數(shù)控機(jī)床日常維護(hù)的基本知識

1、第5章 數(shù)控機(jī)床日常維護(hù)的基本知識知識目標(biāo)知識目標(biāo) 技能目標(biāo)技能目標(biāo)n了解數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)及工作原理；n掌握數(shù)控機(jī)床的操作維護(hù)規(guī)程和數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)與保養(yǎng)知識；n掌握數(shù)控機(jī)床的日常點(diǎn)檢要點(diǎn)。 n數(shù)控機(jī)床的操作維護(hù)規(guī)程和數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)與保養(yǎng)方法；n數(shù)控機(jī)床的日常點(diǎn)檢。 5.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)與工作原理5.1.1 5.1.1 數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu) n數(shù)控機(jī)床大體由輸入裝置、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)（包括檢測裝置）和機(jī)床本體組成，如下圖所示。5.1.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)輸入裝置輸入裝置 輸入裝置與輸入方法有關(guān)，輸入方法有以下三種。n控制介質(zhì)輸入 控制介質(zhì)即數(shù)控信息的物質(zhì)載體，有穿孔紙帶、磁帶、磁盤等

2、；相應(yīng)的輸入裝置是光電紙帶閱讀機(jī)、錄音機(jī)、磁盤驅(qū)動器等。n手工輸入 利用鍵盤和顯示屏，輸入控制機(jī)床和刀具運(yùn)動的指令。具體分為手動數(shù)據(jù)輸入（MDI）與在數(shù)控顯示裝置的程序編輯界面，用軟鍵或鍵盤輸入程序存于內(nèi)存中。n直接輸入存儲器 從自動編程機(jī)、其它計算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)上，將編制好的加工程序通過通信接口直接輸入數(shù)控裝置的存儲器。5.1.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)數(shù)控裝置（數(shù)控裝置（1 1）n數(shù)控裝置的組成 由硬件和軟件組成。硬件包括通用I/O接口、CPU、存儲器、可編程序控制器（PLC）及數(shù)字通信接口等。軟件包括管理軟件和控制軟件。n數(shù)控裝置的功能 主要功能為讀入數(shù)值、存儲、運(yùn)算處理，產(chǎn)生控制信息控制機(jī)床運(yùn)動，按確

3、定的順序和設(shè)定的條件規(guī)則實(shí)行程序控制。 5.1.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)數(shù)控裝置（數(shù)控裝置（2 2）n數(shù)控裝置的硬件結(jié)構(gòu)示意圖5.1.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)n伺服系統(tǒng)的組成 伺服系統(tǒng)由驅(qū)動裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及位置、速度檢測反饋裝置。伺服電機(jī)是伺服系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，驅(qū)動裝置則是伺服電機(jī)的動力源。來自數(shù)控裝置的指令信號經(jīng)功率放大，驅(qū)動伺服電機(jī)，進(jìn)而通過機(jī)械傳動系統(tǒng)驅(qū)動機(jī)床主軸、工作臺架等機(jī)床運(yùn)動部件。 n伺服系統(tǒng)的分類 按控制原理可分為開環(huán)系統(tǒng)、半閉環(huán)系統(tǒng)、閉環(huán)系統(tǒng)和混合環(huán)系統(tǒng)。 5.1.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)- -驅(qū)動裝置驅(qū)動裝置n驅(qū)動裝置接受數(shù)控系統(tǒng)輸出的速度控制信號，輸出電能驅(qū)動電動機(jī)

4、。n由于驅(qū)動裝置用于對驅(qū)動電機(jī)的速度控制，故有時也稱驅(qū)動裝置為速度控制單元；又因為驅(qū)動裝置是伺服系統(tǒng)中的功率放大部分，故又可稱驅(qū)動裝置為伺服驅(qū)動單元。n驅(qū)動裝置中功率器件的作用就是將控制信號進(jìn)行功率放大，以達(dá)到驅(qū)動電動機(jī)的目的。5.1.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)- -執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)n驅(qū)動電機(jī)是數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件。數(shù)控機(jī)床驅(qū)動電機(jī)的常用種類如下圖所示：5.1.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)- -執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（步進(jìn)電動機(jī)）（步進(jìn)電動機(jī)）n步進(jìn)電動機(jī) 是一種將脈沖信號變成角位移的電動機(jī)。角位移與輸入脈沖個數(shù)成正比。主要用于開環(huán)控制方式，沒有反饋機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)較簡單。5.1.1數(shù)控機(jī)

