数控机床操作中常见故障处理

商丘技师学院 刘康东 范江昆

前言

数控机床在机械制造领域发挥重要作用。通用机床电气系统呈现复杂化、多样化的特点，设备机械性能趋向于合理化、成熟化、高效化。数控改造结合现代技术，整体采用通用机床结构[1]。而传统的通用机床机械部件未采用焊接工艺技术，若出现机械结构件变形的现象，设备精度只受到低范围内影响。在整体的机械制造加工使用过程中，最多的设备是数控机床，计算机在数控机床中不断应用，推动加工走向智能化、自动化。数控机床充分集成了多种真实设备，内部结构复杂，自动化水平高，促进了我国制造业的健康发展[2]。目前数控机床结构多样，造成内部各种系统的应急检测装置相互干扰，同一故障的因素较多，不利于设备的高效使用。通过制造业的不断升级和优化，在先进制造业实现了飞跃[3]。数控机床自动化技术的广泛应用是我国机械制造业能否向高端制造业转型的关键，高端制造业对数控机床的加工也提出更高的要求。数控机床在运行过程中出现数据错误时，通过人为干预，数控机床可以自行进行数据修正，可以有效减少数控机床出现的误差。

1 数控机床自动化技术结构原理

数控机床加工中心主要包含三个主体部分，分别为数控系统、自动换刀系统、辅助设备。数控加工系统的基础构建至关重要，主要是通过铸造工艺模式，加强承重加工作业性能，推进施工整体强度，进而满足数控机床加工的需求，确保数控机床加工的整体效率。数控机床加工中心的主轴运转部件作为加工中心的重要输出部件，其部件组成结构复杂，需不断提升与改进。主轴部件作为数控系统中心的组成部分，其操作受中心的把握控制。数控系统中心通过加强信息参数设置，配合中心实现操作。数控机床自动换刀系统也在不断完善与改进，加工过程中更换刀具时，系统中心需要发出指令，从刀库中取出刀具，换刀操作完成。数控机床加工中心整体设备完善，数控机床呈现出精度高、性能好的特点。当数控装置输出脉冲信号，机床运动部分会移动一个脉冲[5]。此外，数控机床的精度高于普通机床，数控机床水平是产业能力评价体系的重要参考指标，应不断提升数控机床水平质量。数控机床的自动化技术应用范围呈现广泛化的趋势。数控机床水平主用于轴类零件加工，系列工序复杂。数控机床自动化不断提升，加工流程复杂，不断优化零件加工程序[6]。

2 数控机床操作中出现的问题

数控机床操作中的方向偏差问题时有发生。目前一些企业的数控机床转换过程中，更注重效率转换，而缺乏数控机床成本和安全转换。非单电源转换中缺乏安全考虑可以减少转换完成后的故障损失，但也会影响数控机床的整体运行安全。注重效率成本、安全性能等方面，调整数控机床的维修技术水平[7]。数控机床在使用中因缺乏防护措施而导致故障的原因是数控机床的使用缺乏良好的防护，以及不规范的使用。数控机床加工操作防护措施亟须改进，数控机床操作风险系数高，故障可能性增加，整体维修操作难度有所提升。改造设备应用效率无法得到相关保障，改造政策不足等问题，提出合理化的解决方案，企业在现代化的标准考核下，数控机床加工缺少联锁保护设置。部分数控机床对精密滚珠丝杠副缺乏保护，在生产过程中，灰尘和杂物会粘在滚珠丝杠副表面，造成设备损坏，降低工作效率[8]。数控机床的常规操作过程中应注意数控机床的保护，从保护的角度出发，防止出现故障，数控机床的维修改造环节优化，维修改造难度降低。在数控机床维修过程中，电源作为主要装置，需要考虑用电安全等因素。尤其是机床改装环节，需要加强电源的管控。维修主要是采用非单电源转换方式，在转换中安装备用电源，进而实现机床模块控制。但从机床电路的角度来看，新零件的引线通常不会按照原来的接线方式走线。这种操作方式与正常操作规程存在一定矛盾，操作过程中容易出现安全故障。从安全性能角度考虑，数控机床的维修改造需要结合实际情况，实施科学解决方案，确保施工整体安全。数控机床的维修改造现状亟须改进，人才出现匮乏现象，数控机床维修改造效率低，因此根据现有现状做出修订。现有培养模式培养的人才全部为基础技能型人才，缺乏技术创新意识，对数控机床维修改造方向缺乏认识，影响了数控机床的维修改造[9]。数控机床的维修改造需要把握人才制度，实施具体的人才战略与用人标准，选用专业人才，储备后续力量。

3 数控机床操作装置优化的关键技术

数控机床执行机构结构包括装置本体、控制键盘、操作箱、滑轨、安装架等。装置主体、操作箱和控制键盘均采用现有技术中常用的结构设计[10]。此外，内置空间来容纳主体中的操作盒，以便在需要时可以存放操作盒和操作键盘。内置空间是根据操作盒和操作键盘的组合结构设计的，内置空间是根据同时容纳操作盒、操作键盘等部件的能力来设计的。装置本体嵌入空间的底部设计有平行于嵌入方向的滑轨，滑轨上安装有滑块，滑块可以后退。操作箱和控制键盘均安装在框架结构的安装架上，安装架可以随滑块移动，使操作箱和控制键盘在使用时可以方便地进出内置空间或正在使用[11]。安装架可以达到在操作过程中随着滑块的相对转动调节操作箱和控制键盘角度的目的。在操作箱从器具主体出来之前，安装在器具主体上与防护门连接的气缸动作，将防护门向内打开。将箱体移动到与导轨平行的位置后，最后推动操作箱并收回操作箱，操作箱到达角缸后，角缸将操作箱移动到特定角度，最后是防护门连接的气缸工作并关闭防护门。控制键盘两端设计安装转轴，安装转轴上装有阻尼套，控制键盘通过安装转轴安装在安装架上[12]。安装支架由金属制成，使操作盒和键盘能够自由地伸缩。

