试析数控车床的结构特点及保养措施

张 雷

(恒源煤电机械总厂，安徽 淮北 235000)

试析数控车床的结构特点及保养措施

张 雷

(恒源煤电机械总厂，安徽 淮北 235000)

随着科学技术的发展与创新，数控技术已是我国机械行业实现自动化与信息化的关键技术之一。机床维护与保养的好坏将影响机械零件的加工精密度与高效性，所以平时应采用合理的措施维护与保养数控机床，从而提高数控机床的技术性能。

数控车床；数控技术；结构特点；保养策略

我国机械制造行业现已普遍应用数控机床，它必然成为我国工业生产与加工的重要设备。然而我国数控机床技术的应用处于初期阶段，所积累的实践操作经验较少，在技术、环境，甚至操作方面依然未形成一个统一体系，因而造成数控机床应用过程中经常发生故障，从而对数控机床稳定与安全运行造成深远影响。因此，为提高数控机床技术的应用性能，应根据数控机床结构特点及运行实际情况，研究数控机床常见故障产生原因，制定具有针对性的数控机床维护与保养策略，以保障数控机床的正常运行以推动我国制造业的进一步发展。

一、数控车床

随着国家在机械制造技术与电子技术方面加大了研究力度，我国数控机床制造的复杂性与智能化已经达到世界水准。针对此种状况，若是选择传统的维修技术、养护技术，难以保证数控车床的安全、稳定运行，因而数控车床的维修、养护技术也必须不断革新。当今数控车床主要选择的为过程控制，若是某一部位发生故障，就会影响车床整体的稳定运行，甚至还会导致数控车床停机，对制造业的生产效率带来重大影响。同时，因为数控系统的工作原理复杂、结构精密，一旦发生故障就一定要及时检查与维修，否则可能会造成严重损失。因此，数控车床运行期间，一定要进行日常维护与保养，从而降低车床故障发生率。

二、数控车床结构特点分析

1.自动化

我国数控车床主要选择高性能伺服传动系统，配置无级变速主轴，明显加强了数控车床工作时传动结构性，同时对数控车床的结构进行了简化，有效缩短了传动链。从数控车床角度来看，一般是数控系统下发指令，以完成数控车床运行速度、刀具运动及主轴转速等自动化控制；应用伺服系统，改变了普通车床采用的进给系统方式格局，通过主轴调速结构，实现主轴自动变速运转。分析数控车床的结构发现，进给变速箱与主轴箱结构实现了优化，且应用的轴承与齿轮等有关设备零件也较少，直接通过电动机实现主轴、滚珠丝杠的有效连接，减少了齿轮应用。

2.精密性

为保证数控车床运行过程中的稳定性与精密性，所选择的数控车床全部配件都应依据“高科技化与高精确化”准则，打破了传统中以几何精度作为主体的理念。针对数控车床精密性要求而言，体现在数控车床的运行、热变形、抗震等方面。基于数控车床的系统控制精度而言，其选择的技术主要是高速差补技术，应用微小的数控程序完成有效控制，然后对数控车床的控制单元进一步细化，同时选择具有高分辨率的先进传感器设备，以加强位置检测与元件测量精准度。[1]除此之外，国际上最近研发的网络解码检查技术，将其应用在数控车床中，可明显提高数控车床工作轨迹精度，其原理是应用三维仿真对数控车床工作精度进行预测，实现数控车床在多种条件下对多种规格工件的精确加工。

3.无人化

数控车床的普遍应用，推动了制造业向柔性化与无人化趋势发展。而数控车床的功能集成与工艺复合作为柔性化、无人化目标实现的根基，同时还是数控车床的关键特点之一。[1]从车削中心角度而言，进行一次工件装夹后，不仅可以内对孔完成加工，还能对外圆与端面进行加工。现阶段，数控车床整体发展趋势更倾向功能集成化，主要以自动化工作台与自动换刀系统为根基，然后完成数控车床柔性化与无人化目标，同时功能集成化一般指工件的自动定位与自动装卸支持自动对刀，并对刀具的磨损进行自动检测。随着科学技术的发展，相关学者在数控车床的工件自动补偿与自动测量等有关方面进行了更为深入的研究，现已研发出集车床、铣床、钻床等有关工艺为一体的先进加工机床，实现了工件的深加工，提高了机床附加值，并已在制造行业中投入应用。

4.高新技术性

数控车床运行时，为加强车床运行的安全性、稳定性及精密性，采用了许多高新技术。例如优化静态刚度与动态刚度，改进阻尼精度等，很大程度上加强了数控车床运行的自动化水平，还改善了工作生产效率，有效的控制了热变形现象。[2]同时，数控车床中所支持的工件高精度与高效率生产，尽管对机械结构实现了简化处理，可依然对机械传动设备等有着严格要求。如今许多现代化设备已应用在数控车床中，比如说无间隙传动设备，其能够确保数控车床的运行效率；再如滚珠丝杠与静压导轨以及塑料滑动导轨，不仅能够对数控车床进给系统产生的阻力，还能对传动效率进行优化，加强数控车床运行的安全性、稳定性；尤其是定位快进速率的增加，已经达到了每分钟几十米甚至是几百米。

