1、數控機床日常維護的基本知識第5章 數控機床日常維護的基本知識知識目標知識目標 技能目標技能目標n了解數控機床的結構及工作原理；n掌握數控機床的操作維護規程和數控機床的日常維護與保養知識；n掌握數控機床的日常點檢要點。 n數控機床的操作維護規程和數控機床的日常維護與保養方法；n數控機床的日常點檢。 數控機床日常維護的基本知識5.1數控機床的結構與工作原理5.1.1 5.1.1 數控機床的結構數控機床的結構 n數控機床大體由輸入裝置、數控裝置、伺服系統（包括檢測裝置）和機床本體組成，如下圖所示。數控機床日常維護的基本知識5.1.1數控機床的結構輸入裝置輸入裝置 輸入裝置與輸入方法有關，輸入方法有以

2、下三種。n控制介質輸入 控制介質即數控信息的物質載體，有穿孔紙帶、磁帶、磁盤等；相應的輸入裝置是光電紙帶閱讀機、錄音機、磁盤驅動器等。n手工輸入 利用鍵盤和顯示屏，輸入控制機床和刀具運動的指令。具體分為手動數據輸入（MDI）與在數控顯示裝置的程序編輯界面，用軟鍵或鍵盤輸入程序存于內存中。n直接輸入存儲器 從自動編程機、其它計算機或網絡上，將編制好的加工程序通過通信接口直接輸入數控裝置的存儲器。數控機床日常維護的基本知識5.1.1數控機床的結構數控裝置（數控裝置（1 1）n數控裝置的組成 由硬件和軟件組成。硬件包括通用I/O接口、CPU、存儲器、可編程序控制器（PLC）及數字通信接口等。軟件包括

3、管理軟件和控制軟件。n數控裝置的功能 主要功能為讀入數值、存儲、運算處理，產生控制信息控制機床運動，按確定的順序和設定的條件規則實行程序控制。 數控機床日常維護的基本知識5.1.1數控機床的結構數控裝置（數控裝置（2 2）n數控裝置的硬件結構示意圖數控機床日常維護的基本知識5.1.1數控機床的結構伺服系統伺服系統n伺服系統的組成 伺服系統由驅動裝置、執行機構及位置、速度檢測反饋裝置。伺服電機是伺服系統的執行機構，驅動裝置則是伺服電機的動力源。來自數控裝置的指令信號經功率放大，驅動伺服電機，進而通過機械傳動系統驅動機床主軸、工作臺架等機床運動部件。 n伺服系統的分類 按控制原理可分為開環系統、半

4、閉環系統、閉環系統和混合環系統。 數控機床日常維護的基本知識5.1.1數控機床的結構伺服系統伺服系統- -驅動裝置驅動裝置n驅動裝置接受數控系統輸出的速度控制信號，輸出電能驅動電動機。n由于驅動裝置用于對驅動電機的速度控制，故有時也稱驅動裝置為速度控制單元；又因為驅動裝置是伺服系統中的功率放大部分，故又可稱驅動裝置為伺服驅動單元。n驅動裝置中功率器件的作用就是將控制信號進行功率放大，以達到驅動電動機的目的。數控機床日常維護的基本知識5.1.1數控機床的結構伺服系統伺服系統- -執行機構執行機構n驅動電機是數控機床伺服系統的執行元件。數控機床驅動電機的常用種類如下圖所示：數控機床日常維護的基本知

5、識5.1.1數控機床的結構伺服系統伺服系統- -執行機構執行機構（步進電動機）（步進電動機）n步進電動機 是一種將脈沖信號變成角位移的電動機。角位移與輸入脈沖個數成正比。主要用于開環控制方式，沒有反饋機構，結構較簡單。數控機床日常維護的基本知識5.1.1數控機床的結構伺服系統伺服系統- -執行機構執行機構（直流伺服電動機）（直流伺服電動機）n直流伺服電動機 具有轉矩大、過載能力強、動態響應好、良好的調速性能等很多優點。但是它存在一些固有的缺點，例如其電刷和換向套易磨損，需經常維護，結構也比較復雜。數控機床上應用的直流伺服電動機主要是永磁直流伺服電動機。數控機床日常維護的基本知識5.1.1數控機

