數(shù)控機(jī)床的維護(hù)與維修方法初探

王炳愷

（江蘇省鹽城技師學(xué)院，江蘇 鹽城 224000）

1 數(shù)控機(jī)床的維護(hù)保養(yǎng)

1.1 維護(hù)要求

數(shù)控機(jī)床是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，不可或缺的重要設(shè)備之一，為確保機(jī)床始終處于良好的工作狀態(tài)，要做好相關(guān)的維護(hù)保養(yǎng)工作。數(shù)控機(jī)床維護(hù)的基本要求如下：

1）完整性。數(shù)控機(jī)床是由諸多零部件組合而成的機(jī)電一體化設(shè)備，維護(hù)過(guò)程中，要求所有零部件齊全、完備，線路與管路完整，無(wú)破損的現(xiàn)象。

2）清潔性。數(shù)控機(jī)床從內(nèi)部到外部要干凈、整潔，無(wú)油污、無(wú)銹蝕，各個(gè)滑動(dòng)面、齒輪等應(yīng)無(wú)明顯的碰傷痕跡，無(wú)油垢。所有部位要“四不漏”，即不漏油、不漏水、不漏氣、不漏電，加工中產(chǎn)生的垃圾要及時(shí)清理干凈。

3）靈活性。為確保數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵部件的靈活性，要依據(jù)相關(guān)的潤(rùn)滑標(biāo)準(zhǔn)，定時(shí)定量加油和換油，油質(zhì)應(yīng)當(dāng)與規(guī)定要求相符，油線清潔、油標(biāo)明亮、油路暢通[1]。

4）安全性。數(shù)控機(jī)床維護(hù)嚴(yán)格實(shí)行定人、定機(jī)制度，操作人員要熟悉機(jī)床的結(jié)構(gòu)，并遵守規(guī)程操作與維護(hù)，正確、合理使用，精心保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)檢查，將故障消滅在萌芽當(dāng)中，保證機(jī)床的運(yùn)行安全性。所有防護(hù)裝置要齊全、可靠，控制系統(tǒng)穩(wěn)定，接地良好，不存在事故隱患。

1.2 維護(hù)內(nèi)容

1）對(duì)工作場(chǎng)地全面清理，按照日常檢查卡的規(guī)定要求，對(duì)數(shù)控機(jī)床的操作手柄、控制裝置進(jìn)行檢查，看是否處于停機(jī)位置；檢查安全防護(hù)裝置，看是否完整牢靠；查看電源，看是否正常，做好相關(guān)的點(diǎn)檢記錄。

2）認(rèn)真檢查潤(rùn)滑裝置、液壓系統(tǒng)的油質(zhì)和油量，嚴(yán)格按照潤(rùn)滑圖表的規(guī)定要求加注油品，使油液始終保持清潔狀態(tài)，油路暢通，潤(rùn)滑狀態(tài)良好，液壓穩(wěn)定。

3）檢查數(shù)控機(jī)床的各個(gè)部位，確認(rèn)正常后，方可空車啟動(dòng)。先空車低速運(yùn)行3 min～5 min，檢查各部位的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，看是否正常，潤(rùn)滑是否良好，確定無(wú)任何問(wèn)題后，方可進(jìn)入工作狀態(tài)[2]。使用中，不得超負(fù)荷或是超規(guī)范運(yùn)行。

4）數(shù)控機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，要對(duì)各部位的運(yùn)行情況加以注意，發(fā)現(xiàn)異常后，應(yīng)當(dāng)立即停機(jī)，查明原因，采取有效的方法和措施加以處理。要保護(hù)好數(shù)控機(jī)床的基準(zhǔn)面、滑動(dòng)面以及導(dǎo)軌，確保清潔，避免受到損傷。應(yīng)經(jīng)常對(duì)潤(rùn)滑和液壓系統(tǒng)進(jìn)行清理，使其保持潔凈狀態(tài)，降低故障問(wèn)題的發(fā)生概率。

1.3 維護(hù)要點(diǎn)

1）數(shù)控機(jī)床要保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)定期檢查和清洗，添加或更換潤(rùn)滑油脂、油液，使機(jī)床的導(dǎo)軌、絲杠等部件能夠始終保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，從而最大限度減緩機(jī)械部件的磨損速度，延長(zhǎng)數(shù)控機(jī)床的使用壽命，達(dá)到維護(hù)目標(biāo)。

2）定期對(duì)數(shù)控機(jī)床的液壓和氣壓系統(tǒng)檢查維護(hù)，定期化驗(yàn)液壓系統(tǒng)的油質(zhì)，看是否需要更換，定期清洗或更換潤(rùn)滑、液壓、氣壓系統(tǒng)的過(guò)濾器、過(guò)濾網(wǎng)[3]。氣壓系統(tǒng)要及時(shí)對(duì)分水濾氣器放水。

