數控機床平均故障時間達到多少
Ⅰ 簡述數控機床的發展趨勢
引言
從20世紀中葉數控技術出現以來，數控機床給機械製造業帶來了革命性的變化。數控加工具有如下特點：加工柔性好，加工精度高，生產率高，減輕操作者勞動強度、改善勞動條件，有利於生產管理的現代化以及經濟效益的提高。數控機床是一種高度機電一體化的產品，適用於加工多品種小批量零件、結構較復雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價格昂貴不允許報廢的關鍵零件、要求精密復制的零件、需要縮短生產周期的急需零件以及要求100%檢驗的零件。數控機床的特點及其應用范圍使其成為國民經濟和國防建設發展的重要裝備。
進入21世紀，我國經濟與國際全面接軌，進入了一個蓬勃發展的新時期。機床製造業既面臨著機械製造業需求水平提升而引發的製造裝備發展的良機，也遭遇到加入世界貿易組織後激烈的國際市場競爭的壓力，加速推進數控機床的發展是解決機床製造業持續發展的一個關鍵。隨著製造業對數控機床的大量需求以及計算機技術和現代設計技術的飛速進步，數控機床的應用范圍還在不斷擴大，並且不斷發展以更適應生產加工的需要。本文簡要分析了數控機床高速化、高精度化、復合化、智能化、開放化、網路化、多軸化、綠色化等發展趨勢，並提出了我國數控機床發展中存在的一些問題。
數控機床的發展趨勢
1、高速化
隨著汽車、國防、航空、航天等工業的高速發展以及鋁合金等新材料的應用，對數控機床加工的高速化要求越來越高。
2、主軸轉速：機床採用電主軸(內裝式主軸電機)，主軸最高轉速達200000r/min；
進給率：在解析度為0.01μm時，最大進給率達到240m/min且可獲得復雜型面的精確加工；
3、運算速度：微處理器的迅速發展為數控系統向高速、高精度方向發展提供了保障，開發出CPU已發展到32位以及64位的數控系統，頻率提高到幾百兆赫、上千兆赫。由於運算速度的極大提高，使得當解析度為0.1μm、0.01μm時仍能獲得高達24～240m/min的進給速度；
4、換刀速度：目前國外先進加工中心的刀具交換時間普遍已在1s左右，高的已達0.5s。德國Chiron公司將刀庫設計成籃子樣式，以主軸為軸心，刀具在圓周布置，其刀到刀的換刀時間僅0.9s。
5、高精度化
數控機床精度的要求現在已經不局限於靜態的幾何精度，機床的運動精度、熱變形以及對振動的監測和補償越來越獲得重視。
6、提高CNC系統控制精度：採用高速插補技術，以微小程序段實現連續進給，使CNC控制單位精細化，並採用高解析度位置檢測裝置，提高位置檢測精度(日本已開發裝有106脈沖/轉的內藏位置檢測器的交流伺服電機，其位置檢測精度可達到0.01μm/脈沖)，位置伺服系統採用前饋控制與非線性控制等方法；
7、採用誤差補償技術：採用反向間隙補償、絲桿螺距誤差補償和刀具誤差補償等技術，對設備的熱變形誤差和空間誤差進行綜合補償。研究結果表明，綜合誤差補償技術的應用可將加工誤差減少60%～80%；
採用網格解碼器檢查和提高加工中心的運動軌跡精度，並通過模擬預測機床的加工精度，以保證機床的定位精度和重復定位精度，使其性能長期穩定，能夠在不同運行條件下完成多種加工任務，並保證零件的加工質量。
1、功能復合化
復合機床的含義是指在一台機床上實現或盡可能完成從毛坯至成品的多種要素加工。根據其結構特點可分為工藝復合型和工序復合型兩類。工藝復合型機床如鏜銑鑽復合——加工中心、車銑復合——車削中心、銑鏜鑽車復合——復合加工中心等；工序復合型機床如多面多軸聯動加工的復合機床和雙主軸車削中心等。採用復合機床進行加工，減少了工件裝卸、更換和調整刀具的輔助時間以及中間過程中產生的誤差，提高了零件加工精度，縮短了產品製造周期，提高了生產效率和製造商的市場反應能力，相對於傳統的工序分散的生產方法具有明顯的優勢。
加工過程的復合化也導致了機床向模塊化、多軸化發展。德國Index公司最新推出的車削加工中心是模塊化結構，該加工中心能夠完成車削、銑削、鑽削、滾齒、磨削、激光熱處理等多種工序，可完成復雜零件的全部加工。隨著現代機械加工要求的不斷提高，大量的多軸聯動數控機床越來越受到各大企業的歡迎。
在2005年中國國際機床展覽會(CIMT2005)上，國內外製造商展出了形式各異的多軸加工機床(包括雙主軸、雙刀架、9軸控制等)以及可實現4～5軸聯動的五軸高速門式加工中心、五軸聯動高速銑削中心等。
