Проблема обеспечения надежности оборудования комплексная. Каждый из этапов создания станков и условия их эксплуатации оказывают на решение этой проблемы определенное влияние. Надежность станков закладывается при проектировании, обеспечивается при изготовлении и реализуется при эксплуатации.

Современные металлорежущие станки — сложная электро-, электронно-, гидро-, пневмомеханическая система, надежность которой определяется большим числом различных по принципу действия элементов и механизмов. И все же исходя из главного параметра надежности любого станка — обеспечения строго регламентированных показателей качества обработки, — основную нагрузку несет механическая часть станка.

Непреложное требование к конструкции станков — обеспечение высокой жесткости, от которой зависят точность и производительность обработки. Высокая статическая жесткость станка является своего рода необходимым, но недостаточным условием высокого качества обработки на нем. Для этого необходимо обеспечить высокие динамические характеристики станка.

В станках при работе на холостом ходу под нагрузкой возникают вынужденные колебания и автоколебания. Автоколебания при установочных перемещениях (фрикционные автоколебания) и при резании отрицательно сказываются на точности позиционирования, шероховатости и волнистости обработанной поверхности, а при уровне автоколебаний выше определенного процесс обработки вообще невозможен из-за потери устойчивости технологической системы. Поэтому практический интерес представляет определение условий, при которых установочные перемещения и процесс резания будут сохранять устойчивость. Нарушение работоспособности станков во многих случаях вызывается изнашиванием наиболее ответственных деталей. Традиционными способами повышения износостойкости является выбор оптимального вида и режима смазывания узлов трения, их защита от окружающей среды.

В настоящее время в станкостроении наметилась тенденция к комплексной автоматизации станков с ЧПУ, которые могут длительное время (как правило, не менее одной смены) работать в режиме трудосберегающей технологии. Одновременно ужесточаются режимы резания, что приводит к резкому увеличению производительности съема металла. В таких условиях решающим фактором обеспечения надежности оборудования становится решение проблемы эффективного удаления стружки из зоны обработки. Для обеспечения надежности изготовляемых станков технологический процесс должен предусматривать строгое выполнение всех технических требований, предъявляемых к основным деталям и механизмам станков.

Проблему эксплуатационного обеспечения надежности станков в целом может решить лишь система технической диагностики (СТД). При создании СТД преследуют следующие основные цели:

• круглосуточное многосменное использование технологического оборудования с ограниченным числом обслуживающего персонала, т. е. организацию трудосберегающей технологии;
• в этом случае должны быть автоматизированы все без исключения операции, выполняемые для этого обслуживающим персоналом;
• исключение или снижение процента бракованных деталей;
• это достигается путем дооперационного контроля заготовок, результаты которого являются исходной базой при выборе системой управления технологического режима обработки, а также внутриоперационного контроля большого числа параметров, оказывающих влияние на качество обрабатываемых деталей, и, наконец, послеоперационного контроля размеров, микро- и макрогеометрии обработанных деталей;
• результаты внутри- и послеоперационного контроля служат основой для коррекции технологического режима обработки;
• снижение времени простоев из-за неполадок в станке; для решения этой задачи сигналы со стандартных элементов электроавтоматики станка (датчики давления и расхода, конечные выключатели и т. п.), а также его специальных датчиков (например, износа, температуры, уровня вибраций и т. п.) подаются на устройство, предназначенное для своевременного останова станка, подачи сигнала об этом и определения места нахождения дефекта, вызвавшего останов.

Существенно повысить надежность станков в процессе эксплуатации можно за счет оснащения их системами активного контроля, адаптивного управления и диагностики. Причем наиболее перспективными являются системы активного контроля с бесконтактными датчиками на базе оптоэлектроники, так как они позволяют производить измерения, не прерывая процесса обработки. В системах диагностики должны быть предусмотрены функции профилактики. Системы адаптивного управления оптимизируют режимы обработки.