[精品資料]車工實訓中的常見問題及分析

1 摘要： 數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、 盤類等回轉體零件。通過數(shù)控加工程序的運行，可自動完成內外圓柱面、圓錐 面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進行車槽、鉆孔、擴孔、 鉸孔等工作。 關鍵詞 操作環(huán)境 維護保養(yǎng) 故障分析 2 目 錄 摘要：1 目 錄2 1 引言3 2 數(shù)控設備使用中應注意的問題3 2.1 數(shù)控設備的使用環(huán)境3 2.2 良好的電源保證3 2.3 制定有效操作規(guī)程4 3 數(shù)控機床的維護保養(yǎng)4 3.1 數(shù)控系統(tǒng)的維護4 3.3 液壓、氣壓系統(tǒng)維護6 4. 數(shù)控機床使用中應注意的事項.8 4.1 典型零件族的工藝規(guī)程設計 .10 4.2 數(shù)控機床主要特征規(guī)格的選擇 .11 5 數(shù)控機床的維護.13 5.1 制訂數(shù)控系統(tǒng)日常維護的規(guī)章制度.13 5.2 應盡量少開數(shù)控柜和強電柜的門 .13 5.4 經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)用的電網(wǎng)電壓.14 5.5 定期更換存儲器用電池 .14 5.6 數(shù)控系統(tǒng)長期不用時的維護 .14 6 數(shù)控機床故障排除方法及其注意事項.15 6.1 故障排除的方法 .15 6.2 維修中應注意的事項.16 7 結論.17 參考文獻.17 3 1 引言 數(shù)控技術是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數(shù)控設備 是以數(shù)控技術為代表的新技術對傳統(tǒng)制造產業(yè)和新興機械加工制造業(yè)的滲透形 成的機電一體化產品，其技術范圍覆蓋制造業(yè)很多領域，是現(xiàn)代 制造業(yè)的關 鍵設備，是企業(yè)提高效率和競爭力的關鍵設備。 數(shù)控設備的正確操作和維護保養(yǎng)是正確使用數(shù)控設備的關鍵因素之一。正 確的操作使用能夠防止機床非正常磨損，避免突發(fā)故障；做好日常維護保養(yǎng)， 可使設備保持良好的技術狀態(tài)，延緩劣化進程，及時發(fā)現(xiàn)和消滅故障隱患，從 而保證安全運行。 2 數(shù)控設備使用中應注意的問題 2.1 數(shù)控設備的使用環(huán)境 為提高數(shù)控設備的使用壽命，一般要求要避免陽光的直接照射和其他熱輻 射，要避免太潮濕、粉塵過多或有腐蝕氣體的場所。精密數(shù)控設備要遠離振動 大的設備，如沖床、鍛壓設備等。 2.2 良好的電源保證 為了避免電源波動幅度大（大于10%）和可能的瞬間干擾信號等影響，數(shù) 控設備一般采用專線供電（如從低壓配電室分一路單獨供數(shù)控機床使用）或增 設穩(wěn)壓裝置等，都可減少供電質量的影響和電氣干擾。 2.3 制定有效操作規(guī)程 在數(shù)控機床的使用與管理方面，應制定一系列切合實際、行之有效的操作 規(guī)程。例如潤滑、保養(yǎng)、合理使用及規(guī)范的交接班制度等，是數(shù)控設備使用及 管理的主要內容。制定和遵守操作規(guī)程是保證數(shù)控機床安全運行的重要措施之 4 一。實踐證明，眾多故障都可由遵守操作規(guī)程而減少。 2.4 數(shù)控設備不宜長期封存 購買數(shù)控機床以后要充分利用，尤其是投入使用的第一年，使其容易出故障 的薄弱環(huán)節(jié)盡早暴露，得以在保修期內得以排除。加工中，盡量減少數(shù)控機床 主軸的啟閉，以降低對離合器、齒輪等器件的磨損。沒有加工任務時，數(shù)控機 床也要定期通電，最好是每周通電 12 次，每次空運行 1 小時左右，以利用機 床本身的發(fā)熱量來降低機內的濕度，使電子元件不致受潮，同時也能及時發(fā)現(xiàn) 有無電池電量不足報警，以防止系統(tǒng)設定參數(shù)的丟失。 