數控設備是自動化程度高、結構復雜的先進加工設備，是企業的關鍵和重點設備。要充分發揮數控設備的高效率，必須正確操作，精心維護，保證設備的利用率。正確的操作和使用可以防止機床的非正常磨損，避免突發故障；日常維護可以使設備保持良好的技術狀態，延緩劣化進程，及時發現和消除隱患，保證安全運行。
1、數控設備使用中應註意的問題
1.1數控設備的使用環境
為了提高數控設備的使用壽命，壹般要求避免陽光直射和其他熱輻射，避免放置在過於潮濕、多塵或有腐蝕性氣體的地方。腐蝕性氣體容易引起電子元器件的腐蝕和劣化，導致元器件之間接觸不良或短路，影響設備的正常運行。精密數控設備應遠離振動大的設備，如沖床、鍛造設備等。
1.2電源要求
為了避免大功率波動(大於10%)和可能的瞬時幹擾信號的影響，數控設備壹般采用專用電源(如數控機床從低壓配電室單獨供電)或加裝穩壓裝置，可以減少供電質量和電氣幹擾的影響。
1.3操作程序
操作規程是保證數控機床安全運行的重要措施之壹，操作人員必須按照操作規程進行操作。機床發生故障時，操作人員應註意保持現場，向維修人員如實說明故障前後的情況，以便分析診斷故障原因，及時排除。
另外，數控機床不宜長期存放，購買後要充分利用，尤其是使用第壹年，使容易出現故障的薄弱環節盡早暴露出來，在保修期內消除。沒有加工任務時，數控機床也要定時開機，最好每周1-2次，每次空轉1小時左右，利用機床本身的發熱量降低機內濕度，使電子元器件不會受潮，同時可以及時發現是否有電池報警，防止系統軟件和參數丟失。
2.數控機床的維護
數控機床的種類很多，各種數控機床因其功能、結構、系統的不同而具有不同的特點。其維護的內容和規則也各有特點。具體來說，應根據機床的種類、型號和實際使用情況，參照機床使用說明書的要求，制定和建立必要的定期和分級維護制度。以下是壹些常見的、通用的日常維護要點。
2.1數控系統的維護
1)嚴格遵守操作規程和日常維護制度。
2)數控櫃和高壓櫃的門應盡量少開。
機加工車間的空氣中通常有油霧、灰塵甚至金屬粉末。它們壹旦落在數控系統中的電路板或電子器件上，很容易造成元器件之間的絕緣電阻降低，甚至導致元器件和電路板的損壞。夏天，為了讓數控系統長時間超負荷工作，有些用戶打開數控機櫃的門散熱。這是壹種極不可取的方法，最終會導致數控系統的加速損壞。
3)定期清洗數控機櫃的冷卻和通風系統。
檢查數控機櫃上的冷卻風扇是否正常工作。每半年或每季度檢查壹次風道過濾器是否堵塞。如果濾網上的灰塵堆積過多，沒有及時清理，數控櫃內的溫度就會過高。
4)數控系統輸入輸出設備的定期維護
80年代以前生產的數控機床，大多配有光電紙帶閱讀機。如果磁帶讀取部分被汙染，將導致讀取信息的錯誤。因此，必須按規定維護光電讀數器。
5)定期檢查和更換DC電機電刷
DC電機電刷的過度磨損會影響電機的性能，甚至導致電機損壞。因此，應定期檢查和更換電機電刷。數控車床、數控銑床、加工中心每年應檢驗壹次。
6)定期更換蓄電池。
壹般來說，數控系統中的CMOSRAM存儲器件都有壹個可充電的電池維護電路，以保證在系統不通電的情況下，其存儲器中的內容能夠得到維護。壹般情況下，即使沒有過期，也要每年更換壹次，以保證系統的正常工作。更換電池應在數控系統的供電狀態下進行，以防止RAM中的信息在更換過程中丟失。
7)備用電路板的維護