3）數(shù)控機(jī)床所處的工作環(huán)境一般都是車間，在生產(chǎn)加工的過(guò)程中，不可避免會(huì)產(chǎn)生金屬粉末、油霧、灰塵等，這些物質(zhì)落于電氣柜上，容易引起元器件絕緣電阻下降，進(jìn)而造成機(jī)床故障，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致元器件或PCB（印制電路板）損壞。對(duì)于主軸控制系統(tǒng)安裝在強(qiáng)電柜的數(shù)控機(jī)床，若強(qiáng)電柜門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)或是密封不良，則可能導(dǎo)致電氣元件損壞、主軸控制失靈等問(wèn)題。因此除了定期開(kāi)展相應(yīng)的維護(hù)工作外，在平時(shí)，要盡可能減少電氣控制柜門(mén)的開(kāi)啟次數(shù)。

4）對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的電刷和換向器進(jìn)行定期檢查、清洗及更換，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。清洗時(shí)，可以用無(wú)紡布蘸取酒精擦拭，去除表面的灰塵。如果表面過(guò)于粗糙，則可用砂紙打磨處理。適時(shí)對(duì)各坐標(biāo)軸開(kāi)展超程限位試驗(yàn)，并定期檢查數(shù)控機(jī)床的電氣部件，包括插頭、插座、電纜、繼電器的觸電等，看接觸是否良好，檢查PCB，看表面是否潔凈，有無(wú)灰塵吸附[4]。伺服電源變壓器、電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻應(yīng)當(dāng)與規(guī)范要求相符。

5）要經(jīng)常性檢查數(shù)控柜、電氣柜，看柜內(nèi)負(fù)責(zé)冷卻降溫的風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，風(fēng)道過(guò)濾網(wǎng)有無(wú)堵塞的現(xiàn)象，若是風(fēng)扇不轉(zhuǎn)或是濾網(wǎng)堵塞，則應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取相應(yīng)的方法處理，以免溫度過(guò)高，導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床的零部件受損。

6）對(duì)于部分長(zhǎng)時(shí)間不用的數(shù)控機(jī)床，要加強(qiáng)維護(hù)，使其保持良好的性能，以滿足使用需要。經(jīng)常為長(zhǎng)期閑置的數(shù)控機(jī)床通電，每間隔7天左右通電一次，并在機(jī)床鎖住不動(dòng)的情況下，讓系統(tǒng)空轉(zhuǎn)。通過(guò)通電能夠使電氣元件發(fā)熱，驅(qū)散潮氣，保持干燥，降低故障的發(fā)生概率，確保其性能穩(wěn)定、可靠[5]。在濕度較大的地區(qū)，經(jīng)常對(duì)數(shù)控機(jī)床通電，能夠使設(shè)備故障顯著減少。

7）常規(guī)的數(shù)控機(jī)床中，用于存儲(chǔ)參數(shù)的器件為CMOS，它相當(dāng)于一個(gè)小型的存儲(chǔ)器，其中存儲(chǔ)的內(nèi)容在數(shù)控機(jī)床斷電時(shí)，憑借內(nèi)部的電池供電。當(dāng)電池長(zhǎng)時(shí)間使用后，電壓會(huì)不斷下降，當(dāng)降至一定值后，便可能無(wú)法滿足供電需要，此時(shí)若是斷電，則會(huì)導(dǎo)致參數(shù)丟失。而重新設(shè)定數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)參數(shù)是非常煩瑣的工作，設(shè)置不當(dāng)會(huì)影響機(jī)床的加工精度[6]。為避免這一問(wèn)題的發(fā)生，要在機(jī)床維護(hù)中，定期對(duì)電池的電壓加以檢查，并在電壓降至限定值時(shí)，及時(shí)更換電池。通常情況下，即使電池中電量并未耗盡，在年度檢修時(shí)，也要進(jìn)行更換，以此來(lái)確保數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，避免數(shù)據(jù)丟失。

8）對(duì)于數(shù)控機(jī)床而言，系統(tǒng)允許的電網(wǎng)電壓在額定值的10%～15%之間，一旦超出，會(huì)導(dǎo)致數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性下降，嚴(yán)重時(shí)，將會(huì)造成電子器件損壞。所以，在數(shù)控機(jī)床維護(hù)時(shí)，要留意電網(wǎng)電壓的波動(dòng)情況，在電網(wǎng)質(zhì)量相對(duì)較差的地區(qū)，要配備數(shù)控機(jī)床專用的交流穩(wěn)壓電源供電，這能夠使機(jī)床電氣系統(tǒng)的故障率顯著降低。

