模块八 数控车床维护与保养

课题一数控车床操作规程

在本课题中将介绍数控车床的操作规程，在操作数控车床过程中，要严格遵守操作规程。一、数控车床的文明生产数控车床是一种自动化程度较高，结构较复杂的先进加工设备，为了充分发挥机床的优越性，提高生产效率，管好、用好、修好数控机床，技术人员的素质及文明生产显得尤为重要。操作人员除了要熟练掌握数控机床的性能，做到熟练操作以外，还必须养成文明生产的良好工作习惯和严谨的工作作风，具有良好的职业素质、责任心和合作精神。操作时应做到以下几点：①严格遵守数控车床的安全操作规程。未经专业培训不得擅自操作机床。②严格遵守上下班、交接班制度。③做到用好、管好机床，具有较强的工作责任心。④保持数控车床周围的环境整洁。⑤操作人员穿戴好工作服、工作鞋，不得穿、戴有危险性的服饰品。二、数控车床的安全操作规程1.操作人员必须熟悉机床使用说明书等有关资料。如；主要技术参数、传动原理、主要结构、润滑部位及维护保养等一般知识。2.开机前应对机床进行全面细致的检查，确认无误后方可操作。3.机床通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活，机床有无异常现象。4.检查电压、油压是否正常，有手动润滑的部位先要进行手动润滑。5.手动进给连续操作时，必须检查各种开关所选择的位置是否正确，运动方向是否正确，然后再进行操作。6．各坐标轴手动回零（机械原点）。7．程序输入后，应仔细核对。其中包括对代码、地址、数值、正负号、小数点及语法。8．正确测量和计算工件坐标系，并对所得结果进行检查。9．输入工件坐标系，并对坐标、坐标值、正负号及小数点进行认真核对。10．未装工件前，空运行一次程序，看程序能否顺利运行，刀具和夹具安装是否合理，有无超程现象。11．无论是首次加工的零件，还是重复加工的零件，首件都必须对照图纸、工艺规程、加工程序和刀具调整卡，进行试切。12．试切时快速进给倍率开关必须打到较低档位。13．每把刀具首次使用时，必须先验证它的实际长度与所给刀补值是否相符。14．必须在确认工件夹紧后才能启动机床，严禁工件转动时测量、触摸工件。15．操作中出现工件跳动、打抖、异常声音、夹具松动等异常情况必须立即停车处理。16．试切进刀时，在刀具运行至工件表面处30～50mm处，必须在进给保持下，验证Z轴和X轴坐标剩余值与加工程序是否一致。17．试切和加工中，刃磨刀具和更换刀具后，要重新测量刀具位置并修改刀补值和刀补号。18．程序修改后，对修改部分要仔细核对。19．加工完毕，要清理机床。

课题二数控车床维护

做好数控车床的日常维护和保养，降低数控车床的故障率，将能充分发挥数控车床的功效。一般情况下，数控车床的日常维护和保养是由操作人员来进行的。每台数控车床经过长时间使用后都会出现零部件的损坏，但是及时开展有效的预防性维护，可以延长元器件的工作寿命，延长机械部件的磨损周期，防止意外恶性事故的发生，延长机床的工作时间。具体维护保养要求在数控车床说明书中有明确规定。一、每日检查要点1.接通电源前的检查（1）检查机床的防护门、电柜门是否关闭。（2）检查工具、量具等是否已准备好。（3）检查切削槽内的切屑是否已清理干净。（4）检查冷却液、液压油、润滑油的油量是否充足。（5）检查所选择的液压卡盘的夹持方向是否正确。

