数控机床参数设置与日常维护技术论述.doc

学号 200907061210 成都农业科技职业学院毕业论文 数控机床参数设置技术与 日常维护技术论述系院名称 机 电 工 程 分 院 学生姓名 赖 利 拉 专业名称 数 控 技 术指导老师 陈 建 国 2011 年 12 月 摘 要 近年来，随着装备制造业自动化水平的不断提升，数控技术得到了迅速发展，已广泛应用在金属加工、汽车制造、航空航天、消费电子、模具制造、木工机械、注塑机械等行业，并且已经达到一个万人瞩目的市场规模。据国家相关权威机构提供的统计数字，我国目前数控设备保有量约70万台。这其中配置FANUC系统的数控机床约占国内数控机床总量放入20%25%，随着数控机床使用规模的不断扩大，对数控系统调试与维修人员的需求量和技能要求都有了显著提升。并且随着数控技术的发展, 数控自动控制领域应用也愈来愈广，它在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。在机床的实际设计和生产过程中，为了提高数控机床加工的精度，对其定位控制装置的选择及参数的设置就显得尤为重要。与此在数控机床进步的同时数控维修等方面也是不可缺少的，因此我们对数控机床的参数设置与日常维护技术也要相当重视。关键词：数控机床 、 参数设置 、 日常维护目 录第一章 机床的简介 31.1数控机床的产生31.2数控机床的特点51.3数控机床的组成61.4数控机床的工作原理6第二章 参数设置72.1 参数的概念72.2 参数的设定方法72.3 数控机床参数分类82.4 参数的调试102.5伺服参数的初始化11第三章 设置技巧与注意事项等方面113.1 数控系统参数丢失113.2 数控机床参数错误会引起的故障11第四章 数控机床的维护原则12第五章 数控机床日常维护项目及原因分析155.1数控机床的日常维护155.2分析故障原因及制定排除故障的方案17结 论18参考文献19第一章 数控机床的简介1、 数控机床的产生 随着生产和科学技术的飞速发展，社会对机械产品多样化的要求日益强烈，产品更新越来越快，多品种、中小批量生产的比重明显增加，同时随着汽车工业和轻工业消费品的高速增长，机械产品的结构日趋复杂，其精度日趋提高，性能不断改善，激烈的市场竞争要求产品研制生产周期越来越短，传统的加工设备和制造方法已难以适应这种多样化、柔性化、高效和高质量复杂零件加工要求。因此，对制造机械产品的生产设备机床，必然会相应地提出高效率、高精度和高自动化的要求。 在机械产品中，单件与小批量产品占到70%80%。这类产品的生产不仅对机床提出了“三高”要求，而且还要求机床应具有较强的适应产品变化的能力。特别是一些由曲线、曲面组成的复杂零件，若采用通用机床加工，只能借助画线和样板用手工操作的方法来加工，或利用靠模和仿型机床来加工，其加工精度和生产效率都受到了很大的限制。 数控机床就是为了解决单件、小批量，特别是高精度、复杂型面零件加工的自动化并保证质量要求而产生的。1947年美国PARSONS公司为了精确制造直升飞机机翼、浆叶和框架，开始探讨用三坐标曲线数据控制机床运动，并进行实验加工飞机零件。1952年麻省理工学院（MIT）伺服机构研究所用实验室制造的控制装置与辛辛那提（Cincinnati Hydrotel）公司的立式铣床成功的实现了三轴联动数控运动，实现控制铣刀连续空间曲面加工，它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密检测与新型机械结构等多方面的技术成果，是一种新型的机床，可用于加工复杂曲面零件。该铣床的研制成功是机械制造行业中的一次技术革命，使机械制造业的发展进入了一个崭新的阶段，揭开了数控加工技术的序幕。 数控机床的定义，国际信息处理联盟IFIP(International Federation of Information Processing) 将其定义为：数控机床是一种装有程序控制的机床，机床的运动和动作按照这种程序系统发出的特定代码和符号编码组成的指令进行。国标GB81291987将“数控”定义为：用数字化信息对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。2、 数控机床的特点（1）. 加工精度 数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的。目前数控机床的脉冲当量普遍达到了0.001mm，而且进给传动链的反向间隙与丝杠螺距误差等均可由数控装置进行补偿，因此，数控机床能达到很高的加工精度。