數(shù)控機(jī)床原理第08章和數(shù)控機(jī)床編程及加工

第8章數(shù)控機(jī)床的維護(hù)8.1數(shù)控機(jī)床的維護(hù)概述8.2故障診斷的方法8.3數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷8.4控制系統(tǒng)故障診斷8.5伺服系統(tǒng)故障診斷8.1數(shù)控機(jī)床的維護(hù)概述延長(zhǎng)元器件的壽命和零部件的磨損周期，預(yù)防各種故障，提高數(shù)控機(jī)床的平均無(wú)故障工作時(shí)間和使用壽命。8.1.1數(shù)控機(jī)床使用中應(yīng)注意的問(wèn)題1．?dāng)?shù)控機(jī)床的使用環(huán)境對(duì)于數(shù)控機(jī)床最好使其置于有恒溫的環(huán)境和遠(yuǎn)離震動(dòng)較大的設(shè)備（如沖床）和有電磁干擾的設(shè)備。2．電源要求3．?dāng)?shù)控機(jī)床應(yīng)有操作規(guī)程進(jìn)行定期的維護(hù)、保養(yǎng)，出現(xiàn)故障注意記錄保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)等。4．?dāng)?shù)控機(jī)床不宜長(zhǎng)期封存5．注意培訓(xùn)和配備操作人員、維修人員及編程人員8.1.2數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)1．嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和日常維護(hù)制度2．防止灰塵進(jìn)入數(shù)控裝置內(nèi)漂浮的灰塵和金屬粉末容易引起元器件間絕緣電阻下降，從而出現(xiàn)故障甚至損壞元器件。3．定時(shí)清掃數(shù)控柜的散熱通風(fēng)系統(tǒng)4．經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓電網(wǎng)電壓范圍在額定值的85％～110％。5．定期更換存儲(chǔ)器用電池6．?dāng)?shù)控系統(tǒng)長(zhǎng)期不用時(shí)的維護(hù)經(jīng)常給數(shù)控系統(tǒng)通電或使數(shù)控機(jī)床運(yùn)行溫機(jī)程序。7．備用電路板的維護(hù)8.1.3機(jī)械部件的維護(hù)1．刀庫(kù)及換刀機(jī)械手的維護(hù)①用手動(dòng)方式往刀庫(kù)上裝刀時(shí)，要保證裝到位，檢查刀座上的鎖緊是否可靠；②嚴(yán)禁把超重、超長(zhǎng)的刀具裝入刀庫(kù)，防止機(jī)械手換刀時(shí)掉刀或刀具與工件、夾具等發(fā)生碰撞；③采用順序選刀方式須注意刀具放置在刀庫(kù)上的順序是否正確。其他選刀方式也要注意所換刀具號(hào)是否與所需刀具一致，防止換錯(cuò)刀具導(dǎo)致事故發(fā)生；④注意保持刀具刀柄和刀套的清潔；⑤經(jīng)常檢查刀庫(kù)的回零位置是否正確，檢查機(jī)床主軸回?fù)Q刀點(diǎn)位置是否到位，并及時(shí)調(diào)整，否則不能完成換刀動(dòng)作；⑥開(kāi)機(jī)時(shí)，應(yīng)先使刀庫(kù)和機(jī)械手空運(yùn)行，檢查各部分工作是否正常，特別是各行程開(kāi)關(guān)和電磁閥能否正常動(dòng)作。2．滾珠絲杠副的維護(hù)①定期檢查、調(diào)整絲杠螺母副的軸向間隙，保證反向傳動(dòng)精度和軸向剛度；②定期檢查絲杠支撐與床身的連接是否松動(dòng)以及支撐軸承是否損壞。如有以上問(wèn)題要及時(shí)緊固松動(dòng)部位，更換支撐軸承；③采用潤(rùn)滑脂的滾珠絲杠，每半年清洗一次絲杠上的舊油脂，更換新油脂。用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑的滾珠絲杠，每天機(jī)床工作前加油一次；④注意避免硬質(zhì)灰塵或切屑進(jìn)入絲杠防護(hù)罩和工作過(guò)程中碰擊防護(hù)罩，防護(hù)裝置一有損壞要及時(shí)更換。3．主傳動(dòng)鏈的維護(hù)①定期調(diào)整主軸驅(qū)動(dòng)帶的松緊程度；②防止各種雜質(zhì)進(jìn)入油箱。每年更換一次潤(rùn)滑油；③保持主軸與刀柄連接部位的清潔。需及時(shí)調(diào)整液壓缸和活塞的位移量；④要及時(shí)調(diào)整配重。4．液壓系統(tǒng)維護(hù)①定期過(guò)濾或更換油液；②控制液壓系統(tǒng)中油液的溫度；③防止液壓系統(tǒng)泄漏；④定期檢查清洗油箱和管路；⑤執(zhí)行日常點(diǎn)檢查制度。5．氣動(dòng)系統(tǒng)維護(hù)①清除壓縮空氣的雜質(zhì)和水分；②檢查系統(tǒng)中油霧器的供油量；③保持系統(tǒng)的密封性；④注意調(diào)節(jié)工作壓力；⑤清洗或更換氣動(dòng)元件、濾芯；8.2故障診斷的方法