2、控制智能化
隨著人工智慧技術的發展，為了滿足製造業生產柔性化、製造自動化的發展需求，數控機床的智能化程度在不斷提高。具體體現在以下幾個方面：
加工過程自適應控制技術：通過監測加工過程中的切削力、主軸和進給電機的功率、電流、電壓等信息，利用傳統的或現代的演算法進行識別，以辯識出刀具的受力、磨損、破損狀態及機床加工的穩定性狀態，並根據這些狀態實時調整加工參數(主軸轉速、進給速度)和加工指令，使設備處於最佳運行狀態，以提高加工精度、降低加工表面粗糙度並提高設備運行的安全性；
加工參數的智能優化與選擇：將工藝專家或技師的經驗、零件加工的一般與特殊規律，用現代智能方法，構造基於專家系統或基於模型的「加工參數的智能優化與選擇器」，利用它獲得優化的加工參數，從而達到提高編程效率和加工工藝水平、縮短生產准備時間的目的；
智能故障自診斷與自修復技術：根據已有的故障信息，應用現代智能方法實現故障的快速准確定位；
智能故障回放和故障模擬技術：能夠完整記錄系統的各種信息，對數控機床發生的各種錯誤和事故進行回放和模擬，用以確定錯誤引起的原因，找出解決問題的辦法，積累生產經驗；
智能化交流伺服驅動裝置：能自動識別負載，並自動調整參數的智能化伺服系統，包括智能主軸交流驅動裝置和智能化進給伺服裝置。這種驅動裝置能自動識別電機及負載的轉動慣量，並自動對控制系統參數進行優化和調整，使驅動系統獲得最佳運行；
智能4M數控系統：在製造過程中，加工、檢測一體化是實現快速製造、快速檢測和快速響應的有效途徑，將測量(Measurement)、建模(Modelling)、加工 (Manufacturing)、機器操作(Manipulator)四者(即4M)融合在一個系統中，實現信息共享，促進測量、建模、加工、裝夾、操作的一體化。
3、體系開放化
向未來技術開放：由於軟硬體介面都遵循公認的標准協議，只需少量的重新設計和調整，新一代的通用軟硬體資源就可能被現有系統所採納、吸收和兼容，這就意味著系統的開發費用將大大降低而系統性能與可靠性將不斷改善並處於長生命周期；
向用戶特殊要求開放：更新產品、擴充功能、提供硬軟體產品的各種組合以滿足特殊應用要求；
數控標準的建立：國際上正在研究和制定一種新的CNC系統標准ISO14649(STEP-NC)，以提供一種不依賴於具體系統的中性機制，能夠描述產品整個生命周期內的統一數據模型，從而實現整個製造過程乃至各個工業領域產品信息的標准化。標准化的編程語言，既方便用戶使用，又降低了和操作效率直接有關的勞動消耗。
4、驅動並聯化
並聯運動機床克服了傳統機床串聯機構移動部件質量大、系統剛度低、刀具只能沿固定導軌進給、作業自由度偏低、設備加工靈活性和機動性不夠等固有缺陷，在機床主軸(一般為動平台)與機座(一般為靜平台)之間採用多桿並聯聯接機構驅動，通過控制桿系中桿的長度使桿系支撐的平台獲得相應自由度的運動，可實現多坐標聯動數控加工、裝配和測量多種功能，更能滿足復雜特種零件的加工，具有現代機器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優點。
並聯機床作為一種新型的加工設備，已成為當前機床技術的一個重要研究方向，受到了國際機床行業的高度重視，被認為是「自發明數控技術以來在機床行業中最有意義的進步」和「21世紀新一代數控加工設備」。
5、端化(大型化和微型化)
國防、航空、航天事業的發展和能源等基礎產業裝備的大型化需要大型且性能良好的數控機床的支撐。而超精密加工技術和微納米技術是21世紀的戰略技術，需發展能適應微小型尺寸和微納米加工精度的新型製造工藝和裝備，所以微型機床包括微切削加工(車、銑、磨)機床、微電加工機床、微激光加工機床和微型壓力機等的需求量正在逐漸增大。
6、信息交互網路化
對於面臨激烈競爭的企業來說，使數控機床具有雙向、高速的聯網通訊功能，以保證信息流在車間各個部門間暢通無阻是非常重要的。既可以實現網路資源共享，又能實現數控機床的遠程監視、控制、培訓、教學、管理，還可實現數控裝備的數字化服務(數控機床故障的遠程診斷、維護等)。例如，日本Mazak公司推出新一代的加工中心配備了一個稱為信息塔(e-Tower)的外部設備，包括計算機、手機、機外和機內攝像頭等，能夠實現語音、圖形、視像和文本的通信故障報警顯示、在線幫助排除故障等功能，是獨立的、自主管理的製造單元。
7、新型功能部件
