数控加工工艺与编程 课件 第16章 数控机床保养及高端数控机床应用

第三篇：高级数控加工工艺与编程第十六章数控机床保养及高端数控机床应用《数控加工工艺与编程》教学课件第16章/共16章第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|本章内容▪•概述▪16.1数控机床二级保养▪16.2数控机床故障诊断▪16.3高端数控机床应用（含课程思政）第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|学习目标▪掌握概述▪掌握数控机床二级保养▪掌握数控机床故障诊断▪掌握高端数控机床应用（含课程思政）结合教材与实训，逐节学习并完成思考题。•概述第三篇·高级数控加工工艺与编程第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|•概述▪【知识目标】▪了解数控机床的二级保养的原理和方法；▪了解数控机床故障诊断的原理；▪了解高端数控机床的特点与应用。▪【能力目标】【▪1.明确数控机床的二级保养的内容和要求；第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|•概述（续）▪2.能够正确制定数控机床二级保养计划并能够实施；▪3.具有诊断数控机床故障的能力；▪4.能够制定数控机床故障处理方案；▪5.具有选用高端数控机床能力。▪【素质目标】▪培养数控机床故障分析与处理能力；第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|•概述（续）▪形成不断学习追求创新的工作作风。16.1数控机床二级保养第三篇·高级数控加工工艺与编程第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.1数控机床二级保养16.1.1数控机床二级保养的内容▪二级保养就是每月一次的保养，一般先完成一级保养后再进行二级保养▪二级保养一般按数控机床的部位划分进行，如主轴系统、换刀系统、液压系统、气压系统等▪对每个部件进行全面检查和清洁，要求工作正常且可靠▪数控机床的二级保养通常包括以下内容：▪1.清洁和润滑：对数控机床进行全面清洁，包括清除机床表面和内部的灰尘、油污等杂物，并对各个零部件进行润滑，确保机床运行顺畅。▪2.检查和调整传动系统：检查传动系统（如滚珠丝杠、皮带、齿轮等）的紧固件，确保传动部件的正常运转，并进行必要的调整和润滑。第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.1数控机床二级保养（续）16.1.1数控机床二级保养的内容（续）▪3.检查电气系统：检查电气系统的各个连接件和电缆，确保电气部件的正常工作，并检查控制器和电子元件的性能。▪4.检查液压和气压系统：检查液压和气压系统的油液和气压，确保液压元件和气压元件的正常工作，必要时更换液压油和气压元件。▪5.检查导轨和滑块：检查机床的导轨和滑块，确保其表面平整和润滑，必要时进行调整和更换。▪6.检查冷却系统：检查冷却系统的冷却液和管路，确保冷却系统的正常工作，必要时更换冷却液和清洗管路。▪7.检查机床几何精度：通过测量和校正，检查机床的几何精度，确保加工精度和质量。▪8.清洁和维护操作面板和控制器：清洁和维护数控机床的操作面板和控制器，确保其正常工作并延长使用寿命。第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.1数控机床二级保养（续）16.1.1数控机床二级保养的内容（续）▪这些是数控机床二级保养的基本内容，具体的保养内容还会根据不同机床的型号、品牌和使用情况而有所差异。第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.1数控机床二级保养16.1.2数控机床二级保养计划与实施▪数控机床二级保养计划的制定和实施是确保机床长期稳定运行和保持良好工作状态的关键步骤。以下是制定和执行数控机床二级保养计划的一般步骤：▪1.确定保养周期：根据数控机床的型号、品牌以及使用情况，确定二级保养的周期，通常是根据使用时间、加工量或者机床的运行状态来确定。▪2.编制保养计划：根据二级保养的内容，制定详细的保养计划，明确每个保养项目的内容、执行时间和责任人员。▪3.准备保养工具和材料：根据保养计划，准备好所需的工具、润滑油、清洁剂等保养所需的工具和材料。