数控机床的使用与维修

2024年4月6日1数控机床的使用与维修数控机床的精度主要精度指标：几何精度、定位精度、切削精度。一、几何精度：概念：机床各关键零部件组装后的几何形状误差的综合反映立式加工中心的几何精度指标：工作台的平面度；各坐标方向移动的相互垂直度（图7-1（a））；X轴方向移动对工作台面的平行度（图7-1（b））；Y轴方向移动对工作台面的平行度（图7-1（c））；X轴方向移动对工作台上T形槽侧面的平行度（图7-1（d））；主轴的轴向串动（图7-1（e））；主轴孔的径向跳动（图7-1（f））；主轴箱沿坐标方向移动时对主轴轴心线的平行度（图7-1（g））；主轴回转轴心线对工作台面的垂直度（图7-1（h））；主轴箱在Z坐标方向移动的直线度（图7-1（i））；2024年4月6日2数控机床的精度图7-12024年4月6日3上述10项精度可分为两类：第一类：针对机床大件的直线度、平行度、垂直度要求。第二类：针对主轴自身回转精度的要求。几何精度对加工零件形位误差的影响如图数控机床的精度

如图所示的立式加工中心，工作台面在X坐标方向移动的平行度充差为0.025mm/750mm，在加工孔距为200mm的两孔时，误差达0.006mm。而工件的安装位置越高，误差将越大。2024年4月6日4二、定位精度概念：机床运动部件到达指令位置的准确度。主要检测内容:直线运动定位精度（包括X、Y、Z、U、V、W轴）；直线运动重复定位精度；直线运动轴机械原点的返回精度；直线运动的矢动量；回转运动定位精度（转台A、B、C轴）；回转运动重复定位精度；回转轴原点的返回精度；回转运动的矢动量；数控机床的精度2024年4月6日5定位精度的检测方法检测要求：采用激光测量仪并在机床空载条件下进行。但因激光仪造价昂贵，目前也有采用标准尺进行比较测量的。数控机床的精度检测方法：运动件高速朝目标位置趋近定位，测量其实际到达位置。运动件反向朝目标位置趋近定位，测量其实际到达位置。每个方向上测量次数不小于5（一般为7次）对测量值进行数学计算，结算结果即为定位精度指标。算法见P2272024年4月6日6直线运动重复定位精度概念：机床运动件到达指令位置的一致性程度。检测方法：在靠近各坐标行程中点及两端任选三个测量位置；快速向每个位置进行定位，在相同条件下重复7次。以三个位置测得数值的最大差值的1/2，附上正负号即为重复定位精度。直线运动的轴机械原点返回精度概念：返回坐标轴机械原点的重复定位精度。检测方法：与直线运动重复定位精度检测方法相同。数控机床的精度2024年4月6日7直线运动矢动量的测定概念：坐标轴进给传动链上驱动部件（伺服电机）的反向死区、机械传动副反向间隙和弹性变形等综合反映。检测方法：在靠近各坐标行程中点及两端任选三个测量位置；沿坐标轴移动一个距离到基准点，然后同向移动一个指令值，在反向移动同一个指令值，测量停止位置与基准位置之差，在相同条件下重复7次；求得各个位置所测平均值，以平均之中最大值为矢动量值。（吴祖育第三版P332）数控机床的精度2024年4月6日8回转轴运动精度的测定检测方法：与上述各项直线运动的检测方法相同。要求：重点检测角度为0°、90°

、180°

、270°

要求这4个检测位置精度比其他角度位置精度高一个等级。关于精度的补充说明定位精度和重复定位精度综合反映了各运动部件的综合精度。定位精度会直接影响加工的尺寸精度，重复定位精度反映了控制轴的定位稳定性。定位精度可采取螺距补偿装置进行补偿，重复定位精度时随机的，无法补偿。因此重复定位精度更重要。定位精度一般是加工精度的1/2~1/3，重复定位精度一般是定位精度的1/2~1/3。数控机床的精度2024年4月6日9三、切削精度概念：切削精度是几何精度和定位精度在实际加工条件下的综合反映。检测方法：一般进行单项加工或加工一个标准的综合性试件。主要单项精度：镗孔精度（图7-4（a））；单面铣刀铣削平面的精度（图7-4（b））；镗孔的孔距精度和孔径分散度（图7-4（c））；直线铣削精度（图7-4（d））；斜线铣削精度（图7-4（e））；圆弧铣削精度（图7-4（f））；数控机床的精度2024年4月6日10数控机床的精度2024年4月6日11数控机床的使用一、数控机床的使用要点使设备达到良好的使用效果，获得高的经济效益以下是主要使用要点选择合理的加工对象制定加工工艺程序试运行工件试切削二、数控机床的生产管理技术充分发挥数控机床的生产特点和效益保证系统，是生产管理技术解决的问题。2024年4月6日12一、可靠性和维修的含义可靠性含义：是指在规定的工作条件下，系统维持无故障工作的能力。可靠性衡量指标：平均无故障时间tMTBF：是指数控系统在使用中两次故障间隔的平均时间。平均排除故障时间tMTTR：是指系统从出现故障开始直至排除故障的平均修复时间。有效度A：是从可靠度和可维修度方面对系统的正常工作进行综合评价的尺度。数控机床的维修2024年4月6日13维修含义：日常维护，即预防性维修，这是为了延长tMTBF.故障维修，尽快修复，以缩短tMTTR失效率曲线（故障率曲线）数控机床的维修Ⅰ区：系统的初期运行区，故障率较高。Ⅱ区：系统的有效寿命区，故障率较低。Ⅲ区：系统的衰老区，故障率较高。2024年4月6日14二、预防性维修预防性维修不仅能延长机床的使用寿命，还能防止意外恶性事故发生。三、故障维修常见故障的分类以故障出现的必然性和偶然性分为系统性故障和随机性故障。以故障出现时有无自诊断显示分为有诊断显示故障和无诊断显示故障。以故障是否有破坏性分为破坏性故障和非破坏性故障。机床运动特性质量故障。排除故障的处理方法分为硬件排除和软件排除。数控机床的维修2024年4月6日15常见故障的判断充分调查故障现场罗列可能