1、國家職業資格培訓教材國家職業資格培訓教材編審委員會 編吳全生 主編依據依據勞動和社會保障部勞動和社會保障部 制定的制定的國家職業標準國家職業標準要求編寫要求編寫 了解數控機床的產生、分類，掌握數控銑床的維護保養，掌握數控銑床的操作規程，能看懂數控銑床與數控系統的說明書；掌握數控銑床簡單故障的診斷，能進行數控銑床水平的檢查。第一章 數控機床概述目目 錄錄第一章 數控機床概述目目 錄錄第一章 數控機床概述 數字控制（Numerical Control）簡稱數控（NC），是一種借助數字、字符或其他符號對某一工作過程（如加工、測量、裝配等）進行可編程控制的自動化方法。 數控技術（Numerical C

2、ontrol Technology）是指用數字量及字符發出指令并實現自動控制的技術，它已經成為制造業實現自動化、柔性化、集成化生產的基礎技術。 數控系統（Numerical Control System）是指采用數字控制技術的控制系統。 計算機數控系統（Computer Numerical Control）是以計算機為核心的數控系統。 數控機床（Numerical Control Machine Tools）是指采用數字控制技術對機床的加工過程進行自動控制的一類機床。第一章 數控機床概述圖1-1 傳統加工與數控加工的比較 1949年美國空軍后勤司令部為了在短時間內造出經常變更設計的火箭零件與帕

3、森斯公司合作，并選擇麻省理工學院伺服機構研究所為協作單位，于1952年研制成功了世界上第一臺數控機床。 1958年，美國的克耐杜列克公司在一臺數控鏜銑床上增加了自動換刀裝置，第一臺加工中心問世，現代意義上的加工中心是1959年由該公司開發出來的。 我國是從1958年開始研制數控機床的。第一章 數控機床概述圖1-2 數控機床的組成1輸入/輸出裝置 早期的數控機床常用穿孔紙帶、磁帶等控制介質，現代數控機床常用磁盤或半導體存儲器等控制介質。此外，現代數控機床第一章 數控機床概述可以不用控制介質，直接由操作人員通過手動數據輸入（Manual Data Input，簡稱MDI）即用鍵盤輸入零件程序；或采

4、用通信方式進行零件程序的輸入/輸出。2計算機數控裝置（CNC裝置或CNC單元） 對輸入的零件程序和操作指令進行相應的處理。 輸出控制命令到相應的執行部件控制其動作。 加工出需要的零件。3測量裝置4機床 機床是數控機床的主體，是數控系統的被控對象，是實現制造加工的執行部件。第一章 數控機床概述（1）一般數控機床圖1-4 XK5040A型數控銑床1底座 2強電柜 3變壓器箱 4升降進給伺服電動機 5主軸變速手柄和按鈕板 6床身立柱 7數控柜 8、11縱向行程限位保護開關 9縱向參考點設定擋鐵 10操縱臺 12橫向溜板 13縱向進給伺服電動機14橫向進給伺服電動機 15升降臺 16縱向工作臺工第一章

5、 數控機床概述（2）數控加工中心 是在一般數控機床上加裝一個刀庫和自動換刀裝置。圖1-5 XH754型臥式加工中心1工作臺 2主軸 3刀庫 4數控柜第一章 數控機床概述圖1-7 空間平面和曲面的數控加工a）兩坐標聯動加工溝槽面 b）三坐標聯動加工曲面c）兩軸半坐標聯動加工曲面 d）五軸聯動銑床加工曲面（1）兩坐標聯動（2）三坐標聯動（3）兩軸半坐標聯動（4）多坐標聯動圖1-8 六軸加工中心第一章 數控機床概述（1）金屬切削類數控機床 如數控車床、加工中心、數控鉆床、數控磨床、數控鏜床等。（2）金屬成形類數控機床如數控折彎機、數控彎管機、數控回轉頭壓力機等。圖1-9 金屬成形機床a）數控折彎機

