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摘要 ：为探究新时代背景下数控机床的安装调试与维修技 术的应用效果， 结合对数控机床安装调试与维修的分析， 提出保 障各环节工作质量优化建议。对直接影响数控机床使用稳定性 的安装环节和调试环节进行分析， 按照规范化要求， 阐释数控机 床装调过程中的操作工艺，将维修分为检修与抢修两大类分别 进行分析。并对设备主轴和进给伺服装置的故障维修过程进行 研究， 以加深上述论述的可行性与切实性。
新时代背景下数控机床技术得到巨大提升，在带来巨大经 济效益的同时，也给数控机床的安装、调试与维修带来了新挑 战。由现阶段数控机床的安装调试现状可知， 虽然设备入场之后 皆由厂商派人进行安装与调试，但是因设备型号和安装环境不 同，在安装过程中难免会出现各种装调问题。同时，若是设备使 用不当还会造成后续设备故障， 严重影响企业正常生产工作。因 此，为进一步提高数控机床的装调与维修技术水平， 将逐步对数 控机床进行分析， 以期实现对数控技术的优化。
1 数控机床的安装
现阶段数控机床的安装主要需要经历安装前的准备工作、 开箱验收工作、机床吊装工作以及机床组装工作等4 个环节。为 保障数控机床整体的安装质量，同时降低设备后期使用出现故 障的故障率， 需要确保设备安装与调试具有高标准和高质量。
1.1 安装前的准备工作
根据设备安装所需考虑的基础施工要素，将该环节分为 5 大 模块， 具体内容如下 ：模块一， 现场安装人员应当保证待安装机 床设备与其它设备和墙壁之间存在一定的安全距离。模块二， 需 要保障数控机床的安装位置能够合理地避开震荡区域，并且需 要在安装区域周边合理设置防震沟。模块三， 由于其它设备的热 辐射与阳光直射等因素会直接影响数控机床电子元器件的正常 运行， 故应当确保数控机床安装区域的室内环境适宜， 并在合适 位置设置针对数控机床的排风系统，以此方式维持厂房内的温 度与湿度， 保障机床始终能够处在最佳的运行温度区间内。模块 四，保障数控机床的重心能够满足各承力结构的设定值， 并对使用控制机床的电缆质量进行控制，在明确管线管道的大小尺寸的情况下，在安装区域预留出预埋件和固定设备用的地脚螺栓 位置，以便为合理规划后续安装、调试等维修工作提供操作空 间。模块五，区分数控机床的型号，结合数控机床的大小而设计 地基和防震措施。
1.2 做好开箱验收
在开启封装机床之前应当仔细核对装箱单和采购合同，仔 细对箱内物品进行清点与完整性检查。按照边检查、边查看和边 记录的方法，对入场设备进行逐一清点与记录，对存在伤痕、不 完整以及规格有问题的器件进行记录，明确问题器件损坏的原 因，若因厂商、运输等单位操作失误而造成设备的损伤，则应当 要求责任方进行赔偿或更换。若入场设备不存在质量问题， 还需 要对其技术资料的完整性进行仔细检查，严格核对可能出现缺 失的资料， 保障设备安装完成后的操作有据可依。当上述检查工 作完成之后， 需要对箱内配件和工具的数量进行排查， 找出不符 合规格型号的配件和工具，以保证在正式安装时能够不受工具 规格型号的影响， 在规定期间内完成数控机床的安装工作。
1.3 机床组装与吊装
