【摘 要】 數控機床是高精度自動化裝備， 價格昂貴， 為了保證機床長期安全平穩運行， 發揮更大效益， 需要注重數控機床的維護保養方法和易出現的故障及排除方法。

引 言 近年來， 數控機床大量用于制造業中， 成為企業生 產的關鍵設備， 帶來很大的效益; 但是數控機床的先進 性、復雜性、智能化高的特點， 也使數控機床維護保養 工作要求較高， 出現的故障種類增多， 診斷較為困難。

1 合理地使用數控機床

1.1 數控機床的工作場地選擇 ( 1) 避免陽光的直接照射和其它熱輻射、避免太潮 濕或粉塵過多的場所，盡量在空調環境中使用，保持室 溫20℃左右。由于我國處于溫帶氣候、受季風影響、溫 度差異大， 對于精度高、價格貴的數控機床，應置于有 空調的房間中使用。( 2) 要避免有腐蝕氣體的場所。因 腐蝕氣體易使電子元件變質，或造成接觸不良，或造成 元件短路，影響機床的正常運行。( 3) 要遠離振動大的 設備(如沖床、鍛壓設備等)。對于高精度的機床還應采 用防振措施(如防振溝等)。( 4) 要遠離強電磁干擾源，使 機床工作穩定。 1.2 數控機床的電源 數控系統對電源要求較嚴，一般要求工作電壓為220V±10%。針對我國供電工況，對于有條件的企業，可 為數控機床采取專線供電或增設穩壓裝置，以減少供電 品質差的影響， 為數控系統的正常運行提供有力保證。 1.3數控機床配置合適的自動編程系統 手工編程對于外形不太復雜或編程量不大的零件 程序， 簡單易行。當工件比較復雜時(如凸輪或多維空 間曲面等)，手工編程周期長(數天或數周)、精度差、易 出錯。因此，快速、準確地編制程序就成為提高數控機 床使用率的重要環節; 為此， 有條件的用戶最好配置必 要的自動編程系統，提高編程效率。 1.4數控機床配置必要的附件和刀具 為了充分發揮數控機床的加工能力， 必須配備必要 的附件和刀具。切忌花了幾十萬元錢買來一臺數控機床，因缺少一個幾十元或幾百元的附件或刀具而影響整 機的正常運行。由于單獨簽訂合同購買附件的單價大大 高于隨同主機一起供貨的附件單價， 因此， 有條件的企 業盡量在購買主機時一并購置易損部件及其它附件。 1.5加工前的準備 加工前要審查工件的數控加工工藝性， 應重視生 產技術準備工作(包括工件數控加工工藝分析、加工程 序編制、工裝與刀具配置、原材料準備及試切加工等) 以縮短生產準備時間，充分提高數控機床的使用效率。 合理安排適合在數控機床加工的各種工件， 安排好數 控機床加工運轉所需的節拍。 1.6為維修保養做好準備 建立一支高水平的維修隊伍， 保存好設備的完整

2.數控機床的常見故障

2.1 故障發生的階段 故障是指設備或系統因自身原因而喪失規定功能 的現象。發生故障具有相同的規律， 一般分為三個區域: ( 1) 初期運行區， 故障率較高， 故障曲線呈上升趨勢， 此 區故障多數屬于設計制造和裝配缺陷造成的。( 2) 正常 運行區， 此時故障曲線趨近水平， 故障率低， 此區故障一 般是由操作和維護不良造成的偶發事故。( 3) 衰老區， 此 區故障率大， 故障曲線上升快， 主要原因是運行過久、機 件老化和磨損過度造成的。 2.2 故障的分類 按結構分為機械和電氣兩類; 按故障源分為機械 故障和控制故障兩類; 就其數控系統而言分為硬件故 障、軟件故障、干擾故障三類。要判斷是機械方面故障 還是控制系統故障， 其分析方法是: 先檢查控制系統， 看程序能否正常運行， 顯示和其它功能鍵是否正常， 有 無報警現象等; 再檢查電機和檢測元件， 是否能正常運 轉， 有無間歇或抖動現象， 有無定位不準等問題。如果 沒有上述問題， 則可初步判斷故障原因在機械方面， 著 重檢查傳動環節。檢查傳動環節時應使電機斷電， 用手 動并配合打表檢查機器。