當備用印刷電路板長期不使用時，應定期安裝在數控系統中運行壹段時間，以防損壞。
2.2機械零件的維護
1)主傳動鏈的維護
定期調整主軸傳動皮帶的松緊度，防止皮帶打滑造成的轉動損失；檢查主軸潤滑恒溫油箱，調整溫度範圍，及時補油，清洗過濾器；主軸中的刀具夾緊裝置長期使用後，會產生間隙，影響刀具的夾緊。需要及時調整液壓缸活塞的位移。
2)滾珠絲杠螺紋副的維護
定期檢查和調整螺旋副的軸向間隙，保證反向傳動精度和軸向剛度；定期檢查絲杠與床身的連接是否松動；如果螺絲保護裝置損壞，應及時更換，防止灰塵或碎屑進入。
3)刀庫和換刀機械手的維護
禁止將超重和過長的刀具裝入刀庫，以免機械手換刀時刀具掉落或刀具碰撞工件和夾具。經常檢查刀庫復位位置是否正確，檢查機床主軸刀點位置是否到位，並及時調整；開機時，刀庫和機械手要空轉，檢查各部分工作是否正常，特別是行程開關和電磁閥能否正常工作；檢查工具在機械手上的鎖緊是否可靠，如有異常及時處理。
2.3液壓和氣動系統的維護
定期清洗或更換各種潤滑、液壓和氣動系統的過濾器或子過濾器；定期檢查液壓系統的油質，更換液壓油；定期排出氣壓系統空氣過濾器中的水；
2.4機床精度的維護
定期檢查和校正機床的水平和機械精度。校正機械精度有兩種方法:軟方法和硬方法。其軟方法主要是通過系統參數補償，如絲杠反向間隙補償、坐標定位精度定點補償、機床回參考點位置修正等。硬方法壹般在機床大修時進行，如刮軌、滾珠絲杠螺母副預緊、反向間隙調整等。
二、維修工作的基本條件
數控機床價值從幾十萬元到幾千萬元不等，壹般都是企業關鍵產品、關鍵工序的關鍵設備。機器壹旦停機，其影響和損失往往很大。然而，人們往往更多地關註這類設備的效率，不僅關註設備的合理使用，還關註其維護和維修工作，而不關註日常生活中維護和維修工作條件的創造和投入，臨時抱佛腳的現象非常普遍。因此，為了充分發揮數控機床的效益，必須重視維修工作，創造良好的維修條件。電氣維修更重要，因為數控機床的日常故障大部分是電氣故障。
1.人員條件
數控機床電氣維修的快速性和高質量取決於電氣維修人員的素質。
(1)首先，有高度的責任感和良好的職業道德。
(2)知識面廣。需要學習並基本掌握數控機床電氣控制的各個學科，如計算機技術、模擬與數字電路技術、自動控制與拖動理論、控制技術、加工技術、機械傳動技術，當然還有上壹節提到的數控基礎知識。
(3)應接受良好的技術培訓。學習數控技術的基礎理論，尤其是針對具體數控機床的技術培訓，是參加機床安裝現場的相關培訓課程和實訓，然後向有經驗的維修人員學習，更重要的是更長時間的自學。
(4)勇於實踐。要積極參與數控機床的維護和操作，在不斷的實踐中提高自己的分析能力和動手能力。
(5)掌握科學方法。光有維護的熱情是不夠的，還要在長期的學習和實踐中總結提高，提煉出分析問題、解決問題的科學方法。
(6)學習和掌握電氣維修常用的各種儀器、儀表和工具。
(7)掌握壹門外語，尤其是英語。至少妳應該能看懂技術數據。
2.物質條件
(1)為數控機床準備通用和專用電氣備件。
(2)非必要的常備電器元件要快速順利的采購。
③必要的維修工具、儀器儀表等。，最好配備筆記本電腦和必要的維護軟件。
(4)每臺數控機床提供的完整技術圖紙和數據。
(5)數控機床使用和維護的技術檔案材料。
3.關於預防性維護
預防性維護的目的是降低故障率，其工作主要包括以下幾個方面。
