XK713数控铣床.doc

数控铣床维修技术文件数控铣床维修技术文件 职业院校： 烟台职业学院 系 别： 电气工程系 班 级： 2010机电三班 姓 名： 徐勤才 学 号： 2010102174 目 录XK713数控铣床简介2XK713数控铣床用途2标准配件3数控机床零配件及厂家明细3性能参数4如何选购5安装要求6调整10主轴项目维修11日常维护保养19XK713数控铣床XK713是针对模具等机械行业设计的机床，具有高刚性、高可靠性、切削功率大的特点，气动换刀快捷、方便。本机床采用高速主轴、台湾滚珠丝杠。运行速度快、精度高、操作方便。主要选配系统：西门子/法那科/三菱/华中等 用途 该机床整机刚性好，操作方便灵活。可进行立铣、钻、扩、镗、攻丝等加工工序。用途广泛，特别适用于加工各种形状复杂的二、三维凹凸模型及复杂的型腔和表面。更适于企业生产车间批量加工零件。标准配件: 数控系统 切削液系统 工作灯 主轴吹气+工件吹气 刚性攻牙 变压器 全罩式钣金水平调整螺丝及垫块 自动润滑系统 电器箱热交换系统 工具箱及工具 RS-232 界面 带导轨配重 随机资料:操作编程说明书 数控机床零配件及厂家明细:1、 控制系统：三菱/发那科；2、 三轴驱动电机：三菱/发那科； 3、 主轴电机：见本机系统配置；4、 主轴：台湾臻赏或罗翌； 5、 润滑:日本河谷； 6、 丝杆:台湾HIWIN（上银）/(银泰)精密级滚珠丝杆及精密锁紧螺母； 7、 轴承:日本NSK高精度轴承; 8、 联轴器:进口联轴器,(如电机与滚珠丝杆为直联方式);9、 刀库:台湾臻赏刀库系统; 10、 外罩:超厚外罩钣金,采用静电喷涂处理(喷塑处理);11、 防护罩:X,Y,Z防护罩:进口不锈钢防护罩;12、 光机:高品质树脂砂铸件；性能参数： 工作台面尺寸Table size (Mm) 800350 X轴最大行程 X axes (Mm) 450 Y轴最大行程 Y axes (Mm ) 350 Z轴最大行程 Z axes (Mm) 400 定位精度 Positioning Accucy (Mm) 0.01 重复定位精度 Repeatability (Mm) 0.0075 主轴电机功率 Spindle drive motor (Kw) 3.7/5.5 主轴最高转速 Max spindle speed (Mm/min) 6000(无级变频调速) 最大快进速度 Rapid traverse speed (Mm/min) 5000 三轴进给速度 traverse speed (Mm/min) 3000 主轴端面至工作台面距离 Distance from spindle nose to table surface (Mm) 80-480 工作台T型槽 T-Slot 12H/3 主轴锥孔 Spindle taper 标准 BT40 工作台承重 Max.Load Of Table (Kg) 400 机床总功率 Total power (Kw) 12 机床净重 Machine weight ( T ) 2如何选购：1：根据被加工零件的尺寸选用：规格较小的升降台式数控铣床，其工作台宽度多在400mm以下，它最适宜中小零件的加工和复杂形面的轮廓铣削任务。规格较大的如龙门式铣床，工作台在500600mm以上，用来解决大尺寸复杂零件的加工需要。2：根据加工零件的精度要求选用我国已制定了数控铣床的精度标准，其中数控立式铣床升降台铣床已有专业标准。标准规定其直线运动坐标的定位精度为0.04/300mm，重复定位精度为 0.025mm，铣圆精0.035mm。实际上，机床出厂精度均有相当的储备量，比国家标准的允差值大约压缩20%左右。因此，从精度选择来看，一般的数控铣床即可满足大多数零件的加工需要。对于精度要求比较高的零件，则应考虑选用精密型的数控铣床。