3 數(shù)控機床的維護保養(yǎng) 數(shù)控機床種類多，各類數(shù)控機床因其功能，結構及系統(tǒng)的不同，各具不同 的特性。其維護保養(yǎng)的內容和規(guī)則也各有其特色，具體應根據(jù)其機床種類、型 號及實際使用情況，并參照機床使用說明書要求，制訂和建立必要的定期、定 級保養(yǎng)制度。下面是一些常見、通用的日常維護保養(yǎng)要點。 3.1 數(shù)控系統(tǒng)的維護 （1）嚴格遵守操作規(guī)程和日常維護制度 數(shù)控設備操作人員要嚴格遵守操作規(guī)程和日常維護制度，操作人員的技術 業(yè)務素質的優(yōu)劣是影響故障發(fā)生頻率的重要因素。當機床發(fā)生故障時，操作者 要注意保留現(xiàn)場，并向維修人員如實說明出現(xiàn)故障前后的情況，以利于分析、 診斷出故障的原因，及時排除。 （2）防止灰塵污物進入數(shù)控裝置內部 在機加工車間的空氣中一般都會有油霧、灰塵甚至金屬粉末，一旦它們落在 數(shù)控系統(tǒng)內的電路板或電子器件上，容易引起元器件間絕緣電阻下降，甚至導 致元器件及電路板損壞。有的用戶在夏天為了使數(shù)控系統(tǒng)能超負荷長期工作， 采取打開數(shù)控柜的門來散熱，這是一種極不可取的方法，其最終將導致數(shù)控系 統(tǒng)的加速損壞，應該盡量減少打開數(shù)控柜和強電柜門。 5 （3）防止系統(tǒng)過熱 應該檢查數(shù)控柜上的各個冷卻風扇工作是否正常。每半年或每季度檢查一次 風道過濾器是否有堵塞現(xiàn)象，若過濾網(wǎng)上灰塵積聚過多，不及時清理，會引起 數(shù)控柜內溫度過高。 （4）數(shù)控系統(tǒng)的輸入/輸出裝置的定期維護 80 年代以前生產的數(shù)控機床，大多帶有光電式紙帶閱讀機，如果讀帶部分被 污染，將導致讀入信息出錯。為此，必須按規(guī)定對光電閱讀機進行維護。 （5）直流電動機電刷的定期檢查和更換 直流電動機電刷的過度磨損，會影響電動機的性能，甚至造成電動機損壞。 為此，應對電動機電刷進行定期檢查和更換。數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心 等，應每年檢查一次。 （6）定期檢查和更換存儲用電池 一般數(shù)控系統(tǒng)內對 CMOS RAM 存儲器件設有可充電電池維護電路，以保證 系統(tǒng)不通電期間能保持其存儲器的內容。在一般情況下，即使尚未失效，也應 每年更換一次，以確保系統(tǒng)正常工作。電池的更換應在數(shù)控系統(tǒng)供電狀態(tài)下進 行，以防更換時 RAM 內信息丟失。 （7）備用電路板的維護 備用的印制電路板長期不用時，應定期裝到數(shù)控系統(tǒng)中通電運行一段時間， 以防損壞。 3.2 機械部件的維護 （1）主傳動鏈的維護 定期調整主軸驅動帶的松緊程度，防止因帶打滑造成的丟轉現(xiàn)象；檢查主 軸潤滑的恒溫油箱、調節(jié)溫度范圍，及時補充油量，并清洗過濾器；主軸中刀 具夾緊裝置長時間使用后，會產生間隙，影響刀具的夾緊，需及時調整液壓缸 活塞的位移量。 （2）滾珠絲杠螺紋副的維護 定期檢查、調整絲杠螺紋副的軸向間隙，保證反向傳動精度和軸向剛度； 定期檢查絲杠與床身的連接是否有松動；絲杠防護裝置有損壞要及時更換，以 防灰塵或切屑進入。 6 （3）刀庫及換刀機械手的維護 嚴禁把超重、超長的刀具裝入刀庫，以避免機械手換刀時掉刀或刀具與工 件、夾具發(fā)生碰撞；經(jīng)常檢查刀庫的回零位置是否正確，檢查機床主軸回換刀 點位置是否到位，并及時調整；開機時，應使刀庫和機械手空運行，檢查各部 分工作是否正常，特別是各行程開關和電磁閥能否正常動作；檢查刀具在機械 手上鎖緊是否可靠，發(fā)現(xiàn)不正常應及時處理。 