数控机床的维护保养心得Word文件下载.docx
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3.4故障诊断的方法24
3.3数控机床机械故障诊断32
3.5常见伺服系统故障及诊断34
3.6数控机床故障排除方法37
摘要
数控系统是数控机床的核心部件，因此，数控机床的维护主要是数控系统的维护。
数控系统经过一段较长时间的使用，电子元器件性能要老化甚至损坏，只有坚持做好对机床的日常维护保养工作，才可以尽量地延长元器件的寿命和零部件的磨损周期，防止各种故障，特别是恶性事故的发生，争取机床长时间稳定工作；
也才能充分发挥数控机床的加工优势，达到数控机床的技术性能，确保数控机床能够正常工作就必须对数控系统进行日常的维护
关键词:
数控机床、维护与调整、数控系统
第一章数控机床的现状
1.1数控机床的发展
在传统机械制造业中，批量产品的生产采用了自动机床、组合机床和专用生产线，这种高效设备在汽车发动机等行业得到了广泛的应用。
但是机械制造业中单件、小批量生产约占机械加工总量的80%以上，尤其是制船、航天、机床、重型机械以及军工行业，其特点是加工批量小、改型频繁、零件的形状复杂而且加工精度高。
如果使用一次性投资高，并且在生产中需要经常更换工装的专用生产线这类零件显然很不适合。
数控机床就是为了了解决多品种、小批量零件的自动化生产而诞生出来的一种灵活、通用、自动化的机床。
它最早应用于军工行业，用于加工直升飞机叶片检查样板，经过几年的研究和推广应用后，在机械制造业中加工复杂零件曲面方面发挥了重要作用。
目前，在机械制造业中，数控机床有取代常规机床的趋势。
数控机床的产生给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为现代工业化的象征，而且随着数控机床的应用技术不断发展和应用领域的扩大，它对国民经济的一些重要行业（汽车、轻工业等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需要装备的数字化已是现代发展的大趋势。
机械制造业对数控机床的要求越来越高，数控机床的变化和发展也越来越快，当前世界上数控机床的发展呈现如下趋势。
1.高速、高精度化
高速指的是高的主轴转速、高的快速移动速度和高的换刀速度（即短的换刀时间或刀架转位时间）。
高的主轴转速能提高切削效率和改善加工表面的质量，高的换刀速度能有效地缩短辅助时间，而高的快速移动速度不仅能减少非切削工时，而且能相应地提高切削进给速度，从而有利于提高切削效能，所以全面高速化能大大强化机床的工作效能。
随着今近年来市场竞争的加剧，促使发展全面高速化机床的趋势更为明显。
高精度化是指高数控机床的精度。
在控制系统方面采用高性能的计算机提高位置控制时插补计算的速度，使用新的曲线拟合算法减少插补误差的产生，提高数控系统的控制精度（目前已经达到0.1um~0.01um）。
在伺服系统方面使用全数字化的位置和速度控制，利用先进的控制理论提高伺服系统的跟随精度，最大限度地消除数控机床系统和伺服系统执行件之间的位置滞后误差，并且位置环应采用监测分辨率更高的位置编码器。
采取以上措施并配合机械结构的动态、静态刚度的提高，在中、小型数控机床上其定位精度已经可以达到3~4um。
重复定位精度可以达到1~3um。
高速切削的好处如：
效率高，工件、刀具发热小从而变形小等等
2.高可靠性
数控机床的价格较高，企业为缩短投资的回收周期，通常采用每天2班16小时工作制。
数控机床能否发挥其高性能、高精度、高效率的特点，使企业获得良好的经济效益，关键取决于其可能性。
衡量数控机床的可靠性的重要指标是数控机床的平均无故障工作时间（小时）。
