數(shù)控機床維護(hù)與故障處理

周建林

（浙江武精機器制造有限公司，浙江金華 321200）

1 數(shù)控機床的特點

（1）具有高度的柔性。數(shù)控機床進(jìn)行零件加工時，主要受到加工程序的控制，因而數(shù)控機床與普通機床有著較大的不同：在進(jìn)行工件加工過程中，不需要制造、調(diào)換相應(yīng)的器具、夾具，也不用頻繁調(diào)整機床。

（2）加工精度高。數(shù)控機床加工另件時的精度通常可以達(dá)到（0.005～0.1）mm，或者更小。數(shù)控機床的任務(wù)過程是被數(shù)字信號控制的，數(shù)控裝置每送出對應(yīng)數(shù)量的脈沖信號，那么對應(yīng)機床的移動部件就能移動對應(yīng)的脈沖當(dāng)量（脈沖當(dāng)量單位量通常是0.001 mm)。并且該期間機床給傳動鏈絲杠的螺距與反向間隙間的均差可以通過數(shù)控裝置來補償損失，如此就可以保證數(shù)控機床定位的精度滿足規(guī)定的條件。

（3）可保證加工質(zhì)量。在開展同批次零件的加工任務(wù)時，若是在一個機床、同樣加工環(huán)境下來加工，能利用同樣刀具與同樣的加工標(biāo)準(zhǔn)。該環(huán)境下，刀具在運刀蹤跡方面是完全相同的，且有關(guān)零件的相同性也會較好，工件的質(zhì)量也比較穩(wěn)定。

（4）生產(chǎn)率高。能夠有效降低加工的時間以及輔助時間，并且主軸轉(zhuǎn)速及進(jìn)給量的范圍也比較大?，F(xiàn)階段，數(shù)控機床已到了飛速加工的重要時代。此外，數(shù)控機床的移動工件的飛速移動和定位性能，最大程度的減少半成品完成時間，從而有效地提高了生產(chǎn)效率。

（5）有利于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的現(xiàn)代化管理。相關(guān)人員可事先計算加工的時間，并且加工期間能規(guī)范化管理刀具和夾具。根據(jù)數(shù)控機床掌握的信息來講，一般是利用數(shù)字信號與標(biāo)準(zhǔn)代碼，既可以將加工信息標(biāo)準(zhǔn)化，又便于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的現(xiàn)代化管理。

2 數(shù)控機床的發(fā)展趨勢

（1）數(shù)控機床的應(yīng)用將趨于高速度、高精度的狀態(tài)。目前，先進(jìn)制造技術(shù)極大提升了生產(chǎn)效率與質(zhì)量。因此，高速度、高精度技術(shù)的發(fā)展也必將帶動生產(chǎn)效率與質(zhì)量的提升。

（2）多軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工的方式將會被廣泛應(yīng)用。對于多軸聯(lián)動加工方式來說，可以充分利用刀具的幾何形狀進(jìn)行切削工作，既極大提高了零件表面的光潔度，還能提升工件的加工效率。由于數(shù)控機床生產(chǎn)更加趨于智能化、開放式和網(wǎng)絡(luò)化，如加工方面涵蓋了智能化，可在工件的加工過程中，應(yīng)用自適應(yīng)控制技術(shù)，通過相應(yīng)的工藝參數(shù)控制生產(chǎn)工作。

3 數(shù)控機床的維護(hù)保養(yǎng)

3.1 建設(shè)好數(shù)控系統(tǒng)

（1）落實好操作要求和日常保護(hù)制度。因為數(shù)控機床有著高度的機電一體化程度，因而工作人員要做好日常的操作工作，要確保各項操作嚴(yán)格按照規(guī)范程序的運行標(biāo)準(zhǔn)去執(zhí)行。操作人員要具有較強的責(zé)任感，當(dāng)機床設(shè)備出現(xiàn)故障時，維修人員要做好現(xiàn)場的保護(hù)工作，同時還要如實向技術(shù)人員進(jìn)行故障情況說明，進(jìn)而為診斷問題與清除提供根據(jù)。