為了提高數控機床各方面的性能，具有高精度和高可靠性的新型功能部件的應用成為必然。具有代表性的新型功能部件包括：
高頻電主軸：高頻電主軸是高頻電動機與主軸部件的集成，具有體積小、轉速高、可無級調速等一系列優點，在各種新型數控機床中已經獲得廣泛的應用；
直線電動機：近年來，直線電動機的應用日益廣泛，雖然其價格高於傳統的伺服系統，但由於負載變化擾動、熱變形補償、隔磁和防護等關鍵技術的應用，機械傳動結構得到簡化，機床的動態性能有了提高。如：西門子公司生產的1FN1系列三相交流永磁式同步直線電動機已開始廣泛應用於高速銑床、加工中心、磨床、並聯機床以及動態性能和運動精度要求高的機床等；德國EX-CELL-O公司的XHC卧式加工中心三向驅動均採用兩個直線電動機；
電滾珠絲桿：電滾珠絲桿是伺服電動機與滾珠絲桿的集成，可以大大簡化數控機床的結構，具有傳動環節少、結構緊湊等一系列優點。
8、高可靠性
數控機床與傳統機床相比，增加了數控系統和相應的監控裝置等，應用了大量的電氣、液壓和機電裝置，易於導致出現失效的概率增大；工業電網電壓的波動和干擾對數控機床的可靠性極為不利，而數控機床加工的零件型面較為復雜，加工周期長，要求平均無故障時間在2萬小時以上。為了保證數控機床有高的可靠性，就要精心設計系統、嚴格製造和明確可靠性目標以及通過維修分析故障模式並找出薄弱環節。國外數控系統平均無故障時間在7～10萬小時以上，國產數控系統平均無故障時間僅為10000小時左右，國外整機平均無故障工作時間達800小時以上，而國內最高只有300小時。
9、加工過程綠色化
隨著日趨嚴格的環境與資源約束，製造加工的綠色化越來越重要，而中國的資源、環境問題尤為突出。因此，近年來不用或少用冷卻液、實現干切削、半干切削節能環保的機床不斷出現，並在不斷發展當中。在21世紀，綠色製造的大趨勢將使各種節能環保機床加速發展，佔領更多的世界市場。
10、多媒體技術的應用
多媒體技術集計算機、聲像和通信技術於一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力，因此也對用戶界面提出了圖形化的要求。合理的人性化的用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便於藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和模擬、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。除此以外，在數控技術領域應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，應用於實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等，因此有著重大的應用價值。
Ⅱ 數控機床故障診斷與維修有何發展趨勢
個人認為，數控機床的故障診斷會向數據化方向發展，任何故障都版是可以通過儀器檢測權出來的。舉幾個例子：主軸可能通過振動檢測出軸承使用情況，是否可以繼續使用，最好能預測在正常使用情況下可以使用多少時間。數控系統通訊出現問題，通過數據測試儀器，就知道通訊在哪條電纜上出了問題，是否可以轉換通道暫時使用，並買電纜更換。現在傳統的方式是，同一故障，不同的人可能得到不同的判斷，經驗多的人判斷的准確率高，經驗少的人准確率低。
如bahoch回答的：「網路化、智能化」方向。現在的數控系統大多支持網際網路聯接，未來的維修人員，或許有些故障通過遠程網路在辦公室里就可以解決。而且隨著數控系統不斷進步和完善，數控系統可以通過自診斷就能自動修復部分故障。
能想到的就這么多了，希望對你有幫助。
Ⅲ 數控機床 可靠性
•數控機床的可靠性
數控機床的可靠性，是指在規定條件下(如環境溫度、使用條件及使版用方法等)， 數控機床無故障權工作的能力。衡量可靠性的指標常有以下幾種:
•1.平均無故障時間MTBF 它是指一台數控機床在使用中兩次故障間隔的平均時間，即數控機床在壽命范圍內 總工作時間與總故障次數之比: MTBF= 總工作時間 / 總故障次數
•2.平均修復時間MTTR 它是指數控機床從出現故障開始直到恢復正常工作平均所用的時間，顯然這個時間越短越好。
•3.有效度A •它是從可靠度和可維修度兩方面對數控機床的正常工作概率進行綜合評價的尺度。 指一台可維修的機床在某一段時間內維持其性能的概率。
