2.2 预防性维护工作的重要内容

（1）严格遵守规章制度;（2）防止数控系统和驱动单元过热;（3）监视数控系统的电网电压;（4）机床必须有良好的接地;（5）机床润滑部位需要定期检查;（6）定期清洗液压系统中的过滤器;（7）定期检查气源情况;（8）要定期更换液压油;（9）定期检查机床的精度;（10）定期检查和更换直流电动机电刷;（11）要注意电控柜的防尘和密封;（12）定期和更换存储器的电池;（13）注意数据的备份和资料的收集;（14）定期检查机床制冷单元运行情况。

3 数控机床的故障诊断

3.1 数控机床的故障分类

按故障发生的原因不同，数控机床故障可分为自身故障和外部故障。

3.1.1 数控机床自身故障

数控机床自身故障是由数控机床自身的原因引起的，与外部使用环境无关。数控机床所发生的绝大多数故障均属于此类故障。

3.1.2 数控机床外部故障

数控机床外部故障是又外部原因造成的。例如，数控机床的供电电压过低，波动过大，相序不对或三相电压不平衡;周围的环境温度过高，有害气体、潮气、粉尘侵入;外来振动和干扰等均有可能使数控机床发生故障。

3.2 数控机床常见故障诊断与排除方法

由于数控机床的故障原因比较复杂，同时数控系统的自诊断能力还不能对系统的所有外部故障进行测试，也不能将故障原因定位到具体的元器件上，往往是一个报警号指示出众多的故障原因，使人难以入手。下面将介绍几种常用的故障诊断与排除方法。

3.2.1 直观检查法

直观检测法是指维修人员根据对故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察，确定故障范围，并将故障范围缩小到一个模块或一块电路板上，然后再进行排除的方法。其检查手段一般包括询问、目视、触摸和通电等。

例0-1一台数控加工中心在运行一段时间后，CRT显示器突然出现无显示故障，而机床还可继续运转。停机后再开又一切正常。直观观察发现，设备运转过程中，每当发生振动时，故障就可能发生。初步判断是元件接触不良。检查显示板时，CRT显示突然消失。经检查发现有一振的两个引脚均虚焊松动。重新焊接后，故障消除。

3.2.2 初始化复位法

一般情况下，由瞬时故障引起的系统报警，可通过硬件复位或开关系统电源来消除故障。若系统工作存贮区由于掉电、拔插线路板或电池欠压造成混乱，则必须对系统进行初始化清除，清除前应注意做好拷贝记录。

例0-2一台数控，按下自动运行键后，微机拒不执行加工程序，也不显示报警故障，自检提示系统处于复位状态。检查用户程序和各种参数完全正确，而手动运行机床和编辑程序时而正常、时而不正常。排除方法：采用初始化复位法使系统清零复位。

3.2.3 备件替换法

备件替换法是指用好的备件替换有故障的器件，即在分析出故障大致起因的情况下，维修人员可以利用备用的印刷电路板、集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到印刷线路或芯片一级，并做相应初始化启动，使机床迅速投入正常运转。

3.2.4 参数检查法

系统参数是确定系统功能的依据，参数设定错误就可能造成系统故障或某功能无效。发生故障时应及时核对系统参数。参数一般存放在需由电池保持的数控存储器中，一旦电池电量不足或受到外界干扰，就可能使个别参数丢失或变化，使机床无法正常工作。

例0-4一台数控机床电动刀架换刀突然出现故障，系统无法自动运行，在手动换刀时，总要过一段时间才能再次换刀。对刀补等参数进行检查，发现一个手册上没有说明参数P20变为20，经查有关资料P20是刀架换刀时间参数，将其清零，故障排除。

除以上常用的故障诊断方法外，还可以采用自诊断法、测量比较法、局部升温法等方法进行故障诊断，不同的故障现象，可以同时选用几个方法灵活运用，逐步缩小故障范围，迅速排除故障。

4 结语

数控机床加工的零件质量在很大程度上取决于机床自身性能，但机床本身的各种问题都可能导致加工零件的质量不合格，一般都是在零件加工完毕后进行质量检查，但发现问题，想对由零件加工质量造成的废品进行修复已为时已晚，而且会导致长时间停机，使材料成本大大增加。解决方法是对机床进行定期检测，使其保持应有的精度。

只有坚持做好对机床的日常维护工作，才可以延长元器件的使用寿命，延长机械部件的磨损周期，防止意外恶性事故的发生，争取机床长时间稳定工作，才能充分发挥数控机床的加工优势，达到数控机床的技术性能。因此，这无论对数控机床的操作者，还是对数控机床的维修人员来说，数控机床的維护与保养都显得非常重要，我们必须高度重视。

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