2.接通电源后检查（1）显示屏上是否有报警显示，若有问题应及时予以处理。（2）检查操作面板上的指示灯是否正常，各按钮、开关是否处于正确位置。（3）液压装置的压力表指示是否在所要求的范围内。（4）各控制箱的冷却风扇是否正常运转。（5）刀具是否正确夹紧在刀架上，回转刀架是否可靠夹紧，刀具是否有损伤。（6）若机床带有导套、夹簧，应确认其调整是否合适。3.机床运转后的检查（1）有无异常现象。（2）运转中，主轴、滑板处是否有异常噪音。二、月检查要点1.检查主轴的运转情况。主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。2.检查X、Z轴行程限位开关、各急停开关动作是否正常。可用手按压行程开关的滑动轮，若有超程报警显示，说明限位开关正常。同时清洁各接近开关。3.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。4.检查回转刀架的润滑状态是否良好5.检查导套装置（1）检查导套内孔状况，看是否有裂纹、毛刺。若有问题，予以修整。（2）检查并清理导套前面盖帽内的切屑。6.检查并清理冷却槽内的切屑。7.检查润滑装置，包括下面的内容：（1）检查润滑油管路是否损坏，管接头是否有松动、漏油现象。（2）检查润滑泵的排油量是否符合要求。8.检查液压装置，包括下面的内容：（1）检查液压管路是否有损坏，各管接头是否有松动或漏油现象。（2）检查压力表的工作状态。通过调整液压泵的压力，检查压力表的指针是否工作正常。三、六个月检查要点1.检查主轴（1）检查主轴孔的振摆。将千分表探头伸入卡盘套筒的内壁，然后轻轻地将主轴旋转一周，指针的摆动量小于出厂时精度检查表的允许值即可。（2）检查编码盘用同步皮带的张力及磨损情况。（3）检查主轴传动皮带的张力及磨损情况。2.检查刀架。主要看换刀时其换位动作的连贯性，以刀架夹紧、松开时无冲击为好。3.检查各插头、插座、电缆、各继电器的触点是否接触良好；检查各印刷电路板是否干净；检查主电源变压器、各电机的绝缘电阻（应在1MΩ以上）。4.检查润滑泵装置浮子开关的动作状况。可用润滑泵装置抽出润滑油，看浮子落至警戒线以下时，是否有报警指示以判断浮子开关的好坏。5.检查导套装置。用手沿轴向拉导套，检查其间隙是否过大。6.检查断电后保存机床参数、工作程序用后备电池的电压值，视情况予以更换。四、数控车床定期维护表五、数控车床的润滑用户应熟悉机床需要润滑的部位、润滑方式、润滑时间和润滑材料。定时、定期对机床的油路进行检查，确保油路的畅通及供油器件正常工作。制订严格的规章制度，定时定期安排专职人员加油，建立岗位责任制。数控车床润滑示意图如图8.1所示。六、数控系统的日常维护1.机床电气柜的散热通风通常安装于电柜门上的热交换器或轴流风扇，能对电控柜的内外进行空气循环，促使电控柜内的发热装置或元器件，如驱动装置等进行散势。应定期检查控制柜上的热交换器或轴流风扇的工作状况，风道是否堵塞，否则会引起柜内温度过高而使系统不能可靠运行，甚至引起过热报警。2.尽量少开电气控制柜门加工车间飘浮的灰尘、油雾和金属粉末落在电气柜上容易造成元器件间绝缘电阻下降，从而出现故障。因此，除了定期维护和维修外，平时应尽量少开电气控制柜门。3.支持电池的定期更换数控系统存储参数用的存储器采用CMOS器件，其存储的内容在数控系统断电期间靠支持电池供电保持。在一般情况下，即使电池尚未消耗完，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系统通电状态下进行。4.备用印制线路板的定期通电对于已经购置的备用印制线路板，应定期装到CNC系统上通电运行。实践证明，印制线路板长期不用易出故障。5.数控系统长期不用时的保养数控系统处于长期闲置的情况下，要经常给系统通电，在机床锁住不动的情况下，让系统空运行。系统通电可利用电器元件本身的发热来驱散电气柜内的潮气，保证电器元件性能的稳定可靠。实践证明，在空气湿度较大的地区，经常通电是降低故障的一个有效措施。