有效度A： A= MTBF /(MTBF+MTTR),由此可見A<1，它越接近1越好。 •為提高數控機床的可靠性，從其指標有效度A來看，維修包括兩方面含義:
•（1）日常維護(或稱預防性維修)，目的是延長平均無故障時間MTBF;
•（2）故障維修，此時要盡力縮短平均修復時間MTTR。
Ⅳ 數控機床故障診斷都有哪些原則
故障的診斷是排除數控車床故障非常重要的階段。在進行故障的診斷時版應遵循以下原則權。
1、先外部後內部
現代數控機床本身的故障率已變得越來越低，大部分故障的發生是非系統本身原因引起的。維修人員應由外向內逐一排查，盡量避免隨意啟封、拆卸，否則會擴大故障，使機床精度喪失、性能降低。
2、先主機後電氣
一般來說，主機故障較易發覺，而數控系統與電氣故障的診斷難度較大。從實際經驗來看，數控機床的故障中有很大部分是由於主機部分的失靈而引起的。所以在故障檢修之前，首先應注意排除機械性的故障，這樣往往可以達到事半功倍的效果。
3、先靜態後動態
在車床斷電的靜止狀態下，通過了解、觀察、測試、分析，確認通電後不會造成故障擴大或發生事故，方可給車床通電。在運行狀態下，進行動態的觀察、檢驗和測試，查找故障。而對通電後可能會發生破壞性故障的，必須先排除危險後，方可通電。
4、先簡單後復雜
當出現多種故障互相交織，應先解決容易的問題，後解決難度較大的問題。簡單問題解決後，難度大的問題也可能變得容易。
5、先一般後特殊
在排除某一故障時，要先考慮最常見的可能原因，然後分析很少發生的特殊原因。
Ⅳ 數控機床常見故障有哪些
數控機床故障診斷有故障檢測、故障判斷及隔離和故障定位三個階段。第一階段的故障檢測就是對數控機床進行測試，判斷是否存在故障；第二階段是判定故障性質，並分離出故障的部件或模塊；第三階段是將故障定位到可以更換的模塊或印製線路板，以縮短修理時間。為了及時發現系統出現的故障，快速確定故障所在部位並能及時排除，要求故障診斷應盡可能少且簡便，故障診斷所需的時間應盡可能短。為此，可以採用以下的診斷方法：
1、採用測量的方法
數控機床數控系統為了調整、維修的便利，一般在進行印製電路板製造時，都設置有檢測用的測量端子，可利用這一設備進行故障的分析，查找和判斷，參照電氣原理圖和控制系統的邏輯圖等資料，沿著發生故障的通道，一步一步地測量，直到找到故障點為止。
採用測量法要求維修人員要較好的掌握電路圖和邏輯圖，真正了解電氣元器件的實際位置，而且採用測量法查找故障不一定要從起點一直測量到終點，可採用優選法進行，這樣可以節省大量時間。
2、採用檢查參數的方法
參數直接影響著數控機床的性能，它是保證數控機床正常運行的前提條件，造成參數出現問題的原因一般有以下幾種情況，一種情況是當電池電力不足或是受到外力干擾時，容易造成部分參數的丟失或變化，進而導致數控機床無法正常工作，這時只要及時的調整、核對參數就可以把故障排除掉；一種情況是在數控機床長期閑置不用的情況下，也容易造成參數的丟失，應對措施就是檢查和恢復參數；還有一種情況是由於數控機床在長期的運行過程中，造成機械運動部件的磨損，電氣元器件性能發生了變化，造成了參數也出現調整的情況，這種情況下，及時把參數修正過來就好。
3、採用查找信息的方法
當數控機床出現故障時，可根據自診斷信息、報警信息、查閱說明書有關的處理方法，快速解決故障，恢復機床的正常運行，例如，當數控機床的存貯器溢出的時候，這是可查閱相關說明書，按照說明書上的處理步驟，將讀寫開關打開，刪除貯存器內容，重新輸入程序，問題就得到了快速解決。
4、可採用替換備件的方法
如果數控機床發生了故障且無報警信息，這種情況下，可在大致分析故障起因的基礎上，利用備用的印刷電路板、集成電路晶元或元器件替換有疑點的部分，這樣做的好處就是可以把故障范圍縮小到印刷線路板或晶元以及，為故障的查找節約了時間，現在很多數控機床的維修中都採用這種方法進行診斷，然後用備件替換損壞模塊，使數控機床迅速恢復正常運轉的狀態。
5、直觀檢查法，直觀檢查法是故障分析必用的方法，它是利用感官，通過採取詢問、目視、觸摸、通電等辦法來進行檢查。這種方法具有很多的局限性，比如，一些技術人員僅僅靠自身的主觀想法和經驗來進行狹隘的判斷。
6、儀器檢查法，這種方法是使用常規的電工儀表，對每個組的交流、直流電源電壓以及相關直流進行測量，找出故障所在。比如，用萬用表來對各個電源的狀態進行檢查，或者對電路板上設置的相關信號狀態進行測量。