6、b）數控彎管機第一章 數控機床概述（3）數控特種加工機床 如數控線（電極）切割機床、數控電火花加工機床、數控激光切割機等。圖1-10 數控特種加工機床a）數控電火花切割機床 b）數控電火花成形機床 c）數控激光焊接機第一章 數控機床概述（4）廣義數控機床如火焰切割機、數控三坐標測量機、工業機器人等。圖1-11 廣義數控機床a）數控測量機 b）工業機器人第一章 數控機床概述1主傳動鏈的維護 1）熟悉主傳動鏈的結構、性能和主軸調整方法，嚴禁超性能使用。 2）定期調整主軸驅動帶的松緊程度。 3）檢查主軸潤滑恒溫油箱，防止各種雜質進入油箱，及時補充油量。 4）經常檢查壓縮空氣氣壓，調整到標準要求值。

7、5） 定期觀察液壓系統的壓力，油壓低于要求值時，要及時調整。 6）使用液壓撥叉變速的主傳動系統，必須在主軸停機后變速。 7）每年對主軸潤滑恒溫油箱中的潤滑油更換一次。 8）每年清理潤滑油池底一次，并更換液壓泵過濾器。 9）每天檢查主軸潤滑恒溫油箱，使其油量充足。 10）防止各種雜質進入潤滑油箱，保持油液清潔。 11）經常檢查軸端及各處密封，防止潤滑油液的泄漏。第一章 數控機床概述2滾珠絲杠螺母副的維護 1）定期檢查、調整絲杠螺母副的軸向間隙，保證反向傳動精度和軸向剛度。 2）定期檢查絲杠支承與床身的聯接是否有松動以及支承軸承是否損壞。 3）采用潤滑脂潤滑的滾珠絲杠，每半年一次清洗絲杠上的舊潤滑

8、脂，換上新的潤滑脂。 4）注意避免硬質灰塵或切屑進入絲杠防護罩或在工作中碰擊防護罩，防護裝置一有損壞要及時更換。3刀庫及換刀機械手的維護 1）用手動方式往刀庫上裝刀時，要確保裝到位，裝牢靠，檢查刀座上的鎖緊是否可靠。 2）嚴禁把超重、超長的刀具裝入刀庫，防止在機械手換刀時掉刀或刀具與工件、夾具等發生碰撞。 3）采用順序選刀方式須注意刀具放置在刀庫上的順序是否正確。第一章 數控機床概述 4）注意保持刀具刀柄和刀套的清潔。 5）經常檢查刀庫的回參考點位置是否正確，檢查機床主軸回換刀點位置是否到位，并及時調整。 6）開機時，應先使刀庫和機械手空運行，檢查各部分工作是否正常，特別是各行程開關和電磁閥能

9、否正常動作。4液壓系統維護 1）定期對油箱內的油液進行取樣化驗，檢查油液質量，定期過濾或更換油液。 2）定期檢查冷卻器和加熱器的工作性能，控制液壓系統中油液的溫度在標準要求內。 3）定期檢查更換密封件，防止液壓系統泄漏。 4）防止液壓系統振動與噪聲。 5）定期檢查清洗或更換液壓件、濾芯，定期檢查清洗油箱和管路。 6）嚴格執行日常點檢制度，檢查系統的泄漏、噪聲、振動、壓力、溫度等是否正常，將故障排除在萌芽狀態。第一章 數控機床概述5導軌副的維護1）定期調整壓板間隙。2）定期調整鑲條間隙。3）定期對導軌進行預緊。4）定期對導軌潤滑。5）定期檢查導軌的防護。6氣動系統維護 1）選用合適的過濾器，清除

10、壓縮空氣中的雜質和水分。 2）注意檢查系統中油霧器的供油量，保證空氣中含有適量的潤滑油來潤滑氣動元件。 3）定期檢查更換密封件，保持系統的密封性。 4）注意調節工作壓力，保證氣動裝置具有合適的工作壓力和運動速度。 5）定期檢查、清洗或更換氣動元件、濾芯。第一章 數控機床概述 1）在數控系統處于斷電狀態且電動機已經完全冷卻的情況下進行檢查。 2）取下橡膠刷帽，用螺釘旋具擰下刷蓋取出電刷。 3）測量電刷長度，如FANUC直流伺服電動機的電刷由10mm磨損到小于5mm時，必須更換同型號的新電刷。 4）仔細檢查電刷的弧形接觸面是否有深溝或裂痕，以及電刷彈簧上有無打火痕跡。 5）將不含金屬粉末及水分的壓

