什么叫数控机床经常提到的CNC是什么意思Word下载.docx
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振动、噪音也比较大。
尤其是在过载情况下，步进电机会产生失步，严重影响加工精度。
所以步进电机最常用的还是在对普通机床的数控化改造上。
由于要改造的机床一般都是旧机床，所加工的对象一般是形状虽然较复杂，但是精度要求并不很高。
所以用步进电机是再合适不过了。
2）流伺服电机，数控机床用于进给驱动的交流伺服电机大多采用三相交流永磁同步电机，关于这种电机您有必要耐心的多了解一点。
这种电机的定子装有三相对称的绕组，而转子是永久磁极。
当定子的绕组中通过三相电源后，定子与转子之间必然产生一个旋转场。
这个旋转磁场的转速称为同步转速。
电机的转速也就是磁场的转速。
由于转子有磁极，所以在极低频率下也能旋转运行。
所以它比异步电机的调速范围更宽。
而与直流伺服电机相比，它没有机械换向器，特别是它没有了碳刷，完全排除了换向时产生火花对机械造成的磨损，另外交流伺服电机自带一个编码器。
可以随时将电机运行的情况“报告”给驱动器，驱动器又根据得到的“报告”更精确的控制电机的运行。
由此可见交流伺服电机优点确实很多。
可是技术含量也高了，价格也高了。
最重要是对交流伺服电机的调试技术提高了。
也就是电机虽好，如果调试不好一样是问题多多。
数控机床的特点
1）
加工精度高:
数控机床是精密机械和自动化技术的综合体。
机床的数控装置可以对机床运动中产生的位移、热变形等导致的误差，通过测量系统进行补偿而获得很高且稳定的加工精度。
由于数控机床实现自动加工，所以减少了操作人员素质带来的人为误差，提高了同批零件的一致性。
2）生产较高：
就生产效率而言，相对普通机床，数控机床的效率一般能提高2～3倍、甚至十几倍。
主要体现在以下几个方面:
a.
一次装夹完成多工序加工，省去了普通机床加工的多次变换工种、工序间的转件以及划线等工序。
b.简化了夹具及专用工装等，由于是一次装夹完成加工。
所以普通机床多工序的夹具省去了，即使偶尔必须用到专用夹具。
由于数控机床的超强功能夹具的结构也可简化。
3）减轻劳动强度，数控机床的操作由体力型转为智力型。
4）改善劳动条件，如深扬公司的产品采用全封闭护罩,机床不会有水、油、铁屑溅出，可有效保持工作环境的清洁。
5）有利于生产管理：
程序化控制加工、更换品种方便；
b.
一机多工序加工，减化生产过程的管理，减少管理人员；
c.
可实现无人化生产。
数控机床结构特点
在数控机床发展的初级阶段，人们通常认为任何设计优良的传统机床只要装备了数控装置就能成为一台完善的数控机床。
当时采取的主要方法是在传统的机床上进行改装，或者以通用机床为基础进行局部的改进设计，这些方法在当时还是很有必要的。
但随着数控技术的发展，考虑到它的控制方式和使用特点，对机床的生产率、加工精度和寿命提出了更高的要求。
因此，传统机床的一些弱点（例如结构刚性不足、抗振性差、滑动面的摩擦阻力较大及传动元件中的间隙等）就越来越明显地暴露出来，它的某些基本结构限制着数控机床技术性能的发挥。
现以机床的精度为例，数控机床通过数字信息来控制刀具与工件的相对运动，它要求在相当大的进给速度范围内能达到较高的精度。
当进给速度范围在5～15000mm/min，最大加速度为1500mm/s2时，定位通常精度为±
0.05～±
0.015mm；
进行轮廓加工时，在5～2000mm/min的进给范围内，精度为0.02～0.05mm。
如此高的加工要求就不难理解远在二十多年前已逐步由改装现有机床转变为针对数控的要求设计新机床的原因。
用数控机床加工中、小批量工件时，要求在保证质量的前提下比传统加工方法有更好的经济性。
数控机床价格较贵，因此每小时的加工费用比传统机床的要高。
如果不采取措施大幅度地压缩单件加工工时，就不可能获得较好的经济效果。
刀具材料的发展使切削速度成倍地提高，它为缩短切削时间提供了可能；
加快换刀及变速等操作，又为减少辅助时间创造了条件。
然而这些要求将会明显地增加机床的负载和负载状态下的运转时间，因而对机床的刚度及寿命都提出了新的要求。