3：根据加工零件的加工特点来选择对于加工部位是框形平面或不等高的各级台阶，那么选用点位-直线系统的数控铣床即可；如果加工部位是曲面轮廓，应根据曲面的几何形状决定选择两坐标联动和三坐标联动的系统；也可根据零件加工要求，在一般的数控铣床的基础上，增加数控分度头或数控回转工作台，这时机床的系统为四坐标的数控系统，可以加工螺旋槽、叶片零件等。4：根据零件的批量或其他要求选择对于大批量的，用户可采用专用数控铣床。如果是中小批量而又是经常周期性重复投产的话，那么采用数控铣床是非常合适的，因为第一批量中准备好多工夹具、程序等可以存储起来重复使用。从长远考虑，自动化程度高的铣床代替普通铣床，减轻劳动者的劳动量提高生产率的趋势是不可避免的安装要求：一般的数控铣床是机电一体化设计，从制造厂发货到用户，都是整机装运，不需解体包装。因此用户收到机床后，只需按说明书的规定进行即可。注意以下几个方面：1.开箱机床开箱后，首先根据包装标志找到随机技术文件，按技术文件中的装箱清单清点附件、工具、备件等。如箱内实物与装箱单不符，应及时与制造厂联系。然后，仔细阅读说明书，按说明书指导进行安装工作。2.吊运按照说明书中的吊装图，在适当的位置垫上木块或厚布，防止钢丝绳碰伤油漆和加工面。在吊运过程中，应尽量降低机床的重心。如果，数控机床的电龟是分离的，则电柜顶部一般有吊环供吊运时使用。3. 找平 按照机床说明书调整机床的水平精度。机床放在基础上，应在自由状态下找平，然后将地脚螺栓均匀地锁紧。 4. 清洗 除各部件因运输需要而安装的紧固工件（如紧固螺钉、连接板、楔铁等）外，应清洗各连接面、各运动面上的防锈涂料，清洗时不能使用金属或其它坚硬刮具。 5. 连接 1）机床解体零件及电缆、油管和气管的连接。 2）机床数控系统的连接。 （1）数控系统的开箱检查 （2）外部电缆的连接 （3）电源线的连接。 6. 确认 1） 输入电源电压、频率及相序的确认 （1）输入电源电压和频率确认。 我国供电制式是交流380V，三相；交流220V，单相，频率为50Hz。 （2）电源电压波动范围的确认。 检查用户的电源电压波动范围是否在数控系统允许的范围之内。一般数控系统允许电压波动范围为额定值的85110%， （3） 输入电源电压相序的确认。 目前数控机床的进给控制单元和主轴控制单元的供电电源，大都采用晶阐管控制元件，如果相序不对，接通电源，可能使进给控制单元的输入熔丝烧断。 检查相序的方法很简单，一种是用相序表测量，当相序接法正确时相序表按顺时针方向旋转，否则就是相序错误，这时可将R、S、T中任意两条连接电线对调一下位置就行了。另一种是用双线示波器来观察二相之间的波形，二相在相位上相差1200。4） 确认直流电源输出端是否对地短路。 各种数控系统内部都有直流稳压电源单元，为系统提供所需的+5V，15V，24V等直流电压。 （5） 接通数控柜电源，检查各输出电压。 在接通电源之前，为了确保安全，可先将电动机动力线断开。这样，在系统工作时不会引起机床运动。但是应根据修理说明书的介绍对速度控制单元作一些必要性的设定，不致因断开电动机动力线而造成报警。接通数控柜电源后，首先检查数控柜内各风扇是否旋转，这也是判断电源是否接通的最简便方法。随后检查各印制电路板上的电压是否正常，各种直流电压是否在允许的范围之内。 （6） 检查各熔断器。 熔断器是设备的“卫士”，时时刻刻保护着设备的安全。除供电主线路上熔断器外，几乎每一块电路板或电路单元都装有熔断器，当过负荷、外电压过高或负载端发生意外短路时，熔断器能马上被熔断而切断电源，起到保护设备的作用，所以一定要检查熔断器的质量和规格是否符合要求。2） 短路棒的设定和确认。 数控系统内的印制电路板上有许多用短路棒短路的设定点，需要对其适当设定以适应各种型号机床的不同要求。 