数控机床相关知识培训文档格式.docx

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　　数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。

与普通机床相比，数控机床有如下特点：

　　●加工精度高，具有稳定的加工质量；

　　●可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；

　　●加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；

　　●机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）；

　　●机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；

　　●对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。

　　数控机床一般由下列几个部分组成：

　　●主机，他是数控机床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。

他是用于完成各种切削加工的机械部件。

　　●数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。

　　●驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。

他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。

当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。

　　●辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。

它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。

　　●编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。

　　自从1952年美国麻省理工学院研制出世界上第一台数控机床以来，数控机床在制造工业，特别是在汽车、航空航天、以及军事工业中被广泛地应用，数控技术无论在硬件和软件方面，都有飞速发展。

●按工艺用途分类

金属切削类数控机床,包括数控车床,数控钻床,数控铣床,数控磨床,数控镗床发及加工中心.这些机床都有适用于单件、小批量和多品种和零件加工，具有很好的加工尺寸的一致性、很高的生产率和自动化程度，以及很高的设备柔性。

　　金属成型类数控机床；

这类机床包括数控折弯机，数控组合冲床、数控弯管机、数控回转头压力机等。

　　数控特种加工机床；

这类机床包括数控线（电极）切割机床、数控电火花加工机床、数控火焰切割机、数控激光切割机床、专用组合机床等。

　　其他类型的数控设备；

非加工设备采用数控技术，如自动装配机、多坐标测量机、自动绘图机和工业机器人等。

●按运动方式分类

　　点位控制；

点位控制数控机床的特点是机床的运动部件只能够实现从一个位置到另一个位置的精确运动，在运动和定位过程中不进行任何加工工序。

如数控钻床、数按坐标镗床、数控焊机和数控弯管机等。

　　直线控制；

点位直线控制的特点是机床的运动部件不仅要实现一个坐标位置到另一个位置的精确移动和定位，而且能实现平行于坐标轴的直线进给运动或控制两个坐标轴实现斜线进给运动。

　　轮廓控制；

轮廓控制数控机床的特点是机床的运动部件能够实现两个坐标轴同时进行联动控制。

它不仅要求控制机床运动部件的起点与终点坐标位置，而且要求控制整个加工过程每一点的速度和位移量，即要求控制运动轨迹，将零件加工成在平面内的直线、曲线或在空间的曲面。

●按控制方式分类

　　开环控制；

即不带位置反馈装置的控制方式。

　　半闭环控制；

指在开环控制伺服电动机轴上装有角位移检测装置，通过检测伺服电动机的转角间接地检测出运动部件的位移反馈给数控装置的比较器，与输入的指令进行比较，用差值控制运动部件。

　　闭环控制；

是在机床的最终的运动部件的相应位置直接直线或回转式检测装置，将直接测量到的位移或角位移值反馈到数控装置的比较器中与输入指令移量进行比较，用差值控制运动部件，使运动部件严格按实际需要的位移量运动。

●按数控制机床的性能分类

　　经济型数控机床；

　　中档数控机床；

　　高档数控机床；

●按所用数控装置的构成方式分类

　　硬线数控系统；

　　软线数控系统；

　　第一台加工中心是1958年由美国卡尼-特雷克公司首先研制成功的。

它在数控卧式镗铣床的基础上增加了自动换刀装置，从而实现了工件一次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种工序的集中加工。

加工中心是带有刀库和自动换刀装置的一种高度自动化的多功能数控机床。

工件在加工中心上经一次装夹后，能对两个以上的表面完成多种工序的加工，并且有多种换刀或选刀功能，从而使生产效率大大提高。

加工中心按其加工工序分为镗铣和车削两大类，按控制轴数可分为三轴、四轴和五轴加工中心。

电脑锣也是数控机床的一种,电脑锣其实就是加工中心，加工中心是书面语，英文名：

CNCmachiningcenter；

电脑锣是俗语，在香港，台湾及广东一带叫的比较多。

这一地区的人，铣床在加工中心的时候叫锣东西所以铣床也被叫做锣床，电脑锣也还源于此，电脑锣顾名思义就是用电脑来控制的锣床，所以也叫做数控铣，它其实是由数控铣床升级而来的，原理是一样的，不同的是加工中心在材质上用的好，精度高，速度快，载重多，在外观上也有改进，传统的数控铣都是半罩式的而加工中心大部分己改为全罩式，这样对加工更加的安全，可以有效的防止铁屑的外溢和切屑的溅出，。