此外，为了缩短装夹与运送工件的时间，以及减少工件在多次装夹中所引起的定位误差，要求工件在一台数控机床上的一次装夹中能先后进行粗加工和精加工，要求机床既能承受粗加工时的最大切削功率，又能保证精加工时的高精度，所以机床的结构必须具有很高的强度、刚度和抗振性。
除了排除操作者的技术熟练程度对产品质量的影响，以避免人为造成的废品和返修品，数控系统不但要对刀具的位置或轨迹进行控制，而且还要具备自动换刀和补偿等其他功能，因而机床的结构必须有很高的可靠性，以保证这些功能的正确执行。
数控机床与普通机床的区别
数控机床对零件的加工过程，是严格按照加工程序所规定的参数及动作执行的。
它是一种高效能自动或半自动机床，与普通机床相比，具有以下明显特点：
1.适合于复杂异形零件的加工
数控机床可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件的加工，因此在宇航、造船、模具等加工业中得到广泛应用。
2.加工精度高
3.加工稳定可靠
实现计算机控制，排除人为误差，零件的加工一致性好，质量稳定可靠。
4.高柔性
加工对象改变时，一般只需要更改数控程序，体现出很好的适应性，可大大节省生产准备时间。
在数控机床的基础上，可以组成具有更高柔性的自动化制造系统—FMS。
5.高生产率
数控机床本身的精度高、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，对某些复杂零件的加工，生产效率可以提高十几倍甚至几十倍。
6.劳动条件好
机床自动化程度高，操作人员劳动强度大大降低，工作环境较好。
7.有利于管理现代化，采用数控机床有利于向计算机控制与管理生产方面发展，为实现生产过程自动化创造了条件。
8.投资大，使用费用高
9.生产准备工作复杂
由于整个加工过程采用程序控制，数控加工的前期准备工作较为复杂，包含工艺确定、程序编制等。
10.维修困难
数控机床是典型的机电一体化产品，技术含量高，对维修人员的技术要求很高。
数控机床的适用范围
由于数控机床的上述特点，适用于数控加工的零件有：
·
批量小而又多次重复生产的零件；
几何形状复杂的零件；
贵重零件加工；
需要全部检验的零件；
试制件。
对以上零件采用数控加工，才能最大限度地发挥出数控加工的优势。
数控系统是由哪几个模块组成的，应如何较形象地理解它？
模块是在自动化控制技术中常用的一种形象化的说法。
它是把某一种功能相对独立的一组元器件成品也可能还包括软件，形象地理解为了一个“块”，由此说来数控机床的数控系统也是由若干个“模块”组成的，如图所示：
1）微机控制系统：
数控机床的核心是数控系统，数控系统的核心是微机数控系统（就是几张电路板放在一个盒子里）。
微机控制的核心是中央处理器（通称CPU）一个长满脚的深色的薄的小方块，就像一个人一样。
人的核心是脑袋，脑袋的核心是大脑，大脑的核心是中枢神经。
2）可编程控制器（简称PLC）:
PLC是用来实现辅助化控制的。
如换刀、润滑、冷却等。
它是微机系统的补充，目的是让微机系统把全部精力用于对零件加工的高精度控制上。
不要为其它的辅助的“后勤”琐事分散精力。
PLC按配置方式分内装型和外装型。
但现在较高档次的PLC都采用内装型。
3）进给伺服控制模块
数控机床对进给轴的控制要求很高，它直接关系到机床位置、控制精度。
进给伺服系统一般由速度控制与位置控制两个环节组成。
4）主轴控制模块
主要任务是控制主轴转速和主轴定位。
主轴电机有交流伺服电机和交流变频电机。
所以相应的驱动装置也会为数字式交流伺服控制以及变频调速控制。
5）测量模块
完成主轴和进给的位置测量。
检测装置有光电编码器、光栅尺等
6）输入、输出及通信模块
完成程序的输入、输出，传递人、机界面所需的各种信息。
检查设备外观的完好性
开箱点检的过程也就是认识机床、部件的过程。
虽然各机床都是大同小异，但由于结构特性不同，还是有小的差别，在点检的过程中，也可以发现是否有短缺件或型号规格不符，或设备的存在问题等。