▪4.分配任务和责任：确定执行保养的责任人员，并明确各自的任务和责任，确保每个保养项目都能得到有效执行。▪5.执行保养计划：按照制定的保养计划，按时执行各项保养任务，确保保养工作的全面和及时性。第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.1数控机床二级保养（续）16.1.2数控机床二级保养计划与实施（续）▪6.记录和分析保养数据：在保养过程中，及时记录每次保养的内容、执行情况和发现的问题，并进行数据分析，为下一次保养提供参考。▪7.问题处理和改进：对于在保养过程中发现的问题，及时进行处理和解决，并根据经验总结和保养数据分析，不断改进和完善保养计划。▪8.定期评估和调整：定期对保养计划进行评估和调整，根据机床的运行情况和保养效果，适时调整保养周期和内容，确保保养计划的有效性和可持续性。▪通过以上步骤，可以建立起一套完善的数控机床二级保养计划和执行机制，有效地保障数控机床的正常运行和长期稳定性。16.2数控机床故障诊断第三篇·高级数控加工工艺与编程第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断16.2.1数控机床故障诊断方法▪数控机床在运行过程中，机械零部件受到冲击、磨损、高温、腐蚀等多种作用，运行状态不断变化，一旦发生故障，往往会导致不良后果▪因此，必须在机床运行过程中或在不拆卸全部设备的情况下，对机床的运行状态进行定量测定，判断机床的异常及故障部位和原因，并预测机床未来的状态，以提高机床运行的可靠性和机床的利用率▪数控机床机械故障诊断的任务如下：▪（l）诊断引起机械系统劣化或故障的主要原因。▪（2）掌握机械系统劣化或故障的程度及故障的部分。▪（3）了解机械系统的性能、强度及效率。第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断（续）16.2.1数控机床故障诊断方法（续）▪（4）预测机械系统的可靠性及使用寿命。▪在机床故障诊断中，通常遵循“初步筛查→深度分析→预测维护”的分级流程▪首先采用实用诊断技术法对设备进行快速状态评估，若发现异常或疑难问题，则依次启用仪器诊断技术法和智能诊断技术法，通过三者的协同实现精准、经济的设备管理▪实用诊断技术方法也称机械检测法，它是由维修人员使用一般的检查工具或凭感觉器官对机床进行问、看、听、触、嗅等诊断，即通过对数控机床形貌、声音、温度、颜色和气味的变化来判断其故障▪它能快速测定故障部位，监测劣化趋势，并选择有疑难问题的故障进一步精密诊断▪仪器诊断技术法是利用专业的检测仪器对数控机床进行故障诊断第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断（续）16.2.1数控机床故障诊断方法（续）▪这些仪器可以精确地测量机床的各项性能指标，如电压、电流、温度、振动等，从而准确地判断出故障的原因和位置▪这种方法具有较高的准确性和可靠性，但需要专业的检测设备和技术人员▪智能诊断技术法是一种基于数据驱动和人工智能的先进故障分析方法，其核心通过部署振动、温度、电流等多源传感器实时采集设备运行数据，结合工业物联网（IIoT）实现数据云端传输与存储，并利…▪该技术能够自动解析设备状态特征，精准识别轴承磨损、刀具崩刃等异常模式，甚至提前数周预测潜在故障的发生概率及剩余寿命，同时通过可视化界面输出诊断报告和维护建议，显著提升诊断效率（可达…▪一般情况都采用实用诊断技术来诊断机床的现时状态，只有对那些在实用诊断中提出疑难问题的机床才进行下一步的诊断，3种诊断技术的综合应用才是最经济有效的方法。▪下面对实用诊断技术中的问、看、听、触、嗅进行具体地讲解。第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断（续）16.2.1数控机床故障诊断方法（续）▪1.问：就是询问机床故障发生的经过，弄清故障是突发的，还是渐发的。一般操作者熟知机床性能，故障发生时又在现场耳闻目睹，所提供的情况对故障的分析是很有帮助的。通常应询问下列情况：▪（1）机床开动时有哪些异常现象。▪（2）对比故障前后工件的精度和表面粗糙度，以便分析故障产生的原因。▪（3）传动系统是否正常，出力是否均匀，背吃刀量和进给量是否减小等。▪（4）润滑油品牌号是否符合规定，用量是否适当。▪（5）机床何时进行过保养检修等。