数控机床维修改造中需要注意的问题

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑数控机床维修改造中需要注意的问题 绝大多数传统的机床或10年以上的旧机床，加工出来的产品存在质量差、品种少、成本高、供货期长等缺点。还有一些设备引进时只留意引进设备、仪器、生产线，忽视软件、工艺、管理等，造成项目不完整，设备潜力不能发挥；有的甚至不能起动运行，没有发挥应有的作用；有的生产线的产品销路很好，但是由于设备故障不能达产达标；有的由于能耗高、产品合格率低而造成亏损；有的已引进较长时间，需要进行技术更新，种种缘由使这些设备不能发挥应有的作用。对这类设备只要找出主要的技术难点，解决关键技术问题，进行修理改造，就能以最小的投资盘活最大的存量资产，争取到最大

2、的经济效益和社会效益。尤其对于大型机床和特种机床，节约的费用更为可观。这是一个极大的改造市场。1 数控机床改造中最基本的要求1.1被定为改造对象的数控机床，其机械精度肯定要达到相应水平，改造才具有价值和实际意义。否则数控系统及伺服部分水平再高也没有作用。首先应了解和把握用户对设备已经使用的状况、目前设备消失的问题、需要改造的是哪些方面、要求达到什么目标等。力求全面把握设备的参数，以确定选型及等级，如I/O点数、存储容量、依据实际需要确定改造档次。改造后的数控机床要达到：有高的静动态刚度；运动副之间的摩擦系数小；传动无间隙；功率大；便于操作和修理。数控机床改造时应尽量达到上述要求，才能获得预期的

3、改造目的。1.2资料收集、编辑和保存应贯彻改造全过程。机床的原始资料是了解机床出厂状况的最基本资料，其中电气原理图、电气修理手册、掌握程序，都是需要认真讨论的。特殊需要留意的是原始资料供应的信息不完全是正确的。国外机床厂有的供应的是系列型号的通用图纸，有的时候机床出厂前的电气硬件改动没有在电气资料上体现，这就要求我们肯定要对比机床实物，把关键环节的每个细节一一落实，避开犯错误。一些大型、重型数控设备，生产厂家是按用户的需求设计制造，因此在系统和结构上都有一些特别之处，如生产厂家设计制造出更适合详细机床需要的操作面板便利于用户，包括对其中字母键、数字键与功能键的支配与CNC及plc的窗孔显示力量

4、大小有关的一系列共性化考虑。还有的制造商依据用户需求，在诊断页中增加很多有助于今后修理和故障排解的页面等，改造这类设备首先要加强技术资料收集。其次要遵守先有图样，按图施工原则，修改处应准时记录，整个工程线路非常繁杂，假如全部调试结束以后，再开头整理时就很简单疏漏。应给用户留下完整的、精确的改造资料。至少包括使用手册、编程手册、PLC梯形图、硬件接线图等。1.3改造专业队伍中，至少要有一名对整个数控机床包括掌握机、PLC系统、伺服系统、机械系统比较熟识的专家作出总体规划。从造型、订货、材料预备、布线、plc编程、机械改装、调试、验收等重要环节作出妥当支配；协调各方面的工作，这样往往可以缩短改造周

5、期，并保证改造质量。1.4为协作电气改造而进行的机械大修改造的测量、计算、设计、绘图、零件制作等应先期完成。同时对停机后需拆、改、加工的部分等应事先规划完毕，提出明确要求，与整个改造工作连接得当。原则上进口设备改造一般仍采纳进口数控系统；国产设备改造仍采纳国产数控系统。1.5数控改造中涉及机械改装、电气布线、PLC编程等主要方面时，要与用户很好地协作。对数控改造者而言，最关怀的是原机床的接口软件(包括PLC、PAL、PMC等)和电气连接图。该软件和硬件连线关系到数控系统和特定机床的匹配。而伺服系统和机床的连接相对比较直观和明白。2 修理和改造中消失的要点及技巧2.1 大、中型数控机床的主轴一般

6、都具有齿轮变速传动方式。这是为了保证低速时可传递较大的转矩，同时又能扩大恒功率区域的变速范围。齿轮变速存在一个“挂档”的问题。在挂档时为预防顶齿现象常实行电机瞬动来完成，因此要留意：大惯量部件的延时需用时间继电器检测。挂档限位开关应回答计算机挂档胜利与否，由于挂档的瞬间点动需向接口输出短时运动命令，因此在PLC中很难实现，由于PAL系统无法处理电机的运动问题。所以在面板上要保留手动挂档按钮开关，对这种问题需要特殊留意。在大型、专用机床的数控改造中，为实现一些特别功能要求，可以采纳参数宏调用。目的是在零件加工程序和PLC程序之间传递信息。另外在某些状况下，用户可自定义一些G码与M码，实际是调用一