一般来说，用户购入的整台数控机床，这项设定已由机床厂完成，用户只需确认一下即可。但对于单体购入的数控装置，用户则必须根据需要自行设定。主要设定内容有以下三个方面。 （1） 控制部分印制电路板上的设定。 包括主板、ROM板、连接单元、附加轴控制板、旋转变压器或感应同步器的控制板上的设定。 （2） 速度控制单元电路板上的设定。 在直流速度控制单元和交流速度控制单元上都有许多设定点，这些设定用于选择检测元件的种类、回路增益及各种报警。 （3） 主轴控制单元电路板上的设定。 无论是直流或是交流主轴控制单元上，均有一些用于选择主轴电动机电流极性和主轴转速等的设定点。 3） 数控系统各种参数设定的确认。 设定数控系统参数，包括PLC参数等的目的，是当数控装置与机床相连时，能使机床具有最佳的工作性能。 4） 确认数控系统与机床间的接口。 现代的数控系统一般都有自诊断功能，在CRT画面上可以显示数控系统与机床接口以及数控系统内部的状态。在带有可编程控制器PLC时，可以反映出从NC到PLC，从PLC到机床（MT），以及从MT到PLC，从PLC到NC的各种信号状态。 调整对于数控铣床，主机是整机发运，出厂前都一调整好，用户在安装中应注意：油压的调整、自动润滑的调整以及重点检查防止升降台垂向下滑装置是否起作用等。数控铣床的调试与验收对于一般的数控铣床来说，主机是整机发运，出厂前都已调整好。但用户在使用前仍需注意以下几点：数控铣床的调试油压的调整。因为液压变速、液压拉力等机构都需要合适的压力，所以机床开箱后，清除防锈用的油封，即向油池中灌油，开动油泵调整油压，一般在12Pa的压力即可。自动润滑的调整数控铣床大多采用自动定时定量润滑站供油，开车前检查一下润滑油泵是否按规定的时间启动。这些时间的调整一般由继电器进行的。重点检查防止升降台垂向下滑装置是否作用。检查方法很简单，在机床通电的情况下，在床身固定表座，用千分表测头指向工作台面，然后将工作台突然断电，通过千分表观察工作台面是否下沉，变化在0。010。02mm是允许的，下滑太多会影响批量加工零件的一致性。此时，可调整自锁器调节。主轴项目维修: 1. 主轴故障特征 XK713 华中 数控铣床在使用 过程中 , 主轴系统常见故障特 征主要表现有三方面 :( 1) 换刀机构卡滞 , 刀具无法从主轴中卸下。 ( 2) 未装刀具夹紧时主轴能正常运转 , 装上刀具夹紧后不运转。 ( 3) 在正常的加工过程中 , 主轴经常停止工作 , 加工过程自动结束。 2. 主轴结构与工作原理主轴系统主要由主轴和拉刀夹紧机构组成。 由电机通过同步齿形带带动主轴转动 ; 拉刀夹紧机构主要拉紧刀具并夹紧 , 由步进电机带动蜗轮蜗杆转动 , 使蜗轮轴上的齿轮带动齿条上下移动 , 齿条下移推动拉刀杆解脱刀具 , 齿条上移 , 拉刀杆在弹簧力的作用 下 , 拉紧刀具并锁紧 , 完成刀具的装卸 ; 两者运动互锁。 夹紧控制与工作原理如图 1 、图 2 所示。 3. 主轴 系 统故障原因分析与维修 ( 1) 换 刀 机构卡滞使刀具无法 从 主 轴 中 卸下。 原因有 : 蜗杆蜗轮机构和扇形齿轮齿条机构存在较大的齿形误差 或齿 侧 间 隙 , 常产生机构卡滞故障 , 在齿条下 接触良好 , 再次重新开机 , 故障现象依旧。查阅维修手册 , 若主板 PCB 、 基本轴控制板有故障 , 则主板 PCB 上 L4 红灯必点亮报警。 故可排除主板 PCB 和基本轴控制板的问题。 采用 互换法将另 一台数控车床的存储器板 MEM 替换上 , 在保留主板 PCB 情况下再次开机 , 故障报警 930 # 消 失 , 由 此判断数控车床的存储器板 MEM 是 930 # 报警所在。处理 : 清除全部内 存信息 , 重新输入系统参数。