第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断（续）16.2.1数控机床故障诊断方法（续）▪2.看：（l）看转速。观察主传动速度的变化，如带传动的线速度变慢，可能是传动带过松或负荷太大；对主传动系统中的齿轮，主要看是否存在跳动、摆动现象；对传动轴主要看是否弯曲或跳动。▪(2)看颜色。如果机床转动部位，特别是主轴和轴承运转不正常，就会发热。长时间升温会使机床外表颜色发生变化，大多呈黄色。油箱里的油也会因温升过高而变稀，颜色改变；有时也会因久不换油、杂质…▪(3)看伤痕。机床零部件碰伤损坏部位很容易发现，若发现裂纹时，应做记号，隔一段时间后再比较它的变化情况，以便进行综合分析。▪(4)看工件。从工件来判断机床的好坏。若车削后的工件表面粗糙度Ra数值大，主要是由于主轴与轴承之间的间隙过大，溜板、刀架等压板楔铁有松动以及滚珠丝杠预紧松动等原因所致。若是磨削后的表面…▪（5)看变形。主要观察机床的传动轴、滚珠丝杠是否变形；直径大的带轮和齿轮的端面是否跳动。▪（6）看油箱与冷却箱。主要观察油或切削液是否变质，确定其是否能继续使用。第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断（续）16.2.1数控机床故障诊断方法（续）▪3.听：一般运行正常的机床，其声音具有一定的音律和节奏，并保持稳定。机械运动发出的正常声响大致可归纳为以下3种：▪（l)一般做旋转运动的机件，在运转区间较小或处于封闭系统时，多发出平静的声音；若处于非封闭的系统或运行区间较大时，多发出较大的蜂鸣声；各种大型机床则产生低沉而振动声浪很大的声音。▪（2)正常运行的齿轮副，一般在低速下无明显的声响；链轮和齿条传动副一般发出平稳的声音；直线往复运动的机件，一般发出周期性的“咯噔”声；常见的凸轮顶杆机构、曲柄连杆机构和摆动摇杆机构等，…▪(3)各种介质的传输设备产生的输送声，一般均随传输介质的特性而异。如气体介质多为“呼呼”声；流体介质为“哗哗”声；固体介质发出“沙沙”声或“呵罗呵罗”声响。▪4.触：用手感来判断机床的故障，通常有以下几方面：▪（1)振动。轻微振动可用手感鉴别，至于振动的大小可找一个固定基点，用手去触摸可以比较出振动的大小。第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断（续）16.2.1数控机床故障诊断方法（续）▪（2）伤痕和波纹。用手指去摸可很容易地感觉出来肉眼看不清的伤痕和波纹。正确的方法是：对圆形零件要沿切向和轴向分别去摸；对平面则要左右、前后均匀地摸。摸时不能用力太大，只轻轻把手指放在被…▪（3）松或紧。用手转动主轴或摇动手轮，即可感到接触部位的松紧是否均匀适当，从而可判断出这些部位是否完好可用。▪5.嗅：当剧烈摩擦或电器元件绝缘破损短路发生时，使附着的油脂或其他可燃物质发生氧化蒸发或燃烧产生油烟气、焦煳气等异味，通过嗅觉诊断可比较准确地判断故障。第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断16.2.2数控机床故障处理方法▪数控机床的故障处理方法通常根据不同类型的故障进行分类和处理。以下是一般的数控机床故障处理方法：▪1.机械故障处理▪如果出现机械传动部件损坏或卡滞，需要停机检查，并根据情况更换或修复受损部件▪对于机床导轨和滑块的异常，需要检查并清理，确保其表面平整和润滑▪若发现机床加工精度下降，需要重新调整机床的几何参数，确保加工精度▪2.电气故障处理第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断（续）16.2.2数控机床故障处理方法（续）▪对于电气系统故障，首先检查电源连接是否正常，然后逐步检查各个电气元件的连接和工作状态，如电机、传感器、断路器等▪根据故障现象，使用测试工具进行电气参数检测，确定故障点并进行修复或更换受损部件▪3.液压气动故障处理▪液压气动系统故障可能导致机床运动不畅或停机，需要检查液压油和气压是否正常，以及液压元件和气压元件是否存在泄漏或损坏▪对于液压管路堵塞或气压不足的情况，需要清理管路或增加气压，并检查液压泵和气动阀等关键部件▪4.