三、数控车床维修养护策略分析

1.机械维护

数控车床在进行工件加工时，操作人员一定要认真检查排屑器是否顺利工作，切记避免切屑大量堆积，影响导轨的精度，甚至对导轨的正常应用造成严重影响。而工件加工完成后，必须将伺服轴置于初始点。[3]所有加工任务完成后，还应将散落在拖板或者是导轨中的切屑清理干净。另外，维护工作人员应定期对数控车床的全部机械部分进行检查，针对配合尺寸误差要及时调整，例如数控车床中伺服电机的联轴器各个位置的检查、滚珠丝杠与滑动导轨等的检查、调整等。

2.气动系统维护

数控车床气动系统中的供给压缩空气一定要是清洁的。大部分情况下，压缩空气中都会存在水分或是粉尘等杂质，若是压缩空气中存在的水分较多，就可能导致管道与气缸发生腐蚀；若是压缩空气中存在大量油液，也会导致橡胶与密封材料变质；若是压缩空气中粉尘数量多，也会造成阀体无法正常动作。因此，应合理选择过滤器，以清除压缩空气中存在的杂质，同时应用过滤器也可以实现压缩空气中液体的有效清除，保证气动设备的工作压力处于正常状态。针对工作压力调节而言，在调节时应保证压力表处在正常工作状态，确保读数精确。

3.主轴电机与伺服电机维护

数控车床的维护工作人员，应定期完成数控车床中主轴电机与伺服电机工作状态下的相应温度、噪声以及震动检查。若是发现温度、噪声以及振动超出标准规定的范围，一定要及时查找原因，重点检查轴承与数控车床相关参数设置，而在查明故障成因后务必要及时选择针对性的解决措施。同时，数控车床运行过程中，针对直流伺服电机的数控车床而言，若是频繁的进行加速或者是减速，应定期对其进行保养，通常情况下以2个月为一周期。而维护保养的主要工作内容是应用干燥的压缩空气对电刷粉尘进行有效清除，并且对电柜换向器进行清扫，以避免发生短路问题。除此之外，还应对电刷磨损度完成检查，若是电刷磨损严重一定要选取型号与规格完全相及时更换，更换后需进行空载运行，以使新电刷能够与换向器表面有效吻合。

4.其它方面的维护

首先，通风系统维护。数控设备一定要置于固定的温度区间，同时要对散热通风设备完成定期清理，确保风扇顺利工作，然后依据车间具体环境状况编排季度清理方案；其次，数控系统接地维护。目前我国电压波动与干扰问题比较常见，由于数控车床系统内存主要选择的为芯片，若是遭受脉冲干扰，并且内部电压迅速增加，就可能对内存造成严重影响，出现信息数据混乱，直接影响数控车床的顺利运行。[4]对此，为保证数控车床顺利运行，一定要保证电压稳定性，同时应与可能形成高频或者是高压冲击的装置保持安全距离，比如说高频淬火机床与磁粉探伤机等等。若是具备一定条件，应把数控车床的控制系统供电和感染电源进行隔开，以保证数控车床的安全运行；最后，定期完成数控车床控制系统中对外接插件具体接插情况检查，防止发生松动。若是车间中空气掺杂着许多灰尘或者是金属粉末，并且散落在印刷电路板或者是电气接插件上，就可能造成元件导电，严重时会损坏元件。所以一定要格外重视数控车床系统的净化处理，尽量降低电气柜的打开次数，防止数控车床系统污染，保证数控车床能够正常运行。

四、总结

数控车床装置实现自动化后，对于数控车床的故障处理与维护提出更为严格要求。因此，数控车床维护工作人员，首先要分析数控车床结构特点，归纳、总结数控车床常见故障，然后依据常见故障制定具有针对性的维修、养护方案，同时工作人员还应在实践工作过程中不断积累经验，逐步提高自身的数控车床维护水平，保证数控车床能够安全、稳定运行，从而提高工件的机械加工精度和效率。

[1] 魏东坡,赵宏霞.基于数控机床常见故障及排除的研究[J].东方企业文化,2014(6).

[2] 李秀杰.机械加工中影响表面粗糙度的因素及改善措施探讨[J].科技创新与应用,2014(9).

[3] 舒蕾.加工中心控制系统常见干扰故障及改进措施[J].河北能源职业技术学学报,2014(3).

[4] 卢卓,龙俞文.浅谈数控机床故障诊断的思路与原则[J].装备制造技术,2015(9).

责任编辑：力 草

2016-11-16

张雷(1981-)，男，安徽濉溪人，恒源煤电机械总厂助理工程师,研究方向：机械加工。

TG519.1

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