4 数控机床操作中常见故障处理措施

4.1 专用数控机床设备改造

数控系统处于正式工作过程中，合理的工作目标是在数控机床的实际工作过程中控制刀具与工件的相对运动。专用数控机床在正常情况下，设备规模较大，内部系统复杂，可归类为大中型设备[13]。数控机床的正常运行是完全依靠齿轮变速来支撑运行，使其在恒功率区运行更加安全可靠，可以使数控机床完全依赖。为了在低速行驶时获得大扭矩，其自身的真实齿轮为实际工作提供了足够的扭矩。机床主轴齿轮处于动态传动运行状态，为保证运行的可靠性和稳定性，必须按相关规范和要求完成操作。为了促使机床齿轮处于“啮合”过程中，不形成真实状态，需要依靠自动装置来保证根据实际情况换档[14]。在正式进行大型机床维修改造时，合理选用时间继电器装置，准确可靠地检测主轴的实际运行状况，避免运行时出现故障，高低坐标之间的坐标轴应合理划分为实际装夹过程。

4.2 改造验收和调试工作

加强验收调试环节的管理。内部结构复杂，必须做好验收和调试工作。机床零部件和数控系统的调试，员工必须根据机床结构的差异，制定具体的审批调试工作流程。关于数控机床的验收，重点应放在性能、精度等转换指标上。在检查数控机床的精度时，要重点检查工作台平面度、定位、直线运动的精度。在识别机床的性能时，需要检查机床的各种系统[15]。以检查内容为重点的机床功能，包括主要系统和辅助设备，对于准备、移动和操作功能，必须严格允许数控系统、操作面板、电机和其他设备的验收接线电缆。在实际调试和验收作业中，应根据设备制定各个验收流程，提高验收的全面性和准确性。

4.3 建立应急防护措施

建立数控机床应急防护措施，实现数控机床的合理改装和应用。数控机床的安全防护应从综合安全和机床安全防护的角度进行，防止数控机床故障的发生。将三重连接断路器设备添加到CNC 机床。装置可以实现对数控机床的良好保护，完成数控机床电源发生故障后对电源和电路的良好保护，降低电力等风险和影响。在使用数控机床时，对某些结构提供了合理的保护。在滚珠丝杠的表面加装保护装置，在实际的保护操作中，可以加装保护套和保护管，防止异物和灰尘进入滚珠丝杠表面和内部。此外，在数控机床的改装中可应用自动润滑系统和手动润滑两种模式，完成各部件的自动润滑，实现对部件或结构的润滑保护。运用现代科技理念，完成数控机床的整体保护。设计并应用智能控制模块、摄像机设备、数据采集模块和监控中心，对数控机床的整体运行进行监控[16]。在智能监控系统的运行中，可以实现对数控机床运行参数的实时采集。在机床运行过程中发现故障和参数异常的威胁时，必须立即进行维修，及时降低风险，实现对数控机床的全面保护。

4.4 加强技术人才培养体系

时刻关注员工的综合技能水平，培养素质过硬、能力强的技术人才。加强内部人员培训，定期组织员工参加业务培训，掌握最新的操作技术标准和规范，学习先进技术，积极引进技术人才，通过“产学合作”吸引人才。丰富多元化人才库，实现高薪就业和人才吸引，同时提升人才团队的整体能力。重点考察参赛者地解决问题水平、维修速度和自身专业水平。应奖励表现出色的参与者，以激发参与并加强他们的专业技能。关于隐患的来源，主要与操作人员、维修人员和机床的安全信号有关。在设计过程中，必须充分考虑可能的情况，一旦发生报警，必须切断所有回路电源并关闭相关部件，以免造成重大设备损坏和人身伤害。为保证完整的保护和安全操作功能，在运行状态下应安装防设备飞溅的连锁装置，在某些生产过程中，当人员需要离开工作区域再次操作时，该装置会自动关闭设备的运行。在数控机床改装的基础上，要对工作人员进行认真管控，确保他们按照规章制度参与工作，杜绝危险情况，提高安全性。重视从业人员的综合技能水平，重点培养素质和能力过硬的技术人才。加强内部人员培训，定期组织员工参加业务培训，掌握最新的操作技术标准和规范，学习先进技术，积极引进技术人才。

5 结语

数控机床是工业生产的重要支柱设备，但数控机床在生产过程中出现的加工误差严重影响产品的精度，限制了我国机械制造业的精细化发展。优化和改进数控机床是机械制造加工行业的重中之重，以满足经济快速发展对我国机械制造业进步的需要。数控机床的实际应用过程受到的影响因素很多，主要体现在管理技术和操作人员方面，而这些因素都影响着机床的实际应用效率。数控机床的维修改造过程涉及很多技术问题，在处理各种技术问题时，建议通过选择合理的措施，不断优化调整，确保机床应用的可靠性。维修改造工作实现了各个环节工作的可控性。要不断规范工作流程，提高操作人员的技术能力，提高机床维修改造的质效。