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1、 0目录摘要 .2关键词 .2第一章 数控机床的现状 .31.1 数控机床的发展.31.高速、高精度化.32.高可靠性 .43.机床功能复合化.44 智能化、网络化、柔性化.41.2 数控机床的特点.51 对加工对象的适应性强.52 加工精度高.53 生产效率高.64 操作者劳动强度低.65 经济效益好.66 便于生产管理现代化.7第二章 数控机床的维护保养.8概述 .82.1 对数控机床操作人员的要求.92.2 数控机床操作规程.102.3 数控机床的维护.112.5 数控机床的检查和维修.15第三章 数控机床的维护 .193.1 数控机床使用中应注意的问题.193.2 数控系统的维护.20
2、3.3 机械部件的维护.223.4 故障诊断的方法.243.3 数控机床机械故障诊断.323.5 常见伺服系统故障及诊断.343.6 数控机床故障排除方法.371摘要 数控系统是数控机床的核心部件，因此，数控机床的维护主要是数控系统的维护。 数控系统经过一段较长时间的使用，电子元器件性能要老化甚至损坏，只有坚持做 好对机床的日常维护保养工作，才可以尽量地延长元器件的寿命和零部件的磨损周 期，防止各种故障，特别是恶性事故的发生，争取机床长时间稳定工作；也才能充 分发挥数控机床的加工优势，达到数控机床的技术性能，确保数控机床能够正常工 作就必须对数控系统进行日常的维护 关键词 :数控机床、维护 与
3、调整、数控系统第一章 数控机床的现状 1.1 数控机床的发展 在传统机械制造业中，批量产品的生产采用了自动机床、组合机床和专用生产线， 这种高效设备在汽车发动机等行业得到了广泛的应用。但是机械制造业中单件、小 批量生产约占机械加工总量的80%以上，尤其是制船、航天、机床、重型机械 以及军工行业，其特点是加工批量小、改型频繁、零件的形状复杂而且加工精度高。 如果使用一次性投资高，并且在生产中需要经常更换工装的专用生产线这类零件显 然很不适合。数控机床就是为了了解决多品种、小批量零件的自动化生产而诞生出 来的一种灵活、通用、自动化的机床。它最早应用于军工行业，用于加工直升飞机 叶片检查样板，经过几
4、年的研究和推广应用后，在机械制造业中加工复杂零件曲面 方面发挥了重要作用。目前，在机械制造业中，数控机床有取代常规机床的趋势。 数控机床的产生给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为现代工业化的象 征，而且随着数控机床的应用技术不断发展和应用领域的扩大，它对国民经济的一 些重要行业（汽车、轻工业等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需 要装备的数字化已是现代发展的大趋势。机械制造业对数控机床的要求越来越高， 数控机床的变化和发展也越来越快，当前世界上数控机床的发展呈现如下趋势。1.高速、高精度化 高速指的是高的主轴转速、高的快速移动速度和高的换刀速度（即短的换刀时间或 刀架转位时间
5、） 。高的主轴转速能提高切削效率和改善加工表面的质量，高的换2刀速度能有效地缩短辅助时间，而高的快速移动速度不仅能减少非切削工时，而且 能相应地提高切削进给速度，从而有利于提高切削效能，所以全面高速化能大大强 化机床的工作效能。随着今近年来市场竞争的加剧，促使发展全面高速化机床的趋 势更为明显。 高精度化是指高数控机床的精度。在控制系统方面采用高性能的计算机提高位置控 制时插补计算的速度，使用新的曲线拟合算法减少插补误差的产生，提高数控系统 的控制精度（目前已经达到0.1um0.01um） 。在伺服系统方面使用全数字化的 位置和速度控制，利用先进的控制理论提高伺服系统的跟随精度，最大限度地消除
6、 数控机床系统和伺服系统执行件之间的位置滞后误差，并且位置环应采用监测分辨 率更高的位置编码器。采取以上措施并配合机械结构的动态、静态刚度的提高，在 中、小型数控机床上其定位精度已经可以达到34um。重复定位精度可以达到 13um。 高速切削的好处如：效率高，工件、刀具发热小从而变形小等等2.高可靠性数控机床的价格较高，企业为缩短投资的回收周期，通常采用每天2 班 16 小时工作制。数控机床能否发挥其高性能、高精度、高效率的特点，使企业获得良 好的经济效益，关键取决于其可能性。 衡量数控机床的可靠性的重要指标是数控机床的平均无故障工作时间（小时）。数 控机床由数控系统、强电控制系统和液压传动系