开箱之后，应共同看主机、数控柜、操作台等整体外观，检查运输途中有无碰撞损伤、表漆是否有脱落、机壳是否变形、受潮、锈蚀、划痕、各防护罩是否齐全完好，出现口导线是否碰壳等。
由于是共同点检，随着厂家的介绍，使维修人、操作人同时也了解机床安装的顺序，藉以熟悉机床。
依据以往的经验，数控机床的电气问题往往是引起整个机床出现故障较多的地方。
检验电气柜时，如果电气柜密封不好，厂房里灰尘较大、加工件铁屑多、碎，在有潮气、油雾等的情况下，由于柜密闭不够使粉尘进入，恶化内部环境，或者在安装作业时，钻孔残余金属落入内部，都容易造成故障。
检查中，应注意加强密封保护的要求和防尘散热措施，检查防异物落入。
机床所配的电器件，特别是特殊键、行程开关、或电磁阀等电器件、特殊规格的小型继电器、接近开关等易损件是故障的多发区，出现问题原因有的是电器元件质量低劣，要么是电器损坏后无法及时买到相应规格的备件。
我们要求厂家提供详细资料，要求详细注明规格型号及相关配置，不但注明机械安装、电气接线要求，更应该写完整、清楚，以备维修换件时或技术指标规格选定的参考。
以CK6185数控车床为例，如接近开关，注明规格型号、数量；
行程开关，注明规格型号、数量等。
未有备易耗件，会为检修换件带来麻烦。
数控机床传感器的电缆、传动带、接线端子，易磨损、老化、变长、变松，引起传动不稳，如位置传感器（如各类编码器、光栅、位置极限开关等）容易出现故障或性能劣化，例如转塔传感器失控，造成机床工作的失控例子屡见不鲜，应引起注意。
一定要合格的产品，或原装的电缆传动带。
数控机床的性能及功能验收
由于数控机床在进段之前，基础已经打好，俟机床一进段，共同点检时，已安装到位，开始进行调试。
这时重点查验的是机床的性能及数控功能与说明书是否相符。
1机床性能检验
数控机床一般由CNC系统、伺服系统和机械系统3大部分组成。
机械系统除机床基础以外，主要由主轴传动系统，进给传动系统，自动换刀系统，液压装置、润滑装置、冷却装置及辅助装置等组成。
一般配套附件包括排屑装置、冷却装置、安全防护装置等。
检查各运动部件及辅助装置在启动、停止和运行中有无异常现象及噪声，导轨面有无划伤损坏，润滑恒温油箱油量是否充足，温度是否合适；
冷却系统的油箱、电泵、软硬管道以及各装置是否正常。
液压油面高度是否合适，压力表指示是否正常，管路及各接头有无泄露等。
检查安全装置是否齐全可靠有效，如各运动轴超程软硬限位双重自动保护功能、电流过载保护功能、主轴电机过热、过负荷自动保护功能、欠压过压保护功能等。
机床的润滑系统是自动工作的，一般对精度的要求相对也较高，和普通机床相比还是有较大的差别，润滑系统应该适应机床的高、低速工作状态，有注油量、最大供油压力、润滑点数、滤油精度、工作温度下油温粘度等技术参数，有温度适应性等指标。
在该机床的使用说明书中，对润滑系统情况，未作介绍。
机床上有多少润滑部位、润滑点、润滑说明、注油期均未写，润滑示意图也没有，仅提供了一本《TM型电动润滑泵使用说明书》。
充其量其书仅是该泵的介绍，或者说机床上用了该泵，与机床润滑系统所须知内容相去甚远，不能不说这是说明书中的不足。
2数控功能验收
数控系统的功能随所配机床类型有所不同，但同型号的数控系统所有的标准功能是一样的。
它主要包含有伺服系统（或称驱动系统）、主轴控制单元、数控刀架和转台、滚珠丝杠副和滚动直线导轨副、刀库和机械手、高速防护装置等。
一般来说，数控系统功能部件占总机成本的60%，决定着机床的整机性能，因此数控功能的检查很重要。
验收要按照机床配备的数控系统说明书和定货合同的技术协议的要求，来检测该机床应具备的主要功能。
如果能编一个程序试验当然更好。
我们采取的作法是，进行一个时期至少一个月的试用期来检测，因为机床在短期内的使用是很难暴露出问题来的。
调试软件主要包括伺服系统适配、梯形图和机床参数。
数控机床数据、PLC机床数据、PLC程序及CNC加工程序与机床电气配线图一起构成机床电气档案的一部分，非常重要，通常是厂商应做好备份，一般厂家应该提供CD光盘和调试手册。
在试用期内，我段一台加工中心数控机床出现了油泵不能启动的故障。
起初以为是电气方面有问题，经检查排除，过后查明是由于环境温度引起的，夜晚天气凉，第二天不能启动。
