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【摘 要】在最近若干年来，数控机床在制造业中得到了广泛的应用，也在企业生产过程中发挥了关键作用，为企业获得了较好的经济效益。然而，考虑到数控机床所具备的先进、复杂、智能化等诸多特征，这就要求做好数控机床的维护保养工作。从数控机床来看，机械维护设计的方面更多，不仅要维护主轴、导轨副以及丝杠，还要考虑到刀库、换刀装置、液压以及相关的气动系统等方面。由于可能会存在较多的故障类型，诊断起来也有不少困难。与此同时，在维护工作中，超过半数都是在维护相关的机械部件，所以，很有必要理解、运用相关的机械结构故障诊断与维护方式。
【关键词】数控机床 机械故障 诊断方式
一、数控机床
与数控机床相比，在加工过程普通机床要借助人来进行手动操作以及调整，这样数控机床就有了很大改观。根据相数据控制所发出的指令，数控机床自动地开展加工工作。从这个方面来看，数控机械自身的结构套能够满足自动化控制的要求。数控机床的机械结构应该具备以下方面的特点：刚度较大、抗振性较强、灵敏性较高、热变形范围小，而且可以保持较高的精度以及高度的可靠性，在工艺和功能方面也显示出了复合化以及集成化特征。
二、数控机床机械结构的要求
首先要考虑到数控机床可能的适用地点以及相关的机构特征，还要使得数控机床在结构方面具备以下特征：首先机床要有较高的静以及动刚度。这就要求控制好机床机械结构的相关部件所带来的相关弹性变形，且维持在最小范围内，这样就可以确保所需要的加工精度以及表面质量。再者就是要降低机床形成的热变形，在此过程中要降低发热，机床内部在发热过程中，发生了热变形，成为了关键的热源，应该最大程度地从主机中分离出热源。此外，还要限制好温度上升，要强制性地在机床发热部位进行冷却，也可以对机床中的低温部分进行加热，这样就能够确保机床上的整体温度保持在同一水平，也可以降低因为温差而导致的翘曲变形。此外，也要改进机床的相关机构。在发热条件一样的情况下，机床机构可以在很大程度上影响热变形。再者，要降低或者消除运动间所造成的摩擦以及传动间隙。再就是要延长机床寿命，保持机床的精度。在这个过程中，要最大可能地分析机床中零部件所具备的耐磨性能。在运用数控机床的过程中，还要确保数控机床中的各个零件和部件保持着良好的润滑性能。此外，还要降低辅助时间，完善和提升操作性能。当前，人们已经开发出多种类型的数控机床，它们都运用了多主轴、多刀架、以及带刀库等相关的自动换刀装置等，这样就压缩了换刀时间。
三、数控机床机械结构故障诊断的方法
（一）简易诊断法
这种诊断法也可以被叫做机械检测法。在现场维修中，操作人员借助仪器，如百分表、水准仪、光学仪等此类一般性的检查工具就能够进行检测。在检测过程中，可以充分地问、看、听、摸、嗅等数控机床的形貌、声音、温度、颜色以及气味变化，这样就能够分析和诊断机床故障。这种方法可以较快地判定出现故障的部位，判定相关的劣化趋向，这样就可以对存在疑难的机床问题以及故障开展后续的精密诊断。这种方法要求维修人员有着非常丰富的数控机床检测经验。
（二）精密诊断法
精密诊断法是在简易诊断法的基础上，对所选出的疑难故障进行分析，专职人员经过精密的诊断和维修的相关方法。在进行此操作的过程中，维修人员运用非常科学的测试方法来精细准确地开展定量的检测活动，进行故障分析，分析故障的位置、原因以及数据，决定最有效的修理办法以及时间的诊断方式。通常情况下，要先借助简易诊断法来把握机床的实际状态，在简易诊断的基础上，对存在疑难问题的相关机床开展精密的故障诊断，结合使用这两种诊断技术可以最大限度地达到维护目的。
