1、新世纪应用型高等教育机械类课程规划教材新世纪应用型高等教育机械类课程规划教材机床数控技术机床数控技术JICHUANG SHUKONG JISHU主编主编 魏斯亮魏斯亮 黎旭初黎旭初主审主审 林厚波林厚波第八章 数控机床维护保养知识机械数控技术机械数控技术3 一、数控机床操作人员的要求。u 1较高的思想素质u 2熟练掌握各种操作与编程方法u 3深入了解机床特性，掌握机床运行规律u 4熟知操作规程及维护和检查的内容u 5认真处理异常事件并做好记录4 二、数控机床的日常维护数控机床的日常维护与保养主要包括以下几方面的内容：1保持设备的清洁要坚持不懈地做好数控机床的清洁工作。对主要部位如工作台、裸露的
2、导轨、操作面板等，应每班擦一次。每周对整机进行一次较彻底的清扫与擦拭。要特别注意对导轨、台板转换器及刀库中刀具上的切屑及时清扫。有些部位需要定期清扫和擦拭，如冷却装置的防尘垫、压缩空气系统的过滤器芯、冷却液箱中残存的切屑等。由于数控机床的结构一般都比较复杂，因此要坚持按照说明书上的要求做好清洁工作，并不是一件容易的事。5 二、数控机床的日常维护2定期对各部位进行检查需要经常检查的主要部位有：液压、润滑、冷却装置的油（液）位；气压、空气过滤装置；油雾润滑装置；各紧急停车按钮、各轴的限位开关等。需定期检查的主要部位有：传动皮带的磨损及松紧情况；液压油、润滑油及冷却液的洁净度；电动机及测速发电机炭刷
3、、整流子的磨损情况；导轨间隙等。6 二、数控机床的日常维护3进行必要的调整与更换根据检查情况，必要时进行调整与更换，如：导轨间隙的调整、皮带松紧度的调整。如果传动皮带磨损严重、炭刷短于规定的长度、液压油的洁净度不够等问题出现，则必须进行相应的更换。以上所述的日常维护与保养工作，必须严格按照说明书上规定的方法与步骤进行。否则，可能会出现设备或人身事故，造成严重后果。7 二、数控机床的日常维护具体维护要求在机床配备的说明书中都有规定，但就共性而言还应注意以下问题；（1）应尽量少开数控柜的门，以防止灰尘、油雾和金属粉末落在印刷线路板上，造成元器件及印刷线路板损坏。（2）定期更换直流电机电刷，避免换向
4、器表面腐蚀，引起换向性能不良造成整台电机损坏。（3）数控机床要经常开机使用或定期使系统空运行，以保证电子元器件的性能可靠。（4）有些数控系统的存储器采用CMOS器件，存储内容在断电期间靠电池供电保持，所以应每年更换一次电池。8 三、数控系统的故障维修由于各类数控机床所配的数控系统硬软件越来越复杂，加之制造厂商不完全向用户提供硬软件资料，因此数控系统的故障维修是很困难的。作为用户级的维修人员，其主要任务是：正确处理数控系统的外围故障，用换板法修复硬件故障或根据故障现象及报警内容，正确判断出故障电路板或故障部件。至于换下来的故障电路板，可尽量作一些检查与修理工作。9 三、数控系统的故障维修1数控系
5、统不能接通电源数控系统的电源输入单元（Input Unit）有电源指示灯（绿色发光二极管），如果此灯不亮，说明交流电源未加到输入单元，可检查电源变压器是否有交流电源输入；如果交流电源已输入，应检查输入单元的保险是否烧断。如果输入单元上的故障指示灯（红色发光二极管）亮，应检查数控系统的电源单元。一般是由于电源单元的工作允许信号EN（Enable Signal）消失，输入单元切断了电源单元的供电。在此情况下，可能有两种原因：电源单元故障所致或电源单元的负载（即数控系统）故障所致。当然，输入单元故障也会引起故障指示灯亮，不过这种情况较为少见。此外，数控系统操作面板上的电源开关（ON、OFF按钮）中的
