《数控编程与操作》课件-学习领域6　数控机床的维护、故障诊断与精度检验

数控编程与操作

学习领域6：数控机床的维护、故障诊断与精度检验主编邓健平张若锋

学习领域1加工准备

学习领域2数控机床编程与操作基础

学习领域3数控车床的编程与操作

学习领域4数控铣床/加工中心的编程与操作

学习领域5数控线切割机床的编程与操作

学习领域6数控机床的维护、故障诊断与精度检验学习领域6数控机床的维护、故障诊断与精度检验6.1数控机床的日常维护

6.2数控机床的故障诊断

6.3数控机床的精度检验

学习领域6考核要点

学习领域6测试题6.1数控机床的日常维护6.1.1任务描述

6.1.2任务分析

6.1.3知识链接

6.1.4任务实施

6.1.5教学评价6.1.1任务描述

6.1.2任务分析

6.1.3知识链接1.数控系统的维护

2.机械部件的维护

3.液压、气压系统维护

4.机床精度的维护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)应尽量少开数控柜门和强电柜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。

(3)应定时清扫数控柜的散热通风系统检查数控柜上的各个冷却风扇工作是否正常。

(4)直流电动机电刷的定期检查和更换直流电动机电刷的过度磨损，会影响电动机的性能，甚至造成电动机损坏。

(5)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。1.数控系统的维护(6)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，保证反向传动精度和轴向刚度；定期检查丝杠与床身的连接是否有松动；丝杠防护装置有损坏要及时更换，以防灰尘或切屑进入。2.机械部件的维护(3)刀库及换刀机械手的维护严禁把超重、超长的刀具装入刀库，以避免机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具发生碰撞；经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴回换刀点位置是否到位，并及时调整；开机时，应使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常，特别是各行程开关和电磁阀能否正常动作；检查刀具在机械手上锁紧是否可靠，发现不正常应及时处理。3.液压、气压系统维护

4.机床精度的维护表6-1数控机床维护与保养的内容4.机床精度的维护表6-1数控机床维护与保养的内容6.1.4任务实施1.数控机床日常维护内容

2.实际操作1.数控机床日常维护内容

2.实际操作

6.1.5教学评价

6.2数控机床的故障诊断1.数控机床常见故障的分类。

2.数控机床常见故障的一般诊断方法。

6.2.1任务描述

6.2.2任务分析

6.2.3知识链接

6.2.4任务实施

6.2.5教学评价1.数控机床常见故障的分类。

2.数控机床常见故障的一般诊断方法。

6.2.1任务描述

6.2.2任务分析

6.2.3知识链接1.数控机床常见故障分类

2.数控机床常见故障的一般诊断方法

3.数控机床故障的诊断和排除原则

4.数控机床常见故障的处理1.数控机床常见故障分类(1)按数控机床发生故障的部件分类

(2)按数控机床发生的故障性质分类

(3)按故障发生后有无报警显示分类

(4)按故障发生的原因分类2.数控机床常见故障的一般诊断方法(1)直观检查法是指在故障诊断时，由外向内逐一进行观察检查。

(2)功能程序测试法是将数控系统的G、M、S、T、F功能用编程法编成一个功能试验程序。

(3)试探交换法即在分析出故障大致起因的情况下，可以利用备用的印制电路板、集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到印制电路板或芯片一级。

(4)参数检查法发生故障时应及时核对系统参数，参数一般存放在需由电池保持的CMOSRAM中，一旦电池不足或由于外界的干扰等因素，使个别参数丢失或变化，发生混乱，使机床无法正常工作。2.数控机床常见故障的一般诊断方法(5)测量比较法CNC系统生产厂在设计印制电路板时，为了调整和维修方便，在印制电路板上设计了一些测量端子。3.数控机床故障的诊断和排除原则(1)先外部后内部数控机床是机械、液压、电气一体化的机床，故其故障的发生必然要从机械、液压、电气这三种综合反映出来。

(2)先机械后电气由于数控机床是一种自动化程度高，技术复杂的先进机械加工设备。

(3)先静后动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，方可动手查找处理故障。

(4)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。

(5)先简单后复杂当出现多种故障互相交织掩盖、一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决较大的问题。3.数控机床故障的诊断和排除原则(6)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。4.数控机床常见故障的处理(1)数控系统开启后显示屏无任何画面显示检查与显示屏有关的电缆及其连接，若电缆连接不良，应重新连接；检查显示屏的输入电压是否正常；如果此时还伴有输入单元的报警灯亮，则故障原因往往是+24V负载有短路现象；如此时显示屏无其他报警而机床不能移动，则其故障是由主印制电路板或控制ROM板的问题引起的；如果显示屏无显示但机床却能正常工作，这种现象说明数控系统的控制部分正常，仅是与显示器有关的连接或印制电路板出了故障。