原因 : 是外围电路出 现异常 , 此时稳压装置还来不及调整电压 , 造成 CPU 系统产生错误 , 从而发生中断并报警。 2. 加工中途停机现象 : 机床使用 两年后 , 加工过程中 经常自 动停机 , 频繁出现 941 # 报警 MEMORY PCB ERROR, 关机后 , 重新启 机又可正常工作 , 隔几天后故障现象再次出 现。检查与分析 : 观察系统主板上 LED2 、 LED3 红灯报警 , 从维修资料可知 LED3 红灯报警为存储板接触不良 ,941 # 报警为存储板安装不正确、脱落。 停电将系统存储板重新取下 , 检查接口插件完好 , 再次插上紧固上电 , 试机再次出 现报警。 考虑到 941 # 报警信息与内 存数据有关 , 停电检查系统、电气控制柜以及面板操作站接地情况 , 发现接地螺栓锈蚀 , 电阻变大 , 重新接地开机 , 故障仍存在。由此排除了 报警是由存储器数据信息出 错引 起的。由于曾 因无显示而检修过显示器 , 于是怀疑显示器有问题。为此打开操作站后面板 , 有一股淡淡焦味 , 发现显示器高压帽处有高 压放电的痕迹 , 处理后试机 , 机床恢复正常。原因 : 显示器高压过高 , 对地放电 , 使存储器受到外部强烈干扰 , 当输入数据与接收数据误差超过一定范围时 ,CNC 报警停机 , 认为存储器出 错。在处理有报警信息故障时 , 应根据情况进行综合分析 , 不应受报警信息提示的约束 , 而忽略对系统其他相关部分的检查。 3. 连接电缆接触不良例 : 工作台 旋转 , 在 MPG 方式下 , 不动手轮 ,X 、 Z 伺 服轴均快速移动 , 而且速度越来越快 , 无法控制 , 只 有按急停开关或直至报警才停止移动。分析及排除 : 根据故障现象 , 判断是接触问题 , 查阅资料 , 连接如图 1 。用 万 用 表测 手 轮 的 M3 接 线 端 子 侧 脚 电 源电压为 DC+2.4V, 正常值应为 +5V, 于是测 电源单元到主板、 存储器板输出 电压 +5V 为正常。 为了 进一步确定故障所在 , 在 M3 接线端接上两只 6.3V 0.1A 指示灯泡 , 通电再次测量手轮接线端子侧上脚电源电压为 0V, 由此判定手轮的接线端子侧与存储器板之间连线有断线或接触不良的可能 , 造成带负载后 , 线路损耗过大 , 电压下降。 断电打开电气控制柜 , 检查手轮接线 压拉刀杆时 , 使拉刀杆下移不到位或欠到位 , 刀具无法卸下 ; 松刀位置磁性传感器定位可靠性差 , 传感器定位板螺钉压紧刚性不够 , 在机床加工振动或受热条件下 , 容易 产生定位误差 , 使步进电机松刀控制指令信号执行欠足 , 拉刀杆下移欠到位 , 刀具无法卸下。维修方法 : 修配齿形误差和调整齿侧间隙 , 使蜗杆蜗轮机构和扇形齿轮齿条机构运动灵活 , 更换传感器定位板 , 增大其刚度和改善定位方式 , 使其定位可靠。 ( 2) 主轴未装刀具夹紧时能运转而装上刀具夹紧后不运转。 原因 : 拉刀机构回 位弹簧力 偏弱 , 使蜗轮 / 扇 形齿轮回 位转角 存在误差 , 紧刀位置磁性传感器感应信号未达到接通主轴电机控制继电器信号的要求 , 主轴电机无法接通而不能工作 ; 未装刀具夹紧时主轴能运转是由 于拉刀机构回 位弹簧无拉刀作用 反力 ,回位弹簧有足够的回位力推动扇形齿轮轴转动使铁芯处于正常位置 , 锁紧磁性传感器感应信号正常可接通主轴电机。维修方法 : 增加回位弹簧预紧力 , 足以推动扇形齿轮轴转动到可靠位置 ; 调整紧刀位置磁性传感器的安装位置 , 使其信号足以接通主轴电机控制继电器 , 主轴电机能被通电运转。同时修改或增加控制系统步进电机的控制脉冲量 , 即扇形齿轮轴转位值。 ( 3) 正常加工过程中 , 主轴经常停止工作 , 加工过程自 动结束。 