图8.1数控车床润滑示意图七、数控系统中硬件控制部分的检查调整数控系统中硬件控制部分包括数控单元模块、电源模块、伺服放大器、主轴放大器、人机通讯单元、操作单元面板、显示器等部分。每年让有经验的维修电工检查一次。检测有关的参考电压是否在规定范围内，如电源模块的各路输出电压、数控单元参考电压等，若不正常应按要求调整；检查系统内各电器元件联接是否松动；检查各功能模块使用风扇运转是否正确并清除灰尘；检查伺服放大器和主轴放大器使用的外接式再生放电单元的联接是否可靠，清除灰尘；检测各功能模块使用的存储器后备电池的电压是否正常，一般应根据厂家的要求定期更换。对于长期停用的机床，应每月开机运行4h，这样可以延长数控机床的使用寿命。八、机械部分的检查调试数控车床的机械传动系统是指将电机的旋转运动变为刀架溜板的直线运动的整个机械传动链及附属机构，包括齿轮减速装置、滚珠丝杠副、导轨及刀架溜板等。数控车床是机电一体化设备，机构结构较普通机床更简单，但其精度、刚度、热稳定性等要求则高得多。为了保证整机的正常工作，机械本体的维护保养也要引起足够的重视。1.日常维护保养操作者在每班加工结束后，应清扫干净散落于工作台、导轨护罩等处的切屑；在工作时注意检查排屑器是否正常，以免造成切屑堆积，损坏防护罩，危及滚珠丝杠与导轨的寿命；在工作结束前，应将各伺服轴移离原点约30cm左右后停机。2.机床各运动轴传动链的检查调整维修工每年应对数控车床各运动轴的传动链进行一次检查调整。主要检查导轨镶块的间隙；滚珠丝杠的预紧是否合适；联轴器各锁紧螺钉是否松动；同步齿形带是否松动或磨损；齿轮传动间隙是否需要调整；检查主轴箱平衡块的链条是否磨损，并进行润滑。3.各运动轴精度的检查调整数控车床使用一段时间后，因物理磨损或机械变形，使其精度发生变化，因此有必要对其进行检查调整。维修人员每年应对数控车床的安装精度检测一次。如果精度超过机床允许值，应进行调整或使用数控车床的参数，对反向间隙、丝杠螺距误差进行补偿，直至精度符合要求，并做出详细记录，存档备查。4.减速撞块的检查调整检查机床各运动轴返回参考原点的各减速撞块固定螺钉是否松动，如果松动，固定后，数控车床的对应点可能漂移，应对有关参数（如栅点排蔽量、栅点漂移量）进行调整，使原点恢复原位置。

课题三数控车床常见故障诊断与排除一、数控车床控制系统常见故障及处理方法

1．常见控制系统故障数控装置控制系统故障主要依据以下几个方面进行诊断：自诊断功能报警号，计算机各电子线路板的信息状态指示灯，各关键测试点的波形、电压值等。进行故障诊断时还可应用专用诊断元件。排除故障时要充分利用控制系统维修手册、电气图册等技术资料，常用的排除方法有：调整电位器；重新设定各短路销；重新设定有关机床参数值等。控制系统部分的常见故障如下。（1）键盘故障。在用键盘输入程序时，若发现有关字符不能输入、不能消除、程序不能复位或显示屏不能变换页面等故障，应首先考虑有关按键是否接触不好，予以修复或更换。若不见成效或者所用按键都不起作用，可进一步检查该部分的接口电路、系统控制软件及电缆连接状况等。

（2）电池报警故障。当数控机床断电时，为保存好机床控制系统的机床参数及加工程序，需靠后备电池予以支持。这些电池到了使用寿命，即其电压低于允许值时，就产生电池故障报警。当报警灯亮时，应及时予以更换，否则，机床参数就容易丢失。因为换电池容易丢失机床参数，因此应该在机床通电时更换电池，以保证系统能正常地工作。（3）熔丝故障。控制系统内熔丝烧断故障，多出现于对数控系统进行测量时的误操作，或由于机床发生了撞车等意外事故。因此，维修人员要熟悉各熔丝的保护范围，以便发生问题时能及时查出并予以更换。

（4）刀位参数的更改。有的数控车床带有两个换刀台，在加工过程中，由于机床的突然断电或因意外操作了急停按钮，使机床刀具的实际位置与计算机内存的刀位号不符，如果操作者不注意，往往会发生撞车或打刀损坏工件等事故。因此，一旦发现刀位不对时，应及时核对控制系统内存刀位号与实际刀台位置是否相符，若不符，应参阅说明书介绍的方法，及时将控制系统内存中的刀位号改为与刀台位置一致。（5）机床参数的修改。对每台数控机床都要充分了解并掌握各机床参数的含义及功能，它除能帮助操作者很好地了解该机床的性能外，有的还有利于提高机床的工作效率或用于排除故障。（6）控制系统的“NOTREADY（没准备好）”故障。处理该类故障的方法如下：①应首先检查CRT显示面板上是否有其他故障指示灯亮及故障信息提示，若有问题应按故障信息目录的提示去解决。②检查伺服系统电源装置是否有熔丝断、断路器跳闸等问题，若合闸或更换了熔丝后断路器再跳闸，应检查电源部分是否有问题；检查是否有电机过热，大功率晶体管组件过电流等故障而使计算机监控电路起作用；检查控制系统各电子线路板上是否有故障灯显示。

③检查控制系统所需各交流电源、直流电源的电压值是否正常。若电压不正常也可造成逻辑混乱而产生“NOTREADY”故障。近年来数控机床的软件功能比较丰富，通过对有关参数的更改可扩展机床的功能、提高各轴的进给率及主轴转速的上限值、在循环加工中缩短退刀的空行程距离等，从而达到提高工作效率的目的。