(1)人員為每臺數控機床配備專門的操作人員、技術人員和維修人員，所有人員都要不斷努力提高自己的專業技術水平。
(2)建章立制:根據每臺機床的具體性能和加工對象，制定操作規程，建立工作和維修檔案，管理人員要經常檢查、總結和完善。
(3)日常維護每臺數控機床都要建立日常維護計劃，包括維護內容(如坐標軸傳動系統的潤滑與磨損、主軸潤滑等。)、油、水、氣回路、各種溫度控制、平衡系統、冷卻系統、傳動帶的松緊、繼電器和接觸器觸點的清潔、插頭和端子的松動、電氣櫃的通風狀況等。)以及功能部件和氣體部件的維護周期(每日)
(4)提高利用率如果數控機床長期閑置，需要使用時，首先機床各運動環節的靜動態傳動性能會因油液凝固、積塵甚至生銹而受到影響，降低機床精度，油路系統堵塞更是麻煩；從電氣的角度來說，由於壹臺數控機床的整個電氣控制系統硬件是由成千上萬個電子元器件組成的，它們的性能和壽命是非常離散的，從宏觀上可以分為三個階段:基本上處於壹年內所謂的“磨合”階段。在這個階段，故障率呈下降趨勢。如果在此期間連續啟動機床，則“磨合”任務會很快完成，壹年的維修期可以充分利用。第二階段是有效人生階段，即充分發揮效率的階段。在合理使用和良好日常維護的條件下，機床正常運行至少可達五年；第三階段是系統壽命的老化階段，電氣硬件故障會逐漸增多。數控系統的平均使用壽命約為8 ~ 10年。
因此，在沒有加工任務的壹段時間內，機床最好低速運轉，至少要經常給數控系統通電，甚至每天都要通電。
三、維護和故障排除技術
1.常見電氣故障的分類
數控機床的電氣故障可根據故障的性質、現象、原因或後果進行分類。
(1)根據故障發生的位置，可以分為硬件故障和軟件故障。硬件故障是指電子、電氣設備、印刷電路板、電線電纜、連接器等的異常狀態甚至損壞。，只有修理甚至更換後才能消除。軟件故障壹般是指PLC邏輯控制程序中的故障，只能通過輸入或修改壹些數據甚至修改PLC程序才能排除。零件加工程序故障也是軟件故障。最嚴重的軟件故障是數控系統軟件的缺陷甚至丟失，只能聯系廠家或其服務機構解決。
(2)根據故障發生時是否有指示，可分為有診斷指示的故障和無診斷指示的故障。現在的數控系統都設計有完善的自診斷程序，可以實時監控整個系統的軟硬件性能。壹旦發現故障，會立即報警或在屏幕上顯示簡短的文字說明。結合系統自帶的診斷手冊，不僅可以找到故障的原因和位置，還可以找到排除故障的方法提示。機床制造商還將具有針對特定機床設計的相關故障指示和診斷說明。上面提到的兩個帶有診斷指令的部分和各種電氣設備上的各種指示燈，更容易排除大部分電氣故障。部分沒有診斷說明的故障是由於上述兩個診斷程序的不徹底(如開關未合上，插頭松動等。).這種故障要看故障發生前的工作過程，故障現象和後果，以及維修人員對機床的熟悉程度和技術水平來分析排除。
(3)根據斷層是否具有破壞性，分為破壞性斷層和非破壞性斷層。對於破壞性故障，損壞工件甚至機床的故障，維修時不允許重復出現。此時只能根據故障發生時的現象進行相應的檢查分析才能排除，技術難度大，有壹定風險。如果工件可能損壞，可以將工件取出，試著重現失效過程，但要非常小心。