油泵启动后，既使夜间不停机，但到了寒冷季节仍然无法启动。
对此，我们提出了问题，与厂家共同商量采取技术措施予以改进。
3数控机床精度的验收
数控机床有一个很重要的技术指标--精度。
通常依据参考GB/T9061-1998《金属切削机床通用技术条件》；
GB/T17421.2-2000《数字控制机床位置精度的评定方法》等标准。
位置精度（定位精度和重复定位精度）是一项重要内容。
该机床的主轴最高转速：
变频电机YT原SP180L6，15kW，1000r/min；
快速移动速度：
横向（X轴）0原4000mm/min，纵向（Z轴）0原6000mm/min；
坐标定位精度X轴0.013mm/全程，Z轴0.015mm/600mm；
重复定位精度X轴0.007mm/全程，Z轴0.008mm/600mm；
精车外圆的表面粗糙度Ra1.6滋m。
4验收的几点体会
（1）为了对数控机床的维护与修理提供帮助，一定要尽量索要相关资料。
如：
CNC系统电路图（原理框图）、电器原理图、逻辑梯形图、系统操作说明书、维修说明书、参考资料（有的提供硬件联结手册、PLC编程、调试手册、参数手册）等，并要绝对保存好。
把资料保存好，这应是一个设备管理工作者良好的职业习惯。
（2）CNC参数和PLC软件程序的备份，掌握关键部件的目录及易损条件等，可为维修提供方便。
如电器原理图、逻辑梯形图，对数控机床的维护修理来说是两个有力的工具；
由于参数系统是数控机床的一个重要组成部分，是设计时的一个重要环节，参数资料对维护修理必不可少。
如果机床未带有这些备份数据，应立即补充，这非常重要。
因图纸资料欠缺，技术资料不全、未有备份数据而影响故障检修的事屡见不鲜。
（3）数控系统操作、连接、维修，机床控制程序（PMC）、刀架（塔）的安装、换刀逻辑时序图纸、数控系统及伺服电机、伺服放大器等相关配置的详细规格及型号等在订货合同上一定要注明要求。
参数的不协调，会造成安装拖延工期。
（4）电器件的品牌及规格型号、电器件的质量不好或型号已过时，一定不能将就。
这些看似微小的问题，没少遇到，它引发出的故障是既难找又费时，常常误导维修人员的判断，也可能会引起出大故障。
这些也就是企业里常说的“小而广”问题，忽视不得。
（5）数控“一套资料”在交验时的提法是比较含混的，究竟有多少内容、书还是电子文档（光盘）？
不得而知。
而机床的验收必须经过细心、认真地核查和比较才能发现问题。
数控机床验收的工作量是相当大的，所以，详尽的、正确的资料是必不可少的。
数控车床日常维护与保养
为了充分发挥数控车床的作用，减少故障的发生，延长机床的平均无故障时间。
数控机床的编程、操作和维修人员必须经过专门的技术培训，要有机械加工工艺、液压、测量、自动控制等方面的知识，这样才能全面了解和掌握数控机床，才能做好数控机床的维护和保养工作。
1．数控车床日常维护保养内容和要求数控车床操作人员要严格遵守操作规程和机床日常维护和保养制度，严格按机床和系统说明书的要求正确、合理操作机床，尽量避免因操作不当影响机床使用。
日常维护保养内容和要求见表。
表8-1数控车床日常维护保养内容与要求
序号检查周期检查部位检查内容和要求
1每天导轨润滑油箱检查油标、油量，及时添加润滑油，润滑泵能及时启动打油及停止。
2每天X、Z轴向导轨面清除切屑及脏物，检查润滑油是否充实，导轨面有无划伤损坏。
3每天压缩空气源检查气动控制系统压力，应在正常范围。
4每天气源自动分水滤水器，自动空气干燥器及时清理分水器中滤出的水分，保证自动空气干燥器正常工作。
5每天气动转换器和增压器油面发现油面不够时及时补足油
6每天主轴润滑恒温油箱工作正常，油量充足，工作范围合适
7每天液压平衡系统平衡压力指示正常，快速移动时平衡阀工作正常。
8每天机床液压系统油箱、油泵无异常噪音，压力表指示正常，管路及各接头无泄露，工作油面高度正常。
9每天电气柜各散热通风装置各电气柜冷却风扇工作正常，风道过滤网无堵塞。
10每天CNC输入/输出装置检查I/O设备清洁，机械结构润滑良好等。
11每天各种防护装置导轨、机床防护罩等应无松动、漏水。
12每周各电气柜过滤网清洗各电气柜过滤网。