6、 OFF接触不良，造成电源输入无法自保持，使得一旦松开ON按钮，电源即被切断，其现象也造成数控系统不能接通电源。10 三、数控系统的故障维修2数控系统的电池问题绝大部分数控系统都装有电池，在系统断电时，作为RAM保持或刷新的电源。常用的电池有两种：一种是可充电的镍镉电池（或其他种类的蓄电池），另一种是不可充电的高能电池。电压等级也是各种各样。如果使用的是可充电电池，则数控系统本身有充电装置，在系统通电时由直流电源提供RAM的工作电压并给电池充电；在系统断电时，用电池储存的能量来保持RAM中的数据。如果使用的是不可充电的高能电池，则在系统通电时，由直流电源提供RAM的工作电压；系统断电时，由高能
7、电池提供能量来保持RAM中的数据。11 三、数控系统的故障维修无论使用哪种电池，当电池电压不足时，数控系统都会发出报警信号，提醒操作人员或维修人员及时更换电池。更换电池一定要在数控系统通电的情况下进行。否则，存储器中的数据就会丢失，造成数控系统的瘫痪。有些进口数控机床使用的电池很难买到，且价格也很贵。一般情况下可进行国产化代用。代用的原则是：电压相等、容量（安时数）基本相同。如果形状、体积与原电池不同，可焊两根引线，将电池置于合适的地方。12 三、数控系统的故障维修3伺服驱动系统的故障维修伺服驱动系统可分为直流伺服系统和交流伺服系统，目前生产的数控机床所采用的绝大多数是交流伺服系统。伺服驱动系
8、统是一个完整的闭环自动控制系统。其中任一环产生故障或性能有所改变，都会导致整个系统的性能下降或发生故障。加之驱动部分的电流较大，易发热，机械部分的间隙、摩擦等因素的改变，也都对系统产生影响。测量反馈元件及反馈环的性能改变也会导致系统故障。因此，伺服驱动系统是整个数控机床的主要故障源之一。13 三、数控系统的故障维修4飞车这里所说的飞车，是指伺服电动机在运行时，转速持续上升或急剧上升，控制系统无法进行控制，最后造成紧急停车。造成飞车的原因可能是：（1）从测量反馈元件来的信号异常。测量反馈信号的丢失、畸变或极性反向，均会引起上述故障。一旦发生飞车，可进行如下检查。检查接线，确认是否有正反馈现象，测
9、量反馈元件到电路板之间的连接是否可靠，有无接触不良和断路现象；检查测量反馈元件能否正常工作，光电编码盘输出脉冲的频率或测速机输出电压是否与转速成正比 14 三、数控系统的故障维修4飞车 检查电动机与反馈元件之间的连接是否松动或脱落；光栅尺读数头与运动部件的连接是否松动或脱落。（2）伺服驱动系统的电路板故障。用换板法检查与伺服控制有关的电路板，有无发热、变色及其他异常之处。还可应用其他高级诊断方法进行检查，如使用诊断程序等。（3）从CNC来的指令信号异常。这类故障多数是由于D从转换器损坏所致，无论数字指令是多少，D/A转换器输出总是最大值，则会产生貌似飞车但实际并非飞车的现象。检查方法采用测量模
10、拟指令电压法。15 三、数控系统的故障维修5振动振动是一个比较复杂的问题，因为引起振动的原因是多方面的。在分析振动问题时，要注意到振动的振幅和频率，可能会有助于进行故障诊断。下面是几个常见的引起故障的原因。（1）设定原因检查与速度、位置有关的参数，若有误，则修正。按照说明书的规定，检查速度控制系统的短路线设定、开关设定、电位器设定是否有误。16 三、数控系统的故障维修（2）振动频率与进给速度成正比变化时，可能有以下原因：速度反馈元件（如测速发电机）或电动机本身有问题。与转动有关的机械部分有问题。（3）振动频率不随进给速度变化，可能有以下原因：伺服驱动系统电路板设定或调整不良。伺服系统电路板有故