3.3 液壓、氣壓系統(tǒng)維護 定期對各潤滑、液壓、氣壓系統(tǒng)的過濾器或分濾網(wǎng)進行清洗或更換；定期 對液壓系統(tǒng)進行油質化驗檢查、添加和更換液壓油；定期對氣壓系統(tǒng)分水濾氣 器放水。 3.4 機床精度的維護 定期進行機床水平和機械精度檢查并校正。機械精度的校正方法有軟硬兩 種。其軟方法主要是通過系統(tǒng)參數(shù)補償，如絲杠反向間隙補償、各坐標定位精 度定點補償、機床回參考點位置校正等；硬方法一般要在機床大修時進行，如 進行導軌修刮、滾珠絲杠螺母副預緊調整反向間隙等。 以下是某加工中心日常保養(yǎng)維護（表 1） ，可供制訂有關保養(yǎng)制度時參考。 表 1 加工中心日常保養(yǎng)一覽表 7 隨著現(xiàn)代制造技術的發(fā)展，企業(yè)選用數(shù)控設備已是大勢所趨。目前市面上的 數(shù)控設備可謂琳瑯滿目，如何才能既經(jīng)濟又合理地選擇到適合本企業(yè)的數(shù)控設 備，一直是人們關注的話題。 數(shù)控機床是數(shù)字控制機床（Computer numerical control machine tools）的簡 稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。數(shù)控機床的工作原理就是將加工 過程所需的各種操作（如主軸變速、工件的松開與夾緊、進刀與退刀、開車與 停車、自動關停冷卻液）和步驟以及工件的形狀尺寸用數(shù)字化的代碼表示，通 過控制介質（如穿孔紙帶或磁盤等）將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置，數(shù)控裝置對輸 入的信息進行處理與運算，發(fā)出各種控制信號，控制機床的伺服系統(tǒng)或其他驅 動元件，使機床自動加工出所需要的工件。所以，數(shù)控加工的關鍵是加工數(shù)據(jù) 和工藝參數(shù)的獲取，即數(shù)控編程。數(shù)控加工一般包括以下幾個內容：(1)對圖紙 進行分析，確定需要數(shù)控加工的部分：（2)利用圖形軟件（如 CAXA 制造工程 師）對需要數(shù)控加工的部分造型；(3)根據(jù)加工條件，選擇合適的加工參數(shù)，生 8 成加工軌跡（包括粗加工、半精加工、精加工軌跡） ；(4)軌跡的仿真檢驗；(5) 生成 G 代碼；(6)傳給機床加工。數(shù)控機床的特點 ：(1)具有高度柔性 在數(shù)控機 床上加工零件，主要取決于加工程序，它與普通機床不同，不必制造、更換許 多工具、夾具，不需要經(jīng)常調整機床。因此，數(shù)控機床適用于零件頻繁更換的 場合。也就是適合單件、小批生產及新產品的開發(fā)，縮短了生產準備周期，節(jié) 省了大量工藝設備的費用。 (2)加工精度高 數(shù)控機床的加工精度，一般可達到 0.0050.1mm，數(shù)控機床是按數(shù)字信號形式控制的，數(shù)控裝置每輸出一個脈沖 信號，則機床移動部件移動一個脈沖當量（一般為 0.001mm） ，而且機床進給傳 動鏈的反向間隙與絲杠螺距平均誤差可由數(shù)控裝置進行補償，因此，數(shù)控機床 定位精度比較高。 (3)加工質量穩(wěn)定、可靠 加工同一批零件，在同一機床，在 相同加工條件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀軌跡完全相同，零件 的一致性好，質量穩(wěn)定。 (4)生產率高 數(shù)控機床可有效地減少零件的加工時間 和輔助時間，數(shù)控機床的主軸轉速和進給量的范圍大，允許機床進行大切削量 的強力切削，數(shù)控機床目前正進入高速加工時代，數(shù)控機床移動部件的快速移 動和定位及高速切削加工，減少了半成品的工序間周轉時間，提高了生產效率。 (5)改善勞動條件 數(shù)控機床加工前經(jīng)調整好后，輸入程序并啟動，機床就能自 動連續(xù)的進行加工，直至加工結束。操作者主要是程序的輸入、編輯、裝卸零 件、刀具準備、加工狀態(tài)的觀測，零件的檢驗等工作，勞動強度極大降低，機 床操作者的勞動趨于智力型工作。