1、新世紀(jì)應(yīng)用型高等教育機(jī)械類課程規(guī)劃教材機(jī)床數(shù)控技術(shù)JICHUANG SHUKONG JISHU主編 魏斯亮 黎旭初主審 林厚波第八章 數(shù)控機(jī)床維護(hù)保養(yǎng)知識(shí)機(jī)械數(shù)控技術(shù)一、 數(shù)控機(jī)床操作人員的要求。 1較高的思想素質(zhì) 2熟練掌握各種操作與編程方法 3深入了解機(jī)床特性，掌握機(jī)床運(yùn)行規(guī)律 4熟知操作規(guī)程及維護(hù)和檢查的內(nèi)容 5認(rèn)真處理異常事件并做好記錄二、 數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)與保養(yǎng)主要包括以下幾方面的內(nèi)容：1保持設(shè)備的清潔要堅(jiān)持不懈地做好數(shù)控機(jī)床的清潔工作。對(duì)主要部位如工作臺(tái)、裸露的導(dǎo)軌、操作面板等，應(yīng)每班擦一次。每周對(duì)整機(jī)進(jìn)行一次較徹底的清掃與擦拭。要特別注意對(duì)導(dǎo)軌、臺(tái)板轉(zhuǎn)換器及刀

2、庫(kù)中刀具上的切屑及時(shí)清掃。有些部位需要定期清掃和擦拭，如冷卻裝置的防塵墊、壓縮空氣系統(tǒng)的過濾器芯、冷卻液箱中殘存的切屑等。由于數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)一般都比較復(fù)雜，因此要堅(jiān)持按照說明書上的要求做好清潔工作，并不是一件容易的事。二、 數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)2定期對(duì)各部位進(jìn)行檢查需要經(jīng)常檢查的主要部位有：液壓、潤(rùn)滑、冷卻裝置的油（液）位；氣壓、空氣過濾裝置；油霧潤(rùn)滑裝置；各緊急停車按鈕、各軸的限位開關(guān)等。需定期檢查的主要部位有：傳動(dòng)皮帶的磨損及松緊情況；液壓油、潤(rùn)滑油及冷卻液的潔凈度；電動(dòng)機(jī)及測(cè)速發(fā)電機(jī)炭刷、整流子的磨損情況；導(dǎo)軌間隙等。二、 數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)3進(jìn)行必要的調(diào)整與更換根據(jù)檢查情況，必要時(shí)進(jìn)行調(diào)

3、整與更換，如：導(dǎo)軌間隙的調(diào)整、皮帶松緊度的調(diào)整。如果傳動(dòng)皮帶磨損嚴(yán)重、炭刷短于規(guī)定的長(zhǎng)度、液壓油的潔凈度不夠等問題出現(xiàn)，則必須進(jìn)行相應(yīng)的更換。以上所述的日常維護(hù)與保養(yǎng)工作，必須嚴(yán)格按照說明書上規(guī)定的方法與步驟進(jìn)行。否則，可能會(huì)出現(xiàn)設(shè)備或人身事故，造成嚴(yán)重后果。二、 數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)具體維護(hù)要求在機(jī)床配備的說明書中都有規(guī)定，但就共性而言還應(yīng)注意以下問題；（1）應(yīng)盡量少開數(shù)控柜的門，以防止灰塵、油霧和金屬粉末落在印刷線路板上，造成元器件及印刷線路板損壞。（2）定期更換直流電機(jī)電刷，避免換向器表面腐蝕，引起換向性能不良造成整臺(tái)電機(jī)損壞。（3）數(shù)控機(jī)床要經(jīng)常開機(jī)使用或定期使系統(tǒng)空運(yùn)行，以保證電子元器