(4)根據失效的概率，可分為系統失效和隨機失效。系統故障是指只要滿足壹定條件就壹定會發生的某種故障；然而，隨機故障是指在相同條件下偶爾發生的故障。這類故障很難分析，通常與機床機械結構局部松動、錯位，某些電氣工件特性漂移或可靠性降低，電氣設備內部溫度過高有關。這種故障的分析需要反復實驗，綜合判斷才能排除。
(5)用機床的運動質量特性來衡量，是機床運動特性下降的過錯。在這種情況下，機床雖然可以正常運行，但加工不出合格的工件。比如機床定位精度超差，反向死區過大，坐標運行不穩定。這種故障必須通過檢測儀器進行診斷，然後通過優化機械傳動系統、數控系統和伺服系統來排除。
2.故障調查和分析
這是故障排除的第壹階段，也是非常關鍵的壹個階段。應做好以下工作:
(1)詢問和調查當收到機床現場故障需要排除的信息時，首先應要求操作者盡量保持現場故障狀態，不做任何處理，有利於快速準確地分析故障原因。同時仔細詢問故障指示、故障表象和故障背景，並據此作出初步判斷，從而確定工具、儀器、圖紙、備件等。即應在現場排除故障，並減少往返時間。
②現場檢查到達現場後，首先要驗證操作者提供的各種情況的準確性和完整性，以驗證初步判斷的準確性。由於操作人員的水平，故障情況不清楚甚至完全不準確的情況很多。因此，到達現場後，不要急於處理，要再次仔細調查各種情況，以免破壞現場，增加故障排除的難度。
③故障分析根據已知的故障情況，按照上壹節所述的故障分類方法分析故障類型，從而確定排故原則。因為大多數故障都有說明，壹般來說，根據機床配備的數控系統的診斷手冊和使用說明書，可以列出故障的各種可能原因。
(4)確定原因。調查各種可能的原因，找出此故障的真正原因。這時候就是對維修人員對這臺機床的熟悉程度、知識水平、實踐經驗和分析判斷能力的壹次全面考驗。⑤有些故障排除方法可能很簡單，有些往往很復雜，需要做壹系列的準備工作，如準備工具儀表、部分拆卸、修理零件、采購部件甚至制定故障排除計劃步驟等。
數控機床電氣系統故障調查、分析和診斷的過程也是故障排除的過程。壹旦查出原因，故障也就差不多排除了。因此，故障分析和診斷的方法變得非常重要。常見的電氣故障診斷方法如下。
(1)目測法這是故障分析之初的必要方法，即利用感官檢查。
(1)詢問故障現場人員仔細詢問故障的過程、癥狀和後果，在整個分析判斷過程中可能會被多次詢問。
②目視檢查機床各部件是否處於正常狀態(如各坐標軸、主軸、刀庫、機械手等的位置。)，是否有電氣控制裝置(如數控系統、溫度控制裝置、潤滑裝置等。)有報警指示，就地檢查有無安全燒損，元器件有無燒損、裂紋，電線電纜有無脫落，各種操作元件位置是否正確。
(3)觸摸在整機斷電的情況下，通過觸摸主電路板的安裝狀態、插頭插座的插接狀態、電源和信號線的連接狀態(如伺服和電機接觸器的連接)可以找到可能的故障原因。
(4)通電這是指檢查是否有冒煙、點火、異常聲音和氣味，觸摸是否有過熱的電機和元件，壹旦發現立即斷電。
(2)儀表檢查法使用常規的電氣儀表測量每組的交流和DC電源電壓以及相關的DC和脈沖信號，以發現可能的故障。比如用萬用表檢查供電情況，以及測量壹些電路板上設置的相關信號狀態測點，用示波器觀察相關脈沖信號的幅度、相位甚至有無，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位和原因。
(3)信號和報警指示分析方法
(1)硬件報警指示燈這是指各種電子電氣設備上的各種狀態和故障指示燈，包括數控系統和伺服系統。結合指示燈狀態和相應的功能描述，可以得到指示內容、故障原因和故障排除方法。