另外，機床一般是封閉式加工，即清潔，又 安全。 (6)利于生產管理現(xiàn)代化 數(shù)控機床的加工，可預先精確估計加工時間，所使用的刀具、夾具可進行 規(guī)范化、現(xiàn)代化管理。數(shù)控機床使用數(shù)字信號與標準代碼為控制信息，易于實 現(xiàn)加工信息的標準化，目前已與計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）有機地 結合起來，是現(xiàn)代集成制造技術的基礎。 4. 數(shù)控機床使用中應注意的事項 使用數(shù)控機床之前，應仔細閱讀機床使用說明書以及其他有關資料，以便 正確操作使用機床，并注意以下幾點：(1)機床操作、維修人員必須是掌握相應 9 機床專業(yè)知識的專業(yè)人員或經(jīng)過技術培訓的人員，且必須按安全操作規(guī)程及安 全操作規(guī)定操作機床； (2)非專業(yè)人員不得打開電柜門，打開電柜門前必須確 認已經(jīng)關掉了機床總電源開關。只有專業(yè)維修人員才允許打開電柜門，進行通 電檢修；(3)除一些供用戶使用并可以改動的參數(shù)外，其它系統(tǒng)參數(shù)、主軸參數(shù)、 伺服參數(shù)等，用戶不能私自修改，否則將給操作者帶來設備、工件、人身等傷 害；(4)修改參數(shù)后，進行第一次加工時，機床在不裝刀具和工件的情況下用機 床鎖住、單程序段等方式進行試運行，確認機床正常后再使用機床；(5)機床的 PLC 程序是機床制造商按機床需要設計的，不需要修改。不正確的修改，操作 機床可能造成機床的損壞，甚至傷害操作者；(6)建議機床連續(xù)運行最多 24 小 時，如果連續(xù)運行時間太長會影響電氣系統(tǒng)和部分機械器件的壽命，從而會影 響機床的精度；(7)機床全部連接器、接頭等，不允許帶電拔、插操作，否則將 引起嚴重的后果。 該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī) 定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作數(shù)控折彎機并加工零件。數(shù)控機床的 操作和監(jiān)控全部在這個數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機床的大腦。與普通機床相 比數(shù)控機床有如下特點： 加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質量； 可進行多坐標 的聯(lián)動，能加工形狀復雜的零件；加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序， 可節(jié)省生產準備時間有利的加工用量，生產率高（一般為普通機床的 35 倍） ； 機床自動化程度高，可以減輕勞動強度； 對操作人員的素質要求較高，對維修 人員的技術要求更高數(shù)控機床一般由下列幾個部分組成： 主機，他是數(shù)控機床 的主體，包括機床身、立柱、主軸、進給機構等機械部件數(shù)控裝置，是數(shù)控機 床的核心，包括硬件（印刷電路板、CRT 顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機等）以及 相應的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數(shù)據(jù)的變 換、插補運算以及實現(xiàn)各種控制功能。 驅動裝置，他是數(shù)控機床執(zhí)行機構的驅動部件，包括主軸驅動單元、進給單元、 主軸電機及進給電機等。他在數(shù)控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實現(xiàn) 主軸和進給驅動。當幾個進給聯(lián)動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間 曲線的加工。