11、縮空氣導入裝電刷的刷孔中，吹凈粘在刷孔壁上的粉末。 6）重新裝上電刷，擰緊刷蓋。第一章 數控機床概述表1-1 檢測元件的維護第一章 數控機床概述表1-1 檢測元件的維護（續）第一章 數控機床概述表1-2 數控系統的日常維護第一章 數控機床概述表1-2 數控系統的日常維護（續）第一章 數控機床概述 指數控機床喪失了規定的功能，它包括機械系統、數控系統和伺服系統等方面的故障。1系統性故障和隨機故障（1）系統性故障 指只要滿足某一定的條件，機床或數控系統就必然出現的故障。比如，網絡電壓過高或過低，系統就會產生電壓過高報警或電壓過低報警。（2）隨機故障 指在同樣的條件下，只偶爾出現一次或二次的故障。往

12、往與機械結構的局部松動、錯位，數控系統中部分元件工作特性的漂移、機床電器元件可靠性下降有關。第一章 數控機床概述2有顯示故障和無顯示故障（1）有報警顯示故障 現在的數控系統都有較豐富的自診斷功能，百余種的報警信號都可顯示出來。（2）無報警顯示故障 無任何報警顯示，但機床卻是在不正常狀態，往往是機床停在某一位置上不能正常工作，甚至連手動操作都失靈。3破壞性故障和非破壞性故障（1）破壞性故障 會對機床和操作者造成侵害導致機床損壞或人身傷害，如飛車、超程運動、部件碰撞等等。 （2）非破壞性故障大多數的故障屬于此類故障，往往通過“清零”即可消除。第一章 數控機床概述4機床品質下降故障 機床可以正常運行

13、，但表現出的現象與以前不同，比如噪聲變大、振動較強、定位精度超差、反向死區過大、圓弧加工不合格、機床起停有振蕩等。此時加工零件往往不合格，這類故障無任何報警信號顯示，只能通過檢測儀器來檢測和發現。5硬件故障和軟件故障（1）硬件故障 硬件故障是指只有更換已損壞的器件才能排除的故障，這類故障也稱“死故障”。1）更換接口板。2）修改PLC程序。（2）軟件故障1）程序編制錯誤造成的軟件故障。2）參數設置不正確造成的軟件故障。 第一章 數控機床概述1對安裝地基和安裝環境的要求 在數控銑床確定的安放位置上，根據機床說明書中提供的安裝地基圖進行施工，如圖1-12所示。同時要考慮機床重量和重心位置、與機床連接

14、的電線、管道的鋪設、預留地腳螺栓和預埋件的位置。 一般中小型數控機床無需做單獨的地基，只需在硬化好的地面上，采用活動墊鐵，穩定機床的床身，大型、重型機床需要專門做地基。圖1-12 數控銑床安裝地基示意圖第一章 數控機床概述圖1-13 活動墊鐵圖1-14 用活動墊鐵支承的數控銑床第一章 數控機床概述圖1-15 固定地腳螺栓圖1-16 固定地腳螺栓的固定方法第一章 數控機床概述圖1-17 活地腳螺栓圖1-18 膨脹螺栓1螺母 2墊圈 3套筒 4螺栓 5錐體第一章 數控機床概述2安裝步驟 圖1-19 數控銑床的安裝流程圖數控銑床搬運、拆箱就位找平清洗、連接完成搬運拆箱清洗連接吊運滾運電路油管氣管第一

15、章 數控機床概述表1-3 常用調整墊鐵類型第一章 數控機床概述圖1-21 墊鐵放置圖表1-3 常用調整墊鐵類型（續）第一章 數控機床概述圖1-22 數控銑床接地方式示意圖第一章 數控機床概述1數控機床的管理“管好、用好、修好”。2數控機床的使用要求（1）技術培訓嚴禁無證上崗操作。（2）實行定人定機持證操作（3）建立使用數控機床的崗位責任制。（4）建立交接班制度1操作工使用數控機床的基本功和操作紀律（1）數控機床操作工“四會”基本功1）會使用2）會維護3）會檢查4）會排除故障第一章 數控機床概述（2）維護使用數控機床的“四項要求” 1）整齊2）清潔3）潤滑4）安全（3）數控機床操作工的“五項紀律