数控机床由数控系统、强电控制系统和液压传动系统等组合而成，其可靠性指标要低于其中任何一个单个系统的可靠性指标，统计结果显示数控机床的平均无故障工作时间通常比数控系统要低一个数量级。
因此，提高数控机床的可靠性，关键在于提高组成数控机床的各个系统的可靠性，特别是数控系统的可靠性。
数控系统的可靠性近年有了长足的发展，在20世纪70年代平均无故障工作时间大于3000小时，80年代大于10000小时，90年代已经提高到30000小时以上，并且由继续提高的趋势，有资料显示FANUC数控系统的可靠性指标已经达到125个月。
3.机床功能复合化
数控机床功能的复合化是为了提高零件加工效率，减少辅助时间。
在复合化数控机床上可以完成车、铣、镗和钻等多种工序加工，它消除了单一功能数控机床在使用上的局限性，可代替多台机床实现多工序一次装夹加工，这种方式既能减少装卸时间，提高机床生产效率，减少半成品库存量，又能保证和提高形位精度。
目前，世界各国的数控制造厂商均竞相研究开发具有复合功能的数控机床。
4智能化、网络化、柔性化
智能化是指数控机床控制加工精度和加工效率的智能化。
比如在加工过程中使用自适应控制、工艺参数的自动生成等技术，在应用层面上改善数控机床的使用，在数控系统方面使用智能化的负载自动识别、电机参数自适应运算调整和自动选定工作状态等技术，使数控机床的安装调试更高效。
网络化是21世纪数控机床的必备功能之一，这种功能将极大的满足生产线，制造系统和制造企业对信息集成的需求，使得企业和企业之间也可以进行跨地域的协同设计、协同制造、信息共享、远程监控及远程服务，并且极大的便利企业的供销和售后服务。
高速、高效的网络信息传输，可以实现数控机床状态的远程诊断。
管理人员可以随时了解由数控机床组成的生成系统中任何一台数控机床的工作状态，掌握生成过程的实际进度。
通过网络传送的生产过程信息构成了柔性自动化生成的基础。
柔性自动化技术是先进制造领域的基础技术，目前世界各国都在积极进行这方面的研究，以期提高由数控机床组成的柔性自动化系统的可靠性及实用化程度，并以联网和集成作为主要研究目标。
1.2数控机床的特点
数控机床使用了计算机信息处理、自动控制等先进的工业技术，使得数控机床在现代制造中具有常规机床无法比拟的优势。
1对加工对象的适应性强
使用普通机床对机械零件加工，必须按照零件的特征设计专用夹具，并对机床进行调整，当更换零件时所有的工、夹具都将更换。
利用数控机床就可以消除这些因素对生产的影响，只需要更换零件的加工程序，根据要求在数控机床的刀具库中添置符合相应工步要求的刀具，即可迅速完成生产的组织工作，而数控机床使用的工件夹具通常都是简单、容易制造的夹具，可以节约大量的工艺装备费用。
2加工精度高
数控机床使用滚动导轨及滚珠丝杠进行运动传递，加工过程中数控系统向伺服装置以数字方式发出位置控制指令，由伺服装置完成执行的正确位置定位。
目前，数控装置的脉冲当量一般都达到0.001mm，而且运动执行机构的误差均可以通过数控系统的误差补偿计算予以消除，因此数控机床能够达到较高的加工精度。
对于国产的中小型数控机床，定位精度普遍可以达到0.01mm，重复定位精度可以达到0.008mm。
并且数控机床在自动化加工的过程中消除了操作者人为因素引起的操作误差，因此，同一批加工零件的尺寸一致性好，产品合格率高，加工质量十分稳定。
3生产效率高
零件加工所需的时间包括机动时间和加工辅助时间两部分，数控机床能够有效的减少这两部分的时间，因而加工生产率比一般机床高的多。
数控机床在加工的过程中可以通过对主轴转速和伺服进给速度的实时调节，使数控机床的加工过程处于最佳切削状态，并且数控机床经过优设计的高刚性结构，允许在加工过程中使用强力的切削规范，有效的节省了机动时间。
新型数控机床的数控系统具有学习功能，操作者在加工零件时启动该功能，经过几个零件的加工，数控系统能够对加工参数进行总结记忆，并形成针对该中零件的切削规范。