5、床的結(jié)構(gòu)伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)- -執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（直流伺服電動機(jī)）（直流伺服電動機(jī)）n直流伺服電動機(jī) 具有轉(zhuǎn)矩大、過載能力強(qiáng)、動態(tài)響應(yīng)好、良好的調(diào)速性能等很多優(yōu)點(diǎn)。但是它存在一些固有的缺點(diǎn)，例如其電刷和換向套易磨損，需經(jīng)常維護(hù)，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用的直流伺服電動機(jī)主要是永磁直流伺服電動機(jī)。5.1.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)- -執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（進(jìn)給電動機(jī)）（進(jìn)給電動機(jī)）n交流伺服電動機(jī) 其應(yīng)用已成了當(dāng)今數(shù)控機(jī)床驅(qū)動系統(tǒng)的主流。它有固有的缺點(diǎn)，例如其電刷和換向套易磨損，需經(jīng)常維護(hù)，結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。交流電動機(jī)的速度控制應(yīng)用最多的是變頻調(diào)速。一般采用先將交流電源變?yōu)橹绷?，再變?yōu)榭晒┙o

6、電動機(jī)的可調(diào)壓、可調(diào)頻的交流電。5.1.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)- -執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（主軸電動機(jī)）（主軸電動機(jī)）n主軸電動機(jī)結(jié)構(gòu) 交流主軸電動機(jī)采用三相交流異步電動機(jī)?？傮w結(jié)構(gòu)由定子及轉(zhuǎn)子構(gòu)成，定子上有固定的三相繞組，轉(zhuǎn)子鐵心上開有許多槽，每個槽內(nèi)裝有一根導(dǎo)體，所有導(dǎo)體兩端短接在端環(huán)上，如果去掉鐵心，轉(zhuǎn)子繞組的形狀像一個鼠籠，所以叫做籠型轉(zhuǎn)子。5.1.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)- -執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（主軸電動機(jī)的定子）（主軸電動機(jī)的定子）n主軸電動機(jī)的定子（鼠籠式異步電動機(jī)）5.1.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)- -執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（主軸電動機(jī)的轉(zhuǎn)子）（主軸電動機(jī)的轉(zhuǎn)子）n

7、主軸電動機(jī)的轉(zhuǎn)子（鼠籠式異步電動機(jī)）5.1.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)- -執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（主軸驅(qū)動形式）（主軸驅(qū)動形式）n主軸驅(qū)動形式 目前主要有兩種驅(qū)動形式，一是主軸電動機(jī)帶齒輪換檔變速，以增大傳動比，放大主軸功率，滿足切削加工的需要；二是主軸電動機(jī)通過同步齒形帶或皮帶驅(qū)動主軸，該類主軸電動機(jī)又稱寬域電動機(jī)或強(qiáng)切削電動機(jī)，具有恒功率、調(diào)速比大等特點(diǎn)。采用強(qiáng)切削電動機(jī)后，由于無需機(jī)械變速，主軸箱內(nèi)省卻了齒輪和離合器，主軸箱實(shí)際上成為了主軸支架，簡化了主傳動系統(tǒng)。5.1.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)位置、速度檢測反饋裝置位置、速度檢測反饋裝置采用閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床需要利用檢測元件進(jìn)行位置與速度檢測