7、信號和報警指示分析法，在數控系統和給進伺服系統、電氣裝置中安裝故障指示燈，結合指示燈的狀態以及相應的功能說明，以及指示的內容來對故障進行排除。
8、介面狀態檢查法，將PLC集成在其中，在CNC和PLC之間形成介面信號，並且相互進行連接。一部分故障是由於介面信號遺忘、錯誤而造成的。這些介面信號有一部分可以在介面板、輸出板上進行顯示，或者用PlC編程器調出。
Ⅵ 數控機床的故障分類有哪些
數控機床的使用壽命可分為3個階段，而機床的故障在這3個階段內的特點也各有不同的側重。
1)初始使用期
從整機安裝調試後，開始運行半年到一年期間，故障頻率較高，一般無規律可以循。從機械角度來說，機床雖然經過了試生產的磨合，但部件裝配中還存在形位誤差，在機床運行的初期會引起較大的磨合磨損。從電氣角度來講，數控機床的控制系統所用的電氣元件在實際運行中，由於交變電荷以及電路開、關的瞬時浪涌，電流和反電勢等的沖擊，使某些元器件經受不住初期的沖擊，因電流或電壓擊穿而失效，從而引起整個機床的故障。因此，一般來說，在這個時期，電氣、液壓和氣動系統發生故障的頻率較高，為此，要加強對機床的監測，定期對機床進行機電調整，以保證設備的各個部件運行參數在技術規范之內。
2)相對穩定運行期
設備在經歷了初期各個階段的各種電氣元件的老化、機械零件的磨合和調整後，開始進入相對穩定的正常運行期。此時的元器件器質性的故障較為少見，但不排除偶然發生的故障。因此，在這個時期內要堅持作好設備運行記錄，以作為排除故障時的參考。相對穩定運行期較長，一般為7～10年。
3)壽命終了期
機床進入壽命終了期，各類元件開始加速磨損和老化故障率開始逐年上升，故障在這個階段多屬於漸發性和器質性的。大多數漸發性故障具有規律性，在這個時期，同樣要堅持作好設備運行記錄所發生的故障多數可以排除。
由於數控機床屬於技術密集型和知識密集型的設備，因此對它的維護和故障診斷既要有常規的方法和手段，又有專門的技術和檢測手段。故障診斷時要進行綜合全面的分析和檢測。
Ⅶ 數控機床維修的基本內容是什麼
數控機床維修的基本內容：
數控機床的維修概念不能單純局限於機床發生故障時，如何排除故障和及時修復，這當然是維修很重要的方面。但是另一方面還包括前述的Et常維護。即維修的概念包含兩個方面：一是日常維護，這可以延長平均無故障工作時間，一般由操作者完成；二是預防性維護和故障維修，在出現故障後盡快修復，盡快縮短修理時間，提高機床的有效利用率。
機床數控系統在運行一定時間之後，某些元器件或機械部件難免出現一些損壞或故障現象，問題在於對這種高精度、高效益且又昂貴的設備，如何延長元器件的壽命和零部件的磨損周期，預防各種事故，特別是將惡性事故消滅在萌芽狀態，從而提高系統的平均無故障工作時間和使用壽命。因此，做好預防性維護工作是使用好數控機床的一個重要環節，數控維修人員、操作人員及管理人員應共同做好這項工作。以下是預防性維護工作的主要內容。
①嚴格遵循操作規程。數控系統編程、操作和維修人員必須經過專門的技術培訓，熟悉所用數控機床的機械、數控系統、強電設備、液壓、氣源等部分及使用環境、加工條件等；能按機床和系統使用說明書的要求正確、合理地使用；應盡量避免因操作不當引起的故障。
②防止數控裝置過熱。定期清理數控裝置的散熱通風系統；應經常檢查數控裝置上各冷卻風扇工作是否正常；應視車間環境狀況，每半年或一個季度檢查清掃一次。
Ⅷ 數控機床的可靠性怎樣衡量
數控機床的可靠性怎樣衡量方式
可靠性設計方面
a.建立可靠性模型
b.可靠性分析
c.採用各種有效的可靠性設計方法
2.製造可靠性方面
a.外購件的質量與可靠性控制
b.加工一致性控制
c.可靠性驅動裝配
3.可靠性試驗方面
4.可靠性管理方面
5.運行可靠性方面
數控機床可靠性的基本概念
可靠性的定義最初是由Robert
Lusser在1952年
提出的，他認為，產品的可靠性就是「產品在規定的
條件下和規定的時間內完成規定功能的能力」。在我
國的GB318-82標准中，也對可靠性下了類似定義。從可靠性的定義可以看出，可靠性是質量的一種屬性，是產品的一種能力，是產品在「三個規定」的條件下滿足成功使用的概率，可靠性在很大程度上代表了產品的「可用性」。根據可靠性的定義，在衡量數控機床的可靠性時，「規定的條件」就是機床在設計