輔助裝置，指數(shù)控機床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機 床的運行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。它包括液壓和氣動裝置、排 屑裝置、交換工作臺臺、數(shù)控轉臺和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置 10 等。編程及其他附屬設備，可用來在機外進行零件的程序編制、存儲等。 自從 1952 年美國麻省理工學院研制出世界上第一臺數(shù)控機床以來，數(shù)控機床在制造 工業(yè)，特別是在汽車、航空航天、以及軍事工業(yè)中被廣泛地應用，數(shù)控技術無 論在硬件和軟件方面，都有飛速發(fā)展。 4.1 典型零件族的工藝規(guī)程設計 在確定加工零件后還必須用數(shù)控加工工藝的學觀點對工藝流程進行新的規(guī) 劃設計，這里包括對原工藝生產流程的變革、探索實現(xiàn)新工藝方法的可行性、 探索實現(xiàn)現(xiàn)代生產管理和物流管理可行性、探索使用先進刀具工裝大幅度提高 生產效率的可行性、探索在生產線上數(shù)控設備和其他設備（普通的、專機的） 的合理配制工藝等，目的是希望得到使用數(shù)控機床后的最佳工藝制造流程。下 面是幾個典型類零件的合理加工工藝。 軸類零件：銑端面打中心孔數(shù)控車床（粗加工）數(shù)控磨床（精加工） ；法蘭 和盤類件：數(shù)控車床（粗加工）車削中心（精加工） ； 型腔模具零件：普通機床加工外形及基面數(shù)控銑床加工型面高速數(shù)控銑精 加工拋光或電腐蝕型面； 板類零件：雙軸銑床或龍門銑床加工大平面立式加工中心上加工各類孔； 箱體零件：立式加工中心上加工底面臥式加工中心上加工四周面各工藝面。 在安排工藝流程中考慮下列因素： (1) 選擇最短的加工工藝流程。 (2) 數(shù)控機床有相當大適應性，但也不是萬能的，從經(jīng)濟觀點考慮，典型工件 族中每一種零件都有一個經(jīng)濟批量，應在經(jīng)濟批量基礎上使用比較先進的工藝 手段。 (3) 盡量發(fā)揮機床的各種工藝特點，追求最大限度地發(fā)揮數(shù)控機床的綜合加工 能力特長(多工序集中的工藝特點)，應在生產流程中配置最少的機床數(shù)量、最 少的工藝裝備和夾具。 (4) 要考慮生產線或生產車間的各種設備能力的平衡。作為單臺數(shù)控機床的選 擇或一條生產線的配置，單一的設備不可能完全包下一個工件的全部加工工序， 必然有和其他設備的工序轉接，各設備之間的生產能力要平衡，滿足生產節(jié)拍 11 的綜合要求，所以安排每臺設備上的工序數(shù)量、加工工序順序等既要發(fā)揮各臺 數(shù)控機床的特長、滿足精度要求，還要進一步應考慮各臺機床上工件轉序時工 藝基準的合理使用。 (5) 在安排數(shù)控加工工藝中經(jīng)常碰到的問題是工序集中與工藝加工漸精原則的 矛盾。在數(shù)控機床的使用上，人們普遍采用將多工序集中在一臺機床上完成的 工藝集中原則，以此來追求提高生產率，縮短零件加工周期，甚至希望工件在 一次裝卡中全部加工完畢。但實際上對一些復雜的、精度要求較高的工件，由 于在加工過程中的熱變形、內應力引起的工件變形、工夾具夾緊變形、熱處理 要求時效等工藝因素和程編者操作因素等，很難一次裝卡完成全部加工?；?工藝準則中對加工零件的逐步精化要求制約著工序集中的數(shù)量，妥善處理這兩 者矛盾是數(shù)控加工工藝的重要內容。 (6) 在對典型工件族工藝流程的安排中，應妥善安排各臺機床和生產線的手工 調整和檢測等工作，即人工干預的影響。企業(yè)要根據(jù)自身的技術裝備能力、技 術水平和技術改造投入的力度，確定在工藝流程中人工干預的程度，這決定了 對選擇數(shù)控機床的自動化水平和功能要求。應客觀考慮適當采用手工調整來補 充企業(yè)要達到完全自動化的能力，對企業(yè)的工藝能力和設備水平確切定位。 4.2 數(shù)控機床主要特征規(guī)格的選擇 機床特征規(guī)格應包括機型、機床規(guī)格參數(shù)和機床主電機功率等。