8、，然后反饋給伺服控制系統(tǒng)。 5.1.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)檢測元件檢測元件 n速度檢測元件 主要有直流測速發(fā)電機(jī)和脈沖編碼器等。n位置檢測元件 根據(jù)檢測位置的不同，位置檢測分為半閉環(huán)和閉環(huán)方式。半閉環(huán)方式是通過測量伺服電動機(jī)或滾絲杠的回轉(zhuǎn)角來求得移動位置的，而閉環(huán)控制則是直接測量工作臺的移動位置的。在半閉環(huán)方式中，位置檢測主要使用脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器等。在閉環(huán)控制方式中，位置檢測主要使用感應(yīng)同步器、磁柵、光柵、激光測距儀等。5.1.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)機(jī)床本體（機(jī)床本體（ 1 1 ）數(shù)控機(jī)床是在普通機(jī)床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但傳動系統(tǒng)操作機(jī)構(gòu)、刀具裝置、外觀造型及布局方面都有很大的變化和改進(jìn)

9、。 5.1.1數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)機(jī)床主體（機(jī)床主體（2 2）n床身 機(jī)床主體的靜、動幾何特性對精度的影響是極大的 ，應(yīng)采取措施保證各項精度。 n主軸主軸 要求數(shù)控機(jī)床的主軸，應(yīng)在較大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級變速，并能承受較大的力矩。為了進(jìn)行高精度加工，機(jī)床的主軸還配備有潤滑油溫度自動控制裝置。n進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)給機(jī)構(gòu) 現(xiàn)在的進(jìn)給機(jī)構(gòu)均已采用了精密的滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 5.1.2數(shù)控機(jī)床的工作原理n數(shù)控機(jī)床的工作原理5.1.2數(shù)控機(jī)床的工作原理工作過程工作過程n輸入。將數(shù)控程序輸入給數(shù)控裝置。 n譯碼。將零件加工程序譯成計算機(jī)內(nèi)部能識別的語言。n數(shù)控處理。數(shù)據(jù)處理程序一般包括刀具半徑補(bǔ)償、速度計算以及輔助功

10、能的處理。 n插補(bǔ)。即數(shù)控系統(tǒng)按要求確定刀具運(yùn)動軌跡的過程。n伺服控制。其功能是完成本次插補(bǔ)周期的位置計算，并將結(jié)果發(fā)送到伺服驅(qū)動接口中去。n管理程序。由它調(diào)用各個功能子程序，且保證一個數(shù)據(jù)段加工過程中將下一個程序段準(zhǔn)備完畢。 5.2.1數(shù)控機(jī)床的維護(hù)及保養(yǎng)n數(shù)控機(jī)床操作維護(hù)規(guī)程基本內(nèi)容 基本內(nèi)容有：做好日常檢；保持油液清潔，潤滑良好；禁止在機(jī)床上敲擊夾緊工件。運(yùn)轉(zhuǎn)中要經(jīng)常注意各部位定位情況，如有異常，應(yīng)立即停機(jī)處理等。n數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)與保養(yǎng) 維護(hù)內(nèi)容有：數(shù)控機(jī)床的正確使用、數(shù)控機(jī)床各機(jī)械部件的維護(hù)、數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)、伺服系統(tǒng)及常用位置檢測裝置的維護(hù)等。 5.2.1數(shù)控機(jī)床的維護(hù)及保養(yǎng)數(shù)控機(jī)

11、床的日常維護(hù)與保養(yǎng)數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)與保養(yǎng)(1)n數(shù)控機(jī)床使用時應(yīng)注意 數(shù)控機(jī)床的使用環(huán)境 電源要求 遵守數(shù)控機(jī)床操作規(guī)程 數(shù)控機(jī)床不宜長期封存 注意培訓(xùn)和配備操作人員、維修人員及編程人員 5.2.1數(shù)控機(jī)床的維護(hù)及保養(yǎng)數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)與保養(yǎng)數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)與保養(yǎng)(2)n數(shù)控機(jī)床維護(hù)與保養(yǎng)的主要內(nèi)容檢查部位每天每月每半年每年切削液箱觀察箱內(nèi)液面高度，及時添加 清理箱內(nèi)積存切屑，更換切削液 清洗切削液箱、清洗過濾器 全面清洗、更換過濾器 潤滑油箱 觀察油標(biāo)上油面高度，及時添加 檢查潤滑泵工作情況，油管接頭是否松動、漏油 清潔潤滑箱、清洗過濾器 全面清洗、更換過濾器 各移動導(dǎo)軌副 清除切屑及臟