（2）避免灰塵等進(jìn)入數(shù)控裝置中。數(shù)控加工車間環(huán)境較為復(fù)雜，車間內(nèi)經(jīng)常會有油霧、灰塵、金屬粉末等雜質(zhì)存在。一旦雜質(zhì)進(jìn)入到數(shù)控機床裝置或接觸到相應(yīng)的污染物，就會對內(nèi)部電路板或電子元件的絕緣狀況造成一定影響。嚴(yán)重時還會出現(xiàn)短路、電路板損壞等問題。一些機床長期處于超負(fù)荷運行狀態(tài)下，在夏季要經(jīng)常打開數(shù)控柜門來散熱，這一做法將加速數(shù)控系統(tǒng)的損壞，不利于數(shù)控機床的保護(hù)。

（3）防止系統(tǒng)出現(xiàn)過熱問題。數(shù)控機床如果在長期超負(fù)荷的運行狀態(tài)下工作，將會產(chǎn)生大量的熱量。如果熱量不能及時排散，就會影響到整個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)狀況。因而，要做好數(shù)控機床的降溫冷卻工作。一要對數(shù)控柜上的冷卻風(fēng)扇經(jīng)常進(jìn)行檢查，確保能夠正常運轉(zhuǎn)。二要對風(fēng)道過濾網(wǎng)進(jìn)行檢查，以防出現(xiàn)灰塵積聚太多的問題。三要控制數(shù)控機床的使用時間，避免出現(xiàn)長期超負(fù)荷運轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。

（4）工件加工尺寸偏差故障問題。如伺服電機的實際轉(zhuǎn)位值與指令轉(zhuǎn)位值不符；機床傳動系統(tǒng)回零位置偏差；外界干擾或脈沖丟失以及機械故障導(dǎo)致等。排除方法，首先檢查操作編程數(shù)據(jù)原因，確認(rèn)無誤后再分析機械方面原因；①可以采用插補算法進(jìn)行補償。通過插補可以實時控制刀具在整個加工過程中的切削運動軌跡，最大程度的降低因一些不可預(yù)知的原因?qū)ぜ庸こ叽邕^大造成的影響，從而實現(xiàn)工件的高精度加工。②可以采用刀具補償法。先應(yīng)對前后兩段的軌跡交接類型進(jìn)行判斷，對于兩段程序軌跡的矢量夾角和刀具補償方向的不同，程序段過渡的刀具半徑補償分為伸長型、縮短型和插入型3種。對于機械方面的原因，如果機械傳動出現(xiàn)松動和產(chǎn)生間隙，可分步檢查聯(lián)軸器、滾珠絲桿螺母安裝和軸承座安裝及精密行星減速機安裝是否松動。再檢查滾珠絲桿與螺母之間是否磨損產(chǎn)生間隙，如發(fā)現(xiàn)間隙要及時予以修正。

（5）其他系統(tǒng)的維護(hù)。在進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)工作中，還要做好各種元器件、系統(tǒng)程序以及電氣設(shè)備的維護(hù)工作，同時對系統(tǒng)的輸入/輸出裝置進(jìn)行合理的維護(hù)，保障程序可以正常運轉(zhuǎn)。此外，還要一定時間檢測電機電刷，避免因為磨損過度而導(dǎo)致的一系列安全事故的出現(xiàn)。此外，還要定期的對存儲用電池進(jìn)行檢查、更換，進(jìn)而確保存儲器的正常運行。

3.2 保護(hù)機械部件

（1）保護(hù)主傳動鏈。一要在一定時間對主軸的驅(qū)動帶松緊狀況進(jìn)行檢查并進(jìn)行調(diào)整，避免出現(xiàn)打滑、丟轉(zhuǎn)問題。二要定期對主軸潤滑的恒溫油箱進(jìn)行檢查，查看調(diào)節(jié)溫度的范圍，及時補充油量，定期清理過濾器。刀具夾緊設(shè)施如果長時間使用會出現(xiàn)間隙，進(jìn)而影響刀具的夾緊狀態(tài)，因而要及時進(jìn)行液壓缸活塞位移量的調(diào)整。