（2）、对加工对象的适应性强 在数控机床上改变加工零件时，只需从新编制（更换）程序，输入新的程序就能实现对新的零件的加工，这就为复杂结构的单件、小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利。（3）、自动化程度高，劳动强度低 数控机床对零件的加工是按事先编好的程序自动完成的，操作者除了安放穿孔带或操作键盘、装卸工件、关键工序的中间检测以及观察机床运行之外，不需要进行繁杂的重复性手工操作，劳动强度与紧张程度均可大为减轻，加上数控机床一般都具有较好的安全防护、自动排屑、自动冷却和自动润滑装置，操作者的劳动条件也大为改善。（4）、生产效率高 数控机床主轴的转速和进给量的变化范围比普通机床大，因此，数控机床每一道工序都选用最有利的切削用量。由于数控机床的结构刚性好，因此允许进行大切削量的强力切削，这就提高了数控机床的切削功率，节省了机动时间。 数控机床更换被加工零件时几乎不需要重新调整机床，故节省了零件安装、调整时间。数控机床加工质量稳定，一般只做首件检验和工序间关键尺寸的抽样检验，因此节省了停机检验时间。(5)、良好的经济效益 在单件、小批量生产的情况下，使用数控机床加工，可节省划线工时，减少调整、加工和检验时间，节省了直接生产费用；使用数控机床加工零件一般不需要制作专用夹具，节省了工艺装备费用；数控机床加工精度稳定，减少了废品率，使生产成本进一步下降。(6)、有利于现代化管理 采用数控机床加工，能准确地计算出零件加工工时和费用，并有效地简化了检验夹具、半成品的管理工作，这些特点都有利于现代化的生产管理。3、数控机床的组成数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统、测量反馈装置和机床本体组成，其各组成部分的关系如图1-1并且数控机床的工作过程可以通过下面图1-2看出具体的过程：4、数控机床的工作原理（1）、根据被加工零件的图样与工艺规程，用规定的代码和程序格式编写加工程序。（2）、将所编程序指令输入机床数控装置。（3）、数控装置将程序（代码）进行译码、运算之后，向机床各个坐标的伺服机构和辅助控制在发出信号，以驱动机床的各运动部件，并控制所需要的辅助动作，最后加工出合格的零件。第二章 参数设置1、 参数的概念 参数（Parameter）亦称机床数据（MachineDate），是CNC系统和机床之间建立相互联系的机床相关信息，以专用数据的形式存储在内部控制系统寄存器中，是对机床功能、轴运动控制驱动类型显示设定等进行定义的一系列数据，是CNC与机床组合在一起之后为了最大限度地发挥CNC机床的功能而设置的值，进过一系列试验调整而获得的重要数据。2、参数的设定方法1.1参数画面的调出方法（1） 参数画面显示 在MID画板上按下功能键SYSTEM。便出现参数设置界面图（2） 按参数号检索参数在调出参数画面后，可以通过PAGE上下键来浏览参数画面，也可以通过输入参数号，快速检索参数。（3） 参数的形式系统参数有四种形式，见表1-3数据形式参数值说明位型0或1字节型字节型-1281270255有些参数中不使用符号字节轴型字型-3276832767065535位轴型双字型-9999999999999999双字轴型3、数控机床参数分类无论是哪种型号的CNC系统都有大量的参数，不同类型数据系统的参数也不尽相同，以FANUC0i-MA数控系统参数为例加以说明，按照数据形式FANUC0i-MA数控系统的参数大致可分为位型和字型两大型，其中位型又分为位型和位型轴，字型又分为字节型和字节轴型，字型、字轴型、双字型、双字轴型等八种。轴型参数允许参数分别设定各个控制轴位型参数就是对该参数的0-7这八种型号设置的“0”或“1”的数据。经过仔细研究，归纳起来又有一定的共性可言，现提供其分类方式以做参考。1.1、按参数的表示形式来划分，数控机床的参数可分为三类。(1)状态型参数状态型参数是指每项参数的八位二进制数位中，每一位都表示了一种独立的状态或者是某种功能的有无。例如FANUC0TD系统的1号参数项中的各位所表示的就是状态型参数。(2)比率型参数比率型参数是指某项参数设置的某几位所表示的数值都是某种参量的比例系数。例如 FANUC0TD系统的512、513、514号参数项中每项的八位所表示就是比率型参数。(3)真实值参数真实值参数是表示某项参数是直接表示系统某个参数的真实值。这类参数的设定范围一般是规定好的，用户在使用时一定要注意其所表示的范围，以免千百万设定参数的参数超出范围值。例如FANUC0TD系统的522、523、524、525号参数项中每项的八位所表示的就是比率参数。1.2、按参数本身的性质可分为两类(1)普通型参数凡是在CNC制造厂家提供的资料上有详细介绍参数均可视为普通型参数。这类参数只要按着资料上的说明弄清含义，能正确、灵活应用即可。