因数控机床尺寸规格相对较大以及制作材料的影响，导致 设备单体质量较大， 需要借助起吊工具将其移放至指定位置。若 没有相应的起吊工具， 则可以借助钢丝绳的方式， 立足于已有资 源和空间条件进行吊装施工。当借助吊装设备将机床移放至指 定地点之后， 应当对安装位置再进行一次确认， 保证各地脚螺栓 的孔洞对接无误之后，通过装孔的方式将机床固定在地脚螺栓 上，借助地脚螺栓实现与地基的连接固定。在进行数控设备的组 装时， 需要对原装紧固零部件进行拆除， 并在导轨等活动位置安 装面进行除锈油擦拭操作， 在保障设备灵活性的同时， 确保设备 不会出现锈蚀和过度磨损。然后对数控机床所需的能源供应管 线进行梳理， 将其安置在安全且已完成维修更换的区域。
1.4 机床组装和连接
当上述安装操作全部完成之后，机床的安装人员应当合理 拆卸机床的主要功能区构成部件，并擦拭可能给安装台以及工 作台带来锈蚀的液体，结合设备携带的相关规范进行保养和组 装，例如对机械臂电缆和油缆的安装以及数控系统防护装置加固等。通常新型数控机床的安装顺序为先主要配件后系统， 先大后小和先内后外， 此顺序既方便机床的组装， 同时也方便对已安 装设备进行严谨性检查，避免出现因某部件安装不规范而不得 不大面积拆除的现象。
2 数控机床的调试过程
在上述安装操作全部完成之后，需要对数控机床的整体安 装质量进行检验，即对数控机床的运作进行检测。因此需要在 设备安装完成之后立刻进行数据调试，并严格按照生产标准设 定初始调试数据值，结合甲方的需要对机床的功能进行全方位 调试。
2.1 做好前期调试准备工作
该调试工作主要负责对机床各个生产功能部件的位置、松 紧度以及润滑性进行检测，防止在之后的全方位调试过程中因 满负荷运转导致设备损坏。结合预调试操作， 将机床上的功能部 件进行进一步的调整， 若调试涉及到部件的拆卸与重组， 则应当 再次对机床的水平精度进行检测，确保设备的安装符合功能运 行规范。在初步预检完成之后，还需要在机床刀具、工作台以及 主轴箱等频繁使用且易磨损的机械部件中滴入润滑油和切削液 等， 以确保机械设备能够在机床正常工作中保持良好的运作。
2.2 机床通电运行检测工作
对机床电动设备的调试可分为两个阶段 ：阶段一，在机床 安装完成后需要对设备进行一次通电检查，判断各部件与系统 能否达到正常运作要求的标准。阶段二， 需要机床各功能区调试 完成之后进行一次连续 3 天、每天 8 小时的通电运行测试，并以 标准自动化操作流程对机床的可靠性、运作安全性和精准性进 行检测。
2.3 机床指令及数据值调试工作
因数控机床所有操作皆可通过原装程序进行控制，同时可 以参照使用者的操作指令进行一系列的机床动作，以此提高工 厂的生产效率和安全性。故在上述调试完成之后， 还需要对其控 制系统进行一次调试，通过输入不同工作指令来判断机床运行 的精度， 并对指令冲突、操作精度以及控制反应速度等因素进行 检查与记录，通过不断微调的方式使系统具有满足生产的精度 控制要求。此外，需要对调试过程中各种吊具、机械臂以及机床 等运行参数进行记录，以期为后续的功能部件组合精度检测提 供参考。
2.4 几何精度检验
对机床各功能部件的几何精度进行检测，可以全面反映出 数控机床各功能模块重点零部在完成组装与调试后的综合几何 形状误差。结合上述程序调试采集的参数信息， 对所用工具进行进一步的精度调控。通常情况下， 专注于某项商品生产的数控机床在确定刀具的位置后便无需进行二次调整。仅当设备或某个 部件出现损坏时，给出针对性的维修方案，因此，在安装完成后 进行几何精度检验对设备的日后工作质量具有重要意义。
3 数控机床的维修
3.1 预防性维修