电脑锣是一种装有程序控制系统的自动化机床。

该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件.又叫做CNC或数控机床。

电脑锣可分为两个部分机身部份和系统部分。

　　机身部分：

　　1）铸件，这是构成电脑锣最主要的的部分，直接影响着电脑锣的精度、稳定性、耐磨度，机床的寿命。

铸件做好了之后，不是马上就用到生产当中，好的铸件是那是经过风吹雨打，阳光暴晒，经过自然风化，有的还通过海水对其进行浸泡，待到铸件不变行后再拿到加工当中，这样做出来的机床不容易变型，能长时间保持机床的稳定性，保持精度。

　　2）主轴，主轴是用来直接面对加工工件，他由电机带动工作，进行高速旋转，在主轴上装上刀柄，就可以对加工件进行切屑，满足各种生产需要，主轴的好坏也会直接影响加工精度，内部轴承如果有磨损就容易造成主轴的摇摆加工出来的东西精度自然有偏差几个丝。

现主轴的转速一般在8000转左右，高速机可以做到2万转以上，每台机只有一个主轴。

　　3）丝杆，也是机身一部分，它由伺服电机驱动，通过丝杆铜套带动工作台的位移，实现加工需要，丝杆如果有间隙，也一样直接体现在加工精度，及光洁度上面。

　　4）电机，电机有伺服电机和变频电机两种，用伺服电机稳定性好，主轴驱动电机功率大，三轴驱动电机协率小。

　　5）联轴器，在丝杆与电机之间都加装有联轴器，只是一个连动作用。

　　6）润滑冷动系统，由机油自动泵油机，主轴油冷机，和切屑液循环系统组成。

机油自动给油，不需人工可以自动泵油，在机床工作时，几分钟泵油一次，油管接到各个角落，如丝杆，导轨，等处，如果油路不通极易造成导轨磨损，影响精度。

主轴油冷是为了给主轴降温而加的一个循环冷动系统，8000转的主轴可要可不要，8000转以上的主轴一定要配。

切屑液循环系统由抽油马达将油箱的油抽上来冲到正在加工的工件上。

　　7）钣金，对钣金的要求不是太高，只要不漏油就行，但也牵涉到外观美观，形象的问题。

　　系统部分：

　　1）显示器，现在大都是用液晶彩显的了。

　　2）操作面板

　　3）处理器，

　　4）驱动器

　　系统的构造原理很复杂，但一般很少坏，市面上主要有日本发那克系统，日本三菱系统，德国西门子。

等等。

　　分为ATL语言和NC语言。

　　ATL语言由CAM软件产生，用来描述刀具运行轨迹的一种说明性语言，并且可在CAM软件里逐行进行加工仿真模拟。

NC语言由后置处理器产生，是实际输入机床的加工语言。

　　NC程序也可以直接在数控机床上编写。

主要有G代码（加工代码），M代码（辅助功能），T代码（刀具），S,F（主轴转速和切屑速度）等。

　　实际加工可以有在线加工和普通加工两类。

　　普通加工就是用机床内存中已有的NC程序来进行加工，可以连续加工也可以单步加工。

　　在线加工就是把计算机连接到机床上，直接加工，这种情况下，万一出现以外，很难直接做出反应，只能通过按急停按钮。

　　高速、精密、复合、智能和绿色是数控机床技术发展的总趋势，近几年来，在实用化和产业化等方面取得可喜成绩。

主要表现在：

　　1.机床复合技术进一步扩展随着数控机床技术进步，复合加工技术日趋成熟，包括铣-车复合、车铣复合、车-镗-钻-齿轮加工等复合，车磨复合，成形复合加工、特种复合加工等，复合加工的精度和效率大大提高。

“一台机床就是一个加工厂”、“一次装卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，复合加工机床发展正呈现多样化的态势。

　　2.智能化技术有新突破数控机床的智能化技术有新的突破，在数控系统的性能上得到了较多体现。

如：

自动调整干涉防碰撞功能、断电后工件自动退出安全区断电保护功能、加工零件检测和自动补偿学习功能、高精度加工零件智能化参数选用功能、加工过程自动消除机床震动等功能进入了实用化阶段，智能化提升了机床的功能和品质。

　　3.机器人使柔性化组合效率更高机器人与主机的柔性化组合得到广泛应用，使得柔性线更加灵活、功能进一步扩展、柔性线进一步缩短、效率更高。

机器人与加工中心、车铣复合机床、磨床、齿轮加工机床、工具磨床、电加工机床、锯床、冲压机床、激光加工机床、水切割机床等组成多种形式的柔性单元和柔性生产线已经开始应用。