数控机床在一次装夹后，可以完成同一个加工面或几个加工面的多个要素加工，减少了在普通机床上的重复装夹和安装的辅助的时间。
数控机床自身的自动换刀系统也使更换刀具的时间大大缩短，同时减少了零件的半成品的周转时间和费用。
在新型的加工中心上自动换刀时间已经缩短到0.6秒。
数控机床在更换加工零件时几乎不需要重新调整机床，可以节省用于停机进行零件安装调整的时间。
4操作者劳动强度低
数控机床的加工过程是按照事先设定好的程序自动加工完成的，操作者除了装卸工件、进行面板操作，以及对零件的关键工步的加工尺寸进行测量外，不需要进行繁重的重复性手工操作，其劳动强度和紧张程度均可大大减轻。
5经济效益好
数控机床制作成本高，使用费用高。
分摊在每个零件上的综合费用比普通机床高。
但在新产品试制，单件、小批生产情况下，使用数控机床可以节省大量的工艺装备费用及辅助生产工时，加工复杂曲面的零件时，其加工精度、生产效率和零件的成品率大大高于普通仿形机床。
因此，从综合效益计算，数控机床具有更多的加工优势。
6便于生产管理现代化
数控系统的核心是计算机，目前随计算机功能的迅速发展，数控系统的功能也变得越来越强大，除能够完成常规的数控功能外，还能够完成零件加工时间的准确计算及零件半成品的管理工作，根据需要还可以将统计结果通过数控系统的网络接口向更高一级管理计算机发送，便于管理层能随时准确的获得生产一线资讯。
第二章数控机床的维护保养
概述
数控机床在使用中随着时间的推移，电子器件的老化和机械部件的疲劳也随之加重，设备故障有可能接踵而来。
因而数控机床的修理工作量也随之加大，设备维修的费用在生产支出中可能就要增加。
随着现代化程度的提高，各种数控机床的结构将更复杂、操作和维修的难度也随之提高，维修的技术要求，维修工作量，维修费用都会随着增加。
因此，必须不断改善数控机床管理维护工作，合理配置、正确使用、精心保养和及时修理，才能延长有效使用时间，减少停机，以获得良好的经济效益，体现先进技术的经济意义。
正确合理地使用数控机床，是数控机床管理维护工作的重要环节。
数控机床的技术性能、工作效率、服务期限、维修费用与数控机床是否正确使用有密切的关系。
正确地使用数控机床，还有助于发挥设备技术性能，延长两次修理的间隔、延长设备使用寿命，减少每次修理的劳动量，从而降低修理成本，提高数控机床的有效使用时间和使用效果。
操作工除了应正确合理地使用数控机床之外，还必须认真的精心的保养数控机床。
数控机床在使用过程中，由于程序故障、电器故障、机器磨损或化学腐蚀等原因，不可避免地出现工作不正常现象，如松动、声响异常等。
为了防止磨损过快、防止故障扩大，必须在日常操作中进行保养。
保养的内容主要有清洗、除尘、防腐及调整等工作，为此应供给操作工必要的技术文件（如操作规程、保养事项与指标图表等），配备必要的测量仪表与工具。
数控机床上应安装防护、防潮、防尘、防振、降温装置与过载保护装置，为数控机床正常工作，创造良好的工作条件。
为了加强保养，可以制定各种保养制度，根据不同的生产特点，可以对不同类别的数控机床规定适宜的保养制度。
但是，无论制定和何种保养制度，均应正确规定各种保养等级的工作范围和内容，尤其应区别“保养”与“修理”的界限。
否则容易造成保养与修理的脱节或重复，或者由于范围过宽，内容过多，实际承担了属于修理范围的工作量，难以长期坚持，容易流于形式，而且带来定额管理与计划管理上的诸多不便。
一般来说，保养的主要任务在于为数控机床创造良好的工作条件。
保养作业项目不多，简单易行。
保养部位大多在数控机床外表，不必进行解体，可以在不停机、不影响运转的情况下完成，不必专门安排保养时间。
每次保养作业所耗物资也很有限。
保养还是一种减少数控机床故障，延缓磨损的保护性措施，但通过保养作业并不能消除数控机床的磨耗损坏，不具有恢复数控机床原有效能的职能。