3.數控系統的常見故障分析

( 1) 位置環。這使數控系統發出控制指令， 并與位 置檢測系統的反饋值相比較， 進一步完成控制任務的 關鍵環節; 它有很高的工作頻度， 并與外設相聯接， 容 易發生故障。常見的故障有: 1) 位控環報警: 可能是測 量回路開路， 測量系統損壞， 位控單元內部損壞。2) 不 發指令就運動， 可能是漂移過高， 正反饋， 位控單元故 障， 測量元件損壞。3) 測量元件故障， 一般表現為無反 饋值; 機床回不了基準點; 高速時漏脈沖產生報警， 可 能的原因是光柵或讀頭臟了; 光柵壞了。 ( 2) 伺服驅動系統。它與電源電網、機械系統等相 關聯， 工作中一直處于頻繁的啟動和運行狀態， 也是故 障多發部位。其主要故障有: 1) 系統損壞。一般由網絡電 壓波動太大或電壓沖擊造成。地區電網質量不好， 會給 機床帶來電壓超限， 尤其是瞬間超限， 若無專門的電壓 監控儀， 則很難測到。在查找故障原因時， 要加以注意， 還有一些是由于特殊原因造成的損壞。2) 加工時工件表 面達不到要求， 走圓弧插補軸換向時出現凸臺， 電機低 速爬行或振動， 這類故障一般是由于伺服系統調整不 當， 各軸增益系統不相等或與電機匹配不合適引起， 解 決辦法是進行最佳化調節。3) 保險燒斷， 或電機過熱， 以 至燒壞， 這類故障一般是機械負載過大或卡死。 ( 3) 電源部分。電源失效或故障的直接結果是造成 系統的停機或毀壞整個系統。一般在歐美國家， 這類問 題較少， 在設計方面的因素考慮的不多; 但在中國由于 電源波動較大、質量差， 還隱藏有高頻脈沖類的干擾， 加上人為的因素( 如突然拉閘斷電等) ， 這些原因可造 成電源故障失控或損壞。再者， 數控系統部分運行數 據、設定數據以及加工程序等一般存貯在RAM存貯器 內， 系統斷電后依靠電源的后備蓄電池或鋰電池保持。 因而， 停機時間比較長， 拔插電源或存貯器都可能造成 數據丟失， 使系統不能運行。 ( 4) 可編程序控制器邏輯接口。數控系統的邏輯控 制(如刀庫管理， 液壓啟動等)， 主要由PLC實現， 必須采 集各控制點的狀態信息 (如斷電器， 伺服閥， 指示燈 等)， 它與外界繁多的各種信號源和執行元件相連接， 變化頻繁， 發生故障的可能性較多， 故障類型較多。 ( 5) 其它。由于環境條件， 例如干擾， 溫度， 濕度超 過允許范圍， 操作不當， 參數設定不當， 都可能造成停 機或故障。不按操作規程拔插線路板， 或無靜電防護措 施等， 也可能造成停機故障甚至毀壞系統。 4 常見故障的排除方法 ( 1) 初始化復位法。一般情況下， 由于瞬時故障引 起的系統報警， 可用硬件復位或開關系統電源依次清 除故障; 若系統工作存貯區由于掉電、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; 若初始化后故障仍無排 除， 則需進行硬件診斷。 ( 2) 參數更改、程序更正法。系統參數是系統功能 的依據， 參數設定有誤可能造成系統的故障或某功能 無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機， 對此 可以采用系統的塊搜索功能進行檢查， 改正所有錯誤， 確保正常運行。 ( 3) 調節、最佳化調整法。調節簡單易行的辦法， 可 通過對電位計的調節， 修正系統故障。通過調節速度調 節器的比例系數和積分時間， 可使伺服系統達到既有 較高的動態響應特性， 又不發生振蕩的最佳工作狀態。 在現場沒有示波器或記錄儀的情況下， 根據經驗， 先正 向調節使電機起振， 然后向反向慢慢調節， 直到消除震 蕩即可。 ( 4) 備件替換法。采用好的備件替換診斷出的壞線路 板， 并做相應的初始化啟動， 使機床迅速投入正常運轉， 然后將壞板修理或返修， 這是目前最常用的排故辦法。 ( 5) 改善電源質量法。目前一般采用穩壓電源， 以 改善電源波動。對于高頻干擾可用電容濾波法， 通過這 些預防性措施可減少電源板的故障。 ( 6) 維修信息跟蹤法。一些大的制造公司根據實際 工作中屬于設計缺陷造成的偶然故障， 可以不斷修改 和完善系統軟件或硬件。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， 有利 于正確徹底地排除故障。 礎上已設計了一套新型應力應變測試系統， 該系統集 數據采集和處理功能于一體，減少了中間環節，操作更 便捷、更簡單且測試結果更精確[22]。 結束語

SHPB裝置是研究材料動載特性的理想工具， SHPB 測試裝置的發展是力學、材料學、計算機等技術在應用 領域的綜合集成。各學科的協同發展將有力地推動 SHPB技術應用范圍的擴大以及SHPB測試技術的提高。