　　4.精密加工技术有了新进展数控金切机床的加工精度已从原来的丝级（0.01mm）提升到目前的微M级（0.001mm），有些品种已达到0.05μm左右。

超精密数控机床的微细切削和磨削加工，精度可稳定达到0.05μm左右，形状精度可达0.01μm左右。

采用光、电、化学等能源的特种加工精度可达到纳M级（0.001μm）。

通过机床结构设计优化、机床零部件的超精加工和精密装配、采用高精度的全闭环控制及温度、振动等动态误差补偿技术，提高机床加工的几何精度，降低形位误差、表面粗糙度等，从而进入亚微M、纳M级超精加工时代。

　　5.功能部件性能不断提高功能部件不断向高速度、高精度、大功率和智能化方向发展，并取得成熟的应用。

全数字交流伺服电机和驱动装置，高技术含量的电主轴、力矩电机、直线电机，高性能的直线滚动组件，高精度主轴单元等功能部件推广应用，极大的提高数控机床的技术水平。

　　工作员级别评定：

　　主要分为初级技工

　　普通技工

　　高级技工

　　技师级

　　高级技师级

　　数控机床的维护概述

　　延长元器件的寿命和零部件的磨损周期，预防各种故障，提高数控机床的平均无故障工作时间和使用寿命。

　　数控机床使用中应注意的问题

　　1．数控机床的使用环境

　　对于数控机床最好使其置于有恒温的环境和远离震动较大的设备（如冲床）和有电磁干扰的设备。

　　2．电源要求

　　3．数控机床应有操作规程

　　进行定期的维护、保养，出现故障注意记录保护现场等。

　　4．数控机床不宜长期封存

　　5．注意培训和配备操作人员、维修人员及编程人员

　　数控系统的维护

　　1．严格遵守操作规程和日常维护制度

　　2．防止灰尘进入数控装置内

　　漂浮的灰尘和金属粉末容易引起元器件间绝缘电阻下降，从而出现故障甚至损坏元器件。

　　3．定时清扫数控柜的散热通风系统

　　4．经常监视数控系统的电网电压

　　电网电压范围在额定值的85％～110％。

　　5．定期更换存储器用电池

　　6．数控系统长期不用时的维护

　　经常给数控系统通电或使数控机床运行温机程序。

　　7．备用电路板的维护机械部件的维护

　　机械部件的维护

　　1．刀库及换刀机械手的维护

①用手动方式往刀库上装刀时，要保证装到位，检查刀座上的锁紧是否可靠；

②严禁把超重、超长的刀具装入刀库，防止机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具等发生碰撞；

③采用顺序选刀方式须注意刀具放置在刀库上的顺序是否正确。

其他选刀方式也要注意所换刀具号是否与所需刀具一致，防止换错刀具导致事故发生；

④注意保持刀具刀柄和刀套的清洁；

⑤经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴回换刀点位置是否到位，并及时调整，否则不能完成换刀动作；

⑥开机时，应先使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常，特别是各行程开关和电磁阀能否正常动作。