時確定的產品使用環境和工作條件，一般包括加工尺寸、切削用量、切削功率、使用環境條件、加工材料
「規定的時間」指的是設計確定的運行壽命，也可以是機床大修前的年限，還可以是可靠性考核時確定的任何年限；「規定的功能」是指機床設計時確定的功能，例如加工中心可以完成鑽、銑、鏜、鉸、攻絲等功能。
數控機床的可靠性一般與故障相關，故障可分為
功能性故障和非功能性故障。如果數控機床在運行過程中功能性故障很少，機床處於「隨時可用」狀態，
則其可靠性就高；反之，如果數控機床功能性故障頻出，經常需要停機維修，則其可靠性就差。值得注意的是，數控機床中的一些非功能性故障並不直接影響機床的正常運行，如漏油、異響、輕微振動、安全門
開關費力等，但它們的存在反映了數控機床的整體質量水平，同時也為功能性故障的發生埋下了隱患，製造企業在進行產品和製造時必須同時關注功能性故障和非功能性故障。機床用戶對產品可靠性最關心的問題是降低數控機床運行過程中故障率，減少功能性故障的發生，使機床處於「隨時可用」的狀態。
Ⅸ 數控機床維護檢修有什麼概念簡介
數控機床是數字控制機床（）的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，並將其解碼，用代碼化的數字表示，通過信息載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。數控機床較好地解決了復雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機床，代表了現代機床控制技術的發展方向，是一種典型的機電一體化產品。
數控機床維護檢修：
延長元器件的壽命和零部件的磨損周期，預防各種故障，提高數控機床的平均無故障工作時間和使用壽命。
數控機床使用注意：
1、數控機床的使用環境：對於數控機床最好使其置於有恆溫的環境和遠離震動較大的設備（如沖床）和有電磁干擾的設備；
2、電源要求；
3、數控機床應有操作規程：進行定期的維護、保養，出現故障注意記錄保護現場等；
4、數控機床不宜長期封存，長期會導致儲存系統故障，數據的丟失；
5、注意培訓和配備操作人員、維修人員及編程人員。
數控機床維護章程：
一、數控系統的維護：
1、嚴格遵守操作規程和日常維護制度。
2、防止灰塵進入數控裝置內：漂浮的灰塵和金屬粉末容易引起元器件間絕緣電阻下降，從而出現故障甚至損壞元器件。
3、定時清掃數控櫃的散熱通風系統。
4、經常監視數控系統的電網電壓：電網電壓范圍在額定值的85%～110%。
5、定期更換存儲器用電池。
6、數控系統長期不用時的維護：經常給數控系統通電或使數控機床運行溫機程序。
7、備用電路板的維護機械部件的維護。
二、機械部件的維護
1、刀庫及換刀機械手的維護
1）用手動方式往刀庫上裝刀時，要保證裝到位，檢查刀座上的鎖緊是否可靠；
2）嚴禁把超重、超長的刀具裝入刀庫，防止機械手換刀時掉刀或刀具與工件、夾具等發生碰撞；
3）採用順序選刀方式須注意刀具放置在刀庫上的順序是否正確。其他選刀方式也要注意所換刀具號是否與所需刀具一致，防止換錯刀具導致事故發生；
4）注意保持刀具刀柄和刀套的清潔；
5）經常檢查刀庫的回零位置是否正確，檢查機床主軸回換刀點位置是否到位，並及時調整，否則不能完成換刀動作；
6）開機時，應先使刀庫和機械手空運行，檢查各部分工作是否正常，特別是各行程開關和電磁閥能否正常動作。
2、滾珠絲杠副的維護
1）定期檢查、調整絲杠螺母副的軸向間隙，保證反向傳動精度和軸向剛度；
2）定期檢查絲杠支撐與床身的連接是否松動以及支撐軸承是否損壞。如有以上問題要及時緊固松動部位，更換支撐軸承；
3）採用潤滑脂的滾珠絲杠，每半年清洗一次絲杠上的舊油脂，更換新油脂。用潤滑油潤滑的滾珠絲杠，每天機床工作前加油一次；
4）注意避免硬質灰塵或切屑進入絲杠防護罩和工作過程中碰擊防護罩，防護裝置一有損壞要及時更換。
3、主傳動鏈的維護
1）定期調整主軸驅動帶的松緊程度；
2）防止各種雜質進入油箱。每年更換一次潤滑油；
3）保持主軸與刀柄連接部位的清潔。需及時調整液壓缸和活塞的位移量；
4）要及時調整配重。
4、液壓系統維護
1）定期過濾或更換油液；
2）控制液壓系統中油液的溫度；
3）防止液壓系統泄漏；
4）定期檢查清洗油箱和管路；
5）執行日常點檢查制度。
5、氣動系統維護
1）清除壓縮空氣的雜質和水分；