6、床的結構伺服系統伺服系統- -執行機構執行機構（進給電動機）（進給電動機）n交流伺服電動機 其應用已成了當今數控機床驅動系統的主流。它有固有的缺點，例如其電刷和換向套易磨損，需經常維護，結構也比較復雜。交流電動機的速度控制應用最多的是變頻調速。一般采用先將交流電源變為直流，再變為可供給電動機的可調壓、可調頻的交流電。數控機床日常維護的基本知識5.1.1數控機床的結構伺服系統伺服系統- -執行機構執行機構（主軸電動機）（主軸電動機）n主軸電動機結構 交流主軸電動機采用三相交流異步電動機。總體結構由定子及轉子構成，定子上有固定的三相繞組，轉子鐵心上開有許多槽，每個槽內裝有一根導體，所有導體兩端短接

7、在端環上，如果去掉鐵心，轉子繞組的形狀像一個鼠籠，所以叫做籠型轉子。數控機床日常維護的基本知識5.1.1數控機床的結構伺服系統伺服系統- -執行機構執行機構（主軸電動機的定子）（主軸電動機的定子）n主軸電動機的定子（鼠籠式異步電動機）數控機床日常維護的基本知識5.1.1數控機床的結構伺服系統伺服系統- -執行機構執行機構（主軸電動機的轉子）（主軸電動機的轉子）n主軸電動機的轉子（鼠籠式異步電動機）數控機床日常維護的基本知識5.1.1數控機床的結構伺服系統伺服系統- -執行機構執行機構（主軸驅動形式）（主軸驅動形式）n主軸驅動形式 目前主要有兩種驅動形式，一是主軸電動機帶齒輪換檔變速，以增大傳動

8、比，放大主軸功率，滿足切削加工的需要；二是主軸電動機通過同步齒形帶或皮帶驅動主軸，該類主軸電動機又稱寬域電動機或強切削電動機，具有恒功率、調速比大等特點。采用強切削電動機后，由于無需機械變速，主軸箱內省卻了齒輪和離合器，主軸箱實際上成為了主軸支架，簡化了主傳動系統。數控機床日常維護的基本知識5.1.1數控機床的結構位置、速度檢測反饋裝置位置、速度檢測反饋裝置采用閉環控制的數控機床需要利用檢測元件進行位置與速度檢測，然后反饋給伺服控制系統。 數控機床日常維護的基本知識5.1.1數控機床的結構檢測元件檢測元件 n速度檢測元件 主要有直流測速發電機和脈沖編碼器等。n位置檢測元件 根據檢測位置的不同，

9、位置檢測分為半閉環和閉環方式。半閉環方式是通過測量伺服電動機或滾絲杠的回轉角來求得移動位置的，而閉環控制則是直接測量工作臺的移動位置的。在半閉環方式中，位置檢測主要使用脈沖編碼器、旋轉變壓器、感應同步器等。在閉環控制方式中，位置檢測主要使用感應同步器、磁柵、光柵、激光測距儀等。數控機床日常維護的基本知識5.1.1數控機床的結構機床本體（機床本體（ 1 1 ）數控機床是在普通機床的基礎上發展起來的，但傳動系統操作機構、刀具裝置、外觀造型及布局方面都有很大的變化和改進。 數控機床日常維護的基本知識5.1.1數控機床的結構機床主體（機床主體（2 2）n床身 機床主體的靜、動幾何特性對精度的影響是極大