　　2．滚珠丝杠副的维护

①定期检查、调整丝杠螺母副的轴向间隙，保证反向传动精度和轴向刚度；

②定期检查丝杠支撑与床身的连接是否松动以及支撑轴承是否损坏。

如有以上问题要及时紧固松动部位，更换支撑轴承；

③采用润滑脂的滚珠丝杠，每半年清洗一次丝杠上的旧油脂，更换新油脂。

用润滑油润滑的滚珠丝杠，每天机床工作前加油一次；

④注意避免硬质灰尘或切屑进入丝杠防护罩和工作过程中碰击防护罩，防护装置一有损坏要及时更换。

　　3．主传动链的维护

①定期调整主轴驱动带的松紧程度；

②防止各种杂质进入油箱。

每年更换一次润滑油；

③保持主轴与刀柄连接部位的清洁。

需及时调整液压缸和活塞的位移量；

④要及时调整配重。

　　4．液压系统维护

①定期过滤或更换油液；

②控制液压系统中油液的温度；

③防止液压系统泄漏；

④定期检查清洗油箱和管路；

⑤执行日常点检查制度。

　　5．气动系统维护

①清除压缩空气的杂质和水分；

②检查系统中油雾器的供油量；

③保持系统的密封性；

④注意调节工作压力；

⑤清洗或更换气动元件、滤芯；

数控机床的实际维修

　　一、要多看

　　1．要多看数控资料

　　要多看，要了解各种数控系统和PLC可编程序控制器的特点和功能；

要了解数控系统的报警及排除方法；

要了解NC、PLC机床参数设定的含义；

要了解PLC的编程语言；

要了解数控编程的方法；

要了解控制面板的操作和各菜单的内容；

要了解主轴和走刀电机的性能和驱动器的特征等等，往往数控资料一大堆，怎么看？

　　我认为主要要突出重点，搞清来龙去脉，重点是吃透数控系统的基本组成和结构，掌握方框图。

其余的可以“游览”和通读，但每部分内容要有重点的了解、掌握。

由于数控系统内部线路图相当复杂，而制造商均不提供。

因此也不必详细地搞清楚。

　　比如NX一154四轴五连动叶片加工机床上采用A一B10系统，要重点了解每部分的作用，各板子的功能，接口的去向，LED灯的含义等。

现在数控系统型号多、更新快，不同的制造厂、不同型号往往差别很大。

要了解其共性与个性（特殊性）。

一般熟悉维修SIEMENS数控系统的人不见得会熟练排除A-B系统的故障，因此，要多看，不断学习、更新知识。

　　2．要多看电气图、消化电气图

　　对于每一个电气元件，比如：

接触器、继电器、时间继电器等以及PLC的输入、输出，要在电气图上一一注明。

举一个简单例子来说，比如1A1为液压泵电机1M启动的接触器，一般在图下注出其常开、常闭触点的去向。

因此，可对其对应的某页上的常开或常闭触点1A1，注明内容为液压泵电机开，对于大型的数控机床的电气图有几十页，甚至上百页。

　　要看懂表明每个元件的功能要化很长时间。

有时，一、二次看可能还搞不清楚该元件的作用，要多看等以后消化后再写上。

因此，刚才讲到的启动液压泵电机1M，也应清楚标明是PLC的哪一外输出带动接触器1A1动作的，要做到来龙去脉，一清二楚。

而对电气线路图中的某些方框图，比如每个轴的驱动器，只是一个方框图，只要了解某控制条件（通断情况），对于详细的东西等可等有空再研究、考虑。

　　各个国家的电气符号是不一样的，就首先要清楚了解。

对于制造厂所编写的厚厚的几本PLC语句表，也要多看，掌握其编程语言，在看懂的基础上进行中文注译。

这样可以大大节省以后排除故障的时间，如果等发生故障再去熟悉了解电气图，PLC语句表，势必要化费大量时间，还往往会造成错误的判断。

　　3．要多看液压、气动图，并深入消化之

　　对于数控机床的机械、液压、气动图，要搞清楚其作用和来龙去脉。

并在图纸上一一注明，比如德国COBURG数控龙门铣附件、刀具安装动作比较复杂，要分解其图，如锁紧刀具是由哪个电磁阀动作的？

对应的PLC输出、输入是哪几个？

　　在图上写明，这样从电气到机械动作一竿到底，同时特别对机、电关系比较密切的部分要重点了解，比如意大利INNSE数控搪铣床采用电液比例阀技术，要重点了解其作用和功能，特别要了解其调整方法及调整数据，静态和动态时比例阀电流及对应的平衡泵的压力，既懂电又懂机，机电一体化，掌握多种本领，这样解决问题的本领就大了。

　　4．要多看外文，要提高自己专业外文的阅读能力

　　不懂得外文，特别是英语。

就无法看懂大量的外文技术资料，单依靠翻译，往往是不太理想。

看外文版的技术资料，开始时比较吃力，生字多，多看多记后，常用的专业单词也只有这样多，以后看起来就流畅了，一个称职的维修人员要基本掌握语言工具。

　　二、要多问

　　1．要多问外国专家

　　如果你能有出国培训的机会或者外国专家来你厂安装调试机床，你最好有机会参加。

这是一次最好的学习机会，因为能获得大量的第一手资料和机床调试的方法及技巧。

比如在激光测定各轴精度后，电气如何进行修正的办法等。

要多问，不懂就要搞清楚。

通过这段时间，会有极大的收获，能够获得不少内部的资料和手册（对用户是保密的）。

　　当机床投入正式生产之后，也应该经常与外国有关专家保持密切的联系。

通过FAX、E-MALL，询问获得解决机床疑难故障进一步的解决办法及有关资料，还可得到特殊、专用的备件，这是非常有益的，同时对数控系统的代理商，比如SIEMENS、FANUC等公司也应保持良好的关系，多询问，也可及时得到该数控系统深一步的资料及有关备件，还可有机会参加有关数控系统的专题学习班。