(2)秘密级参数秘密级参数是指数控系统的生产厂在各类公开发行的资料所提供的参数说明中，均有一些参数不做介绍，只是在随机床所附带的参数表中有初始的设定值，用户搞不清其具体的含义。如果这类参数发生改变，用户将不知所措，必须请厂家专业人员进行维护和维修。4、参数的调试 正确调试一台数控机床的控制部分，应该按照以下的步骤进行： 1)、数控系统的初始化（完成数控系统功能配置和轴的配置）； 2)调试PLC应用程序有涉及的相关功能（如急停、硬限位等）以及操作功能生效； 3)、设定驱动器基本参数（如电机型号、总线地址等）； 4)、设置数控系统的基本参数（如控制参数、机械传动参数、速度参数等）； 5)、 误差补偿（反向间隙、螺距误差等）； 6)、驱动器速度控制特性优先； 7)、用户保护的设定； 8)、数据备份。 必须注意的是，各个部件之间的正确连接是数控系统顺利调试的基础。调试的过程是：首先调试PLC应用程序，在确认与安全相关的功能调试完成后，才能进行驱动器参数和数控系统参数的调试。5、伺服参数的初始化 在数控机床安装调试过程中，需要对伺服参数进行初始化设定，以便伺服系统与机床所拖动的机械负载相匹配。 对伺服系统参数的初始化要求按以下步骤进行： 1） 接通电源，使机床处于急停状态。 设定显示伺服设定调整页面功能。 2）暂时关断电源，再重新开通电源。按下面顺序，显示伺服参数的设定画面。按键、键、SV，参数键。3） 使用光标，翻页键，输进初始设定必要的参数。 4） 再次关断电源，开通电源。第三章 设置技巧与注意事项等方面1、数控系统参数丢失1）、 数控系统后备电池失效 后备电池失效将导致全部参数的丢失，机床长时间停用容易出现后备电池失效的现象。2）、操作者的误操作使参数丢失或遭到破坏 这种现象在初次接触数控机床的操作者经常遇到，由于误操作，从而造成了参数的丢失。3）、机床在DNA方式下加工工件或在进行数据传输时电网突然断电。2、数控机床参数错误会引起1) 系统不能正常启动；2) 不能正常运行；3) 机床运行时经常报跟踪误差；4) 机床轴运动方向或回零方向反；5) 运行程序不正常；6) 螺纹加工不能进行；7) 系统显示不正常；8) 死机；参数是整个数控系统中很重要的一部分，如果参数出现了问题可以引起各种各样的问题，所以我们在维修调试时一定要注意检查参数，以便数控机床能正常运行工作。第四章 数控机床维护原则 在检测故障过程中，应充分利用数控系统的自诊断功能，如系统的开机诊断、运行诊断、PLC的监控功能。根据需要随时检测有关部分的工作状态和接口信息。同时还应灵活应用数控系统故障检查的一些行之有效的方法，如交换法、隔离法等。另外，从监测排除故障中还应掌握以下若干原则：1）先方案后操作（或先静后动）维护维修人员碰到机床故障后,先静下心来,考虑出分析方案再动手。维修人员本身要做到先静后动，不可盲目动手，应先询问机床操作人员故障发生的过程及状态，阅读机床说明书、图样资料后，方可动手查找和处理故障。如果上来就碰这敲那连此断彼，徒劳的结果也许尚可容忍，但造成现场破坏导致误判或者引入新的故障导致更大的后果则后患无穷。2）先安检后通电确定方案后，对有故障的机床仍要秉着先静后动的原则，先在机床断电的静止状态，通过观察测试、分析，确认为非恶性循环性故障，或非破坏性故障后，方可给机床通电，在运行工况下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。然而对恶性的破坏性故障，必须先排除危险后，方可通电，在运行工况下进行动态诊断。3）先软件后硬件当发生故障的机床通电后，应先检查软件的工作是否仍正常。有些可能是软件的参数丢失或者是操作人员使用方式、操作方法不对而造成的报警或故障。切忌一上来就大拆大卸，一直造成更大的后果。4）先外部后内部数控机床是机械、液压、电气一体化的机床，故其故障的发射管内必然要从机械、液压、电气这三者综合反映出来。数控机床的检修要求维修人员掌握先外部后内部的原则。即当数控机床发生故障后，维修人员应先采用望、闻、听、问等方法，由外向内逐一进行检查。比如：数控机床中，外部的行程开关、按钮开关、液压气动元件以及印制电路板插头座、边缘接插件与外部或相互之间的连接部位、电控柜插座或端子排这些机电设备之间的连接部位，因其接触不良造成信号传递失灵，是产生数控机床故障的重要因素。此外，由于工业环境中，温度、湿度变化较大，油污或粉尘对元件及线路板的污染，机械的振动等，对于信号传送通道的接插件都将产生严重影响。在检修中重视这些因素，首先检查这些部位就可以迅速排除较多的故障。另外，尽量避免随意地启封、拆卸，不适当的大拆大卸，往往会扩大故障，使机床大伤元气，丧失精度，降低性能。5）先机械后电气由于数控机床是一种自动化程度高、技术较复杂的先进机械加工设备。