10、的 ，應采取措施保證各項精度。 n主軸主軸 要求數控機床的主軸，應在較大的轉速范圍內實現無級變速，并能承受較大的力矩。為了進行高精度加工，機床的主軸還配備有潤滑油溫度自動控制裝置。n進給機構進給機構 現在的進給機構均已采用了精密的滾珠絲杠的旋轉運動。 數控機床日常維護的基本知識5.1.2數控機床的工作原理n數控機床的工作原理數控機床日常維護的基本知識5.1.2數控機床的工作原理工作過程工作過程n輸入。將數控程序輸入給數控裝置。 n譯碼。將零件加工程序譯成計算機內部能識別的語言。n數控處理。數據處理程序一般包括刀具半徑補償、速度計算以及輔助功能的處理。 n插補。即數控系統按要求確定刀具運動軌跡的

11、過程。n伺服控制。其功能是完成本次插補周期的位置計算，并將結果發送到伺服驅動接口中去。n管理程序。由它調用各個功能子程序，且保證一個數據段加工過程中將下一個程序段準備完畢。 數控機床日常維護的基本知識5.2.1數控機床的維護及保養n數控機床操作維護規程基本內容 基本內容有：做好日常檢；保持油液清潔，潤滑良好；禁止在機床上敲擊夾緊工件。運轉中要經常注意各部位定位情況，如有異常，應立即停機處理等。n數控機床的日常維護與保養 維護內容有：數控機床的正確使用、數控機床各機械部件的維護、數控系統的維護、伺服系統及常用位置檢測裝置的維護等。 數控機床日常維護的基本知識5.2.1數控機床的維護及保養數控機床

12、的日常維護與保養數控機床的日常維護與保養(1)n數控機床使用時應注意 數控機床的使用環境 電源要求 遵守數控機床操作規程 數控機床不宜長期封存 注意培訓和配備操作人員、維修人員及編程人員 數控機床日常維護的基本知識5.2.1數控機床的維護及保養數控機床的日常維護與保養數控機床的日常維護與保養(2)n數控機床維護與保養的主要內容檢查部位每天每月每半年每年切削液箱觀察箱內液面高度，及時添加 清理箱內積存切屑，更換切削液 清洗切削液箱、清洗過濾器 全面清洗、更換過濾器 潤滑油箱 觀察油標上油面高度，及時添加 檢查潤滑泵工作情況，油管接頭是否松動、漏油 清潔潤滑箱、清洗過濾器 全面清洗、更換過濾器 各

13、移動導軌副 清除切屑及臟物，用軟布擦凈、檢查潤滑情況及劃傷與否 清理導軌滑動面上刮屑板 導軌副上的鑲條、壓板是否松動 檢驗導軌運行精度，進行校準 數控機床日常維護的基本知識5.2.1數控機床的維護及保養數控機床的日常維護與保養數控機床的日常維護與保養(2)檢查部位每天每月每半年每年氣源自動分水器、自動空氣干燥器 檢查氣泵控制的壓力是否正常、觀察分油器中濾出的水分，及時清理 擦凈灰塵、清潔空氣過濾網 空氣管道是否滲漏、清洗空氣過濾器 全面清洗、更換過濾器 液壓系統 觀察箱體內液面高度、油壓力是否正常 檢查各閥工作是否正常、油路是否暢通、接頭處是否滲漏 清洗油箱、清洗過濾器 全面清洗油箱、各閥，更

14、換過濾器 防護裝置 清除切削區內防護裝置上的切屑與臟物、用軟布擦凈 用軟布擦凈各防護裝置表面、檢查有無松動 折疊式防護罩的銜接處是否松動 因維護需要、全面拆卸清理 刀具系統 檢查刀具夾持是否可靠、位置是否準確、刀具是否損傷 注意刀具更換后，重新夾持的位置是否正確 刀夾是否完好、定位固定是否可靠 全面檢查、有必要更換固定螺釘 數控機床日常維護的基本知識5.2.1數控機床的維護及保養數控機床的日常維護與保養數控機床的日常維護與保養(3)檢查部位每天每月每半年每年換刀系統 觀察轉塔刀架定位、刀庫送到、機械手定位情況 檢查刀架、刀庫、機械手的潤滑情況 檢查換刀動作的圓滑性、以無沖擊為宜 清理主要零、部