16、”1）憑操作證使用設備，遵守安全操作維護規程。2）經常保持機床整潔，按規定加油，保證合理潤滑。3）遵守交接班制度。4）管好工具、附件，不得遺失。5）發現異常立即通知有關人員檢查處理。2 數控機床安全生產規程 1） 避免光的直接照射和其他熱輻射，要避免太潮濕或粉塵過多的場所，特別要避免有腐蝕氣體的場所。 2） 應采取專線供電或增設穩壓裝置。 3）數控機床的開機、關機順序，一定要按照機床說明書的規定操作。第一章 數控機床概述 3）數控機床的開機、關機順序，一定要按照機床說明書的規定操作。 4）在主軸起動開始切削之前，一定要關好防護罩門，程序正常運行中嚴禁開啟防護罩門。 5）機床在正常運行時不允許開

17、電氣柜的門，禁止按動“急停”、“復位”按鈕。 6）機床發生事故，操作者要注意保留現場，并向維修人員如實說明事故發生前后的情況。 7） 使用一定要有專人負責，嚴禁其他人員隨意動用數控設備。 8）認真填寫數控機床的工作日志，做好交接工作，消除事故隱患。 9）不得隨意更改數控系統內制造廠設定的參數。 1）機床通電后，檢查各開關、按鈕和鍵是否正常、靈活，機床有無異常現象。第一章 數控機床概述 2）檢查電壓、氣壓、油壓是否正常，有手動潤滑的部位要先進行手動潤滑。 3）各坐標軸手動回機床參考點，若某軸在回參考點前已在零位，必須先將該軸移動離參考點一段距離后，再手動回參考點。 4）在進行工作臺回轉交換時，臺

18、面上、護罩上、導軌上不得有異物。 5）機床空運轉要15min以上，使機床達到熱平衡狀態。 6）程序輸入后，應認真核對，保證無誤，其中包括對代碼、指令、地址、數值、正負號、小數點及語法的查對。 7）按工藝規程安裝找正夾具。 8）正確測量和計算工件坐標系，并對所得結果進行驗證和驗算。 9）將工件坐標系輸入到偏置頁面，并對坐標、坐標值、正負號、小數點進行認真核對。 10）未裝工件以前，空運行一次程序，看程序能否順利執行，刀具長度選取和夾具安裝是否合理，有無超程現象。第一章 數控機床概述 11）刀具補償值（刀長、半徑）輸入偏置頁面后，要對刀補號、補償值、正負號、小數點進行認真核對。 12）裝夾工件時要

19、注意螺釘壓板是否與刀具發生干涉，檢查零件毛坯和尺寸超常現象。 13）檢查各刀頭的安裝方向及各刀具旋轉方向是否合乎程序要求。 14）查看各刀桿前后部位的形狀和尺寸是否合乎程序要求。 15）鏜刀頭尾部露出刀桿直徑部分，必須小于刀尖露出刀桿直徑部分。 16）檢查每把刀柄在主軸孔中是否都能拉緊。 17）無論是首次加工的零件，還是周期性重復加工的零件，首件都必須對照圖樣工藝、程序和刀具調整卡，進行逐段程序的試切。 18）單段試切時，快速倍率開關必須打到最低擋。 19）每把刀首次使用時，必須先驗證它的實際長度與所給刀補值是否相符。 20）在程序運行中，要觀察數控系統上的坐標顯示，可了解目前刀具運動點在機床坐標系及工件坐標系中的位置。了解程序段的位移量，還剩余多少位移量等。第一章 數控機床概述 21）程序運行中也要觀察數控系統上的工作寄存器和緩沖寄存器顯示，查看正在執行的程序段各狀態指令和下一個程序段的內容。 22）在程序運行