控制系统故障处理第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断（续）16.2.2数控机床故障处理方法（续）▪当数控系统出现故障时，首先检查操作面板上的显示信息，尝试理解故障代码或警报▪根据故障代码和手册的说明，逐步检查数控系统的各个模块和连接，排除故障点▪如果需要，可以尝试重新加载控制程序或者进行系统复位，以恢复系统正常运行▪5.维护和预防措施▪定期进行机床的保养和维护工作，清洁和润滑各个部件，确保机床的稳定运行▪根据经验总结和故障分析，制定预防措施，加强对关键部件的监测和维护，降低故障发生的概率第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.2数控机床故障诊断（续）16.2.2数控机床故障处理方法（续）▪以上是一般的数控机床故障处理方法，具体操作时需要根据具体情况和机床型号进行灵活应用16.3高端数控机床应用（含课程思政）第三篇·高级数控加工工艺与编程第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.3高端数控机床应用（含课程思政）5.3.1高端数控机床的特点与分类▪“高档”或“高端”数控机床的定义：具有高速、精密、智能、复合、多轴联动、网络通信等功能的数控机床▪其发展象征着国家目前的机床制造业占全世界机床产业发展的先进阶段，因此国际上把五轴联动数控机床等高档机床技术作为一个国家工业化的重要标志▪数控机床按机床的功能水平可分为低、中、高三档▪这种分类方式，在我国用的很多▪低、中、高档的界限是相对的，不同时期的划分标准有所不同，就目前的发展水平来看，大体可以从下面的高、中、低档数控机床对比图中所示的几个方面区分：▪高档数控机床在传统数控机床的基础上，能够完成自动化生产工作，是信息科技发展的产物第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.3高端数控机床应用（含课程思政）（续）5.3.1高端数控机床的特点与分类（续）▪对于国家来说，是机床制造行业本质上的一种进步▪我国高档数控机床已经获得快速发展，以华中数控为代表的国内企业，在近十年已经开发了高端五轴数控系统、高速高精数控加工工艺与系统、智能数控加工系统，实现了弯道超车▪智能数控加工系统集多种高端技术于一体，应用于复杂的曲面和自动化加工，在航空航天、船舶、机械制造、高精密仪器、军工、医疗器械产业等多种领域的设备制造业有着非常紧密的关系▪随着先进生产技术的发展，要求现代数控机床向高速度、高精度、高可靠性、智能化和更完善的功能方向发展第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.3高端数控机床应用（含课程思政）16.3.2高端数控机床的应用▪高端数控机床在制造业中起着至关重要的作用，主要应用于以下领域：▪1.航空航天：用于加工航空发动机零件、机身结构件等复杂工件，保证产品的精度和质量。▪2.汽车制造：用于加工汽车发动机、变速箱、车身结构等关键部件，提高汽车制造的生产效率和质量。▪3.电子设备：用于加工电子设备的外壳、散热器、PCB等零部件，保证电子产品的外观和性能。▪4.动力设备：用于加工发电机、电机、变压器等动力设备的零部件，提高动力设备的工作效率和可靠性。▪5.铁路机车：用于加工铁路机车的车轮、车体、传动装置等关键部件，保证铁路交通的安全和稳定运行。第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|16.3高端数控机床应用（含课程思政）（续）16.3.2高端数控机床的应用（续）▪高端数控机床在各个领域的应用使得制造业能够更加高效、精准地生产出各种复杂工件，推动了工业现代化的发展。▪高端数控机床的自主研发与应用不仅是一项技术突破，更承载着国家战略安全与民族工业崛起的时代使命▪从“中国制造2025”到“十四五”智能制造发展规划，我国始终将高端数控机床列为“大国重器”的核心攻关领域▪以华中数控为代表的科研团队突破西方技术封锁，在五轴联动、智能数控系统等领域实现自主可控，生动诠释了“科技自立自强”的深刻内涵第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|本章小结▪回顾：概述▪回顾：数控机床二级保养▪回顾：数控机床故障诊断▪回顾：高端数控机床应用（含课程思政）第十六章数控机床保养及高端数控机床应用|思考题▪数控机床二级保养内容是什么？如何制定计划和实施？▪数控机床故障的诊断方法有哪些？不同的故障类型，处理方法是什么？▪[1]北京兆迪科技有限公