(2)軟件報警指示如上所述，系統軟件、PLC程序和加工程序中的故障通常都有報警顯示，根據顯示的報警號，對照相應的診斷使用說明書，就可以知道可能的故障原因和排除故障的方法。
(4)接口狀態檢查方法現代數控系統大多將PLC集成於其中，而CNC與PLC之間是以壹系列接口信號的形式相互通信的。壹些故障與接口信號的錯誤或丟失有關。這些接口信號有的可以顯示在相應的接口板上和輸入輸出板上，有的可以通過簡單的操作顯示在CRT屏幕上，所有的接口信號都可以由PLC編程器調出。這種檢查方法要求維修人員既要熟悉本機床的接口信號，又要熟悉PLC編程器的應用。
(5)參數調整方法在數控系統、PLC、伺服驅動系統中設置了許多可修改的參數，以滿足不同機床、不同工況的要求。這些參數不僅可以使每個電氣系統與特定的機床相匹配，而且對於優化機床的功能也是必要的。因此，不允許任何參數改變(尤其是模擬參數)甚至丟失；而隨機床長期運行引起的力學或電學性質的變化，會打破初始的匹配狀態和優化狀態。這種故障多指故障分類部分的後壹種故障，需要重新調整壹個或多個相關參數才能排除。這種方法對維護人員的要求很高，不僅要知道具體系統的主要參數，還要知道它的地址和它的功能，還要有豐富的電氣調試經驗。
(6)備件更換法當故障分析結果集中在壹塊印刷電路板上時，由於電路集成度的不斷擴大，很難實施某個區域甚至某個元器件的故障。為了縮短停機時間，在有相同備件的情況下，可以先更換備件，然後再對故障板進行檢查和維修。更換備件板應註意以下問題。
(1)更換任何備件必須在停電的情況下進行。
②許多印刷電路板設置了壹些開關或短路棒，以滿足實際需要。因此，在更換備件板時，必須記錄下原來的開關位置和設置狀態，並對新的板進行相同的設置，否則會報警，無法工作。
③某些印刷電路板的更換，更換後需要壹些特定的操作來完成軟件和參數的建立。這需要仔細閱讀相應電路板的使用說明。
④有些印刷電路板不容易拔出，比如有工作內存或者備用電池板的，會丟失有用的參數或者程序。如果必須更換，也必須遵循相關說明。
鑒於以上情況，在拔出舊板更換新板之前，壹定要仔細閱讀相關資料，了解要求和操作步驟後再開始工作，以免造成更大的故障。
(7)交叉換位法當發現故障板或不確定是否有故障，且無備件時，可將系統中兩塊相同或兼容的板互換檢查，如交換兩個坐標的指令板或伺服板，由此可判斷故障板或故障件。這種交叉換位法不僅要特別註意硬件接線的正確互換，還要註意壹系列相應的參數。否則不僅達不到目的，反而會造成新的斷層和思維混亂。壹定要提前考慮周全，設計好軟硬件交換方案，準確無誤再核對交換。
(8)特殊處理方法當今的數控系統已經進入了壹個基於PC的、開放的發展階段，其中的軟件內容越來越豐富，包括系統軟件、機床制造商軟件甚至用戶自己的軟件。由於軟件邏輯設計上的壹些不可避免的問題，有些故障狀態是無法分析的，比如崩潰。對於這種故障現象，可以采取特殊措施進行處理，如整機斷電，短暫停頓後重新啟動，有時可能會排除故障。維修人員可以在長期的實踐中探索其規律或其他有效的方法。
3.電氣維護和故障排除
這是故障排除的第二階段，也是實施階段。
如前所述，電氣故障的分析過程也是排除故障的過程，所以在上壹節的分析方法中已經全面介紹了壹些常見的電氣故障的排除方法，本節列舉了幾種常見的電氣故障進行簡要介紹，以便維修。