13不定期冷却油箱、水箱随时检查液面高度，及时添加油或水，太脏时需要更换清洗油箱、水箱和过滤器。
14不定期废油池及时取走存集的废油，避免溢出。
15不定期排屑器经常清理切屑，检查有无卡住等。
16不定期检查主轴驱动皮带要说明书要求调整皮带松紧度，若皮带破损应及时更换。
17不定期检查各轴导轨上镶条、压紧滚轮根据机床说明书调整松紧状态
18每半年滚珠丝杠清洗丝杠上旧的润滑脂，涂上新油脂。
19每半年液压油路清洗溢流阀、减压阀、滤油器、油箱，更换或过滤液压油。
20每一年主轴润滑恒温油箱清洗过滤器、更换润滑油
21每一年检查并更换直流伺服电机电刷检查换向器表面，吹净炭粉，去除毛刺，更换长度过短的电刷。
22每一年润滑油泵、过滤器清理润滑油池底，更换滤油器。
2．机械结构日常维护数控车床具有集机、电、液为一体的自动化机床，经各部分的执行功能最后共同完成机械执行机构的移动、转动、夹紧、松开、变速和换刀等各种动作，可见做好数控车床的机械执行机构日常维护保养将直接影响机床性能。
数控车床机械结构日常维护主要包括机床本体、主轴部件、滚珠丝杠螺母副、导轨副等维护。
⑴外观保养①每天做好机床清扫卫生，清扫铁屑，擦干净导轨部位的冷却液。
下班时所有的加工面抹上机油防锈防止导轨生锈。
②每天注意检查导轨、机床防护罩是否齐全有效。
③每天检查机床内外有无磕、碰、拉伤现象。
④定期清除各部件切屑、油垢，做到无死角，保持内外清洁，无锈蚀。
⑵主轴的维护在数控车床中，主轴是最关键的部件，对机床的加工精度起着决定性作用。
它的回转精度影响到工件的加工精度，功率大小和回转速度影响到加工效率。
主轴部件机械结构的维护主要包括主轴支撑、传动、润滑等。
①定期检查主轴支撑轴承：
轴承预紧力不够，或预紧螺钉松动，游隙过大，会使主轴主轴产生轴向窜动，应及时调整；
轴承拉毛或损坏应及时更换。
②定期检查主轴润滑恒温油箱，及时清洗过滤器，更换润滑油等，保证主轴有良好的润滑。
③定期检查齿轮轮对，若有严重损坏，或齿轮啮合间隙过大，应及时更换齿轮和调整啮合间隙。
④定期检查主轴驱动皮带，应及时调整皮带松紧程度或更换皮带。
⑶滚珠丝杠螺母副的维护滚珠丝杠传动由于其有传动效率高、传动精度高、运动平稳、寿命长以及可预紧消隙等优点，因此在数控车床使用广泛。
其日常维护保养包括以下几个方面：
①定期检查滚珠丝杠螺母副的轴向间隙：
一般情况下可以用控制系统自动补偿来消除间隙；
当间隙过大，可以通过调整滚珠丝杠螺母副来保证，数控车床滚珠丝杠螺母副多数采用双螺母结构，可以通过双螺母预紧消除间隙。
②定期检查丝杠防护罩：
以防止尘埃和磨粒黏结在丝杠表面，影响丝杠使用寿命和精度，发现丝杠防护罩破损应及时维修和更换。
③定期检查滚珠丝杠螺母副的润滑：
滚珠丝杠螺母副润滑剂可以分为润滑脂和润滑油两种。
润滑脂没半年更换一次，清洗丝杠上的旧润滑脂，涂上新的润滑脂；
用润滑油的滚轴丝杠螺母副，可在每次机床工作前加油一次。
④定期检查支撑轴承：
应定期检查丝杠支撑轴承与机床连接是否有松动，以及支撑轴承是否损坏等，如有要及时紧固松动部位并更换支撑轴承。
⑤定期检查伺服电动机与滚珠丝杠之间的连接：
伺服电动机与滚珠丝杠之间的连接必须保证无间隙。
⑷导轨副的维护导轨副是数控车床的重要的执行部件，常见的有滑动导轨和滚动导轨。
导轨副的维护一般是不定期，主要内容包括：
①检查各轴导轨上镶条、压紧滚轮，保证导轨面之间有合理间隙。
根据机床说明书调整松紧状态，间隙调整方法有压板间隙调整间隙、镶条调整间隙和压板镶条调整间隙等。
②注意导轨副的润滑：
导轨面上进行润滑后，可以降低摩擦，减少磨损，并且可以防止导轨生锈。
根据导轨润滑状况及时调整导轨润滑油量，保证润滑油压力，保证导轨润滑良好。
③经常检查导轨防护罩：
以防止切屑、磨粒或冷却液散落在导轨面上引起的磨损、擦伤和锈蚀。
发现防护罩破损应及时维修和更换。
3．电气控制系统日常维护数控车床电气控制系统是机床的关键部分，主要包括伺服与检测装置、PLC、电源和电气部件等，其日常维护包括以下几个方面：
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