淺談數控機床的使用與維護

楊紅

（沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

數控機床是機電一體化的高技術產品，它的產生是20世紀中期計算機技術，微電子技術和自動化技術高速發展的結果。伴隨著數控車床的普遍應用，數控車床的維修與保養技術也應運而生，數控車床維護人員不僅要有機械加工工藝以及液壓氣動方面的知識，還要具備電子計算機﹑自動控制﹑驅動及測量技術等方面的知識 ，這樣才能全面的了解和掌握數控車床，及時搞好維護保養工作。數控車床經過長時間使用后都會出現零部件的損壞，且在首次使用數控車床或由工人不熟練操作時，在一段時間里有1/3以上的故障是由操作不當引起的 ，但是即使開展有效的預防性維護可以延長元器件的工作壽命，延長機械部件的磨損周期，防止意外惡性事故的發生，延長車床的工作時間。

1 數控機床的使用

1.1 科學合理的使用數控機床

在數控機床的工作場地我們要求避免陽光的直射和其它熱輻射，保持室溫20℃左右，對于精度高、價格貴的機床應安裝空調。數控機床要遠離振動大的設備，避免振動損害，可以通過設置防振溝等方法避免損害。數控機床的供壓電源要嚴格符合標準，同時接地電阻要符合接地標準。數控機床配置必要的附件和刀具，有條件的盡量購置易損部件及其它附件。應重視生產技術準備工作以縮短生產準備時間，充分提高數控機床的使用效率，應提前審查工件的數控加工工藝性。建立一支高水平的維修隊伍，保存好設備的完整。

1.2 使用檢查

由于數控系統在運行一定時間后，某些元器件難免出現一些問題，因此為了延長使用壽命，防止惡性事故的發生，就必須對進行日常的維護保養。在操作在使用數控系統時了解所用數控系統的性能，必須進行使用前的檢查。

1.2.1 通電前的檢查

為了確保數控系統正常工作，首先確認交流電源的規格是否符合CNC裝置的要求，并且認真檢查CNC裝置與外界之間的全部連接電纜是否按隨機提供的連接技術手冊的規定，同時要注意檢查連接中的連接件和各個印刷線路板是否緊固，確認CNC裝置內的各種印刷線路板上的硬件設定是否符合CNC裝置的要求。還要認真檢查數控機床的保護接地線，以保證使用過程操作人員的安全。

1.2.2 通電后的檢查

要檢查風扇運轉、直流電源、CNC裝置的各種參數是否正常，當數控裝置與機床聯機通電時，應在接通電源的同時，作好按壓緊急停止按鈕的準備，以備出現緊急情況時隨時切斷電源。進行幾次返回機床基準點的動作，并完成CNC系統的功能測試。只有通過上述各項檢查，確認無誤后，CNC裝置才能正式運行。

2 數控機床使用中的注意事項

要重視工作環境，數控機床必須在無陽光直射、有防震裝置并遠離有振動機床和環境適宜的地方，數控機床用的電源電壓應保持穩定，其波動范圍應在+10%～-15%以內。數控機床所需壓縮空氣的壓力應符合標準，最好在機床氣壓系統外增置氣、液分離過濾裝置，增加保護環節。電氣系統的控制柜和強電柜的門應盡量少開。經常清理數控裝置的散熱通風系統，正確選用優質刀具不僅能充分發揮機床加工效能，也能避免不應發生的故障，在加工工件前須先對各坐標進行檢測，復查程序，對加工程序模擬試驗正常后，再加工。數控機床的各類參數和基本設定程序要安全儲存。數控機床機械結構簡化，密封可靠，自診功能日臻完善，在日常維護中除清潔外部及規定的潤滑部位外，不得拆卸其他部位清洗。數控機床較長時間不用時要注意防潮，停機兩月以上時必須給數控系統供電，以保證有關參數不會丟失。

3 數控機床的常見故障維修

我們要學習車床的故障診斷首先要需要了解兩個概念：系統可靠性是指數控系統在規定的條件和規定的時間內完成規定功能的能力，故障是指系統在規定的條件和規定的時間內失去了規定的功能：

3.1 診斷的內容

（1）動作診斷：監視車床各動作部分，判定動作不良的部位。診斷部位是ATC、APC和車床主軸。

（2）狀態診斷：當車床電機帶動負載時，觀察運行狀態。

（3）點檢診斷：定期點檢液壓元件、氣動元件和強電柜。

（4）操作診斷：監視操作錯誤和程序錯誤。

（5）數控系統故障自診斷。

3.2 常見故障診斷

3.2.1 NC系統故障

(1)硬件故障

硬件故障是指已損壞的器件就能排除的故障，有時由于NC系統出現硬件的損壞，使車床停機。對于這類故障的診斷，首先必須了解該數控系統的工作原理及各線路板的功能，然后根據故障現象進行分析，在有條件的情況下利用交換法準確定位故障點。

(2)軟故障

軟故障是指由于編程錯誤造成的軟件故障，只要改變程序內容，修改機床參數設定就能排除故障，數控車床有些故障是由于NC系統車床參數引起的，有時因為設置不當，有時因意外使參數發生變化或混亂，這類故障只要調整好參數，就會自然消失。

3.3 機床部分典型故障分析及維修

3.3.1 主軸伺服系統故障檢查及維修

在維修主回路采用錯位選觸無環流可逆調速驅動系統的數控車床中所遇到的部分故障及處理方法。故障現象：1.8m臥車在點動時，花盤來回擺動。檢查：測量驅動控制系統中的±20V直流穩壓電源的紋波為4V峰峰值，大大超過了規定的范圍。

分析：在控制系統的放大電路中，高、低通濾波器可以濾掉，如：測速機反饋，電流反饋，電壓反饋中的各次諧波干擾信號，但無法濾除系統本身直流電源電路中的諧波分量，因它存在于整個系統中，這些諧波進入放大器就會使放大器阻塞，使系統產生各種不正常的現象。在點動狀態下，因電機的轉速較低，這些諧波已超過了點動時的電壓值，造成了系統的振蕩，使主軸花盤來回擺動，而且一旦去除諧波信號，故障馬上消失。

處理：將電壓板中的100MF和1000MF濾波電容換下焊上新電容，并測量紋波只有幾個毫伏后將電源板安裝好，開機試運行，故障消除。

3.3.2 機床PLC初始故障的診斷

機床PLC初始故障的診斷為了保護機床和維修方便，PLC有顯示和檢測機床故障的能力。一旦發生故障，維修人員就能根據機床的故障顯示號去確定故障類別，予以排除。但在實際加工過程中，我們發現有時PLC同時顯示幾個故障，它們是由某一個故障引起的連鎖故障，排除了初始的引發故障，其它故障報警就消失了。可是從機床PLC顯示的所有報警故障中，維修人員并不知道哪個故障是初始引發故障，維修人員只能逐個故障去查，這就增加了維修難度。機床PLC初始故障診斷功能，通過PLC程序，準確判斷出初始故障的報警號。維修中，首先排除初始故障，其它引發故障自行消失，這樣就極大地方便了機床的維修，提高了機床維修的快速性和準確性。

隨著生產力的發展，科學技術進步的需求而不斷發展和完善起來的生產工具，是生產力的重要素。根據我國的情況，我們要加強對數控機床從業人員的技術培訓，增強專業技術人員的實戰能力，保證數控機床的安全、正常運轉，提高數控機床在企業的生產效率。

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