（2）保護(hù)好滾珠絲杠的螺紋副。一要按期對絲杠的螺紋副軸向縫隙進(jìn)行定期檢查與維護(hù)，確保機床反向傳動精度以及軸向剛度。二要對絲杠以及床身的連接狀況進(jìn)行定期檢查，確保沒有松動問題的出現(xiàn)。維護(hù)工作中如果發(fā)現(xiàn)絲杠防護(hù)的裝置有損傷現(xiàn)象要馬上進(jìn)行調(diào)動，以避免塵土的進(jìn)入。

（3）保護(hù)刀庫和換刀機械手。避免把超重或加長刀具裝進(jìn)刀庫當(dāng)中，以減少機械手在換刀時產(chǎn)生掉刀，或刀具和器具、夾具之間產(chǎn)生碰撞。要定期檢測刀庫回零等部位，保證主軸換刀到位等。

3.3 保護(hù)液壓和氣壓系統(tǒng)

一要定時清理各液壓、潤滑和氣壓系統(tǒng)過濾器，并定期清洗和更換分濾網(wǎng)。二要定時檢測油質(zhì)，日常維護(hù)工作中要定期進(jìn)行液壓油的添加、更換，并定期對氣壓系統(tǒng)分水濾氣器進(jìn)行放水。

3.4 保護(hù)機床的精度

技術(shù)工作者要定期機床能力、檢測機械精度、校正任務(wù)。通常說，機械精度校正手段一般有軟、硬二種手段。根據(jù)軟手段來說，一般是運用系統(tǒng)參數(shù)彌補；根據(jù)硬手段來說，大多是在機床大修時進(jìn)行。

4 故障處理方法

（1）初始化復(fù)位法。如果是瞬時故障引起的系統(tǒng)報警現(xiàn)象，可使用硬件復(fù)位或開關(guān)系統(tǒng)電源按順序來清除；若系統(tǒng)任務(wù)存貯區(qū)是由于掉電或拔插錯線路板、電池失壓等所導(dǎo)致混亂，一定要先進(jìn)行系統(tǒng)的初始化清除，需注意要先進(jìn)行數(shù)據(jù)的復(fù)制、記錄。若初始化處理后仍不能排除，就要判斷是否為硬件問題。

（2）更正參數(shù)。系統(tǒng)參數(shù)是保證系統(tǒng)功能的重要憑證，若參數(shù)設(shè)定發(fā)生錯誤，可能會造成對應(yīng)的系統(tǒng)故障等。此外，若用戶程序出現(xiàn)錯誤也可能會造成故障停機。如果出現(xiàn)這一問題，可以使用系統(tǒng)的快搜索功能進(jìn)行檢查，并對所有錯誤進(jìn)行更改，進(jìn)而保證系統(tǒng)的正常運行。

（3）調(diào)節(jié)法。調(diào)節(jié)法是解決問題最簡單的手段之一。解決時，調(diào)整電位計，從而改正系統(tǒng)問題。根據(jù)最佳調(diào)整手段來說，可以系統(tǒng)的對伺服驅(qū)動系統(tǒng)、被拖動的機械系統(tǒng)進(jìn)行綜合的調(diào)節(jié)。

（4）備件替換法。先用好的備件來替換以判斷線路板是否損壞，而且還可以啟動對應(yīng)初始化。同時可以再進(jìn)行壞板的修理或是返修?，F(xiàn)階段，這一處理方法是應(yīng)用最廣的排故辦法。

5 結(jié)束語

數(shù)控機床作為一種高精度、高效率的機械設(shè)備，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用，同時數(shù)控機床的應(yīng)用也極大提升了零件的生產(chǎn)效率和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。為確保數(shù)控機床運行的高效性，相關(guān)人員要做好數(shù)控機床的日常維護(hù)保養(yǎng)工作，減少設(shè)備故障的發(fā)生，發(fā)現(xiàn)問題及時進(jìn)行處理，不斷提升機床的運行效率。