7、统等组合而成，其可靠性指标要低 于其中任何一个单个系统的可靠性指标，统计结果显示数控机床的平均无故障工作 时间通常比数控系统要低一个数量级。因此，提高数控机床的可靠性，关键在于提 高组成数控机床的各个系统的可靠性，特别是数控系统的可靠性。 数控系统的可靠性近年有了长足的发展，在20 世纪 70 年代平均无故障工作时 间大于 3000 小时， 80 年代大于 10000 小时， 90 年代已经提高到30000 小时 以上，并且由继续提高的趋势，有资料显示FANUC 数控系统的可靠性指标已 经达到 125 个月。3.机床功能复合化 数控机床功能的复合化是为了提高零件加工效率，减少辅助时间。在复合化
8、数控机 床上可以完成车、铣、镗和钻等多种工序加工，它消除了单一功能数控机床在使用 上的局限性，可代替多台机床实现多工序一次装夹加工，这种方式既能减少装卸时 间，提高机床生产效率，减少半成品库存量，又能保证和提高形位精度。目前，世 界各国的数控制造厂商均竞相研究开发具有复合功能的数控机床。4 智能化、网络化、柔性化 智能化是指数控机床控制加工精度和加工效率的智能化。比如在加工过程中使用自 适应控制、工艺参数的自动生成等技术，在应用层面上改善数控机床的使用，在数 控系统方面使用智能化的负载自动识别、电机参数自适应运算调整和自动选定工作 状态等技术，使数控机床的安装调试更高效。 网络化是 21 世纪
9、数控机床的必备功能之一，这种功能将极大的满足生产线，制造 系统和制造企业对信息集成的需求，使得企业和企业之间也可以进行跨地域的协同 设计、协同制造、信息共享、远程监控及远程服务，并且极大的便利企业的供销和 售后服务。 高速、高效的网络信息传输，可以实现数控机床状态的远程诊断。管理人员可以随 时了解由数控机床组成的生成系统中任何一台数控机床的工作状态，掌握生成过程3的实际进度。通过网络传送的生产过程信息构成了柔性自动化生成的基础。柔性自 动化技术是先进制造领域的基础技术，目前世界各国都在积极进行这方面的研究， 以期提高由数控机床组成的柔性自动化系统的可靠性及实用化程度，并以联网和集 成作为主要研
10、究目标。1.2 数控机床的特点 数控机床使用了计算机信息处理、自动控制等先进的工业技术，使得数控机床在现 代制造中具有常规机床无法比拟的优势。 1 对加工对象的适应性强 使用普通机床对机械零件加工，必须按照零件的特征设计专用夹具，并对机床进行 调整，当更换零件时所有的工、夹具都将更换。利用数控机床就可以消除这些因素 对生产的影响，只需要更换零件的加工程序，根据要求在数控机床的刀具库中添置 符合相应工步要求的刀具，即可迅速完成生产的组织工作，而数控机床使用的工件 夹具通常都是简单、容易制造的夹具，可以节约大量的工艺装备费用。2 加工精度高 数控机床使用滚动导轨及滚珠丝杠进行运动传递，加工过程中数
11、控系统向伺服装置 以数字方式发出位置控制指令，由伺服装置完成执行的正确位置定位。目前，数控 装置的脉冲当量一般都达到0.001mm，而且运动执行机构的误差均可以通过数 控系统的误差补偿计算予以消除，因此数控机床能够达到较高的加工精度。对于国 产的中小型数控机床，定位精度普遍可以达到0.01mm，重复定位精度可以达 到 0.008mm。并且数控机床在自动化加工的过程中消除了操作者人为因素引起的 操作误差，因此，同一批加工零件的尺寸一致性好，产品合格率高，加工质量十分 稳定。3 生产效率高 零件加工所需的时间包括机动时间和加工辅助时间两部分，数控机床能够有效的减 少这两部分的时间，因而加工生产率比
12、一般机床高的多。数控机床在加工的过程中 可以通过对主轴转速和伺服进给速度的实时调节，使数控机床的加工过程处于最佳 切削状态，并且数控机床经过优设计的高刚性结构，允许在加工过程中使用强力的 切削规范，有效的节省了机动时间。新型数控机床的数控系统具有学习功能，操作 者在加工零件时启动该功能，经过几个零件的加工，数控系统能够对加工参数进行 总结记忆，并形成针对该中零件的切削规范。 数控机床在一次装夹后，可以完成同一个加工面或几个加工面的多个要素加工，减 少了在普通机床上的重复装夹和安装的辅助的时间。数控机床自身的自动换刀系统 也使更换刀具的时间大大缩短，同时减少了零件的半成品的周转时间和费用。在新 型的加工中心上自动换刀时间已经缩短到0.6 秒。 数控机床在更换加工零件时几乎不需要重新调整机床，可以节省用于停机进行零件 安装调整的时间