4、件的性能可靠。（4）有些數(shù)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)器采用CMOS器件，存儲(chǔ)內(nèi)容在斷電期間靠電池供電保持，所以應(yīng)每年更換一次電池。三、數(shù)控系統(tǒng)的故障維修由于各類數(shù)控機(jī)床所配的數(shù)控系統(tǒng)硬軟件越來(lái)越復(fù)雜，加之制造廠商不完全向用戶提供硬軟件資料，因此數(shù)控系統(tǒng)的故障維修是很困難的。作為用戶級(jí)的維修人員，其主要任務(wù)是：正確處理數(shù)控系統(tǒng)的外圍故障，用換板法修復(fù)硬件故障或根據(jù)故障現(xiàn)象及報(bào)警內(nèi)容，正確判斷出故障電路板或故障部件。至于換下來(lái)的故障電路板，可盡量作一些檢查與修理工作。三、數(shù)控系統(tǒng)的故障維修1數(shù)控系統(tǒng)不能接通電源數(shù)控系統(tǒng)的電源輸入單元（Input Unit）有電源指示燈（綠色發(fā)光二極管），如果此燈不亮，說明交流電

5、源未加到輸入單元，可檢查電源變壓器是否有交流電源輸入；如果交流電源已輸入，應(yīng)檢查輸入單元的保險(xiǎn)是否燒斷。如果輸入單元上的故障指示燈（紅色發(fā)光二極管）亮，應(yīng)檢查數(shù)控系統(tǒng)的電源單元。一般是由于電源單元的工作允許信號(hào)EN（Enable Signal）消失，輸入單元切斷了電源單元的供電。在此情況下，可能有兩種原因：電源單元故障所致或電源單元的負(fù)載（即數(shù)控系統(tǒng)）故障所致。當(dāng)然，輸入單元故障也會(huì)引起故障指示燈亮，不過這種情況較為少見。此外，數(shù)控系統(tǒng)操作面板上的電源開關(guān)（ON、OFF按鈕）中的 OFF接觸不良，造成電源輸入無(wú)法自保持，使得一旦松開ON按鈕，電源即被切斷，其現(xiàn)象也造成數(shù)控系統(tǒng)不能接通電源。三、

6、數(shù)控系統(tǒng)的故障維修2數(shù)控系統(tǒng)的電池問題絕大部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)都裝有電池，在系統(tǒng)斷電時(shí)，作為RAM保持或刷新的電源。常用的電池有兩種：一種是可充電的鎳鎘電池（或其他種類的蓄電池），另一種是不可充電的高能電池。電壓等級(jí)也是各種各樣。如果使用的是可充電電池，則數(shù)控系統(tǒng)本身有充電裝置，在系統(tǒng)通電時(shí)由直流電源提供RAM的工作電壓并給電池充電；在系統(tǒng)斷電時(shí)，用電池儲(chǔ)存的能量來(lái)保持RAM中的數(shù)據(jù)。如果使用的是不可充電的高能電池，則在系統(tǒng)通電時(shí)，由直流電源提供RAM的工作電壓；系統(tǒng)斷電時(shí)，由高能電池提供能量來(lái)保持RAM中的數(shù)據(jù)。三、數(shù)控系統(tǒng)的故障維修無(wú)論使用哪種電池，當(dāng)電池電壓不足時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)都會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒

7、操作人員或維修人員及時(shí)更換電池。更換電池一定要在數(shù)控系統(tǒng)通電的情況下進(jìn)行。否則，存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)就會(huì)丟失，造成數(shù)控系統(tǒng)的癱瘓。有些進(jìn)口數(shù)控機(jī)床使用的電池很難買到，且價(jià)格也很貴。一般情況下可進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化代用。代用的原則是：電壓相等、容量（安時(shí)數(shù)）基本相同。如果形狀、體積與原電池不同，可焊兩根引線，將電池置于合適的地方。三、數(shù)控系統(tǒng)的故障維修3伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障維修伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可分為直流伺服系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)，目前生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床所采用的絕大多數(shù)是交流伺服系統(tǒng)。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)完整的閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)。其中任一環(huán)產(chǎn)生故障或性能有所改變，都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的性能下降或發(fā)生故障。加之驅(qū)動(dòng)部分的電流較大，易發(fā)熱