(3)编辑程序时非法半径报警检查G02/G03指令终点到起点的距离是否大于2倍半径值，圆心坐标编程时，检查终点到圆心的距离是否与起点到圆心的距离相等。4.数控机床常见故障的处理(4)程序模拟时超程报警检查数控加工程序中坐标点、参数是否输入有错误，检查刀具参数及零点偏置库中参数是否有错误。

(5)机床不能工作机床不能动作，其原因可能是数控系统的复位按钮被接通，数控系统处于紧急停止状态。

(6)机床不能正常返回零点，且有报警产生出现这种故障的原因一般是脉冲编码器的反馈信号没有输入到主印制电路板，如脉冲编码器断线或与脉冲编码器连接电缆断线。

(7)面板显示值与机床实际进给值不符出现这种故障的原因多与位置检测元件有关，快速进给时丢脉冲所致。

(8)系统开机后死机出现这种故障的原因一般是由于机床数据混乱或偶然因素使系统进入死循环。4.数控机床常见故障的处理(9)刀架连续运转不停或在某规定刀位不能定位出现这种故障的原因可能是发信盘接地线或电源线断路、霍尔元件断路或短路，修理或更换相关元件。

(10)刀架突然停止运转，电动机抖动而不运转出现这种故障时，如手动转动手轮，若某位置较重或出现卡死现象，则为机械问题，如滚珠丝杠滚道内有异物等；若全长位置均较轻，则判断为切削过深或进给速度太快。

(11)电动刀架工作不稳定出现这种故障的原因有切屑、油污等进入刀架体内；撞刀后，刀体松动变形；刀具夹紧力过大，使刀具变形；刀杆过长，刚性差。4.数控机床常见故障的处理(12)超程处理在手动、自动加工过程中，若机床移动部件超出其运动的极限位置(软件行程限位或机械限位)，则系统出现超程报警，如蜂鸣器尖叫或报警灯亮，且机床锁住。

(13)其他报警处理一般当显示屏有出错报警号时，可查阅维修手册的“错误代码表”，找出产生故障的原因，采取相应措施处理。6.2.4任务实施

6.2.5教学评价

6.3数控机床的精度检验6.3.1任务描述

6.3.2任务分析

6.3.3知识链接

6.3.4任务实施

6.3.5教学评价6.3.1任务描述

6.3.2任务分析

6.3.3知识链接1.数控机床的几何精度检验

2.数控机床的定位精度检验

3.数控机床切削精度的检验1.数控机床的几何精度检验(1)卧式数控车床几何精度的检验内容

(2)普通立式加工中心几何精度检验内容2.数控机床的定位精度检验1)直线运动各轴的定位精度和重复定位精度。

2)直线运动各轴机械原点的返回精度。

3)直线运动各轴的反向误差。

4)回转运动的定位精度和重复定位精度。

5)回转运动的反向误差。

6)回转轴原点的返回精度。3.数控机床切削精度的检验(1)数控卧式车床切削精度的检验

(2)普通立式加工中心切削精度的检验其主要单项加工精度有镗孔精度、端面铣刀铣削平面的精度、镗孔的孔距精度和孔径分散度、直线铣削精度、斜线铣削精度和圆弧铣削精度等。6.3.4任务实施1.精车外圆的精度检验

2.精车端面的平面度检验

3.精车螺纹的螺纹精度检验

4.轮廓车削精度的检验1.精车外圆的精度检验(1)试件描述试件简图如图6-1所示,其长度L=数控车床最大车削直径/2，直径数控车床最大车削直径/8，材料为45钢。

(2)切削条件精车夹持在标准工件夹具上的钢件试件，车削后检验其外圆的圆度、直径的一致性(直线度)和每一个环带直径之间的变化。

(3)允差圆度允差为0.005mm；直线度允差为300mm长度上为0.03mm；相邻环带间的差值不应超过两端环带间测量差值的75%。2.精车端面的平面度检验(1)试件描述试件简图如图6-2所示,其直径D≥数控车床最大车削直径/2，材料为HT200。图6-1外圆的圆度与直线度检验图2.精车端面的平面度检验图6-2端面的平面度检验图(2)切削条件精车夹持在标准工件夹具上的铸铁盘形试件端面，车削后检验端面的平面度。

(3)允差平面度允差为ϕ300mm直径上为0.025mm，只允许内凹。3.精车螺纹的螺纹精度检验(1)试件描述试件简图如图6-3所示，d接近于横丝杠的直径，L≥75mm，螺距小于或等于Z轴丝杠螺距之半。

(2)切削条件用60°螺纹车刀精车45钢试件的外圆柱面螺纹，精车后检验螺纹的螺距精度。

(3)允差在任意50mm测量长度上螺距累积误差的允差为0.025mm。4.轮廓车削精度的检验(1)试件描述试件简图如图6-4所示。图6-3螺纹的精度检验图图6-4轴类车床轮廓的精度检验图(2)切削条件采用补偿功能车削，尺寸误差为实际测量值与指令值之差。