预防性维修主要作为预防工作，即通过定期的检查与设备 更换，将可能发生的故障消灭。从预防性维修本质的角度出发， 其根本目的在于通过频繁预防性检修降低数控机床发生重大故 障的概率，在保护数控机床的同时降低企业在数控机床故障维 修上的成本。此类型维修需要检修人员掌握关于企业使用数控 机床型号的基本保养与维修知识，能够在日常检修中发现可能 出现故障的区域点，并结合设备故障表现出的物理特征对故障 类型进行判断， 从而及时对可能发生故障的区域进行维修。此活 动需要注意以下四个要点 ：第一，预防性维修班组应当配备合 适的检修人员数量， 结合数控机床的规格大小， 合理搭配设备的 检修人员、测试人员以及操作人员。第二，需要针对每台数控机 床制定出相应的维修与保养方案，并且能够结合机床的工作现 状更改维修计划，并记录每次预防性检修的故障参数以及维修 数据， 构建专属某个数控机床的独立维修档案， 以便对设备故障 演变进行针对性的分析。第三， 应当结合上述维修记录调整定期 检修的周期，并结合当前设备的工作状态调整维修保养次数和 周期， 判断某个零部件的使用寿命， 即判断需要对其进行更换处 理还是常规的维修处理。第四， 应当保证预防性维修能够具有一 定的时效性， 即在进行一次预防性检修之后， 需要保障在短期内 机床不会发生任何故障， 以提高机床的使用价值。
3.2 故障诊断和排查
对数控机床的故障诊断与排查是设备维修人员应当具备的 重要工作能力， 因数控机床一旦发生故障， 不但会对机床整体的 安全造成影响， 而且还会严重降低企业生产效率， 影响企业的正 常运维。针对此维修提出三点要求 ：第一， 数控机床的维修人员 应当具有及时发现设备故障的能力，并且能够通过扎实的技术 和敏锐的洞察力找到并分析出设备故障，并在发生故障的第一 时间找到故障问题的切入点，结合预防性维修记录找出故障的 未来走向与维修方法。通过此方法在突发设备故障时， 能够最大 限度降低故障对设备整体的影响，并且弱化故障引发的连锁反 应。第二，故障诊断与排查应当做好控制系统的筛查与防护，第 一时间掌握故障报警类型和对应故障区域电路板的运行情况， 判断是否存在过热起火的危险，并了解立即切断电源对机床整 体造成的伤害程度， 在对基本故障问题进行处理之后， 需要按下系统的功能复位键观察系统故障情况是否得到解决。然后对整个故障问题进行分析， 找出引发故障的重点和维修难点， 防止此 次维修因技术疏忽而埋下更大的故障隐患，对研讨结果进行记 录，以期为下次发生同类型故障提供参考帮助。第三，采用参数 修正法与初始化处理法，进行数控机床的维修。维修过程中，根 据数控机床铭牌， 明确此设备中不同参数的运行范围， 以其作为 参照调节参数范围， 通过此种方式， 将数控机床的所有运行参数 控制在可控范围内。在此基础上，改变数控机床参数，采用不断 修调的方式， 保证数控机床中不同参数的校正。在确保参数修正 的前提下，选择独立参数进行调修，如果调整此参数后，数控机 床故障信号波动发生转换，可以将此作为故障诊断与筛查的切 入点， 实施必要故障处理办法。
3.3 主轴部分故障
结合上述分析，从数控机床的正常运行角度出发，其机床设 备的主轴驱动系统因具备恒定功率范围，且启动与停止的减速 和加速时间均较为短促， 具有调速范围较宽、静音性以及电机工 作状态整体温度低于其它设备等特点，经常在运行过程中出现 各种类型的故障。具体如下 ：
3.3.1 齿形误差