12、物，用軟布擦凈、檢查潤滑情況及劃傷與否 清理導(dǎo)軌滑動面上刮屑板 導(dǎo)軌副上的鑲條、壓板是否松動 檢驗導(dǎo)軌運(yùn)行精度，進(jìn)行校準(zhǔn) 5.2.1數(shù)控機(jī)床的維護(hù)及保養(yǎng)數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)與保養(yǎng)數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)與保養(yǎng)(2)檢查部位每天每月每半年每年氣源自動分水器、自動空氣干燥器 檢查氣泵控制的壓力是否正常、觀察分油器中濾出的水分，及時清理 擦凈灰塵、清潔空氣過濾網(wǎng) 空氣管道是否滲漏、清洗空氣過濾器 全面清洗、更換過濾器 液壓系統(tǒng) 觀察箱體內(nèi)液面高度、油壓力是否正常 檢查各閥工作是否正常、油路是否暢通、接頭處是否滲漏 清洗油箱、清洗過濾器 全面清洗油箱、各閥，更換過濾器 防護(hù)裝置 清除切削區(qū)內(nèi)防護(hù)裝置上的切屑與

13、臟物、用軟布擦凈 用軟布擦凈各防護(hù)裝置表面、檢查有無松動 折疊式防護(hù)罩的銜接處是否松動 因維護(hù)需要、全面拆卸清理 刀具系統(tǒng) 檢查刀具夾持是否可靠、位置是否準(zhǔn)確、刀具是否損傷 注意刀具更換后，重新夾持的位置是否正確 刀夾是否完好、定位固定是否可靠 全面檢查、有必要更換固定螺釘 5.2.1數(shù)控機(jī)床的維護(hù)及保養(yǎng)數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)與保養(yǎng)數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)與保養(yǎng)(3)檢查部位每天每月每半年每年換刀系統(tǒng) 觀察轉(zhuǎn)塔刀架定位、刀庫送到、機(jī)械手定位情況 檢查刀架、刀庫、機(jī)械手的潤滑情況 檢查換刀動作的圓滑性、以無沖擊為宜 清理主要零、部件，更換潤滑油 CRT顯示屏及操作面板 注意報警顯示、指示燈的顯示情況 檢查

14、各軸限位及急停開關(guān)是否正常、觀察CRT顯示 檢查面板上所有操作按鈕、開關(guān)的功能情況 檢查CRT電氣線路、芯板等的連接情況，并清除灰塵 強(qiáng)電柜與數(shù)控柜 冷風(fēng)扇工作是否正常柜門是否關(guān)閉 冷風(fēng)扇工作是否正常柜門是否關(guān)閉 清理控制箱內(nèi)部，保持干凈 檢查所有電路板、插座、插頭、繼電器和電纜的接觸情況 主軸箱 觀察主軸運(yùn)轉(zhuǎn)情況注意聲音、溫度的情況 檢查主軸上卡盤、夾具、刀柄的夾緊情況，注意主軸的分度功能 檢查齒輪、軸承的潤滑情況，測量軸承溫升是否正常 清洗零、部件，更換潤滑油，檢查主傳動皮帶，及時更換。檢驗主軸精度，進(jìn)行校準(zhǔn) 5.2.1數(shù)控機(jī)床的維護(hù)及保養(yǎng)數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)與保養(yǎng)數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)與保養(yǎng)(

15、4)n數(shù)控機(jī)床維護(hù)與保養(yǎng)的主要內(nèi)容檢查部位每天每月每半年每年電氣系統(tǒng)與數(shù)控系統(tǒng) 運(yùn)行功能是否有障礙，監(jiān)視電網(wǎng)電壓主是否正常 直觀檢查所有電氣部件及繼電器、聯(lián)鎖裝置的可靠性。機(jī)床長期不用，則需通電空運(yùn)行 檢查一個試驗程序的完整運(yùn)轉(zhuǎn)情況 注意檢查存儲器電池、檢查數(shù)控系統(tǒng)的大部分功能情況 電機(jī) 觀察各電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常 觀察各電機(jī)冷卻風(fēng)扇是否正常 各電機(jī)軸承噪聲是否嚴(yán)重，必要時可更換 檢查電機(jī)控制板情況，檢查電機(jī)保護(hù)開關(guān)的功能。對于直流電機(jī)要檢查電刷磨損、及時更換 滾珠絲杠 用油擦凈絲杠暴露部位的灰塵和切屑 檢查絲杠防護(hù)套，清理螺母防塵蓋上的污物，絲杠表面涂油脂 測量各軸滾珠絲杠的反向間隙，予以調(diào)整或