一般来讲，机械故障较易察觉，而数控系统故障的诊断则难度要大些。先机械后电气就是在数控机床的检修中，首先检查机械部分是否正常，行程开关是否灵活，气动、液压部分是否正常等。从经验看来，数控机床的故障中有很大部分是由机械动作失灵引起的。所以，在故障检修之前，首先逐一排除机械性的故障，往往可以达到事半功倍的效果。6）先公用后专用公用性的问题往往影响全局，而专用性的问题只影响局部。如机床的几个进给轴都不能运动，这时应先检查和排除各轴公用的CNC、PLC、电源、液压等公用部分的故障，然后再设法排除某轴的局部问题。又如电网或主电源故障是全局性的，因此一般应首先检查电源部分，看看保险丝时候正常，直流电压输出是否正常。总之，只有先解决影响一大片的主要矛盾，局部的，次要的矛盾才有可能迎刃而解。7）先简单后复杂当出现多种故障相互交织掩盖、一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。常常在解决简单故障的过程中，难度大的问题也可能变得容易，或者在排除简易故障时受到启发，对复杂故障的认识更为清晰，从而也有了解决办法。8）先一般后特殊在排除某一故障时，要先考虑最常见的可能原因，然后再分析很少发生的特殊原因。例如：当数控车床Z轴回零不准时，常常是由于降速档块位置走动所造成。一旦出现这一故障，应先检查该档块位置，在排除这一常见的可能性之后，再检查脉冲编码器、位置控制等环节。第五章 数控机床日常维护项目及原因分析数控机床是操作人员为保持设备正常技术形态，延长使用寿命所必须进行的日常工作是操作人员主要职责之一。数控机床维护分为日常维护和定期维护。1、数控机床的日常维护数控机床日常维护包括每班维护和周末维护，由操作人员负责。1) 每班维护 班前要对设备进行点检，查看有无异状；查看机油及润滑装置得油质，油量，并按润滑图表规定加油；检查安全装置及电源等是否良好；准确无误后先空车运转等待润滑情况及各部位正常后方可工作。设备运转中要严格遵守操作规程，注意观察运转情况，发现异常，立即处理。对自己不能排除故障的，填写设备维修清单，交修理人员维修，修理完由操作者验收签字，修理人员填写记录检修及换件情况，交车间统计员分析掌握故障动态。2) 周末维护 在每周末和节假日前用1-2h较彻底地清扫设备，清除油污，并有机械员主持维修组检查评分考核，公布评分结果。2、数控机床的定期维护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检，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经常放水。 3)定期检查电动机系统。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，应用白布沾酒精予以清洗；若表面粗糙，用细金相砂纸予以修整；若电刷长度为10mm以下时，予以更换。 4)适时对各坐标系轴进行超限位试验。由于切削液等原因使硬件限位开关产生锈蚀，平时又主要靠软件限位起保护作用。因此要防止限位开关锈蚀后不起作用，防止工作台发生碰撞，严重时会损坏滚珠丝杠，影响其机械精度。试验时只要按一下限位开关确认一下是否出现超程报警，或检查相应的I/O接口信号是否变化。 5)定期检查电器元件。检查各插头、插座、电缆、各继电器的触点是否接触良好，检查各印刷线路板是否干净。检查主变电器、各电机的绝缘电阻在1M以上。平时尽量少开电气柜门，以保持电气柜内的清洁，定期对电器柜和有关电器的冷却风扇进行卫生清洁，更换其空气过滤网等。电路板上太脏或受湿，可能发生短路现象，因此，必要时对各个电路板、电气元件采用吸尘法进行卫生清扫等。 6)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，尤其是投入的第一年，更要充分的利用，使其容易出现故障的薄弱环节尽早的暴露出来，使故障的隐患尽可能在保修期内得以排除。数控机床不用，反而由于受潮等原因加快电子元件的变质或损坏，如数控机床长期不用时要长期通电，并进行机床功能试验程序的完整运行。要求每13周通电试运行1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1小时左右，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。2、分析故障原因，制定排除故障的方案。 分析故障时，维修人员不应局限于CNC部分，而是要对机床强电、机械、液压、气动等方面都作详细的检查，并进行综合判断，制定出故障排除的方案，达到快速确诊和高效率排除故障的目的。分析故障原因时应注意：1）思路一定要开阔，无论是数控系统、强电部分、还是机、液、气等，只要将有