(3)允差直径方向的尺寸误差为0.015mm～0.025mm；长度方向的尺寸误差为0.025mm～0.035mm。6.3.5教学评价

学习领域6考核要点1.数控机床的日常维护

2.数控机床的故障诊断

3.数控机床的精度检验1.数控机床的日常维护

2.数控机床的故障诊断

3.数控机床的精度检验

学习领域6测试题一、判断题(下列判断正确的请打“√”，错误的请打“×”)

二、选择题(下列每题的选项中，只有一个是正确的，请将其代号填在横线空白处)一、判断题(下列判断正确的请打“√”，错误的请打“×”)1.对经常使用的数控机床，在使用前应先通电预热一段时间才可以进行操作。

2.潮湿的环境会使印制电路板、元器件、接插件等腐蚀，造成接触不良、控制失灵，所以数控机床控制箱和电器柜内必须保持干燥。

3.更换系统后备电池时，必须在关机断电情况下进行。

4.当数控机床失去对机床参考点的记忆时，必须进行返回参考点的操作。

5.数控机床在手动和自动运行中，一旦发现异常情况，应立即使用紧急停止按钮。一、判断题(下列判断正确的请打“√”，错误的请打“×”)6.对于已购置的备用印制电路板应定期装到数控装置上通电运行一段时间，以防损坏。

7.炎热的夏季车间温度高达35℃以上，因此要将数控柜的门打开，以增加通风散热。

8.自动润滑系统之定期保养项目中，宜注意滤网清洗。

9.若遇机械故障停机时，应操作选择停止开关。

10.按数控系统操作面板上的RESET键后就能消除报警信息。

11.数控铣床警示灯亮时，表示有异常现象。

12.故障发生时，可由屏幕的诊断画面得知警示(ALARM)信号。一、判断题(下列判断正确的请打“√”，错误的请打“×”)13.若数控铣床长时间不使用，宜适时开机以避免NC资料遗失。

14.更换数控铣床主轴润滑系统用油时，为求方便，可不必依照原厂指示更换。

15.数控铣床加工完毕后，为了让隔天下一个接班人操作更方便，可不必清洁床台。

16.操作数控铣床时，为了安全，不可穿宽松衣物及戴手套。

17.数控铣床的主轴为精密组件，所以必须时常保持其清洁。

18.DNC联机其作业传输线有一定的距离，以防止其信号之衰减。

19.主轴运转时发生异常温升及噪声，表示主轴异常。1.对经常使用的数控机床，在使用前应先通电预热一段时间才可以进行操作。

2.潮湿的环境会使印制电路板、元器件、接插件等腐蚀，造成接触不良、控制失灵，所以数控机床控制箱和电器柜内必须保持干燥。

3.更换系统后备电池时，必须在关机断电情况下进行。

4.当数控机床失去对机床参考点的记忆时，必须进行返回参考点的操作。

5.数控机床在手动和自动运行中，一旦发现异常情况，应立即使用紧急停止按钮。

6.对于已购置的备用印制电路板应定期装到数控装置上通电运行一段时间，以防损坏。

7.炎热的夏季车间温度高达35℃以上，因此要将数控柜的门打开，以增加通风散热。

8.自动润滑系统之定期保养项目中，宜注意滤网清洗。

9.若遇机械故障停机时，应操作选择停止开关。

10.按数控系统操作面板上的RESET键后就能消除报警信息。

11.数控铣床警示灯亮时，表示有异常现象。

12.故障发生时，可由屏幕的诊断画面得知警示(ALARM)信号。

13.若数控铣床长时间不使用，宜适时开机以避免NC资料遗失。

14.更换数控铣床主轴润滑系统用油时，为求方便，可不必依照原厂指示更换。

15.数控铣床加工完毕后，为了让隔天下一个接班人操作更方便，可不必清洁床台。

16.操作数控铣床时，为了安全，不可穿宽松衣物及戴手套。

17.数控铣床的主轴为精密组件，所以必须时常保持其清洁。

18.DNC联机其作业传输线有一定的距离，以防止其信号之衰减。

19.主轴运转时发生异常温升及噪声，表示主轴异常。

二、选择题(下列每题的选项中，只有一个是正确的，请将其代号填在横线空白处)1.数控机床安全文明生产要求在交接班时，按照规定保养机床，认真做好工作，对机床参数修改、程序执行情况做好文字记录。

2.数控系统的抗干扰能力是有限的，数控机床应远离等强电磁干扰。

3.利用数控系统的诊断报警系统功能，帮助维修人员查找故障的诊断方法是。

4.数控机床工作时，当发生任何异常现象需要紧急处理时应启动。

5.数控机床加工调试中遇到问题想停机应先停止。二、选择题(下列每题的选项中，只有一个是正确的，请将其代号填在横线空白处)6.数控机床电气柜的空气交换部件应清除积尘，以免温升过高产生故障。