16、補(bǔ)償 清洗滾珠絲杠上潤滑油，涂上新油脂 5.2.2點(diǎn)檢 設(shè)備點(diǎn)檢是一種科學(xué)的設(shè)備管理方法，它是利用人的五官或簡單的儀器工具，對設(shè)備進(jìn)行定點(diǎn)、定期的檢查，對照標(biāo)準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異?，F(xiàn)象和隱患，掌握設(shè)備故障的初期信息，以便及時采取對策，將故障消滅在萌芽階段的一種管理方法。 5.2.2點(diǎn)檢點(diǎn)檢的六個要求點(diǎn)檢的六個要求n點(diǎn)檢記錄 要逐點(diǎn)記錄，通過積累，找出規(guī)律。 n定標(biāo)處理 處理一定要按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。 n定期分析 記錄要至少每月分析1次，重點(diǎn)設(shè)備要每一個定修周期分析1次。每個季度要進(jìn)行1次檢查記錄和處理記錄的匯總整理。每年進(jìn)行1次總結(jié)。n定項設(shè)計 規(guī)定設(shè)計項目，按項進(jìn)行。n定人改進(jìn) 任何一項改進(jìn)項目，都要定

17、人。n系統(tǒng)總結(jié) 每半年或1年要對點(diǎn)檢工作進(jìn)行一次全面、系統(tǒng)的總結(jié)和評價，提出書面總結(jié)材料和下一階段的重點(diǎn)工作計劃 5.2.2點(diǎn)檢點(diǎn)檢種類點(diǎn)檢種類n按周期和業(yè)務(wù)范圍點(diǎn)檢分 日常點(diǎn)檢日常點(diǎn)檢 定期點(diǎn)檢定期點(diǎn)檢 精密點(diǎn)檢精密點(diǎn)檢 5.2.2點(diǎn)檢數(shù)控車床日常點(diǎn)檢要點(diǎn)（數(shù)控車床日常點(diǎn)檢要點(diǎn)（1）n接通電源前n檢查切削液、液壓油、潤滑油的油量是否充足n檢查工具、檢測儀器等是否已準(zhǔn)備好n切屑槽內(nèi)的切屑是否已處理干凈5.2.2點(diǎn)檢數(shù)控車床日常點(diǎn)檢要點(diǎn)（數(shù)控車床日常點(diǎn)檢要點(diǎn)（2）n接通電源后n檢查操作盤上的各指示燈是否正常，各按鈕、開關(guān)是否處于正確位置nCRT顯示屏幕上是否有任何報警顯示。若有問題應(yīng)及時予以處理n液壓裝置的壓力表是否指示在所要求的范圍內(nèi)n各控制箱的冷卻風(fēng)扇是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)n刀具是否正確夾緊在刀夾上；刀夾與回轉(zhuǎn)臺是否可靠夾緊；刀具是否有損傷n若機(jī)床帶有導(dǎo)套、夾簧，應(yīng)確認(rèn)其高速是否合適5.2.2點(diǎn)檢數(shù)控車床日常點(diǎn)檢要點(diǎn)（數(shù)控車床日常點(diǎn)檢要點(diǎn)（3）n機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)后n運(yùn)轉(zhuǎn)中，主軸、滑板處是否有異常噪聲n有無與平常不同的異?，F(xiàn)象，如聲音、溫度、裂紋、氣味等。 5.2.2點(diǎn)檢數(shù)控銑床、加工中心日常點(diǎn)檢要點(diǎn)（數(shù)控銑床、加工中心日常點(diǎn)檢要點(diǎn)（1）n從工作臺、基座等處清除污物和灰塵；擦去機(jī)床表面上的潤滑油、切削