8.2.1故障分類(lèi)1．有報(bào)警顯示的故障（1）硬件報(bào)警顯示的故障 （2）軟件報(bào)警顯示的故障2．無(wú)報(bào)警顯示的故障8.2.2檢測(cè)故障的原則檢測(cè)排除故障時(shí)應(yīng)掌握以下一些原則。1．先外部后內(nèi)部2．先機(jī)械后電氣3．先靜后動(dòng)4．先公用后專(zhuān)用5．先簡(jiǎn)單后復(fù)雜6．先一般后特殊8.2.3故障診斷一般步驟1．調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)，充分掌握信息2．分析故障原因采用歸納法和演繹法。歸納法是從故障原因出發(fā)搜索其功能聯(lián)系，調(diào)查原因?qū)Y(jié)果的影響。演繹法是從所發(fā)生的故障現(xiàn)象出發(fā)，對(duì)故障原因進(jìn)行分割式分析的方法。分析故障原因時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①充分調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)；②思路要開(kāi)闊；③預(yù)測(cè)故障原因并擬訂檢查內(nèi)容、步驟和方法；8.2.4常用的故障診斷技術(shù)1．開(kāi)機(jī)自診斷數(shù)控系統(tǒng)通電后，自診斷軟件對(duì)系統(tǒng)中最關(guān)鍵的硬件和控制軟件診斷。2．運(yùn)行自診斷數(shù)控系統(tǒng)正常工作時(shí)，內(nèi)部診斷程序，對(duì)系統(tǒng)本身、PLC、位置伺服單元與數(shù)控裝置相連的其他外部裝置進(jìn)行測(cè)試、檢查。3．脫機(jī)診斷停止加工和停機(jī)檢查，這就叫脫機(jī)診斷。8.2.5故障診斷方法1．觀(guān)察檢測(cè)法2．升溫降溫法3．敲擊法4．對(duì)比法5．原理分析法8.3數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷

①簡(jiǎn)易診斷技術(shù)②精密診斷技術(shù)利用先進(jìn)測(cè)試手段進(jìn)行精確的定量檢測(cè)分析。8.3.1數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷方法8.3.2典型機(jī)械部件的故障診斷方法1．主軸部件2．滾珠絲杠副3．刀架、刀庫(kù)及換刀裝置8.4控制系統(tǒng)故障診斷1．電池報(bào)警故障2．鍵盤(pán)故障3．熔絲故障4．刀位參數(shù)的更換5．控制系統(tǒng)的“NOTREADY”（沒(méi)準(zhǔn)備好）故障6．機(jī)床參數(shù)的修改8.5伺服系統(tǒng)故障診斷8.5.1常見(jiàn)伺服系統(tǒng)故障及診斷1．伺服超差所謂伺服超差，即機(jī)床的實(shí)際進(jìn)給值與指令值之差超過(guò)限定的允許值。對(duì)此類(lèi)問(wèn)題應(yīng)做如下檢查：①檢查數(shù)控系統(tǒng)設(shè)置的允許伺服偏差是否太??；②檢查CNC控制系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)放大模塊之間，CNC控制系統(tǒng)與位置檢測(cè)之間，驅(qū)動(dòng)放大器與伺服電機(jī)的連線(xiàn)是否正確、可靠；③檢查位置檢測(cè)器的信號(hào)及相關(guān)的D/A轉(zhuǎn)換電路是否有問(wèn)題；④檢查驅(qū)動(dòng)放大器輸出電壓是否有問(wèn)題，若有問(wèn)題，應(yīng)予以修理或更換；⑤檢查電動(dòng)機(jī)軸與傳動(dòng)機(jī)械間是否配合良好，是否有松動(dòng)或間隙存在；⑥檢查位置增益是否符合要求。若不符合要求，對(duì)有關(guān)的電位器應(yīng)予以調(diào)整。2．機(jī)床停止時(shí)，有關(guān)進(jìn)給軸振動(dòng)①檢查高頻脈沖信號(hào)，觀(guān)察其波形及波幅，若不符合要求應(yīng)調(diào)節(jié)有關(guān)電位器；②檢查伺服放大器速度環(huán)的補(bǔ)償功能。若不合適，應(yīng)調(diào)節(jié)補(bǔ)償用電位器；③檢查位置檢測(cè)用編碼盤(pán)的軸、聯(lián)軸節(jié)、齒輪系是否嚙合良好了，有無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，若有問(wèn)題應(yīng)予以修復(fù)；3．機(jī)床運(yùn)行時(shí)聲音不好，有擺動(dòng)現(xiàn)象①先檢查測(cè)速電機(jī)換向器表面是否光滑、清潔，電刷與換向器是否接觸良好，因?yàn)閱?wèn)題往往多出現(xiàn)在這里，若有問(wèn)題應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清理或修整；②檢查伺服放大部分速度環(huán)節(jié)的功能，若不合適應(yīng)予以調(diào)整；③檢查伺服放大器位置環(huán)增益，若有問(wèn)題應(yīng)調(diào)節(jié)有關(guān)電位器；④檢查位置檢測(cè)器與聯(lián)軸節(jié)間的裝配是否松動(dòng)；⑤檢查由位置檢測(cè)器來(lái)的反饋信號(hào)的波形D/A轉(zhuǎn)換后的波形幅度。若有問(wèn)題，應(yīng)進(jìn)行修理或更換。4．飛車(chē)現(xiàn)象（即通常所說(shuō)的失控）①位置傳感器或速度傳感器的信號(hào)反相，或者電樞線(xiàn)接反了，即整個(gè)系統(tǒng)不是負(fù)反饋而變成正反饋了；②速度指令給的不正確；③位置傳感器或速度傳感器的反饋信號(hào)沒(méi)有接或者是有接線(xiàn)斷開(kāi)情況；④CNC控制系統(tǒng)或伺服控制板有邏輯故障；⑤電源板有故障而引起的邏輯混亂。5．所有的軸均不運(yùn)動(dòng)①用戶(hù)保護(hù)性操作，如急停按鈕、制動(dòng)裝置等沒(méi)有釋放，或有關(guān)運(yùn)動(dòng)的相應(yīng)開(kāi)關(guān)不正確；②主電源熔絲熔斷；③由于過(guò)載保護(hù)用斷路器動(dòng)作或監(jiān)控用繼電器的觸點(diǎn)未接觸好，呈常開(kāi)狀態(tài)而使伺服放大部分信號(hào)沒(méi)有發(fā)出。6．電動(dòng)機(jī)過(guò)熱①滑板運(yùn)行時(shí)其摩擦力或阻力太大；②熱保護(hù)繼電器脫扣，電流設(shè)定錯(cuò)誤；③勵(lì)磁電流太低或永磁式電機(jī)失磁時(shí)，為獲得所需力矩也可引起電樞電流增高而使電動(dòng)機(jī)發(fā)熱；④切削條件惡劣，刀具反做用力太大引起電動(dòng)機(jī)電流增高；⑤運(yùn)動(dòng)夾緊、制動(dòng)裝置沒(méi)有充分釋放，使電動(dòng)機(jī)過(guò)載；⑥由于齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的損壞或傳感器有問(wèn)題，所產(chǎn)生的噪聲進(jìn)入伺服系統(tǒng)而引發(fā)的周期性噪聲，可使電機(jī)過(guò)熱；⑦電動(dòng)機(jī)本身內(nèi)部匝間短路而引起的過(guò)熱；⑧有風(fēng)扇冷卻的電動(dòng)機(jī)，若風(fēng)扇損壞，也可使電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。7．機(jī)床定位精度不準(zhǔn)①首先檢查測(cè)速發(fā)電機(jī)換向器的表面光滑狀況以及電刷的磨合狀況，若有問(wèn)題，應(yīng)修整或更換；②檢測(cè)高頻脈沖波形的波幅、頻率及波形是否符合要求，若不合適應(yīng)予以調(diào)整；③檢查切削條件是否合理，刀刃是否損壞，若有問(wèn)題需改變加工狀態(tài)或更換刀具；④檢查機(jī)械傳動(dòng)部分反向間隙，若不合適應(yīng)調(diào)整或進(jìn)行軟件上的反向間隙補(bǔ)償；⑤檢查位置檢測(cè)信號(hào)的振幅是否合適，并進(jìn)行必要調(diào)整；⑥檢查機(jī)床的振動(dòng)狀況，如機(jī)床水平狀態(tài)是否符合要求，機(jī)床地基是否有振動(dòng)，主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)床是否振動(dòng)。8.5.2主軸伺服系統(tǒng)的故障及診斷8.5.3進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障及診斷①可在CRT上顯示出其故障信息、代碼；②利用伺服單元板上發(fā)光二極管顯示的故障；③沒(méi)有任何報(bào)警指示的故障。數(shù)控機(jī)床編程及加工機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)數(shù)控機(jī)床的加工程序編制，掌握編程的方法及技巧；將在計(jì)算機(jī)上用OpenSoftCNC軟件模擬顯示加工過(guò)程校驗(yàn)程序，然后在數(shù)控機(jī)床上對(duì)工件進(jìn)行加工；結(jié)合機(jī)械加工工藝，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化編程，提高加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理數(shù)控編程的目的；數(shù)控編程的內(nèi)容；編程步驟。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的基本原理所謂編程，就是把零件的圖形尺寸、工藝過(guò)程、工藝參數(shù)、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)以及刀具位移等內(nèi)容，按照數(shù)控機(jī)床的編程格式和能識(shí)別的語(yǔ)言記錄在程序單上的全過(guò)程。這樣編制的程序還必須按規(guī)定把程序單制備成控制介質(zhì)如程序紙帶、磁帶等，變成數(shù)控系統(tǒng)能讀懂的信息，再送入數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的CNC裝置對(duì)程序經(jīng)過(guò)處理之后，向機(jī)床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)發(fā)出指令信息，驅(qū)動(dòng)機(jī)床完成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的目的數(shù)控編程的基本原理①分析零件圖紙，確定加工工藝過(guò)程；②計(jì)算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；③編寫(xiě)零件加工程序；④制作控制介質(zhì)；⑤校對(duì)程序及首件試加工。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的內(nèi)容數(shù)控編程的基本原理機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心數(shù)控編程的步驟零件圖紙分析零件圖紙制定工藝規(guī)程數(shù)學(xué)處理編寫(xiě)程序文件制作控制介質(zhì)程序校驗(yàn)及試切數(shù)控機(jī)床OpenSoftCNC軟件介紹OpenSoftCNC軟件包括數(shù)控車(chē)床模擬仿真和數(shù)控銑床模擬仿真系統(tǒng)，由軟件+標(biāo)準(zhǔn)硬件系統(tǒng)構(gòu)成，不要求專(zhuān)用硬件或運(yùn)動(dòng)控制卡，所有數(shù)控功能和邏輯控制功能均由軟件完成，操作界面由系統(tǒng)操作和機(jī)床控制兩大部分組成。機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心OpenSoftCNC軟件介紹機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為例，軟件提供下列指令：以數(shù)控車(chē)床模擬仿真系統(tǒng)（OpenSoftCNC01T）組別指令功能編程格式模態(tài)

