机床数控技术3

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1、 第 6 章 数控机床的保养与维修 教学提示：数控机床是一种典型的机电一体化产品，涉及范围比较广，在故障诊断和 维护方面与传统机床有很大的区别。因此，学习和掌握数控机床故障诊断及维护技术，已 越来越受到相关企业和人员的重视，数控机床故障诊断及维护已成为正确使用数控机床的 关键因素之一。 教学要求：了解关于数控机床保养、维护与故障修理的基本内容，以及数控机床使用 中的注意事项。重点掌握数控车床与加工中心的维护保养与故障诊断方法，熟悉机床数控 系统与伺服系统常见故障的处理方法，并通过对实际例子的学习掌握数控机床常见故障的 诊断步骤与基本思路。 6.1 概 述 一般来说，数控机床的维护工作应该包括设

2、备管理、维护保养及故障修理，并且这三 者是紧密相关、互相制约的，也就是说做好日常维护保养和设备管理工作，不仅可大大减 少其设备故障的发生，并且也为发生故障时及时诊断、修复提供了应有的方便和必要的 条件。 1. 数控机床的设备管理 设备管理是一项系统工程，它根据企业的生产发展及经营目标，通过一系列技术、经 济、组织措施及科学方法来进行。其主要包括设备选购、安装、调试、验收、使用、维修 以及改造更新，直至设备报废等一系列管理工作。 具体说来，设备管理为正确使用数控机床建立了必要的各项规章制度。如建立定人、 定机、定岗制度，进行岗位培训，禁止无证操作。并根据数控机床的设备特点，制定各项 操作、维修安

3、全规程。在设备保养上要求严格进行记录工作，即对每次的维护保养都要做 好保养内容、方法、时间、保养部件状况、参加人员等有关记录；对故障修复要认真做好 有关故障记录与说明，如故障现象、原因分析、排除方法、隐含问题和所用备件情况等， 并做好有关设备技术资料的出借、保管、登记工作。做好为设备保养和维修用的各类备品 配件的采购、管理工作，各类常用的备品配件主要有各种印制电路板、电气元器件(如各类 熔断器、直流电动机电刷、开关按钮、继电器、接触器等)和各类机械易损件(如传动带、 轴承、液压密封圈、过滤网等)。对电气备用板要定期通电检验，为维修添置必要的技术手 册、工作器具及测试仪器，常用的电气故障测试仪器

4、有：数字万用表、转速表、存储示波 器、逻辑分析仪、在线测试仪等。 2. 数控机床的维护保养 数控机床具有高精度、高效率和高适应性的特点。其运行效率的高低，各附件的故障 率、使用寿命的长短等，不仅取决于机床本身的精度和性能，很大程度上也取决于它的正机床数控技术 296 296 确使用和维护。正确使用能防止设备非正常磨损，避免突发故障，延长无故障工作时间。 精心维护可使设备始终保持良好状态，延缓劣化进程，并及时发现和消灭隐患于未然，从 而确保系统安全运行，保证企业的经济效益。因此，机床的正确使用与维护，是贯彻设备 管理以防为主的重要环节。 3. 数控机床的故障修理 数控机床是一种自动化程度较高、结

5、构较复杂的先进加工设备，大多用来加工重要工 件。同时，由于数控机床价格昂贵，为提高其利用率，充分发挥它的效益，应合理安排加 工工序，充分做好准备工作，尽量减少机床的等待时间；凡是能在数控机床上加工的，尽 量利用，而不能以保护贵重设备为由，使其长期闲置。如果一台数控机床的任何部分在生 产中出现故障或失效，都会使机床停机，造成生产停顿，若不能及时维修，不仅影响其设 备利用率，贻误产品生产周期，甚至会影响企业的信誉，造成无法弥补的经济损失。因此， 做好数控机床的故障修理工作，使其发挥应有的效率，不仅创造了实际价值，而且具有广 泛的社会效益。 数控机床采用计算机控制，伺服系统技术复杂，机床精度要求很高

6、。因此，数控机床 的使用不同于简单的设备，而是一项高技术应用工程。这就要求数控机床的操作、维修和 管理人员具有较高的文化水平和业务素质。为此均应进行不同技术内容的培训，因为初次 使用数控机床时，多是由于操作技术不熟练而引起故障造成机床停机。 维修是一门综合性技术。维修工作开展得好坏，首先取决于维修人员的素质。维修人 员在设备出现故障后，要能迅速找出故障并排除，其难度是相当大的。此能力并非一日之 功就能达到的，需要维修人员做长期的技术储备。因此，维修人员要刻苦学习，勇于探索， 勤于实践，不断归纳和总结经验，以提高自己的维修技术水平。 4. 数控机床维修安全规程 1) 维修前的准备工作 (1) 维