2）檢查系統中油霧器的供油量；
3）保持系統的密封性；
4）注意調節工作壓力；
5）清洗或更換氣動元件、濾芯；
數控機床故障檢修：
在數控機床中，大部分的故障都有資料可查，但也有一些故障，提供的報警信息較含糊甚至根本無報警，或者出現的周期較長，無規律，不定期，給查找分析帶來了很多困難。對這類機床故障，需要對具體情況分析，進行耐心的查找，而且檢查時特別需要機械、電氣、液壓等方面的綜合知識，不然就很難快速、正確地找到故障的真正原因。
加工精度異常故障：系統參數發生變化或改動、機械故障、機床電氣參數未優化電機運行異常、機床位置環異常或控制邏輯不妥，是生產中數控機床加工精度異常故障的常見原因，找出相關故障點並進行處理，機床均可恢復正常。生產中經常會遇到數控機床加工精度異常的故障。此類故障隱蔽性強、診斷難度大。
導致此類故障的原因主要有五個方面：
1、機床進給單位被改動或變化；
2、機床各軸的零點偏置（NULLOFFSET）異常；
3、軸向的反向間隙（BACKLASH）異常；
4、電機運行狀態異常，即電氣及控制部分故障；
5、機械故障，如絲桿、軸承、軸聯器等部件。
此外，加工程序的編制、刀具的選擇及人為因素，也可能導致加工精度異常。
機械故障導致的加工精度異常，主要應對以下幾方面逐一進行檢查。
1、檢查機床精度異常時正運行的加工程序段，特別是刀具長度補償、加工坐標系（G54～G59）的校對及計算。
2、在點動方式下，反復運動Z軸，經過視、觸、聽對其運動狀態診斷，發現Z向運動聲音異常，特別是快速點動，雜訊更加明顯。由此判斷，機械方面可能存在隱患。
數控機床故障排除：
1、初始化復位法：一般情況下，由於瞬時故障引起的系統報警，可用硬體復位或開關系統電源依次來清除故障，若系統工作存貯區由於掉電，拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統進行初始化清除，清除前應注意作好數據拷貝記錄，若初始化後故障仍無法排除，則進行硬體診斷。
2、參數更改，程序更正法：系統參數是確定系統功能的依據，參數設定錯誤就可能造成系統的故障或某功能無效。有時由於用戶程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以採用系統的塊搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。
3、調節，最佳化調整法：調節是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調節，修正系統故障。如某廠維修中，其系統顯示器畫面混亂，經調節後正常。如在某廠，其主軸在啟動和制動時發生皮帶打滑，原因是其主軸負載轉矩大，而驅動裝置的斜升時間設定過小，經調節後正常。
最佳化調整是系統地對伺服驅動系統與被拖動的機械繫統實現最佳匹配的綜合調節方法，其辦法很簡單，用一台多線記錄儀或具有存貯功能的雙蹤示波器，分別觀察指令和速度反饋或電流反饋的響應關系。通過調節速度調節器的比例系數和積分時間，來使伺服系統達到即有較高的動態響應特性，而又不振盪的最佳工作狀態。在現場沒有示波器或記錄儀的情況下，根據經驗，即調節使電機起振，然後向反向慢慢調節，直到消除震盪即可。
4、備件替換法：用好的備件替換診斷出壞的線路板，並做相應的初始化啟動，使機床迅速投入正常運轉，然後將壞板修理或返修，這是最常用的排故辦法。
5、改善電源質量法：一般採用穩壓電源，來改善電源波動。對於高頻干擾可以採用電容濾波法，通過這些預防性措施來減少電源板的故障。
6、維修信息跟蹤法：一些大的製造公司根據實際工作中由於設計缺陷造成的偶然故障，不斷修改和完善系統軟體或硬體。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員。以此做為故障排除的依據，可正確徹底地排除故障。
數控機床診斷方法：
數控機床電氣故障診斷有故障檢測、故障判斷及隔離和故障定位三個階段。*階段的故障檢測就是對數控機床進行測試，判斷是否存在故障；第二階段是判定故障性質，並分離出故障的部件或模塊；第三階段是將故障定位到可以更換的模塊或印製線路板，以縮短修理時間。為了及時發現系統出現的故障，快速確定故障所在部位並能及時排除，要求故障診斷應盡可能少且簡便，故障診斷所需的時間應盡可能短。為此，可以採用以下的診斷方法：
