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摘要：數控機床集微電子技術、計算機技術、自動控制技術及伺服驅動技術、精密機械技術于一體，是高度機電一體化的典型產品。由于數控機床是一種價格昂貴的精密設備，因此，其維護更是不容忽視。本文依據數控機床特點，歸納和總結在使用數控機床過程的應注意事項和日常維護。
關鍵詞：數控機床；特點；維護
1數控系統發展簡史及趨勢
1946年誕生了世界上第一臺電子計算機，這表明人類創造了可增強和部分代替腦力勞動的工具。它與人類在農業、工業社會中創造的那些只是增強體力勞動的工具相比，起了質的飛躍，為人類進入信息社會奠定了基礎。1952年，計算機技術應用到了機床上，在美國誕生了第一臺數控機床。從此，傳統機床產生了質的變化。近半個世紀以來，數控系統經歷了兩個階段和六代的發展。
1.1.數控(NC)階段(1952～1970年)
早期計算機的運算速度低，對當時的科學計算和數據處理影響還不大，但不能適應機床實時控制的要求。人們不得不采用數字邏輯電路“搭”成一臺機床專用計算機作為數控系統，被稱為硬件連接數控(HARD-WIREDNC)，簡稱為數控(NC)。隨著元器件的發展，這個階段歷經了三代，即1952年的第一代——電子管；1959年的第二代——晶體管；1965年的第三代——小規模集成電路。
1.2.計算機數控(CNC)階段(1970年～現在)
到1970年，通用小型計算機業已出現并成批生產。于是將它移植過來作為數控系統的核心部件，從此進入了計算機數控(CNC)階段(把計算機前面應有的“通用”兩個字省略了)。到1971年，美國INTEL公司在世界上第一次將計算機的兩個最核心的部件——運算器和控制器，采用大規模集成電路技術集成在一塊芯片上，稱之為微處理器(MICROPROCESSOR)，又可稱為中央處理單元(簡稱CPU)。
到1974年微處理器被應用于數控系統。這是因為小型計算機功能太強，控制一臺機床能力有富裕(故當時曾用于控制多臺機床，稱之為群控)，不如采用微處理器經濟合理。而且當時的小型機可靠性也不理想。早期的微處理器速度和功能雖還不夠高，但可以通過多處理器結構來解決。由于微處理器是通用計算機的核心部件，故仍稱為計算機數控。
到了1990年，PC機的性能已發展到很高的階段，可以滿足作為數控系統核心部件的要求。數控系統從此進入了基于PC的階段。
總之，計算機數控階段也經歷了三代。即1970年的第四代——小型計算機；1974年的第五代——微處理器和1990年的第六代——基于PC(國外稱為PC-BASED)。
1.3 數控未來發展的趨勢
高性能：隨著數控系統集成度的增強，數控機床也實現多臺集中控制，甚至遠距離遙控。高精度：數控機床本身的精度和加工件的精度越來越高，而精度的保持性要好。高速度：數控機床各軸運行的速度將大大加快。高柔性：數控機床的柔性化將向自動化程度更高的方向發展，將管理、物流及各相應輔機集成柔性制造系統。模塊化：數控機床要縮短周期和降低成本，就必然向模塊化方向發展，這既有利于制造商又有利于客戶。
2數控機床的特點
2.1具有高度柔性。
在數控機床上加工零件，主要取決于加工程序，它與普通機床不同，不必制造、更換許多工具、夾具，不需要經常調整機床。因此，數控機床適用于零件頻繁更換的場合。也就是適合單件、小批生產及新產品的開發，縮短了生產準備周期，節省了大量工藝設備的費用。
2.2 加工精度高。
數控機床的加工精度，一般可達到0.005～0.1mm，數控機床是按數字信號形式控制的，數控裝置每輸出一個脈沖信號，則機床移動部件移動一個脈沖當量（一般為0.001mm），而且機床進給傳動鏈的反向間隙與絲杠螺距平均誤差可由數控裝置進行補償，因此，數控機床定位精度比較高。
2.3 加工質量穩定、可靠。
加工同一批零件，在同一機床，在相同加工條件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀軌跡完全相同，零件的一致性好，質量穩定。
2.4 生產率高。
數控機床可有效地減少零件的加工時間和輔助時間，數控機床的主軸轉速和進給量的范圍大，允許機床進行大切削量的強力切削，數控機床目前正進入高速加工時代，數控機床移動部件的快速移動和定位及高速切削加工，減少了半成品的工序間周轉時間，提高了生產效率。
2.5 利于生產管理現代化。
數控機床的加工，可預先精確估計加工時間，所使用的刀具、夾具可進行規范化、現代化管理。數控機床使用數字信號與標準代碼為控制信息，易于實現加工信息的標準化，目前已與計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）有機地結合起來，是現代集成制造技術的基礎。