7、个专用子程序完成特定功能。此外，夹紧、放松问题在大型专用设备中比较突出，为了在大惯量条件下精确定位，坐标轴在到达目的位置时应马上夹紧，运动时马上放松。为了避开夹紧时抖动，有时需要对坐标轴分成低夹及高夹两个程度。这些功能的要求就增加了接口软件编写的难度。2.2对数控车床来说，导轨除应具有一般车床导向精度和工艺性外，还要有良好的耐摩擦、磨损特性，并削减因摩擦阻力而致死区。同时要有足够的刚度，以削减导轨变形对加工精度的影响，要有合理的导轨防护和润滑。一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中，为了保证传动精度，数控机床上使用的齿轮精度等级都比一般机床高。在结构上要能达到无间隙传动，因而改造时，机床主要

8、齿轮必需满意数控机床的要求，以保证机床加工精度。2.3一般来讲，进口数控机床电气柜以及柜内的元器件即便使用了相当年限，其性能及参数还能保持相当稳定，所以在改造高档进口数控机床一般电气柜不作大拆大改。有的二手机床的电气柜状态比较差，或者用户认为电气柜元器件故障率太高就可以实行全套更换的方式，至于采纳国际名牌还是国产合资品牌，则取决于用户的投入。在用户资金许可的前提下，可尽量选用质量和外观都很好的国际名牌。电缆作为传输信号其作用不行小窥，在我们的改造项目中，凡是与数控驱动测量系统直接相关的电缆，我们只选择原装电缆，但是大型主轴电机的电力电缆由于价格过于昂扬，故不考虑原装电缆。2.4丝杠传动直接关系

9、到传动链精度。丝杠的选用主要取决于加工件的精度要求和拖动扭矩要求。被加工件精度要求不高时可采纳滑动丝杠，但应检查原丝杠磨损状况，如螺距误差及螺距累计误差以及相配螺母间隙。一般状况滑动丝杠应不低于6级，螺母间隙过大则更换螺母。采纳滑动丝杠相对滚珠丝杠价格较低，但难以满意精度较高的零件加工。滚珠丝杠摩擦损失小，效率高，其传动效率可在90以上；精度高，寿命长；起动力矩和运动时力矩相接近，可以降低电机起动力矩。因此可满意较高精度零件加工要求。2.5振荡轴的软件修理。机械部分磨损后，将使到位带不能满意要求而会引起某坐标轴的振荡。一般对新型数控系统而言比较简便，只需修改一下到位带参数即可。但对旧设备尤其较

10、早的数控系统就比较难办，要找出原NC系统中的有关参数，将其到位带和夹紧带适当扩大，即可临时性解决轴的振荡问题。但要彻底解决还必需使机械部分的磨损得以修复才行。2.6系统改造完以后，进行调试以及确定合理的验收标准，也是技术预备工作的重要一环。调试工作涉及机械、液压、电气、光学、掌握、传感等，因此必需由项目负责人进行，其他人员协作。调试步骤可从简到繁，从小到大，从外到里进行，也可先局部后全局，先子系统后整系统进行。验收标准是对新系统的考核，制定时必需实事求是，过高或过低的标准都会对改造工作产生负面影响。标准一旦确定下来，不能轻易修改，由于它牵涉到整个改造工作的各个环节。3 修理和改造中消失的问题及

11、对策3.1乱接中线至PE。国标GB/T 52261中明确规定，“在电气设备内部，中线和爱护接地电路之间不应相连。也不应把PE兼用端子在机械电柜内部使用”。但在现场修理和改造翻新工作中，不止一例经过修理和改造后的数控机床，由于增加器件，需要AC220 V电源，就直接将三相380 V中的一相与机床PE接地端构成AC220 V。明显，当P处因机械故障断开时，此时设备就成为一个对地有AC220 V电压带电体。也有在增加三相用电的器件后，将找出的中线接到了PE端子上。这样就对操或任何接近机床的人员构成直接电击的危急。一般状况下，机床生产厂按国标规定，只有在用户同意时，方可使用中线。使用中线应在技术文件(