8、，機(jī)械部分的間隙、摩擦等因素的改變，也都對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。測(cè)量反饋元件及反饋環(huán)的性能改變也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)故障。因此，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是整個(gè)數(shù)控機(jī)床的主要故障源之一。三、數(shù)控系統(tǒng)的故障維修4飛車這里所說的飛車，是指伺服電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速持續(xù)上升或急劇上升，控制系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行控制，最后造成緊急停車。造成飛車的原因可能是：（1）從測(cè)量反饋元件來(lái)的信號(hào)異常。測(cè)量反饋信號(hào)的丟失、畸變或極性反向，均會(huì)引起上述故障。一旦發(fā)生飛車，可進(jìn)行如下檢查。檢查接線，確認(rèn)是否有正反饋現(xiàn)象，測(cè)量反饋元件到電路板之間的連接是否可靠，有無(wú)接觸不良和斷路現(xiàn)象；檢查測(cè)量反饋元件能否正常工作，光電編碼盤輸出脈沖的頻率或測(cè)速機(jī)輸出電壓是否與轉(zhuǎn)

9、速成正比 三、數(shù)控系統(tǒng)的故障維修4飛車 檢查電動(dòng)機(jī)與反饋元件之間的連接是否松動(dòng)或脫落；光柵尺讀數(shù)頭與運(yùn)動(dòng)部件的連接是否松動(dòng)或脫落。（2）伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電路板故障。用換板法檢查與伺服控制有關(guān)的電路板，有無(wú)發(fā)熱、變色及其他異常之處。還可應(yīng)用其他高級(jí)診斷方法進(jìn)行檢查，如使用診斷程序等。（3）從CNC來(lái)的指令信號(hào)異常。這類故障多數(shù)是由于D從轉(zhuǎn)換器損壞所致，無(wú)論數(shù)字指令是多少，D/A轉(zhuǎn)換器輸出總是最大值，則會(huì)產(chǎn)生貌似飛車但實(shí)際并非飛車的現(xiàn)象。檢查方法采用測(cè)量模擬指令電壓法。三、數(shù)控系統(tǒng)的故障維修5振動(dòng)振動(dòng)是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，因?yàn)橐鹫駝?dòng)的原因是多方面的。在分析振動(dòng)問題時(shí)，要注意到振動(dòng)的振幅和頻率，可能

10、會(huì)有助于進(jìn)行故障診斷。下面是幾個(gè)常見的引起故障的原因。（1）設(shè)定原因檢查與速度、位置有關(guān)的參數(shù)，若有誤，則修正。按照說明書的規(guī)定，檢查速度控制系統(tǒng)的短路線設(shè)定、開關(guān)設(shè)定、電位器設(shè)定是否有誤。 三、數(shù)控系統(tǒng)的故障維修（2）振動(dòng)頻率與進(jìn)給速度成正比變化時(shí)，可能有以下原因： 速度反饋元件（如測(cè)速發(fā)電機(jī)）或電動(dòng)機(jī)本身有問題。 與轉(zhuǎn)動(dòng)有關(guān)的機(jī)械部分有問題。（3）振動(dòng)頻率不隨進(jìn)給速度變化，可能有以下原因： 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電路板設(shè)定或調(diào)整不良。 伺服系統(tǒng)電路板有故障。（4）機(jī)械振動(dòng)車床的刀桿剛性不足，切削刃不鋒利，機(jī)械連接的松動(dòng)，軸承、齒輪、同步皮帶的損壞，導(dǎo)軌的爬行等，都可能引起振動(dòng)。四、機(jī)械系統(tǒng)故障維修數(shù)