通常情况下，数控机床主轴故障会导致齿型运转出现误差， 频谱生成的现象是以啮合频率与高次谐波作为载频，而齿轮所 处轴的频率与其乘积满足调制频率特征， 在频谱中， 当啮合频率 和其倍频附近的幅值呈现较低状态时，主轴将具有较少的转频 级，通常是一阶。但在齿形误差较大的情况下，齿轮谐振频率的 变化是以齿轮的各个阶固有频率作为载频，齿轮的轴向和其乘 积频率为调制频率。齿轮的平均磨损主要表现为 ：齿轮的啮合 频率和谐波幅值显著增加，且随着阶次的增加而增加 ;振动能 量中的有效值和陡度指数都有明显的提高。
3.3.2 断齿
除上述提出的内容，主轴断齿现象也是一种较为常见的故 障现象， 在出现此种故障时， 数控机床的运行时域通常会出现大 幅度的冲击振动波，此时主轴运行频率与带齿轴的偏转频率会 呈现较高的一致性。在进行主轴运行频率的调制时， 往往会伴有 高频率的谐波，这也是机械故障诊断或机械运行异常识别的主 要依据。同时，由于瞬态脉冲能量较大，经常会激发自振频率， 从而引起自振频率的调整。当机床主轴在运行中出现轻微弯曲 现象时， 其传动行为将会不可避免地出现传动偏差， 此种偏差会 导致数控机床控制行为与其实际行为之间出现偏差， 因此， 可将 齿轮运行轴作为频率调制轴， 以轴上的齿轮啮合点为依据， 进行故障的调试。但是，在普通的谱图中，边带数目稀少，虽然与齿型误差具有相似的边带， 但是其轴向振动能量却显著增大。
3.3.3 疲劳点点蚀、剥落
疲劳点剥落、点蚀也是造成主轴故障的主要原因之一。当滚 动轴承的内圈和滚动体因疲劳剥落、点蚀而产生自振频率调制 现象时， 其频谱中的外环自振频率附近将出现较大的调幅， 该调 频以外环自振频率为载频。但由于故障时主轴轴承所引起的振 动通常会小于传动装置所引起的振动， 此时调频幅度较小， 一般 情况下调频幅度为一阶，故需要在有必要的条件下采取放大信 号的方式调节主轴轴频。若主轴部分部件出现故障， 则可能会导 致主轴流量监测系统和主轴驱动器等模块出现连锁故障，因该 部件故障后通常会出现明显的噪音和高温现象，证明此区域故 障会增加设备间的磨损， 影响设备的使用寿命， 需要定期且及时 地对其进行维修与检测，以保证主轴设备具有良好的工作性能。 可在诊断主轴故障时， 以上述提出的多个特征点作为参照， 进行 故障诊断与故障处理方式的决策， 通过此种方式， 实现相关工作 在实施过程中的优化。
3.4 进给伺服故障
具有进给伺服功能的数控机床与普通机床相比，具有较高 的定位准确率和较强的稳定性， 运行多以直线为主， 对该部分部 件运行状态进行定期检测与维修是提高数控机床运行质量的重 要因素。进给伺服故障表现形式多以控制单元和位置反馈等故 障为主，需要在故障出现之后，按照设备使用要求对其进行逐 步检查。首先，需要对设备的伺服信号进行一次检查，然后结合 PLC 程序对数轴上数的变化情况进行分析，明确伺服轴是否处 于一个稳定的运转状态。其次， 需要对该故障出现的位置和诱发 因素来源做出精准判断，通过设备的维修检修记录对故障进行 研究与汇总， 从而保障维修活动能够以高质量完成。
4 结语
本文对新时代下数控机床的安装、调试与维修进行了深入 分析，强调设备安装与调试的重要性，并通过分析安装、调试与 维修全过程的方式细化各施工阶段的主要要点，明确各环节可 能出现的操作问题和注意事项。在上述分析的基础上， 对设备的 预检和故障排查维修进行分析，明确新时代下数控机床常见的 预检故障和抢修故障，并通过主轴故障和进给伺服故障加以佐 证。通过上述分析可为提高新时代下数控机床的装调和维修技 术水平奠定基础， 并为相关人员和单位提供参考帮助。
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