7、修人员亲自到故障现场检查需维修的内容； (2) 根据检查情况制定维修计划； (3) 准备好维修用消耗备件； (4) 所需仪器和工具状态良好。 2) 维修工作中的注意事项 (1) 维修期间应在醒目的地方树立 “机床正在维修” 的标志， 必须使电源开关处于 “OFF” 位置，并在电源开关上方树立“不许通电”的标志； (2) 工作场地空间足够，光线良好； (3) 装卸重物时，若重物超过 20kg，应两人以上搬抬或用吊车装卸，铲车或吊车必须 由具有操作合格证的人员操作，起吊工作必须由专门人员指挥； (4) 不得将工具或工件放在机床的滑动面上； (5) 不得用湿手操作电气线路及开关等； (6) 不得随意

8、更改电路或其他调整用电位器； (7) 通电测试时，注意防止高压危险； (8) 一定要使用规定的液压油、润滑脂、润滑油或其他性能相同的产品； (9) 一定要使用规定的熔断器和电缆。 第 6 章 数控机床的保养与维修 297 297 3) 维修工作结束后的注意事项 (1) 再次检查已经维修的各部分，确保机床能正常工作； (2) 清理维修场地，整理机床外观； (3) 将机床移交给操作者予以验收； (4) 记录好维修工作的各环节和处理结果。 6.2 数控机床的保养 为了使数控机床各部件保持良好状态，除了发生故障应及时修理外，坚持经常的保养 是十分重要的。坚持定期检查，经常维护保养，可以把许多故障隐患消

9、灭在萌芽之中，防 止或减少恶性事故的发生。不同型号的数控机床日常保养的内容和要求不完全一样，对于 具体的数控机床，说明书中都有明确的规定，但总的说来主要包括以下几个方面。 (1) 使机床保持良好的润滑状态。定期检查、清洗自动润滑系统，添加或更换油脂油 液，使丝杠、导轨等各运动部位始终保持良好的润滑状态，降低机械磨损速度。 (2) 定期检查液压、气压系统。对液压系统定期进行油质化验检查和更换液压油，并 定期对各润滑、液压、气压系统的过滤器或过滤网进行清洗或更换，对气压系统还要注意 及时对分水滤气器放水。 (3) 对直流电动机定期进行电刷和换向器检查、清洗和更换。若换向器表面脏，应用 白布蘸酒精予

10、以清洗；若表面粗糙，应用细金相砂纸予以修整；若电刷长度在 10mm 以下， 应予以更换。 (4) 适时对各坐标轴进行超程限位试验。尤其是对于硬件限位开关，由于切削液等原 因容易产生锈蚀，平时又主要依靠软件限位起保护作用，但关键时刻如因锈蚀不起保护作 用将产生碰撞，甚至损坏滚珠丝杠，严重影响其机械精度。试验时只要用手按一下限位开 关看是否出现超程警报，或检查相应的 I/O 接口输入信号是否变化。 (5) 定期检查电气部件。检查各插头、插座、电缆、各继电器的触点是否接触良好， 检查各印制电路板是否干净。检查主电源变压器、各电动机的绝缘电阻应在 1M 以上。平 时尽量少开电气柜门，以保持电气柜内清洁

11、；夏天用开门散热法是不可取的。定期对电气 柜和有关电器的冷却风扇进行卫生清扫，更换其空气过滤网等。另外纸带光电阅读机的受 光部件太脏时，可能发生读数错误，应及时清洗。印制电路板太脏或受潮，可能发生短路 现象，因此，必要时应对各个印制电路板、电气元器件采用吸尘法进行卫生清扫等。 (6) 数控机床长期不用时的维护。数控机床不宜长期封存不用，购买数控机床以后要 充分利用起来，尽量提高机床的利用率，尤其是投入使用的第一年，更要充分的使用，使 其容易出故障的薄弱环节尽早暴露出来，使故障的隐患尽可能在保修期内得以排除。有了 数控机床舍不得用，这不是对设备的爱护，反而会由于受潮等原因加快电子元件的变质或 损

