关于数控机床的维修与维护

摘要：数控机床是一种集自动控制、计算机、微电子、伺服驱动、精密机械等技术于一身的高、精、尖生产工具。它是机床技术发展的主流体现，并在先进制造业中起着主导的地位。因此，如何使数控机床发挥其在生产中的最佳效能是一个很重要的问题。因为数控机床是各种技术的结合体，所以在日常使用中难免出现故障导致停机。因此，其维护、维修工作是一项必不可少的工作。

关键词：数控机床；精密机械；结合体

1数控机床的工作原理及发展趋势：

1.1数控机床的工作原理

数控机床的工作原理即为，将控制要求和信息以及反馈信息等转化为数字信号，送人数控装置处理后输出控制机械加工过程。

1.2数控机床的发展趋势

1.2.1高速度、高精度

当前先进制造技术的主体是效率和质量。因此高速度、高精度技术的发展可最大限度地提高生产的效率和产品的质量，缩短生产周期提高市场竞争力。目前HyperNach进给速度最大达60ndmin，快速为100m／min，加速度达2g，主轴转速达60000/min。

1.2.2多轴联动加工和复合加工

多轴联动加工可充分利用刀具几何形状进行切削，从而大大提高了零件的表面光洁度和加工效率。如一般一台5轴机床的加工效率相当于2台3轴联动机床的加工效率。目前采用复合主轴头的机床更为方便的实现了多面和多轴在同一台机床上的并行使用。

1.2.3智能化、开放式、网络化是当前数控系统的共同发展方向

智能化的数控系统涵盖的方面很多，如加工方面的智能化，即加工过程的自适应控制，工艺参数的自生成；故障诊断方面的智能化。即智能监控机床各个部分运行情况，发送故障报告等。开放式既是数控系统的开发可以统一的在一个平台上进行。这样既可以解决数控系统软件不能产业化的问题，又大大加快了数控功能系列化的进程。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。

1.3维修维护工作的意义

数控加工在当前制造行业中占据着主导地位，它的发展将带动制造业的飞速发展，同时也将影响社会的发展进程。因此，使数控机床能够实时高效的工作也是—项重要工作。

2维护与维修的一般方法

数控机床是各种高精技术结合的生产工具，因此在日常的使用中维修维护工作对其使用寿命和精度起着很重要的作用，那么数控机床的维修维护工作一般应如何进行呢?

2.1数控机床的维护，对数控机床进行日常合理的维护工作，可以大大降低数控机床的故障发生几率。概括为以下几个方面需要注意：

2.1.1针对每一台机床的具体性能和加工对象制定操作规程建立工作、故障、维修档案是很重要的。包括保养内容以及功能器件和元件的保养周期。

2.1.2应尽量少开数控柜和强电柜的门。因为在机加工车间的空气中一般都含有油雾、灰尘甚至金属粉末。一旦它们落在数控系统内的印制线路或电器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及印制线路的损坏。有的用户在夏天为了使数控系统超负荷长期工作，打开数控柜的门来散热，这是种绝不可取的方法，最终会导致数控系统的加速损坏。正确的方法是降低数控系统的外部环境温度。因此，应该有一种严格的规定，除非进行必要的调整和维修，不允许随便开启柜门，更不允许在使用时敞开柜门。

2.1.3定期清扫数控柜通风系统。应每天检查数控系统柜各个冷却风扇工作是否正常，应视工作环境状况，每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象。如果过滤网上灰尘积聚过多，需及时清理，否则会引起数控系统柜内温度高(一般不能超过55℃)，造成过热报警或数控系统工作不可靠。

2.1.4对数控系统的电网电压进行定期或定时监测。当电网电压超出数控系统所能承受的额定范围时，数控系统的正常工作会受到影响，严重的可能导致数控系统内部电子器件损坏。

2.1.5定期更换存储器和伺服驱动器电池(不需保持电池的存储器除外)。为使数控系统数据和伺服驱动器内部的参数数据在不通电的情况下不丢失，为两者配备了保持电池。一般情况下每年应更换一次，并且应在数控系统通电的状态下更换电池。