2.1对数控机床操作人员的要求
与机床接触最多，能掌握机床运转“脉搏”的是操作人员。
他们整天操作机床，积累了丰富的实践经验，对机床各部分的状态了如指掌。
他们在正确使用和精心维护方面做得如何往往对数控机床的状态有着重要的作用。
因此，一个合格的数控机床操作者应具备如下基本条件。
1.有较高的思想素质。
工作勤勤恳恳，具有良好的职业道德，能刻苦钻研技术；
文化程度中专以上，并能有较丰富的实践经验。
2.熟练掌握各种操作与编程。
能正确熟练地对自己所负责的数控机床进行各种操作，并熟练掌握编程方法，能编制出正确优化的加工程序，避免因操作失误或编程错误造成碰撞而导致机床故障。
3.深入了解机床特征，掌握机床运行规律。
对机床的特征有较深入的了解，并能逐步，摸索掌握运行中的情况及某些规律。
对由操作人员负责进行的日常维护及保养工作能正确熟练，从而保持机床的良好状态。
4.熟知操作规程及维护和检查的内容。
应熟知本机床的基本操作规程和安全操作规程、日常维护和检查的内容及达到的标准、保养和润滑的具体部位要求。
知道本机床所使用的油（脂）牌号、代用油（脂）牌号、液压及气动系统的正常压力。
5.认真处理并做好记录。
对运行中发现的任何不正常的情况和征兆都能认真处理并做好记录。
一旦发现故障，要及时正确地做好应急处理，并尽快找维修人员进行维修。
维修过程中，与维修人员密切配合，共同完成对机床故障的诊断及修理工作。
2.2数控机床操作规程
数控机床操作维护规程是指指导操作人员正确使用和维护设备的技术性规范，每个操作人员必须严格遵守，以保证数控机床正确运行，减少故障，防止事故发生。
1.数控机床操作维护规程制定原则
一般应按数控机床操作顺序及班前、中、后的注意事项分列，力求内容精炼、简明、适用,属于“三好”、“四会”的项目，此处不在列入。
按照数控机床类别将结构特点、加工范围、操作注意事项、维护要求等分别列出，便于操作工人掌握要点，贯彻执行。
各类数控机床具有共同的内容，可编制统一标准通用规程。
重点设备、高精度、大重型及稀有关键数控机床，必须单独编制操作维护规程，并用醒目的标志牌、板张贴显示在机床附件，要求操作工作特别注意，严格遵守。
1.操作维护规程的基本内容
1）班前清理工作场地，按日常检查卡规定项目检查各操作手柄、控制装置是否处于停机位置，安全防护装置是否完整牢靠，查看电源是否正常，并做好点检记录。
2）查看润滑、液压装置的油质、油量，按润滑图表规定加油，保持油液清洁，油路畅通，润滑良好。
3）确认各部位正常无误后，方可空车起动设备。
先空车低速运转3~5min，查看各部位运转正常，润滑良好，方可进行工作，不得超负荷超规范使用。
4）工件必须装卡牢固，禁止在机床上敲击夹紧工件。
5）合理调整各部位行程撞块，定位正确紧固。
6）操纵变速装置必须切实转换到固定位置，使其齿和正常。
要停机变速时，不得用反转制动变速。
7）数控机床运转中要经常注意各部位情况，如有异常，应立即停机处理。
8）测量工件、更换工装、拆卸工件都必须停机进行，离开机床时必须切断电源。
9）数控机床的基准面、导轨、滑动面要注意保护，保持清洁，防止损伤。
10）经常保持润滑及液压系统清洁。
盖好箱盖，不允许有水、尘、铁屑等污物进入邮箱及电器装置。
11）工作完毕和下班前应清扫机床设备，保持清洁，将操作手柄、按钮等置于非工作位置，切断电源，办好交接班手续。
各类数控机床在制定操作维护规程时，除上述基本内容外，还应针对各机床本身特点、操作办法、安全要求、特殊注意事项等列出具体要求，便于操作人员遵照执行。
2.3数控机床的维护
数控机床的维护是指操作人员为保持设备正常技术状态，延长使用寿命所必须进行的日常工作，是操作人员的注意职责之一。
数控机床维护分为日常维护和定期维护。