11、控機(jī)床的各運(yùn)動(dòng)部分都是電動(dòng)或液動(dòng)（氣動(dòng)）驅(qū)動(dòng)的，由各部分的共同作用來(lái)完成機(jī)械移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、夾緊松開、變速和刀具轉(zhuǎn)位等各種動(dòng)作。當(dāng)機(jī)床工作時(shí)，它們各項(xiàng)功能相結(jié)合，發(fā)生故障時(shí)也混在一起。有些故障形式相同，但引起故障的原因卻不同。這給故障診斷和排除帶來(lái)了很大困難。各種機(jī)械故障通?？赏ㄟ^細(xì)心維護(hù)保養(yǎng)、精心調(diào)整來(lái)解決。對(duì)于已磨損、損壞或者已失去功能的零部件，可通過修復(fù)或更換部件來(lái)排除故障。由于床身結(jié)構(gòu)剛性差、切削振動(dòng)大、制造質(zhì)量差等原因而產(chǎn)生的故障，則難以排除。五、液壓系統(tǒng)故障維修液壓系統(tǒng)是整個(gè)數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，一般用于完成主軸抓刀機(jī)構(gòu)的釋放、換刀機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)、某些部位的夾緊等。數(shù)控機(jī)床的液壓系統(tǒng)一

12、般并不復(fù)雜（大型數(shù)控機(jī)床和使用液壓伺服系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床除外），故障處理也不困難。液壓系統(tǒng)故障大多是由于維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)所致。因此，平時(shí)按規(guī)定對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，液壓系統(tǒng)的多數(shù)故障都可避免發(fā)生。液壓系統(tǒng)的日常維護(hù)保養(yǎng)內(nèi)容一般在說明書上都有詳細(xì)的規(guī)定，在此不做進(jìn)一步說明。需要注意的是，當(dāng)液壓系統(tǒng)更換液壓油品種時(shí)，要將系統(tǒng)中原有的油全部放掉并清洗系統(tǒng)，然后再加入新油，千萬(wàn)不要將不同牌號(hào)的油混合使用。七、壓縮空氣系統(tǒng)故障處理氣動(dòng)系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床上擔(dān)任輔助工作，如換刀時(shí)，用于清洗刀柄和主軸錐孔；更換工作臺(tái)板時(shí)，用于清洗導(dǎo)軌、定位孔和定位銷；有安全工作間（封閉式機(jī)床的防護(hù)罩）的，用于驅(qū)動(dòng)工作間的門啟閉；更換

13、工作臺(tái)板時(shí)，抬起安全防護(hù)罩等。有的機(jī)床利用氣動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的制動(dòng)解除。在數(shù)控機(jī)床上，還常常使用氣動(dòng)卡盤、自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架等。氣動(dòng)系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，一般不易出現(xiàn)故障，即使出現(xiàn)故障也比較容易解決。氣動(dòng)系統(tǒng)的多數(shù)故障是由于雜質(zhì)（主要為鐵銹與水分）引起的。八、其他系統(tǒng)故障處理數(shù)控機(jī)床一般還包括冷卻及通風(fēng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)也都是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，無(wú)論哪一部分出現(xiàn)問題，數(shù)控機(jī)床都不能正常運(yùn)行。1冷卻及通風(fēng)系統(tǒng)多數(shù)數(shù)控機(jī)床的控制柜采用風(fēng)冷。對(duì)風(fēng)冷系統(tǒng)要經(jīng)常檢查風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，進(jìn)風(fēng)口的空氣過濾墊是否需要清洗等。有些系統(tǒng)采用制冷裝置對(duì)控制柜進(jìn)行冷卻，其作用原理與一般空調(diào)相同。對(duì)冷卻裝置，需要經(jīng)常進(jìn)行檢查，主要檢查冷卻裝置的制冷效果，如果制冷效果不佳或根本不制冷，應(yīng)趕快進(jìn)行修理。八、其他系統(tǒng)故障處理2潤(rùn)滑系統(tǒng)有的數(shù)控機(jī)床有兩套潤(rùn)滑系統(tǒng)，一套是主軸潤(rùn)滑系統(tǒng)，另一套是中心潤(rùn)滑系統(tǒng)。主軸潤(rùn)滑系統(tǒng)專門用來(lái)對(duì)主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行潤(rùn)滑。由油泵出來(lái)的油通過流量計(jì)到供油管，流量計(jì)預(yù)先被調(diào)到一定的流量，若出現(xiàn)