主要原因是位置磁性传感器定位板刚度不够和定位不可靠 ,机床加工振动使位置磁性传感器安装位置发生变化 , 特别是磁性传感器与铁芯间隙增大 , 磁性传感器的位置感应信号不足以驱动主轴电机的控制继电器接通或在加工过程中突然断开 , 从而终止加工过程自 动结束。 另外 , 机床长期连续运转后 , 主轴系统发热 ,磁性传感器定位板存在热变形 , 磁性传感器与 铁芯间 隙增 大 ( 0.10.3mm), 改变了 磁性传感器位置感应信号 , 使主轴电机的控制继电器在加工过程中突然断开而终止 , 加工过程自 动结束。维修方法 : 更换传感器定位板 , 增大刚度和改善定位方式 ; 调整磁性传感器与铁芯间隙 , 使感应信号足以驱动主轴电机的控制继电器。 端子侧与存储器板之间连线 , 发现 +5V 电源线中只 有一根连接正常 , 其余三根虚焊、脱落 , 造成接触不良。 处理后试机正常。例 : 自 动加工时 , 主轴转速 S 指令突然由 正常值 40 变为 110, 引 起自 动进刀量变大 , “ 扎刀”损伤加工工件。 经观察 , 发现机床加工时 , 在不进刀的情况下 , 主轴电机转速平稳无突变 , 但工作台主轴转速 S 指令有突然增大现象。按下工作台停止按钮 ,S 指令值应为正常值 0, 但故障发生时 , 转速 S 指令值由 20 突变至 40 。 故怀疑系统接地不正常 , 将系统接地线重新联结牢固 , 试机故障依旧 。 后又将存储板 MEM 上主轴位置编码器插件 M27 取下 , 重新开机发现 S 指令为正常值 0, 判定应为外部主轴位置编码器与系统存储板之间 电缆线有问 题。 检查 M27 插件与主轴位置编码器之间电缆线 , 发现 +5V 电源有多根断 , 重新接好电缆线后 , 试机正常。 日常维护保养: 1 数控系统的维护 1）严格遵守操作规程和日常维护制度 2）应尽量少开数控柜和强电柜的门 在机加工车间的空气中一般都会有油雾、灰尘甚至金属粉末，一旦它们落在数控系统内的电路板或电子器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及电路板损坏。有的用户在夏天为了使数控系统能超负荷长期工作，采取打开数控柜的门来散热，这是一种极不可取的方法，其最终将导致数控系统的加速损坏。 3）定时清扫数控柜的散热通风系统 应该检查数控柜上的各个冷却风扇工作是否正常。每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象，若过滤网上灰尘积聚过多，不及时清理，会引起数控柜内温度过高。 4）数控系统的输入/输出装置的定期维护 80年代以前生产的数控机床，大多带有光电式纸带阅读机，如果读带部分被污染，将导致读入信息出错。为此，必须按规定对光电阅读机进行维护。 5）直流电动机电刷的定期检查和更换 直流电动机电刷的过渡磨损，会影响电动机的性能，甚至造成电动机损坏。为此，应对电动机电刷进行定期检查和更换。数控车床、数控铣床、加工中心等，应每年检查一次。 6）定期更换存储用电池 一般数控系统内对CMOSRAM存储器件设有可充电电池维护电路，以保证系统不通电期间能保持其存储器的内容。在一般情况下，即使尚未失效，也应每年更换一次，以确保系统正常工作。电池的更换应在数控系统供电状态下进行，以防更换时RAM内信息丢失。 7）备用电路板的维护 备用的印制电路板长期不用时，应定期装到数控系统中通电运行一段时间，以防损坏。 2. 机械部件的维护 1）主传动链的维护 定期调整主轴驱动带的松紧程度，防止因带打滑造成的丢转现象；检查主轴润滑的恒温油箱、调节温度范围，及时补充油量，并清洗过滤器；主轴中刀具夹紧装置长时间使用后，会产生间隙，影响刀具的夹紧，需及时调整液压缸活塞的位移量。 2）滚珠丝杠螺纹副的维护 定期检查、调整丝杠螺纹副的轴向间隙