1.温度检测。这种检测方式包括了接触型以及非接触型。接触型指的是借助温度计、测量贴片、热敏涂料以及热电偶等直接和轴承、齿轮箱以及电动机等装置进行表面接触，从而测量出相关数据的检测类型。非接触型指的是要运用比较科学的红外热像仪、测温仪以及扫描仪等进行检测，这样可以遥测那些不容易接近的机床。而且还能够快速、方便地做到这一点。在机床运行过程中出现了发热异常时，通常都会运用非接触检测。
2.振动测试。借助部分设置在机床部分特征点之上的传感器，通过振动计来回进行检测，这样就可以检测出机床上指定测量处的总振级大小和多少，例如位移加速度、速度以及幅频特征等，从而预测和检测相关的机床故障。
3.噪声监测。在机床齿轮、轴承的运行过程中，借助噪声测量计以及声波计来进行检测，这样就可以深入地理解和把握噪声信号的变化规律。在此基础上，可以更深层次地分析，识别、判断齿轮以及轴承所形成的磨损失效故障状态。在检测过程中，振动和噪声得到了最为广泛的应用，成为了广泛运用的诊断信息。要先检测强度，等到检测出异常情况时，再进行定量分析。
4.油液分析。可以通过原子吸收光谱仪来进行检测，这样就可以检测出进入到润滑油或液压油中的各种已经被磨损的金属微粒和其他的外来杂质等残余物的相关信息，例如它们的大小、成分、形状、深度，从而判断出它们的机理、磨损状态以及严重程度，这样就可以理解零件磨损状态。这种方法可以用来检测零件的磨损状态。
5.裂纹监测。通过磁性探伤、超声波、电阻、声发射多种方法，可以检测到零件内部机体所形成的相关裂纹缺陷，这些疲劳裂缝可能会造成严重事故，在检测性质材料不同的裂纹过程中，应该运用不同的检测方法。
四、结束语
在数控机床中，因为运用了很多电气控制以及驱动设备，如此一来，数控机床在机械结构方面要比普通机床有了很大进步和完善。但是，在使用过程中，因为它自身的机械结构和设备，这就使得数控机床的故障体现出很多的新特征。在分析、诊断以及维修此类故障时，要检测出相关故障，进而分析故障产生的可能原因，逐步排除原因，进而确定真实的故障原因。
参考文献：
[1]范娜，宋方刚.数控机床常见故障诊断与维修[J].中国设备工程，2006（S1）
[2]石金艳，范芳洪，罗友兰.数控机床中气动系统的故障诊断与维修[J].液压气动与密封，2010（11）
[3]沈丽.数控机床故障预测与健康管理系统关键技术研究探讨[J].机电信息，2011（21）
【关键词】数控机床 机械故障 诊断方式
一、数控机床
与数控机床相比，在加工过程普通机床要借助人来进行手动操作以及调整，这样数控机床就有了很大改观。根据相数据控制所发出的指令，数控机床自动地开展加工工作。从这个方面来看，数控机械自身的结构套能够满足自动化控制的要求。数控机床的机械结构应该具备以下方面的特点：刚度较大、抗振性较强、灵敏性较高、热变形范围小，而且可以保持较高的精度以及高度的可靠性，在工艺和功能方面也显示出了复合化以及集成化特征。
二、数控机床机械结构的要求
首先要考虑到数控机床可能的适用地点以及相关的机构特征，还要使得数控机床在结构方面具备以下特征：首先机床要有较高的静以及动刚度。这就要求控制好机床机械结构的相关部件所带来的相关弹性变形，且维持在最小范围内，这样就可以确保所需要的加工精度以及表面质量。再者就是要降低机床形成的热变形，在此过程中要降低发热，机床内部在发热过程中，发生了热变形，成为了关键的热源，应该最大程度地从主机中分离出热源。此外，还要限制好温度上升，要强制性地在机床发热部位进行冷却，也可以对机床中的低温部分进行加热，这样就能够确保机床上的整体温度保持在同一水平，也可以降低因为温差而导致的翘曲变形。此外，也要改进机床的相关机构。在发热条件一样的情况下，机床机构可以在很大程度上影响热变形。再者，要降低或者消除运动间所造成的摩擦以及传动间隙。再就是要延长机床寿命，保持机床的精度。在这个过程中，要最大可能地分析机床中零部件所具备的耐磨性能。在运用数控机床的过程中，还要确保数控机床中的各个零件和部件保持着良好的润滑性能。此外，还要降低辅助时间，完善和提升操作性能。当前，人们已经开发出多种类型的数控机床，它们都运用了多主轴、多刀架、以及带刀库等相关的自动换刀装置等，这样就压缩了换刀时间。