1.数控机床的日常维护
数控机床日常维护包括每班维护和周末维护，由操作人员负责。
（1）每班维护。
班前要对设备进行点检，查看有无异状；
查看油箱及润滑装置的油质、油量，并按润滑图表规定加油；
检查安全装置及电源等是否良好；
确认无误后，先空车运转待润滑情况及各部位正常后方可工作。
设备运行中要严格遵守操作规程，注意观察运转情况，发现异常立即停机处理，对不能自己排除的故障应填写“设备故障请修单”交维修部检修，修理完毕有操作人员验收签字，修理人员在请修单上记录检修及换件情况，交车间机械员统计分析，掌握故障动态。
下班前约15min时间清扫擦拭设备，切断电源，在设备滑动导轨部位涂油，清理工作场地，保持设备整洁。
（2）周末维护。
在每周末和节假日前，用1~2h较彻底地清洗设备，清除油污，并由机械员（师）组织维修组检查评分进行考核，公布评分结果。
1.数控机床定期维护
数控机床定期维护是在维修工辅导配合下，由操作工进行的定期维修作业，按设备管理部门的计划执行。
在维护作业中发现的故障隐患，一般由操作工自行调整，不能自行调整的则以维修工为主，操作人员配合，并按规定作好记录报送机械员（师）登记转设备管理部门存档。
设备定期维修后要由机械员（师）组织维修逐台验收，设备管理部门抽查，作为对车间执行计划的考核。
数控机床定期维护的主要内容
（1）每月维护
认真清扫控制柜内部。
检查、清洗或更换通风系统的空气滤清器。
检查全部按钮和指标灯是否正常。
检查全部电磁铁和限位开关是否正常。
检查并紧固全部电缆接头并查看有无腐蚀、破损。
全面查看安全防护设施是否完整牢固。
（1）每两月维护
检查并紧固液压管路接头。
查看电源电压是否正常，有无缺相和接地不良。
检查全部电动机，并按要求更换电刷。
液压马达有否渗漏并按要求更换油封。
开动液压系统，打开放气阀，排出液压缸和管路中空气。
检查联轴器、带轮和带是否松动和磨损。
清洗或更换滑块和导轨的防护毡垫。
（2）每季维护
清洗冷却液箱，更换冷却液。
清洗或更换液压系统的滤油器及伺服控制的滤油器。
清洗主轴箱、齿轮箱、重新注入新润滑油。
检查联锁装置，定时器和开关是否正常运行。
检查继电器接触压力是否合适，并根据需要清洗和调整触点。
检查齿轮箱和传动部件的工作间隙是否合适。
（3）每半年维护
抽取液压油液化验，根据化验结果，对液压油箱进行清洗换油，疏通油路，清洗或更换滤油器。
检查机床工作台水平，全部锁紧螺钉及调整垫铁是否锁紧，并按要求调整水平。
检查鑲条、滑块的调整机构，调整间隙。
检查并调整全部传动丝杠负荷，清洗滚动丝杠并涂新油。
拆卸、清扫电动机，加注润滑油脂，检查电动机轴承，酌情予以更换。
检查、清洗并重新装好机械联轴器。
检查、清洗和调整平衡系统，视情况更换钢缆或链条。
清扫电器柜、数控柜及电路板，更换维持RAM内容的失效电池。
总之，要经常维护机床各导轨及滑动面的清洁，防止拉伤和研伤，经常检查换刀机械手及刀库的运行情况、定位情况。
2.4数控机床运行使用中的注意事项
1.使用中的注意事项
（1）要重视工作环境，数控机床必须在无阳光直射有防振装置并远离有振动、环境适宜的地方，附近不应有焊机、高频设备等工作的干扰，避免环境温度对设备精度的影响，必要时应采取适当措施加以调整，要经常保持机床的清洁。
（2）操作人员不仅要有资格证，在上岗操作前还要由技术人员按所有机床进行专题操作培训，使操作工熟悉说明书及机床结构、性能、特点，弄清和掌握操作盘上的仪表、开关、旋钮及各种按钮的功能和指示的作业，严禁盲目操作和误操作。
（3）数控机床用的电源电压应保持稳定，其波动范围应在10%~15%之间，否则应增设交流稳压器。
因电源不良会造成系统不能正常工作，甚至引起系统内电子部件的损坏。
（4）数控机床所需压缩空气的压力应符合标准，并保持清洁。
管路严禁使用未镀锌铁管，防止铁锈堵塞过滤器。