12、坏，如数控机床长期不用时要定期通电，并进行机床功能试验程序的完整运行。要求每 13 周能通电试运行一次，尤其是在环境湿度较大的梅雨季节，应增加通电次数，每次空 运行 1h 左右，以利用机床本身的发热来降低机内湿度，使电子元件不致受潮。同时，也能 及时发现有无电池报警发生，以防系统软件、参数的丢失等。 (7) 定期更换存储器用电池。 一般数控系统内对 CMOS RAM 存储器器件设有可充电电 池维持电路，以保证系统不通电期间能保持其存储器的内容。在一般的情况下，即使电池机床数控技术 298 298 尚未失效，也应每年更换一次，以确保系统能正常工作。电池的更换应在 CNC 装置通电状 态下进行，以

13、防更换时 RAM 内信息丢失。 (8) 备用印制电路板的维护。印制电路板长期不用是很容易出故障的。因此，对于已 购置的备用印制电路板应定期装到 CNC 装置上通电运行一段时间，以防损坏。 (9) 经常监视 CNC 装置用的电网电压。CNC 装置通常允许电网电压在额定值的 85% 110%的范围内波动，如果超出此范围就会造成系统不能正常工作，甚至会引起 CNC 系统 内的电子元器件损坏。为此，需要经常监视 CNC 装置用的电网电压。 (10) 定期进行机床水平和机械精度检查并校正。机械精度的校正方法有软硬两种，其 软方法主要是通过系统参数补偿，如丝杠反向间隙补偿、各坐标定位精度定点补偿、机床 回

14、参考点位置校正等；其硬方法一般要在机床大修时进行，如进行导轨修刮、滚珠丝杠螺 母预紧调整反向间隙等。 1. 数控车床的维护保养 数控车床的维护保养见表 6-1。 表 6-1 数控车床日常维护一览表 序号 检查 周期 检查部位 检查要求(内容) 1 每天 切削液、液压油、润滑油 检查切削液、液压油、润滑油的油量是否充足 2 每天 切屑槽 切屑槽内的切屑是否已处理干净 3 每天 操作盘 检查操作盘上的各指示灯是否正常，各按钮、开关是否处于正确位置 4 每天 CRT 显示屏 CRT 显示屏上是否有任何报警显示，若有问题应及时予以处理 5 每天 液压装置的压力表 液压装置的压力表是否指示在所要求的范围

15、内 6 每天 冷却风扇 各控制箱的冷却风扇是否正常运转 7 每天 刀具 刀具是否正确夹紧在刀夹上，刀夹与回转刀架是否可靠夹紧，刀具是否有损伤 8 每天 主轴、滑板等 运转中，主轴、滑板处是否有异常噪声；有无与平常不同的异常现象 9 每月 主轴的运转情况 轴以最高转速一半左右的转速旋转 30min，用手触摸壳体部分，若感觉温和即为正常，以此了解主轴轴承的工作情况 10 每月 滚珠丝杠 检查 X、Z 轴的滚珠丝杠，若有污垢，应清理干净，若表面干燥，应涂润滑脂 11 每月 超程限位开关 检查 X、Z 轴超程限位开关、各急停开关是否动作正常，可用手按压行程开关的滑动轮，若 CRT 显示屏上有超程报警显

16、示，说明限位开关正常。顺便将各接近开关擦拭干净 12 每月 刀架 检查刀架的回转头、中心锥齿轮的润滑状态是否良好，齿面是否有伤痕；换刀时其换位动作是否平顺，以刀架夹紧、松开时无冲击为好 第 6 章 数控机床的保养与维修 299 299 (续) 序号 检查 周期 检查部位 检查要求(内容) 13 每月 导套内孔 检查导套内孔状况，看是否有裂纹、毛刺，导套前面盖帽内是否积存切屑 14 每月 切削液槽 检查切削液槽内是否积存切屑 15 每月 液压装置 检查液压装置，如压力表的动作状态，液压管路是否有损坏，各管接头是否有松动或漏油现象等 16 每月 润滑油装置 检查润滑泵的排油量是否合乎要求，润滑油管路是否损坏，管接头是否松动、漏油等 17 半年 主轴 主轴孔的振摆，主轴传动用 V 带的张力及磨损情况，编码盘用同步带的张力及磨损情况 18 半年 导套装置 主轴以最高转速的一半运转 30min 后， 用手触摸壳体部分无异常发