　　2．发生故障后，要向操作者师傅询问故障的全过程，不要不问，或者随便问一下就好了，这样往往得不到正确的现场资料会造成错误的判断，使问题复杂化了，因此，要多问，问详细一点，了解故障出现的全过程（开始、中间、结束），产生过什么报警号，当时操作过什么元件，碰过什么，改过什么，外界环境情况如何？

　　要在充分调查现场掌握第一手材料的基础上，把故障问题正确地列出来，实际上已经解决了问题的一半，然后再分析解决之，对于经验丰富熟练的操作者师傅，他们对机床操作熟悉，加工程序熟悉，机床常见病十分了解，与他们密切配合，对于迅速排除故障十分有利。

　　3．要多问其它维修人员

　　当其它维修人员在维修机床，而你没有去时，等他们回来后，也应多问一声，刚才发生了什么毛病？

他是如何排除的？

请他介绍其排除方法。

这也是一种较好的学习机会。

学习他人正确的排除故障的技巧和方法，特别是向经验丰富的老维修人员学习，把他们的本领学到手，来提高自己的知识和水平。

　　随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是代表产品之一。

数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。

它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。

目前，欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程，而中国从20世纪80年代开始起步，仍处于发展阶段。

　　“十五”期间，中国数控机床行业实现了超高速发展。

其产量2001年为17521台，2002年24803台，2003年36813台，2004年51861台，2004年产量是2000年的3.7倍，平均年增长39％；

2005年国产数控机床产量59639台，接近6万台大关，是“九五”末期的4.24倍。

“十五”期间，中国机床行业发展迅猛的主要原因是市场需求旺盛。

固定资产投资增速快、汽车和机械制造行业发展迅猛、外商投资企业增长速度加快所致。

　　2006年，中国数控金切机床产量达到85756台，同比增长32.8%，增幅高于金切机床产量增幅18.4个百分点，进而使金切机床产值数控化率达到37.8%，同比增加2.3个百分点。

此外，数控机床在外贸出口方面亦业绩骄人，全年实现出口额3.34亿美元，同比增长63.14%，高于全部金属加工机床出口额增幅18.58个百分点。

　　2007年，中国数控金切机床产量达123,257台，数控金属成形机床产量达3,011台；

国产数控机床拥有量约50万台，进口约20万台。

　　2008年10月，中国数控机床产量达105,780台，比2007年同比增长2.96％。

　　长期以来，国产数控机床始终处于低档迅速膨胀，中档进展缓慢，高档依靠进口的局面，特别是国家重点工程需要的关键设备主要依靠进口，技术受制于人。

究其原因，国内本土数控机床企业大多处于“粗放型”阶段，在产品设计水平、质量、精度、性能等方面与国外先进水平相比落后了5-10年；

在高、精、尖技术方面的差距则达到了10-15年。

同时中国在应用技术及技术集成方面的能力也还比较低，相关的技术规范和规范的研究制定相对滞后，国产的数控机床还没有形成品牌效应。

同时，中国的数控机床产业目前还缺少完善的技术培训、服务网络等支撑体系，市场营销能力和经营经管水平也不高。

更重要原因是缺乏自主创新能力，完全拥有自主知识产权的数控系统少之又少，制约了数控机床产业的发展。

　　国外公司在中国数控系统销量中的80％以上是普及型数控系统。

如果我们能在普及型数控系统产品快速产业化上取得突破，中国数控系统产业就有望从根本上实现战略反击。

同时，还要建立起比较完备的高档数控系统的自主创新体系，提高中国的自主设计、开发和成套生产能力，创建国产自主品牌产品，提高中国高档数控系统总体技术水平。

　　“十一五”期间，中国数控机床产业将步入快速发展期，中国数控机床行业面临千载难逢的大好发展机遇，根据中国数控车床1996-2005年消费数量，通过模型拟合，预计2009年数控车床销售数量将达8.9万台，年均增长率为16.5%。

根据中国加工中心1996-2005年消费增长模型，预计2009年加工中心消费数量将达2.8万台，较2005年年均增长率为17.8%。

　　数控机床主要控制语言分为ATL语言和NC语言两种语言。

　　ATL语言由CAM软件产生，用来描述刀具运行轨迹的一种说明性语言，并且可在CAM软件里