2．经济型数控车床控制系统故障诊断及排除方法以STD总线机为母机的数控系统（用于车床）为例，介绍其常见故障分析与排除方法。总线机一般结构均是以机箱的机座为基础，各插件板插入机座，通过机座上的总线把各插件板连成一体，常用的插件板（以5l系列单片机型为例）有：主机板、CRT显示器接口板、I/O接口板、键盘接口板和抗干扰滤波板。二、数控车床伺服系统常见故障及诊断伺服系统故障主要依据以下几个方面进行诊断：CNC控制系统自诊断的报警号，CNC控制系统及伺服放大驱动板上的各信息状态指示灯，故障报警指示灯，关键测试点的波形、电压值等。排除故障的常用方法有：重新设定CNC控制系统、伺服放大板上有关参数；重新设置短路销；调整相关电位器；利用功能兼容板或备用板替换原来的板等。数控车床伺服系统比较常见的故障有以下几种。

1．机床停止时，有关进给轴振动①检查高频脉动信号并观察其波形及振幅，若不符合要求应调节有关电位器，如三菱TR23伺服系统中的VRll电位器。②检查伺服放大器速度环的补偿功能。若不合适，应调节补偿用电位器，如三菱TR23伺服系统中的VR3电位器，一般顺时针调节响应快，稳定性差易振动，逆时针调节响应差，稳定性好。③检查位置检测用编码盘的轴、联轴器、齿轮系是否啮合良好，有无松动现象，若有问题应予以修复。

2．伺服超差所谓伺服超差，即机床的实际进给值与指令值之差超过限定的允许值。对于此类问题应作如下检查：①检查CNC控制系统与驱动放大模块之间，CNC控制系统与位置检测器之间，驱动放大器与伺服电机之间的连线是否正确、可靠；②检查位置检测器的信号及相关的D／A转换电路是否有问题；③检查驱动放大器输出电压是否有问题，若有问题，应予以修理或更换；④检查电机轴与传动机械间是否配合良好，是否有松动或间隙存在；⑤检查位置环增益是否符合要求。若不符合要求，对有关的电位器应予以调整。

3．飞车现象（即通常所说的失控）①位置传感器或速度传感器的信号反相，或者是电枢线接反了，即整个系统不是负反馈而变成正反馈了。②速度指令给得不正确。③位置传感器或速度传感器的反馈信号没有接或者是有接线断开的情况。④CNC控制系统或伺服控制板有故障。⑤电源板有故障而引起的逻辑混乱。

4．机床运行时声音不好，有摆动现象①首先检查测速发电机换向器表面是否光滑、清洁，电刷与换向器间是否接触良好，因为问题往往多出现在这里，若有问题应及时进行清理或修整。②检查伺服放大部分速度环的功能，若不合适应予以调整，如三菱TR23系统的VR3电位器。

③检查伺服放大器位置环的增益，若有问题应调节有关电位器，如三菱TR23系统的VR2。④检查位置检测器与联轴节间的装配是否有松动。⑤检查由位置检测器来的反馈信号的波形及D/A转换后的波形幅度。若有问题，应进行修理或更换。

5．机床定位精度不准①滑板运行时的阻力太大。②位置环的增益或速度环的低频增益太低。③机械传动部分有反向间隙。④位置环或速度环的零点平衡调整不合理。⑤由于接地、屏蔽不好或电缆布线不合理，而使速度指令信号渗入噪声干扰和偏移。

6．电动机过热

①滑板运行时其摩擦力或阻力太大。②热保护继电器脱扣，电流设定错误。③励磁电流太低或永磁式电机失磁时，为获得所需力矩也可引起电枢电流增高而使电动机发热。

④切削条件恶劣，刀具的反作用力太大引起电机电流增高。⑤运动夹紧、制动装置没有充分释放，使电机过载。⑥由于齿轮传动系统的损坏或传感器有问题，所引入的噪声进入伺服系统而引发的周期性噪声，可使电机过热。⑦电动机本身内部匝间短路而引起的过热。⑧带风扇冷却的电动机，若风扇损坏，也可使电动机过热。

7．零件加工表面粗糙①首先检查测速发电机换向器的表面光滑状况以及电刷的磨合状况，若有问题，应修整或更换。②检查高频脉冲波形的振幅、频率及滤波形状是否符合要求，若不合适应予调整。③检查切削条件是否合理