(1)電源是維護系統乃至整個機床正常運轉的能源。它的失敗或故障將導致數據丟失和停機。嚴重時會破壞部分甚至全部系統。西方國家由於電力充足，電網質量高，其電氣系統的供電設計考慮較少，對於波動大、諧波高的我國供電網絡略顯不足。再加上壹些人為因素，難免會出現供電原因導致的故障。在設計數控機床的電源系統時，我們應盡量做到:
(1)提供獨立的配電箱，不與其他設備共用。
②在供電質量差的地區，應配備三相交流穩壓器。
(3)電源的始端有良好的接地。
④進入數控機床的三相電源應采用三相五線制，中性線(N)和接地(PE)應嚴格分開。
⑤電氣櫃內電器元件的布置和交流、DC線的敷設應相互隔離。
(2)數控系統位置環故障
(1)位置響鈴報警。可能是位置測量回路開路；測量元件損壞；位置控制建立的接口信號不存在等。
②坐標軸無指令移動。可能是漂移太大；位置環或速度環接入正反饋；反饋線路開路；測量元件損壞。
(3)機床坐標找不到零點。可能是零方向遠離零點；編碼器損壞或線路開路；光柵零點漂移；零減速開關故障。
(4)機床動態特性變差，工件加工質量下降，甚至機床以壹定速度振動。機械傳動系統間隙過大甚至嚴重磨損，或者導軌潤滑不充分甚至磨損的可能性很大；對於電氣控制系統，可能是速度環、位置環及相關參數不再處於最佳匹配狀態，要在機械故障基本消除後再進行優化。
(5)偶爾停機。這裏有兩種可能的情況:壹種是上面提到的相關軟件設計中的問題導致在某些特定的操作和功能操作組合下關機失敗，壹般情況下機床斷電再通電就會消失；另壹種情況是環境條件造成的，如強幹擾(電網或外圍設備)、溫度和濕度過大等。這種環境因素往往被人們所忽視，比如中國南方普通工廠甚至敞開的大門附近放置機床，電氣櫃長時間敞開，附近有大量產生粉塵、金屬屑或水霧的設備。這些因素不僅會造成故障，還會嚴重損壞系統和機床，所以壹定要註意改進。
限於篇幅，本文不再多做介紹。讀者可以參考數控機床隨機資料和其他專門介紹各種故障的文章。
4.維修和故障排除後的總結和改進
數控機床電氣故障經過維修、分析、排除後進行總結和改進，是故障排除的第三個也是非常重要的階段，應該引起足夠的重視。
總結改進工作的主要內容，包括:
(1)詳細記錄從故障的發生、分析判斷到排除各種問題的全過程中所采取的各種措施、相關電路圖、相關參數和相關軟件，錯誤分析和排除故障的方法也應記錄和記載其無效的原因。除了填寫維修檔案，內容比較多的要另文詳細寫。
(2)有條件的維修人員應從典型的故障排除實踐中找出具有普遍意義的內容作為研究課題進行理論探討並撰寫論文，從而達到改進的目的。尤其是在壹些故障的排除上，更需要事後總結研究，而不是細致系統的分析判斷。
(3)匯總故障排除所需的各種圖紙和文字資料。如有不足，事後想辦法補充，以後的日子裏再研究，以備不時之需。
(4)從故障排除過程中找到自己知識的不足，制定學習計劃，爭取盡快補課。
⑤找出工具、儀器、備件的短板，有條件時補上。
總結改進工作的好處:
①快速提高維修人員的理論水平和維修能力。
②提高重復性故障的維修速度。
(3)有利於分析設備的故障率和維修性，改進操作規程，提高機床的壽命和利用率。
④可以改善原機床電氣設計的缺點。
(5)資源享有。匯總的數據可作為其他維護人員的參數數據和學習培訓資料。