在確定工 藝內容的前提下，機型選擇就較明確了。例如，回轉體零件加工主要可供選擇 設備有車床、車削中心、數(shù)控磨床等；箱體的加工則應以立式或臥式加工中心 為主。 數(shù)控機床已發(fā)展成品種繁多、可供廣泛選擇的商品，在機型選擇中應在 滿足加工工藝要求的前提下越簡單越好。例如，車削中心和數(shù)控車床都可以加 工軸類零件，但一臺滿足同樣加工規(guī)格的車削中心價格要比數(shù)控車床貴幾倍， 如果沒有進一步工藝要求，選數(shù)控車床應是合理的。在加工型腔模具零件中， 同規(guī)格的數(shù)控銑床和加工中心都能滿足基本加工要求，但兩種機床價格相差 20%50%，所以在模具加工中要采用常更換刀具的工藝可安排選用加工中心， 而固定一把刀具長時間銑削的可選用數(shù)控銑床。 數(shù)控機床的最主要規(guī)格是幾個 數(shù)控軸的行程范圍和主軸電機功率。機床的三個基本直線坐標（X、Y、Z）行 12 程反映該機床允許的加工空間，在車床中兩個坐標（X、Z）反映允許回轉體的 大小。一般情況下加工工件的輪廓尺寸應在機床的加工空間范圍之內，例如， 典型工件是 450 mm 450 mm 450 mm 的箱體，那么應選取工作臺面尺寸為 500mm500 mm 的加工中心。選用工作臺面比典型工件稍大一些是出于安裝夾 具考慮的。機床工作臺面尺寸和三個直線坐標行程都有一定的比例關系，如上 述工作臺（500 mm 500 mm）的機床，x 軸行程一般為（700800）mm、y 軸 為（500700）mm、z 軸為（500600）mm 左右。因此，工作臺面的大小基 本上確定了加工空間的大小。個別情況下也允許工件尺寸大于坐標行程，這時 必須要求零件上的加工區(qū)域處在行程范圍之內，而且要考慮機床工作臺的允許 承載能力，以及工件是否與機床交換刀刀具的空間干涉、與機床防護罩等附件 發(fā)生干涉等系列問題。 數(shù)控機床的主電機功率在同類規(guī)格機床上也可以有各種 不同的配置，一般情況下反映了該機床的切削剛性和主軸高速性能。例如，輕 型機床比標準型機床主軸電機功率就可能小 12 級。目前一般加工中心主軸轉 速在(40008000)r/min，高速型機床立式機床可達(2000070000)r/min，臥式 機床(1000020000)r/min，其主軸電機功率也成倍加大。主軸電機功率反映了 機床的切削效率，從另一個側面也反映了切削剛性和機床整體剛度。在現(xiàn)代中 小型數(shù)控機床中，主軸箱的機械變速已較少采用，往往都采用功率較大的交流 可調速電機直聯(lián)主軸，甚至采用電主軸結構。這樣的結構在低速中扭矩受到限 制，即調速電機在低轉速時輸出功率下降，為了確保低速輸出扭矩，就得采用 大功率電機，所以同規(guī)格機床數(shù)控機床主軸電機比普通機床大好幾倍。當使用 單位的一些典型工件上有大量的低速加工時，也必須對選擇機床的低速輸出扭 矩進行校核。輕型機床在價格上肯定便宜，要求用戶根據(jù)自己的典型工件毛坯 余量大小、切削能力（單位時間金屬切除量） 、要求達到的加工精度、實際能配 置什么樣刀具等因素綜合選擇機床。 近年來數(shù)控機床上高速化趨勢發(fā)展很快， 主軸從每分鐘幾千轉到幾萬轉，直線坐標快速移動速度從（1020）m/min 上 升到 80m/min 以上，當然機床價格也相應上升，用戶單位必須根據(jù)自己的技術 能力和配套能力做出合理選擇。例如，立式加工中心上主軸最高轉速可達 （5000080000）r/min，除了一些加工特例以外，一般相配套的刀具就很昂貴。 一些高速車床都可以達到（60008000）r/min 以上，這時車刀的配置要求也很 13 高。 對少量特殊工件僅靠三個直線坐標加工不能滿足要求，要另外增加回轉坐 標（A、B、C）或附加工坐標(U、)等，目前機床市場上這些要求都能滿 足，但機床價格會增長很多，尤其是對一些要求多軸聯(lián)動加工要求，如四軸、 五軸聯(lián)動加工，必須對相應配套的編程軟件、測量手段等有全面考慮和安排。 