15、件，更換潤滑油 CRT顯示屏及操作面板 注意報警顯示、指示燈的顯示情況 檢查各軸限位及急停開關是否正常、觀察CRT顯示 檢查面板上所有操作按鈕、開關的功能情況 檢查CRT電氣線路、芯板等的連接情況，并清除灰塵 強電柜與數控柜 冷風扇工作是否正常柜門是否關閉 冷風扇工作是否正常柜門是否關閉 清理控制箱內部，保持干凈 檢查所有電路板、插座、插頭、繼電器和電纜的接觸情況 主軸箱 觀察主軸運轉情況注意聲音、溫度的情況 檢查主軸上卡盤、夾具、刀柄的夾緊情況，注意主軸的分度功能 檢查齒輪、軸承的潤滑情況，測量軸承溫升是否正常 清洗零、部件，更換潤滑油，檢查主傳動皮帶，及時更換。檢驗主軸精度，進行校準 數控

16、機床日常維護的基本知識5.2.1數控機床的維護及保養數控機床的日常維護與保養數控機床的日常維護與保養(4)n數控機床維護與保養的主要內容檢查部位每天每月每半年每年電氣系統與數控系統 運行功能是否有障礙，監視電網電壓主是否正常 直觀檢查所有電氣部件及繼電器、聯鎖裝置的可靠性。機床長期不用，則需通電空運行 檢查一個試驗程序的完整運轉情況 注意檢查存儲器電池、檢查數控系統的大部分功能情況 電機 觀察各電機運轉是否正常 觀察各電機冷卻風扇是否正常 各電機軸承噪聲是否嚴重，必要時可更換 檢查電機控制板情況，檢查電機保護開關的功能。對于直流電機要檢查電刷磨損、及時更換 滾珠絲杠 用油擦凈絲杠暴露部位的灰塵

17、和切屑 檢查絲杠防護套，清理螺母防塵蓋上的污物，絲杠表面涂油脂 測量各軸滾珠絲杠的反向間隙，予以調整或補償 清洗滾珠絲杠上潤滑油，涂上新油脂 數控機床日常維護的基本知識5.2.2點檢 設備點檢是一種科學的設備管理方法，它是利用人的五官或簡單的儀器工具，對設備進行定點、定期的檢查，對照標準發現設備的異?，F象和隱患，掌握設備故障的初期信息，以便及時采取對策，將故障消滅在萌芽階段的一種管理方法。 數控機床日常維護的基本知識5.2.2點檢點檢的六個要求點檢的六個要求n點檢記錄 要逐點記錄，通過積累，找出規律。 n定標處理 處理一定要按照標準進行。 n定期分析 記錄要至少每月分析1次，重點設備要每一個定

18、修周期分析1次。每個季度要進行1次檢查記錄和處理記錄的匯總整理。每年進行1次總結。n定項設計 規定設計項目，按項進行。n定人改進 任何一項改進項目，都要定人。n系統總結 每半年或1年要對點檢工作進行一次全面、系統的總結和評價，提出書面總結材料和下一階段的重點工作計劃 數控機床日常維護的基本知識5.2.2點檢點檢種類點檢種類n按周期和業務范圍點檢分 日常點檢日常點檢 定期點檢定期點檢 精密點檢精密點檢 數控機床日常維護的基本知識5.2.2點檢數控車床日常點檢要點（數控車床日常點檢要點（1）n接通電源前n檢查切削液、液壓油、潤滑油的油量是否充足n檢查工具、檢測儀器等是否已準備好n切屑槽內的切屑是否已處理干凈數控機床日常維護的基本知識5.2.2點檢數控車床日常點檢要點（數控車床日常點檢要點（2）n接通電源后n檢查操作盤上的各指示燈是否正常，各按鈕、開關