11、障。（4）机械振动车床的刀杆刚性不足，切削刃不锋利，机械连接的松动，轴承、齿轮、同步皮带的损坏，导轨的爬行等，都可能引起振动。17 四、机械系统故障维修数控机床的各运动部分都是电动或液动（气动）驱动的，由各部分的共同作用来完成机械移动、转动、夹紧松开、变速和刀具转位等各种动作。当机床工作时，它们各项功能相结合，发生故障时也混在一起。有些故障形式相同，但引起故障的原因却不同。这给故障诊断和排除带来了很大困难。各种机械故障通常可通过细心维护保养、精心调整来解决。对于已磨损、损坏或者已失去功能的零部件，可通过修复或更换部件来排除故障。由于床身结构刚性差、切削振动大、制造质量差等原因而产生的故障，则难
12、以排除。18 五、液压系统故障维修液压系统是整个数控机床的重要组成部分，一般用于完成主轴抓刀机构的释放、换刀机械手的驱动、某些部位的夹紧等。数控机床的液压系统一般并不复杂（大型数控机床和使用液压伺服系统的数控机床除外），故障处理也不困难。液压系统故障大多是由于维护保养不当所致。因此，平时按规定对液压系统进行维护和保养，液压系统的多数故障都可避免发生。液压系统的日常维护保养内容一般在说明书上都有详细的规定，在此不做进一步说明。需要注意的是，当液压系统更换液压油品种时，要将系统中原有的油全部放掉并清洗系统，然后再加入新油，千万不要将不同牌号的油混合使用。19 七、压缩空气系统故障处理气动系统在数控
13、机床上担任辅助工作，如换刀时，用于清洗刀柄和主轴锥孔；更换工作台板时，用于清洗导轨、定位孔和定位销；有安全工作间（封闭式机床的防护罩）的，用于驱动工作间的门启闭；更换工作台板时，抬起安全防护罩等。有的机床利用气动系统实现旋转工作台的制动解除。在数控机床上，还常常使用气动卡盘、自动转位刀架等。气动系统较为简单，一般不易出现故障，即使出现故障也比较容易解决。气动系统的多数故障是由于杂质（主要为铁锈与水分）引起的。20 八、其他系统故障处理数控机床一般还包括冷却及通风系统、润滑系统等。这些系统也都是数控机床的重要组成部分，无论哪一部分出现问题，数控机床都不能正常运行。1冷却及通风系统多数数控机床的控
14、制柜采用风冷。对风冷系统要经常检查风扇运转是否正常，进风口的空气过滤垫是否需要清洗等。有些系统采用制冷装置对控制柜进行冷却，其作用原理与一般空调相同。对冷却装置，需要经常进行检查，主要检查冷却装置的制冷效果，如果制冷效果不佳或根本不制冷，应赶快进行修理。21 八、其他系统故障处理2润滑系统有的数控机床有两套润滑系统，一套是主轴润滑系统，另一套是中心润滑系统。主轴润滑系统专门用来对主轴传动机构进行润滑。由油泵出来的油通过流量计到供油管，流量计预先被调到一定的流量，若出现异常（如油流中断），则发出报警信号。中心润滑系统用于对数控机床所有的滑动面（如导轨副）和运动部件进行润滑。油管中装有压力继电器，当中心润滑系统出现故障时，压力继电器就会切断所有的进给驱动回路的电源，使机床停止工作，同时显示报警内容。22 八、其他系统故障处理润滑系统维护保养的要点是：p选用合适的润滑油品，p经常检查油位，不能缺油。p更换润滑油品牌时，一定要将原有的油放掉，并加入煤油至少运行0.5小时，将管路清洗干净，再加入新油运行。