1、直觀法
利用感覺器官，注意發生故障時的各種現象，如故障時有無火花、亮光產生，有無異常響聲、何處異常發熱及有無焦煳味等。仔細觀察可能發生故障的每塊印製線路板的表面狀況，有無燒毀和損傷痕跡，以進一步縮小檢查范圍，這是一種最基本、最常用的方法。
2、CNC系統的自診斷功能
依靠CNC系統快速處理數據的能力，對出錯部位進行多路、快速的信號採集和處理，然後由診斷程序進行邏輯分析判斷，以確定系統是否存在故障，及時對故障進行定位。現代CNC系統自診斷功能可以分為以下兩類：
1）開機自診斷開機自診斷是指從每次通電開始至進入正常的運行准備狀態為止，系統內部的診斷程序自動執行對CPU、存儲器、匯流排、I/O單元等模塊、印製線路板、CRT單元、光電閱讀機及軟盤驅動器等設備運行前的功能測試，確認系統的主要硬體是否可以正常工作。
2）故障信息提示當機床運行中發生故障時，在CRT顯示器上會顯示編號和內容。根據提示，查閱有關維修手冊，確認引起故障的原因及排除方法。一般來說，數控機床診斷功能提示的故障信息越豐富，越能給故障診斷帶來方便。但要注意的是，有些故障根據故障內容提示和查閱手冊可直接確認故障原因；而有些故障的真正原因與故障內容提示不相符，或一個故障顯示有多個故障原因，這就要求維修人員必須找出它們之間的內在，間接地確認故障原因。
3、數據和狀態檢查
CNC系統的自診斷不但能在CRT顯示器上顯示故障報警信息，而且能以多頁的「診斷地址」和「診斷數據」的形式提供機床參數和狀態信息，常見的數據和狀態檢查有參數檢查和介面檢查兩種。
1）參數檢查數控機床的機床數據是經過一系列試驗和調整而獲得的重要參數，是機床正常運行的保證。這些數據包括增益、加速度、輪廓監控允差、反向間隙補償值和絲杠螺距補償值等。當受到外部干擾時，會使數據丟失或發生混亂，機床不能正常工作。
2）介面檢查CNC系統與機床之間的輸入/輸出介面信號包括CNC系統與PLC、PLC與機床之間介面輸入/輸出信號。數控系統的輸入/輸出介面診斷能將所有開關量信號的狀態顯示在CRT顯示器上，用「1」或「0」表示信號的有無，利用狀態顯示可以檢查CNC系統是否已將信號輸出到機床側，機床側的開關量等信號是否已輸入到CNC系統，從而可將故障定位在機床側或是在CNC系統。
4、報警指示燈顯示故障
現代數控機床的CNC系統內部，除了上述的自診斷功能和狀態顯示等「軟體」報警外，還有許多「硬體」報警指示燈，它們分布在電源、伺服驅動和輸入/輸出等裝置上，根據這些報警燈的指示可判斷故障的原因。
5、備板置換法
利用備用的電路板來替換有故障疑點的模板，是一種快速而簡便的判斷故障原因的方法，常用於CNC系統的功能模塊，如CRT模塊、存儲器模塊等。需要注意的是，備板置換前，應檢查有關電路，以免由於短路而造成好板損壞，同時，還應檢查試驗板上的選擇開關和跨接線是否與原模板一致，有些模板還要注意模板上電位器的調整。置換存儲器板後，應根據系統的要求，對存儲器進行初始化操作，否則系統仍不能正常工作。
6、交換法
在數控機床中，常有功能相同的模塊或單元，將相同模塊或單元互相交換，觀察故障轉移的情況，就能快速確定故障的部位。這種方法常用於伺服進給驅動裝置的故障檢查，也可用於CNC系統內相同模塊的互換。
7、敲擊法
CNC系統由各種電路板組成，每塊電路板上會有很多焊點，任何虛焊或接觸不良都可能出現故障。用絕緣物輕輕敲打有故障疑點的電路板、接插件或電器元件時，若故障出現，則故障很可能就在敲擊的部位。
8、測量比較法
為檢測方便，模塊或單元上設有檢測端子，利用萬用表、示波器等儀器儀表，通過這些端子檢測到的電平或波形，將正常值與故障時的值相比較，可以分析出故障的原因及故障的所在位置。由於數控機床具有綜合性和復雜性的特點，引起故障的因素是多方面的。上述故障診斷方法有時要幾種同時應用，對故障進行綜合分析，快速診斷出故障的部位，從而排除故障。同時，有些故障現象是電氣方面的，但引起的原因是機械方面的；反之，也可能故障現象是機械方面的，但引起的原因是電氣方面的；或者二者兼而有之。因此，對它的故障診斷往往不能單純地歸因於電氣方面或機械方面，而必須加以綜合，全方位地進行考慮。
Ⅹ 數控機床故障診斷與維護試題
（ 平均有效度 ）是指可維修的設備在某一段時間內維持其性能的概率,這是一個小於1的正數。數控機床故障的平均修復時間越短,則其數值就越接近1,那麼數控機床的使用性能就越（ 高 ）