5 數(shù)控機床的維護 數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心部件，因此，數(shù)控機床的維護主要是數(shù)控系統(tǒng) 的維護。數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過一段較長時間的使用，電子元器件性能要老化甚至損壞， 有些機械部件更是如此，為了盡量地延長元器件的壽命和零部件的磨損周期， 防止各種故障，特別是惡性事故的發(fā)生，就必須對數(shù)控系統(tǒng)進行日常的維護。 概括起來，要注意以下幾個方面。 5.1 制訂數(shù)控系統(tǒng)日常維護的規(guī)章制度 根據(jù)各種部件特點，確定各自保養(yǎng)條例。如明文規(guī)定哪些地方需要天天清 理（如 CNC 系統(tǒng)的輸入輸出單元光電閱讀機的清潔，檢查機械結構部分 是否潤滑良好等） ，哪些部件要定期檢查或更換（如直流伺服電動機電刷和換向 器應每月檢查一次） 。 5.2 應盡量少開數(shù)控柜和強電柜的門 因為在機加工車間的空氣中一般都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末。一旦它 們落在數(shù)控系統(tǒng)內的印制線路或電器件上，容易引起元器件間絕緣電阻下降， 甚至導致元器件及印制線路的損壞。有的用戶在夏天為了使數(shù)控系統(tǒng)超負荷長 期工作，打開數(shù)控柜的門來散熱，這是種絕不可取的方法，最終會導致數(shù)控系 統(tǒng)的加速損壞。正確的方法是降低數(shù)控系統(tǒng)的外部環(huán)境溫度。因此，應該有一 種嚴格的規(guī)定，除非進行必要的調整和維修，不允許隨便開啟柜門，更不允許 在使用時敞開柜門。5.3 定時清掃數(shù)控柜的散熱通風系統(tǒng) 應每天檢查數(shù)控系統(tǒng)柜上各個冷卻風扇工作是否正常，應視工作環(huán)境狀況， 14 每半年或每季度檢查一次風道過濾器是否有堵塞現(xiàn)象。如果過濾網(wǎng)上灰塵積聚 過多，需及時清理，否則將會引起數(shù)控系統(tǒng)柜內溫度高（一般不允許超過 55） ，造成過熱報警或數(shù)控系統(tǒng)工作不可靠。 5.4 經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)用的電網(wǎng)電壓 FANUC 公司生產的數(shù)控系統(tǒng)，允許電網(wǎng)電壓在額定值的 85%110%的范 圍內波動。如果超出此范圍，就會造成系統(tǒng)不能正常工作，甚至會引起數(shù)控系 統(tǒng)內部電子部件損壞。 5.5 定期更換存儲器用電池 FANUC 公司所生產的數(shù)控系統(tǒng)內的存儲器有兩種： (1)不需電池保持的磁泡存儲器。 (2)需要用電池保持的 CMOS RAM 器件，為了在數(shù)控系統(tǒng)不通電期間能保持存 儲的內容，內部設有可充電電池維持電路，在數(shù)控系統(tǒng)通電時，由+5V 電源經(jīng) 一個二極管向 CMOS RAM 供電，并對可充電電池進行充電；當數(shù)控系統(tǒng)切斷 電源時，則改為由電池供電來維持 CMOS RAM 內的信息，在一般情況下，即 使電池尚未失效，也應每年更換一次電池，以便確保系統(tǒng)能正常工作。另外， 一定要注意，電池的更換應在數(shù)控系統(tǒng)供電狀態(tài)下進行。 5.6 數(shù)控系統(tǒng)長期不用時的維護 為提高數(shù)控系統(tǒng)的利用率和減少數(shù)控系統(tǒng)的故障，數(shù)控機床應滿負荷使用， 而不要長期閑置不用，由于某種原因，造成數(shù)控系統(tǒng)長期閑置不用時，為了避 免數(shù)控系統(tǒng)損壞，需注意以下兩點： (1)要經(jīng)常給數(shù)控系統(tǒng)通電，特別是在環(huán)境濕度較大的梅雨季節(jié)更應如此，在機 床鎖住不動的情況下（即伺服電動機不轉時） ，讓數(shù)控系統(tǒng)空運行。