9）定期檢查數(shù)控機(jī)床的精度，當(dāng)機(jī)床運(yùn)行一段時(shí)間后，精度會(huì)發(fā)生一定程度的變化。所以要定期校正。常用的校正方法有以下兩種：一種是通過(guò)系統(tǒng)參數(shù)補(bǔ)償，如絲杠螺母反向間隙補(bǔ)償、螺距誤差補(bǔ)償、參考點(diǎn)校正等；另一種是通過(guò)調(diào)整和預(yù)緊的方法，消除機(jī)床機(jī)械部件的間隙，以此來(lái)恢復(fù)精度[7]。

10）當(dāng)需要啟用長(zhǎng)時(shí)間不用的數(shù)控機(jī)床時(shí)，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件會(huì)因?yàn)橛椭?、灰塵積聚、銹蝕等情況影響傳動(dòng)性能，從而導(dǎo)致機(jī)床的精度下降，并且還可能造成油路系統(tǒng)堵塞。從電氣方面看，數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的硬件，是由大量的電氣元件組合而成，這些元件的性能和使用壽命具有離散性的特點(diǎn)。從宏觀的角度看，可以分為三個(gè)階段，第一階段為磨合階段，即投入使用的一年以內(nèi)，該階段的機(jī)床在產(chǎn)品保修期，出現(xiàn)無(wú)法解決的問(wèn)題時(shí)，可以得到廠家免費(fèi)的維護(hù)或維修[8]；第二階段為有效壽命階段，在該階段除了要正確、良好使用外，還要加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)，降低機(jī)床的故障率，延長(zhǎng)使用壽命；第三階段為衰老階段，進(jìn)入該階段后，機(jī)床的電氣硬件故障逐步增多，此時(shí)要做好定期的維護(hù)和檢修，使機(jī)床保持良好的狀態(tài)。

2 數(shù)控機(jī)床典型故障的維修方法

數(shù)控機(jī)床在使用過(guò)程中，會(huì)發(fā)生一些故障，比較常見(jiàn)的有報(bào)警異常、主軸無(wú)法啟動(dòng)、導(dǎo)板無(wú)潤(rùn)滑以及刀架故障等。上述故障的維修處理方法如下。

2.1 報(bào)警異常的維修

在數(shù)控機(jī)床中，機(jī)電部件是較為重要的組成部分，若是數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)無(wú)法重新返回參考點(diǎn)的情況，則會(huì)造成報(bào)警異常。導(dǎo)致該故障的主要原因是，運(yùn)行中的數(shù)控機(jī)床在尋找參考點(diǎn)時(shí)，無(wú)法準(zhǔn)確接收到減速信號(hào)。針對(duì)該故障問(wèn)題，可以采取如下方法維修處理：

1）對(duì)X軸和Y軸認(rèn)真檢查，看有無(wú)異常狀況，若是發(fā)現(xiàn)某個(gè)軸存在異常，則可采用手動(dòng)的方式恢復(fù)。

2）檢查減速開(kāi)關(guān)的信號(hào)，并觀察各部件是否處于關(guān)閉狀態(tài)。同時(shí)，還要檢查開(kāi)關(guān)及部件的完好程度，看有無(wú)受損的跡象。排查后，按照具體的故障類型，采取針對(duì)性的措施排除故障，使數(shù)控機(jī)床恢復(fù)到正常狀態(tài)。

2.2 主軸無(wú)法正常轉(zhuǎn)動(dòng)的維修

主軸是數(shù)控機(jī)床中較為重要的機(jī)械部件，當(dāng)主軸無(wú)法正常轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，機(jī)床將不能運(yùn)轉(zhuǎn)。該故障在機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中時(shí)有發(fā)生，故障現(xiàn)象為電源指示燈正常亮起，但電機(jī)卻無(wú)法啟動(dòng)，引起該故障的原因有馬達(dá)失靈、變流器故障、輸入信號(hào)失準(zhǔn)等[9]。針對(duì)該故障，可以采取如下方法維修處理：

1）檢查數(shù)控機(jī)床的電動(dòng)機(jī)和逆變器信號(hào)，看是否存在故障，隨后判定主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)狀況，若為單向運(yùn)行，可在維修過(guò)程中，將變頻器和電機(jī)去掉。如果主軸仍然無(wú)法正常轉(zhuǎn)動(dòng)，則應(yīng)檢查逆變器信號(hào)、轉(zhuǎn)換器信號(hào)及線路連接情況，確認(rèn)全部正常后，觀察數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)指示燈的反應(yīng)。