2.1.6数控系统长期不使用的情况下，其维护工作应注意以下两方面：首先，要定期给数控系统通电，并空运行，这样可以利用数控系统本身电子和电器元件的热量驱散数控柜内的潮气。达到保持电器元件稳定可靠性的目的。其次，如果数控机床是采用直流伺服电动机作为机械驱动首端部件的，应在长期停用前将内部的电刷取出，以此避免由于化学腐蚀作用，使换向器表面腐蚀，造成换向性能变坏，甚至使整台电动机损坏的结果。

2.2由于数控机床是多种尖端技术的结合体，因此数控机床的维修工作不能随意而为之，因为那样可能导致机床的故障范围扩大。数控机床维修工作可大致分为以下几个步骤：

2.2.1问

这里的问包括：①问机床操作者，在机床出现故障后，维修工作进行之前应及时准确的询问故障是在何种情况下出现的，出现时伴随着怎样的现象。由于操作者是故障出现时的第一目击人又熟知机床特性，所以他的描述会有助于维修人员缩小故障范围，减少时间，提高效率。②问机床，机床的自诊断系统对维修人员是最好的参考，它可以准确的提供所出现的故障的代码以便于维修人员能够准确定位故障的出处。近年来兴起了新的接口诊断技术，JTAG边界扫描，提供了有效地检测引线间隔致密的电路板上零件的能力，完善了系统的自诊断能力。

2.2.2察

察主要是根据机床操作人员所提供的相关信息对可能出现故障的部件或元件外观进行观察。如检查有无由于电流过大造成的保险丝熔断，元器件的烧焦烟熏，有无杂物断路现象，造成板子的过流、过压、短路。观察阻容、半导体器件的管脚有无断脚、虚焊等，可发现一些较为明显的故障，缩小检修范围判断故障产生的原因。

2.2.3切

犹如中医切脉一样，当维修人员完成了上述两个步骤还不能准确定位故障的出处时，应该对机床故障进行进一步的检测来确定故障的出处究竟在何处。对数控机床故障的切可大致分为：①强电检测，其中包括配电、电动机动力线、电器元件完好性等的检测。②弱点检测，其中包括反馈信号、数控系统输出信号等的检测。

以上诊断方法并无严格界定，应以实际情况为准进行实地分析得出数控机床的故障所在，下面以实例分析来验证以上故障处理方法的实用性。

3主轴高速飞车故障排除：

故障设备：国产CK6140数控车床，采用FANUC OTE数控系统。故障现象：当接通电源时，主轴就高速飞车。

故障分析：造成主轴高速飞车的原因有：(1)装在主轴电动机尾部的测速发电机故障；(2)激磁回路故障，弱磁电流太小；(3)速度设定错误。根据以上分析，在停电状态下，用手旋转测速发电机，测速发电机反馈电压正常，在开机瞬间，测量激磁电压也正常。而主轴给定电压测得为14.8V(正常时最高给定电压为±10V)，故初步诊断故障为NC主板硬件故障。

故障处理：改主板上给定电压有关的电路较多，除电阻、电容、二极管等常规元件外，还有很多集成电路，不可能把所有有关的线路一一分割，进行试验。但由于给定输出为14.8V，因此怀疑是15V电源通过元件加到了输出上。由于无该系统主板的原理图等资料，采用最基本的测电阻的方法，从外到里逐个元件测量对15V电源的电阻值，最终发现一块运放损坏，其输出与15V短接。更换后运行正常。

4结束语

数控机床故障的产生是多种多样的。所以，在维修时需要根据现象有理有据的分析、排除，最后达到维修的目的。切勿盲目的乱动。否则可能会导致故障更加的严重。总之，在面对数控机床故障和维修问题时，首先要防患于未燃，不能在数控机床出现问题后才去解决问题，要做好日常的维护工作和了解机床本身的结构和工作原理，这样才能做到有的放矢。

参考文献

[1]陈蕾、谈峰浅析数控机床维护维修的一般方法[J]，机修用造，2004(10)

[2]王刚数控机床维修几例[J]，机械工人冷加工，2005(03)

[3]余仲裕数控机床维修2008(02)