三、数控机床机械结构故障诊断的方法
（一）简易诊断法
这种诊断法也可以被叫做机械检测法。在现场维修中，操作人员借助仪器，如百分表、水准仪、光学仪等此类一般性的检查工具就能够进行检测。在检测过程中，可以充分地问、看、听、摸、嗅等数控机床的形貌、声音、温度、颜色以及气味变化，这样就能够分析和诊断机床故障。这种方法可以较快地判定出现故障的部位，判定相关的劣化趋向，这样就可以对存在疑难的机床问题以及故障开展后续的精密诊断。这种方法要求维修人员有着非常丰富的数控机床检测经验。
（二）精密诊断法
精密诊断法是在简易诊断法的基础上，对所选出的疑难故障进行分析，专职人员经过精密的诊断和维修的相关方法。在进行此操作的过程中，维修人员运用非常科学的测试方法来精细准确地开展定量的检测活动，进行故障分析，分析故障的位置、原因以及数据，决定最有效的修理办法以及时间的诊断方式。通常情况下，要先借助简易诊断法来把握机床的实际状态，在简易诊断的基础上，对存在疑难问题的相关机床开展精密的故障诊断，结合使用这两种诊断技术可以最大限度地达到维护目的。
1.温度检测。这种检测方式包括了接触型以及非接触型。接触型指的是借助温度计、测量贴片、热敏涂料以及热电偶等直接和轴承、齿轮箱以及电动机等装置进行表面接触，从而测量出相关数据的检测类型。非接触型指的是要运用比较科学的红外热像仪、测温仪以及扫描仪等进行检测，这样可以遥测那些不容易接近的机床。而且还能够快速、方便地做到这一点。在机床运行过程中出现了发热异常时，通常都会运用非接触检测。
2.振动测试。借助部分设置在机床部分特征点之上的传感器，通过振动计来回进行检测，这样就可以检测出机床上指定测量处的总振级大小和多少，例如位移加速度、速度以及幅频特征等，从而预测和检测相关的机床故障。
3.噪声监测。在机床齿轮、轴承的运行过程中，借助噪声测量计以及声波计来进行检测，这样就可以深入地理解和把握噪声信号的变化规律。在此基础上，可以更深层次地分析，识别、判断齿轮以及轴承所形成的磨损失效故障状态。在检测过程中，振动和噪声得到了最为广泛的应用，成为了广泛运用的诊断信息。要先检测强度，等到检测出异常情况时，再进行定量分析。
4.油液分析。可以通过原子吸收光谱仪来进行检测，这样就可以检测出进入到润滑油或液压油中的各种已经被磨损的金属微粒和其他的外来杂质等残余物的相关信息，例如它们的大小、成分、形状、深度，从而判断出它们的机理、磨损状态以及严重程度，这样就可以理解零件磨损状态。这种方法可以用来检测零件的磨损状态。
5.裂纹监测。通过磁性探伤、超声波、电阻、声发射多种方法，可以检测到零件内部机体所形成的相关裂纹缺陷，这些疲劳裂缝可能会造成严重事故，在检测性质材料不同的裂纹过程中，应该运用不同的检测方法。
四、结束语
在数控机床中，因为运用了很多电气控制以及驱动设备，如此一来，数控机床在机械结构方面要比普通机床有了很大进步和完善。但是，在使用过程中，因为它自身的机械结构和设备，这就使得数控机床的故障体现出很多的新特征。在分析、诊断以及维修此类故障时，要检测出相关故障，进而分析故障产生的可能原因，逐步排除原因，进而确定真实的故障原因。
参考文献：
[1]范娜，宋方刚.数控机床常见故障诊断与维修[J].中国设备工程，2006（S1）
[2]石金艳，范芳洪，罗友兰.数控机床中气动系统的故障诊断与维修[J].液压气动与密封，2010（11）
[3]沈丽.数控机床故障预测与健康管理系统关键技术研究探讨[J].机电信息，2011（21）