12、安装图和电路图)上表示清晰，并应对中线供应标有N的单用绝缘端子。因此，机床改造时，切不行图省事乱接中线到PE。3.2非单一电源。有些数控设备经修理、改造后增加了一些机构，因走线便利，或与其他设备有动作联系，则新增部分的机构不是从该设备的电源切断开关下方引线，而另外引线。从而违反了“把机械电气设备连接到单一电源上”的规定。紧急状况时，切断设备上的电源开关，却不行能切断设备的全部电流，造成对人员危害的潜在隐患。3.3数控机床等设备的电气柜通风，必需实行“正压”方式。但在有些机床改造中，却没有实现。有一台国产数控机床采纳负压通风，于是刀架上的切削液沿蛇皮管流入电柜；并使电缆地沟中的潮气、切削时的粉尘

13、等皆沿着各通道、缝隙进入电柜之中。该机床仅使用一年时间，电气柜内线路板及各电气件上就有一层污垢和明显的水汽(凝露)痕迹。该机床故障频繁，严峻影响生产的正常进行。在GB/T 5226.1中的13.3明确规定掌握装置的外壳一般应具备不低于IP 54的防护等级。3.4电气设备欠爱护。在国标GB/T 5226.1中，对于连续工作的0.5 kW的电动机规定要有热爱护装置。电动机的热积累是电动机烧毁的重要缘由。机床设备改造过程中，使用了与电动机不匹配的“时间-电流”爱护器件，即爱护器件与被爱护器件绕组的时间常数差异较大时，往往起不到有效的爱护作用。3.5掌握线路埋下隐患。对于涉及人员和设备平安的这类信号，

14、如急停信号、超程信号、报警信号等，应为“用断电的方式停车”和“切断被掌握器件的全部通电导线”(GB/T 5226.1中9.4.2.1)。但有的企业设计改型的数控机床，行程开关使用常开触点，当机床不超程，正常工作时线路为“断开”(低电平)，当运动部件超程将行程开关压上时，线路闭合(高电平)。在机床调试过程中，修理人员为测量线路，将所接插头拔下后没能准时插上，结果在试车时线路始终处于常开状态，掌握器确认机床“正常”，以致将丝杠轴承座撞坏。掌握电路中继电器线圈一侧接地，早已认为是避开故障、误动作的有效平安措施。但在一些经过改造的机床设备中，继电器线圈两侧均设有掌握触点或一端接电源、另一端接触点的现象

15、很普遍。由于线路在机床设备上穿上走下，若某处因机械磨损、绝缘失效、对地短路，继电器误动作，后果不堪设想。值得一提的是一些电气改造的设计人员，经常将掌握输出端设计成集电极开路形式直接驱动继电器线圈，虽一时便利，但同时也埋下事故隐患。3.6平安操作的爱护功能不完备。对于有飞溅危急的设备，没有设计成联锁功能防护门；以及当需要确认操作人员双手已离开危急动作区后，才能动作的部分，没有设置双手掌握预防装置；当缺相见造成电器烧毁的部分没有设置三联动断路器，而分别使用三路保险等。滚珠丝杠副是精密元件，有的机床改造后由于爱护功能欠缺，工作时灰尘特殊是切屑及硬砂粒会进入滚道。有的在纵向丝杠上没有加整体铁板防护罩。

16、大拖板与滑动导轨接触的两端没有密封好，结果导致硬质颗粒状的异物进入滑动面损伤导轨。3.7标准化意识淡薄，施工中蛮干。有的施工人员标准化意识淡薄，施工中蛮干，致使设备出事故。有一台设备，电工布线为图便利，将电源进线接到了熔断器的下口，而将负载端接到了熔断器的上口。当其他人员修理时，拔下熔断器后误认为熔断器的下口已断电，测量时虚惊一场，险些触电被击。至于在一些经过改造的数控机床上，技改工和施工人员将器件标识直接写在或贴在器件上的现象更是屡见不鲜，一些易损件在修理更换后，标记便无踪无影，给下一步修理工作造成极大困难，颇费周折。3.8有些数控机床的改造，尤其是一些局部小改动，却不在相关的技术文件中作出

17、相应的修订或说明，造成文件与实际状况不符。一些设备经几次修理改动后某些部分变成了无线号、无器件标识、无电路或机械图样的“三无”产品。而一般企业的设备管理部门往往对制造厂供应的技术文件管理比较严格，却对修理改动后的记录不予重视。这种状况持续时间越久，则问题就越严峻。数控设备对“详细人”或详细修理单位的依靠性就越明显。从而降低了企业的市场竞争力，制约了企业的进展。因此，对拥有数控设备的企业，在设备改造过程中更要特殊重视改造一方所供应的资料，是否的确符合GB的要求。这一点不经过确认，事实证明是企业设备管理中的一大缺口。对数控系统制造商而言，在设计CNC软件时，必需留出较大的变量，供PLC和机床参数使用，向开放式数控系统进展。对数控改造者而言，则要求他们对CNC工作原理，对机床电