利用電器元 件本身的發(fā)熱來驅散數(shù)控系統(tǒng)內的潮氣，保證電子器件性能穩(wěn)定可靠，實踐證 明，在空氣濕度較大的地區(qū)，經(jīng)常通電是降低故障率的一個有效措施。 (2)數(shù)控機床采用直流進給伺服驅動和直流主軸伺服驅動的，應將電刷從直流電 15 動機中取出，以免由于化學腐蝕作用，使換向器表面腐蝕，造成換向性能變壞， 甚至使整臺電動機損壞。 所以說，學好數(shù)控技術的同時懂得一定的數(shù)控維護知識也是至關重要的! 6 數(shù)控機床故障排除方法及其注意事項 由于經(jīng)常參加維修任務，有些維修經(jīng)驗，現(xiàn)結合有關理論方面的闡述，在 以下列出，希望拋磚引玉。 6.1 故障排除的方法 （1）初始化復位法：一般情況下，由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警，可用硬件復 位或開關系統(tǒng)電源依次來清除故障，若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電，拔插線路板 或電池欠壓造成混亂，則必須對系統(tǒng)進行初始化清除，清除前應注意作好數(shù)據(jù) 拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進行硬件診斷。 （2）參數(shù)更改，程序更正法：系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設定錯誤 就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停 機，對此可以采用系統(tǒng)的塊搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常 運行。 （3）調節(jié)，最佳化調整法：調節(jié)是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調 節(jié)，修正系統(tǒng)故障。如某廠維修中，其系統(tǒng)顯示器畫面混亂，經(jīng)調節(jié)后正常。 如在某廠，其主軸在啟動和制動時發(fā)生皮帶打滑，原因是其主軸負載轉矩大， 而驅動裝置的斜升時間設定過小，經(jīng)調節(jié)后正常。 最佳化調整是系統(tǒng)地對伺服驅動系統(tǒng)與被拖動的機械系統(tǒng)實現(xiàn)最佳匹配的綜合 調節(jié)方法，其辦法很簡單，用一臺多線記錄儀或具有存貯功能的雙蹤示波器， 分別觀察指令和速度反饋或電流反饋的響應關系。通過調節(jié)速度調節(jié)器的比例 系數(shù)和積分時間，來使伺服系統(tǒng)達到即有較高的動態(tài)響應特性，而又不振蕩的 最佳工作狀態(tài)。在現(xiàn)場沒有示波器或記錄儀的情況下，根據(jù)經(jīng)驗，即調節(jié)使電 機起振，然后向反向慢慢調節(jié)，直到消除震蕩即可。 （4）備件替換法：用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應的初始化啟動， 16 使機床迅速投入正常運轉，然后將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦 法。 （5）改善電源質量法：目前一般采用穩(wěn)壓電源，來改善電源波動。對于高頻干 擾可以采用電容濾波法，通過這些預防性措施來減少電源板的故障。 （6）維修信息跟蹤法：一些大的制造公司根據(jù)實際工作中由于設計缺陷造成的 偶然故障，不斷修改和完善系統(tǒng)軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷 提供給維修人員。以此做為故障排除的依據(jù)，可正確徹底地排除故障。 6.2 維修中應注意的事項 從整機上取出某塊線路板時，應注意記錄其相對應的位置，連接的電纜號，對 于固定安裝的線路板，還應按前后取下相應的壓接部件及螺釘作記錄。拆卸下 的壓件及螺釘應放