2）在檢查電器線圈驅(qū)動(dòng)電路裝置時(shí)，要注意觀察指示燈的狀況，確認(rèn)指示燈正常且全部線路都接觸正常后，主軸無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)的故障便會(huì)隨之消除。

2.3 導(dǎo)板無(wú)潤(rùn)滑的維修

在數(shù)控機(jī)床中，導(dǎo)軌的潤(rùn)滑程度與機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)具有密切的關(guān)聯(lián)，若是導(dǎo)板無(wú)潤(rùn)滑，則可能造成機(jī)床故障。針對(duì)導(dǎo)板無(wú)潤(rùn)滑故障，可以采取如下方法維修處理：數(shù)控機(jī)床停機(jī)，拆卸后，查看機(jī)床的軌道、自動(dòng)泵、進(jìn)油管等部件；若是進(jìn)油管無(wú)異常，則應(yīng)當(dāng)對(duì)油分離器進(jìn)行拆卸，并檢查泵內(nèi)的油量和通路的暢通情況，按照異常現(xiàn)象，選擇相應(yīng)的方法處理，使?jié)櫥謴?fù)正常狀態(tài)。

2.4 刀架故障的維修

1）在數(shù)控機(jī)床中，刀架失效是常見(jiàn)故障之一，主要原因?yàn)楦鼡Q刀架時(shí)，電動(dòng)刀架無(wú)法停止轉(zhuǎn)動(dòng)。該故障發(fā)生后，要先檢查機(jī)床上的報(bào)警裝置，并按照提示輸入相關(guān)說(shuō)明，隨后重點(diǎn)檢查系統(tǒng)的串行通信端口，看是否存在輸出電壓，發(fā)現(xiàn)電壓時(shí)要及時(shí)清除。測(cè)試電壓的過(guò)程中，可以使用萬(wàn)用表。如果該位置無(wú)故障問(wèn)題，則可判斷為系統(tǒng)原因?qū)е?，此時(shí)需要對(duì)數(shù)控機(jī)床的主板進(jìn)行檢查。此外，還有一種情況會(huì)造成刀架失效，即刀架油箱連接異常。當(dāng)系統(tǒng)、連接全都正常時(shí)，要全面檢查磁盤(pán)電路板，看是否存在開(kāi)焊的情況，發(fā)現(xiàn)開(kāi)焊，應(yīng)在故障排除中，用電烙鐵和焊錫，將磁盤(pán)電路板修復(fù)，使電路板恢復(fù)正常。若是故障仍未消除，則可按照換方向盤(pán)的方式檢查。排查中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)與機(jī)床生產(chǎn)廠家取得聯(lián)系，由專業(yè)的維修人員處理。

2）數(shù)控機(jī)床刀架失效故障維修過(guò)程中，常用的處理方法有兩種，一種是處理構(gòu)造斷層，在處理數(shù)控機(jī)床刀架故障時(shí)，傳動(dòng)部件的關(guān)系處理是重點(diǎn)環(huán)節(jié)。所以在檢查機(jī)床零部件時(shí)，必須嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)規(guī)程的要求，調(diào)試機(jī)床零件，保證預(yù)緊參數(shù)達(dá)標(biāo)。旋轉(zhuǎn)部件會(huì)產(chǎn)生一定的噪聲，起結(jié)構(gòu)屏障作用，維修時(shí)要重點(diǎn)檢查油分離器和油球，確保無(wú)堵塞及損壞的現(xiàn)象。數(shù)控機(jī)床是一種構(gòu)造比較特殊的機(jī)電一體化設(shè)備，這種特殊性主要體現(xiàn)在其內(nèi)部?jī)H有壓入軸承上[10]。基于此，要消除機(jī)床運(yùn)行時(shí)的安全隱患，就必須保證管道內(nèi)壁光滑，圓球飽滿、無(wú)缺損。另一種是處理運(yùn)動(dòng)故障，其成因?yàn)閰?shù)設(shè)定問(wèn)題。對(duì)此，應(yīng)當(dāng)在第一時(shí)間更換掉受損的機(jī)械手夾緊銷，并將彈簧上的螺母擰緊。維修該故障時(shí)，要控制好螺母的最大壓力，不得高于額定參數(shù)。此外，刀架故障發(fā)生后，為準(zhǔn)確確定故障部位，可以采取逐項(xiàng)檢查和檢測(cè)的方法，隨后使用萬(wàn)用表，檢查電氣元件。

3 結(jié)論

綜上所述，數(shù)控機(jī)床的維護(hù)與維修是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，通過(guò)日常維護(hù)保養(yǎng)，能夠降低故障發(fā)生概率。當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)故障后，要明確故障原因，并采取有效的方法和措施，對(duì)故障進(jìn)行維修，從而使機(jī)床快速恢復(fù)正常。