1G00快速線(xiàn)性移動(dòng)G00X(U)_Z(W)_√G01直線(xiàn)插補(bǔ)G01X(U)_Z(W)_√G02順時(shí)針圓弧插補(bǔ)G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺紋插補(bǔ)G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺紋插補(bǔ)G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X軸返回程序零點(diǎn)G27

G28Z軸返回程序零點(diǎn)G28

G92定義絕對(duì)坐標(biāo)系G92X_Z_√2G04延時(shí)G04E_

3M00暫停M00

M02程序結(jié)束M02

4M03主軸正轉(zhuǎn)M03√M04主軸反轉(zhuǎn)M04√M05主軸停M05√5M08開(kāi)冷卻液M08√M09關(guān)冷卻液M09√

6M97程序跳轉(zhuǎn)M97P_

M98子程序調(diào)用M98P_L_

M99子程序返回M99

7M20自定義開(kāi)關(guān)1有效M20√M21自定義開(kāi)關(guān)1無(wú)效M21√8M22自定義開(kāi)關(guān)2有效M22√M23自定義開(kāi)關(guān)2無(wú)效M23√9S主軸轉(zhuǎn)速控制S00～S07；S0000～S9999√10T指定刀具T00～T05√11F指定速度F12～F4000√O(píng)penSoftCNC軟件介紹在程序管理界面下，可進(jìn)行有關(guān)數(shù)控加工程序文件的各種操作，如讀入程序、編輯修改及查錯(cuò)編譯等。每一個(gè)工件程序由若干個(gè)程序段組成；每一個(gè)程序段完成一個(gè)加工步驟；每一個(gè)程序指令有程序段號(hào)和若干個(gè)指令代碼組成，指令代碼在程序段中的位置可以是任意的，同組指令在同一程序段中不能重復(fù)使