要定期检查和维护气、液分离器，严禁水分进入气路。
最好在机床气压系统外增置气、液分离过滤装置，增加保护环节。
（5）润滑装置要清洁，油路要畅通，各部位润滑应良好，所加油液必须符合规定的质量标准，并经过滤。
过滤器应定期清洗或更换，滤芯必须经检验合格才能使用，尤其对有气垫导轨和光栅尺通气清洁的精密数控机床更加重要。
（6）电气系统的控制柜和强电柜的门应尽量少开。
因机加工车间空气中含有油雾，飘浮灰尘和金属粉尘，如落在数控装置内堆积在印制电路板或控制元件上，容易引起元件间绝缘电阻下降，导致元器件及印制电路板的损坏。
（7）经营清理数控装置的散热通风系统，使数控系统能可靠地工作。
数控装置的工作温度一般应小于等于60度，每天应检查数控柜上各个排风扇的工作是否正常，风道过滤器有无被灰尘堵塞。
（8）数控系统的RAM（存储器）后备电池的电压由数控系统自行诊断，低于工作电压将自动报警提示。
此电池用于断电后维持数控系统RAM的参数和程序等数据，机床在使用中如果出现电池报警时要要求维修人员及时更换电池，以防RAM内数据丢失。
（9）正确选用优质刀具不仅能充分发挥机床加工效能，也能避免不应发生的故障，刀具的锥柄、直径尺寸及定位槽等都应达到技术要求，否则换刀动作将无法顺利进行。
（10）在加工工件前须先对各坐标进行检测，复查程序。
在加工程序模拟实验正常后，在加工。
（11）操作工在设备回到“机床参考点”、“工件零点”操作前，必须确定各坐标轴的运动方向无障碍物，以防碰撞。
（12）数控机床的光栅尺属精密测量装置，不得碰撞和随意拆动。
（13）数控机床的各类参数和基本设定程序的安全储存直接影响机床正常工作和性能发挥，操作工人不得随意修改，如操作不当造成故障，应及时向维修人员说明情况以便寻找故障线索，进行处理。
（14）数控机床机械结构简化，密封可靠，自珍功能日益完善，在日常维护中除清洁外部及规定的润滑部位外，不得拆卸其他部位清洗。
（15）数控机床较少时间不用时要注意防潮，停机两个月以上时，必须给数控系统提供电，以保证有关参数不致丢失。
1.数控机床安全生产要求
（1）严格取掉或挪动数控机床上的维护标记及警告标记。
（2）不得随意拆卸回转工作台，严禁用手动换刀方式换刀库中刀具的位置。
（3）加工前应仔细核对工件坐标系原点以及加工轨迹是否与夹具、工件、机床干涉、新程序经校核后方能执行。
（4）刀库门、防护挡板和防护罩应齐全，且灵活可靠。
机床运行时严禁开电气柜门，环境温度较高时不得采取破坏电气柜门联锁开关的方式强行散热。
（5）切屑排除机构应运转正常，严禁用手和压缩空气清理切屑。
（6）床身上不能摆放杂物，设备周围应保持整洁。
（7）安装数控加工中心刀具时，应使用主轴锥孔保持干净。
关机后主轴应处于无刀状态。
（8）维修、维护数控机床时，严禁开动机床。
发生故障后，必须查明并排除机床故障，然后在重修起动机床。
（9）加工过程中应注意机床显示状态，对异常情况应及时处理，尤其应注意报警、急停超程等安全操作。
（10）清理机床前，先将各坐标轴停在中间位置，按要求依序关闭电源，在清扫机床。
2.5数控机床的检查和维修
数控机床使用一定时间以后，电子器件会发生老化，零部件可能要腐蚀和磨损。
由此引起数控机床运转故障增多，甚至损坏。
在生产实际中，影响数控机床故障的因素很多，而且作用时间与强烈程度千差万别。
为了预防数控机床发生故障，必须通过检查才能有针对性地加以维修和修理。
要避免盲目拆卸，减少漏修或过分修理，造成不必要的损失。
1.数控机床的检查
检查是维修前的准备工作，其目地是查明数控机床运转的情况、磨损程度，故障性质和各部件内部隐患。
检查的内容包括以下三个方面：
（1）运转情
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