3數控機床的維護
3.1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。
3.2配備高素質的編程、操作和維護人員。
數控機床是綜合了計算機技術、自動控制技術、精密測量技術和機床設計等先進技術的典型機電一體化產品，其控制系統復雜、價格昂貴。因此配備的人員必須具備以下基本素質，一是應有高度的責任心和良好的職業道德。二是具有較廣的知識面和勤學習、善思考、多動手的良好工作習慣。負責日常維護的人員，不僅要掌握計算機原理、電子電工技術、自動控制與電力拖動、測量技術、機械傳動及切削加工工藝知識，而且要具有一定的英語基礎和較強的動手實踐能力。才能全面掌控數控機床，所以培養學生的綜合素質和崗位技能，是學院數控設備良好運行的基本保障。
3.3 建立數控設備的維護保養制度。
數控機床種類多，各類數控機床因其功能，結構及系統不同,各具不同的特性。其維護保養的內容和細則也各有其特色，具體應根據其機床種類、型號及實際使用情況,并參照機床使用說明書要求，針對性地制訂并嚴格制定日常維護保養制度是非常必要的。日常維護工作可以分為每天檢查、每周檢查、每半年檢查和不定期檢查等各種檢查周期。檢查內容為常規檢查內容。對一些頻繁運動的元、部件（無論是機械傳動部分還是驅動控制部分），都應該作為定期的檢查對象。如重復定位精度，必須每次技能鑒定前作重點檢查，以保證學生在考核中得到較好的尺寸精度。另外對于儲存器（CMOS）供電電池，應在數控系統通電狀態下更換新電池，以確保存儲參數不丟失，數控系統正常運行。
3.4做好數控裝置的維護。
3.4.1 做好機床排故工作。
機床一旦出現報警，說明機床已出現故障或處在非正常工作狀態。應該首先查明原因，然后才能繼續運行。數控機床一旦停機，直接影響實習教學計劃，后果非常嚴重。因此，維護人員必須要有高超技術和嚴謹的工作作風，認真作好維修記錄，對故障發生的原因進行科學地分析，發現故障的根源與規律，從而排除機床故障。
3.4.2注意數控裝置的防塵。
首先，除進行必要的檢修外，平時應盡量少開柜門，因為柜門常開易使空氣中飄浮的灰塵、油霧和金屬粉末落在印刷線路板上和電器接插件上，很容易造成元器件之間的絕緣電阻下降，從而引發故障甚至造成元器件損壞，所以加強數控柜和強電柜的密封管理很重要。有些數控機床的主軸速度控制單元安裝在強電柜中，強電柜門關的不嚴是使電器元件損壞、是數控系統控制失靈的一個原因。
其次，對一些已受外部灰塵、油霧污染的電路板和接插件可采用專用電子清潔劑噴洗。
3.4.3 重視數控裝置的散熱。
應每天檢查數控系統柜上各個冷卻風扇工作是否正常，應視工作環境狀況，每半年或每季度檢查一次風道過濾器是否有堵塞現象。如果過濾網上灰塵積聚過多，需及時清理，否則將會引起數控系統柜內溫度高（一般不允許超過55℃），造成過熱報警或數控系統工作不可靠。
3.5應盡量少開數控柜和強電柜的門。
因為在機加工車間的空氣中一般都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末。一旦它們落在數控系統內的印制線路或電器件上，容易引起元器件間絕緣電阻下降，甚至導致元器件及印制線路的損壞。有的用戶在夏天為了使數控系統超負荷長期工作，打開數控柜的門來散熱，這是種絕不可取的方法，最終會導致數控系統的加速損壞。正確的方法是降低數控系統的外部環境溫度。因此，應該有一種嚴格的規定，除非進行必要的調整和維修，不允許隨便開啟柜門，更不允許在使用時敞開柜門。
3.6數控系統長期不用時的維護。
為提高數控系統的利用率和減少數控系統的故障，數控機床應滿負荷使用，而不要長期閑置不用，由于某種原因，造成數控系統長期閑置不用時，為了避免數控系統損壞，需注意以下兩點：
（1）要經常給數控系統通電，特別是在環境濕度較大的梅雨季節更應如此，在機床鎖住不動的情況下（即伺服電動機不轉時），讓數控系統空運行。利用電器元件本身的發熱來驅散數控系統內的潮氣，保證電子器件性能穩定可靠，實踐證明，在空氣濕度較大的地區，經常通電是降低故障率的一個有效措施。
（2） 數控機床采用直流進給伺服驅動和直流主軸伺服驅動的，應將電刷從直流電動機中取出，以免由于化學腐蝕作用，使換向器表面腐蝕，造成換向性能變壞，甚至使整臺電動機損壞。
參考文獻：
[1]王永章等.數控技術.高等教育出版社，2003(4).
[2]李郝林.機床數控技術.機械工業出版社出版，2002(9).
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