数控机床维修2014.2.162014.2.16第一章 数控机床的安装、调试及验收数控机床的选用数控机床的安装数控机床的调试数控机床的验收2014.2.16数控机床的验收开箱检验和外观检查机床性能及数控功能的检验机床精度的验收2014.2.16机床性能的检验主轴系统性能进给系统性能自动换刀系统机床噪声电气装置数控装置安全装置润滑装置气、液装置附属装置2014.2.16数控功能的检验运动指令功能准备指令功能操作功能CRT显示功能2014.2.16编制考机程序应包括：主轴转动中、高、低五种以上速度的正、反转及停止；各进给运动中、高、低速度G00、G01移动，全行程的二分之一以上；自动加工的功能和代码；自动换刀交换刀床中2/3以上刀具，重量在中等以上的刀柄；使用特殊功能如测量、APC交换和用户宏程序2014.2.16机床精度验收几何精度定位精度切削精度2014.2.16机床几何精度检验以普通立式加工中心为例：工作台面的平面度各坐标方向移动的相互垂直度；X、Y坐标方向移动时工作台面的平行度；X坐标方向移动时工作台面T形槽侧面的平行度；主轴的轴向窜动；主轴孔的径向跳动；主轴箱沿Z坐标方向移动时主轴轴心线的平行度；主轴回转轴心线对工作台面的垂直度；主轴箱沿Z坐标方向移动的直线度。2014.2.16机床几何精度检验常用检测工具：精密水平仪精密方箱直角尺平行尺平行光管千分表测微仪高精度检验棒 注意：机床几何精度检测必须在机床精调之后一次完成，不允许调整一项检测一项， 因为几何精度有些项目是相互联系相互影响的。2014.2.16机床定位精度检验定义：是指机床各坐标轴在数控装置控制下运动所能达到的位 置精度。定位精度决定于数控系统和机械传动误差。定位精度的主要检测内容： 各直线运动轴的定位精度和重复定位精度； 各直线运动轴机械原点的复归精度； 各直线运动轴的反向误差； 各回转运动轴（回转工作台）的定位精度和重复定位精度； 各回转运动轴原点的复归精度； 各回转运动轴的反向误差；2014.2.16机床切削精度的检验机床的切削精度是一项综合精度 切削精度检验可分为： 单项加工精度检验 加工一个标准的综合性试件精度检验 卧式加工中心切削精度检验内容： 镗孔精度-圆度、圆柱度 端铣刀铣平面精度-平面度、阶梯差 端端铣刀铣侧面精度-垂直度、平行度 镗孔孔距精度X轴方向、 Y轴方向、对角线方向、孔 径偏差 立铣刀铣四周面精度直线度、平行度、厚度差、垂直 度 6）两轴联动铣削直线精度直线度、平行度、垂直度 7）立铣刀铣削圆弧精度圆度2014.2.16第二章 数控机床的调整主轴部件的结构与调整 CK7815型数控车床主轴部件的结构与调整 NT-J320A型数控铣床主轴部件的结构与调整 THK6380加工中心主轴部件的结构与调整进给传动系统部件的调整 回转运动部件的调整自动换刀装置的调整位置检测装置的调整床身导轨的调整2014.2.16进给传动系统部件的调整数控机床进给传动系统布置形式 水平布置和垂直布置水平布置时和普通机床布置形式相同，大多采用滚珠丝杠取代滑动丝 杠。布置形式有： 1)一端装推力轴承 2)两端装推力轴承 3)一端装推力轴承、另一端装深沟球轴承 4)两端装推力轴承及深沟球轴承 数控机床与普通机床进给传动系统结构布置的不同之处：1)数控机床进给传动链首端件是伺服电动机 2)传动机构大多采用滚珠丝杠取代滑动丝杠 3)垂直布置的进给传动系统结构中，设置有制动装置 4)齿轮副采用了消除齿轮啮合间隙结构2014.2.16进给传动系统伺服电动机的形式及安装伺服电动机的主要类型及结构 直流伺服电动机 1)小惯量直流电动机 a) 转动惯量小 b) 机电时间常数小 c) 低速平稳，无爬行现象，换向性能好 2)宽调速直流伺服电动机 又叫大惯量直流电动机，调速范围宽，可直接驱动滚珠丝杠 ，减少了传动损失及传动误差，提高了传动精度 a) 低速性能好，转矩大，可和机床丝杠直接连接 b) 转子惯量大 c) 过载性能好 d) 用永久磁铁作为磁极，提高了电机效率，在重切削过载情况 下，加减速特性好 3)缺点：尺寸较大，容量和使用环境受限，电刷和整流子要经常维 修 交流伺服电机 步进电动机：输出角位移与输入脉冲数量成正比，转子速度与输入脉冲 频率成正比2014.2.16进给传动系统伺服电动机的形式及安装伺服电动机与丝杠的联接 直联式 齿轮减速式 同步带式 进给传动系统减速齿轮间隙的调整 直齿圆柱齿轮传动间隙的消除 偏心套调整法 轴向垫片调整法 双薄片齿轮错齿调整法 斜齿圆柱齿轮传动间隙的消除 垫片调整法 轴向压簧调整法 锥齿轮传动间隙的消除 轴向压簧调整法 周向弹簧调整法 齿轮齿条传动间隙的消除 双薄片齿轮错齿调整法 预紧装置-P43图2-182014.2.16滚珠丝杠螺母副的结构及间隙调整滚珠丝杠螺母副的特点： 传动效率高 传动灵敏，不易产生爬行 随动精度和定位精度高 同步性好 传动具有可逆性 磨损小，使用寿命长 施加预紧后，可消除轴向间隙，反向时无空程，轴向运动精度和刚 度高 滚珠丝杠螺母副的结构形式 外循环 内循环 滚珠丝杠螺母副的轴向间隙的调整方法 垫片调整法 螺母调整法 齿差式调整法 滚珠丝杠螺母副的预紧 预紧力计算公式：FV=1/3Fmax2014.2.16回转运动部件的调整 回转运动部件： 分度工作台：按最小分度角的整数倍分度 回转工作台：回转进给运动，实现任意角度分度及控制多齿盘分度工作台的结构及调整加工中心回转工作台的结构及调整2014.2.16自动换刀装置的调整数控机床自动换刀装置的形式 多转塔头自动换刀装置 具有刀库和机械手的自动换刀装置 刀库类型 转塔式刀库 圆盘式刀库 链式刀库 格子式刀库 机械手 单臂单手式机械手 回转式单臂双手机械手2014.2.16位置检测装置的调整位置检测装置的作用 闭环伺服系统中的位置反馈 开环或闭环伺服系统的误差补偿 测量机、机床工作台等的坐标测量及数字显示 齿轮、螺纹加工机床的同步电子传动 直线-回转运动相互变换用的精密伺服系统数控机床对位置检测装置的基本要求： 工作可靠 能满足机床精度和速度的要求 抗干扰能力强 使用方便 成本低2014.2.16位置检测装置的分类回转型：测角度、角位移 增量式 脉冲编码器 旋转变压器 圆感应同步器 圆光栅 圆磁栅 绝对式 多速旋转变压器 绝对值脉冲编码器 三速圆感应同步器 直线型：测长度、直线位移 增量式 直线圆感应同步器 计量光栅、磁尺 绝对式 三速直线感应同步器 绝对值式磁尺2014.2.16床身导轨在导轨副中，运动的方叫运动导轨，不动的一方叫支承导轨导轨的种类 滑动导轨 优点：结构简单、制造方便、刚度好、抗振性好，应用广泛 缺点：静摩擦因数大，动摩擦因数也随速度变化而变化，摩擦磨损大，低速（160mm/min)时 易出现爬行现象而降低运动部件的定位精度 滚动导轨 优点： 导轨面之间为滚动摩擦，摩擦因数小，是滑动导轨的1/10，工作所需牵引力小，移动轻 便 运动平稳，灵敏度高，定位精度高，无承载油膜，重复定位精度达0.2um磨损小，使用寿命长 缺点：抗振性差，防护要求高，结构复杂，制造成本高，主要用于高精度数控机床和坐标镗床 等 结构形式： 滚针导轨 滚珠导轨 滚柱导轨 静压导轨：将压力油经节流器输送到导轨面上的油腔中，形成承载油膜，将互相接触的导轨面隔开， 实现液体摩擦 优点： 摩擦因数小，机械效率高，能长期保持导轨导向精度 承载油膜吸振性好，低速下不易产生爬行 缺点：结构复杂，需配置一套专门的供油系统 分类：开式和闭式两大类2014.2.16数控机床的维修管理及维护数控机床维修管理及维护中与普通机床相同的内容： 必须坚持设备使用上的定人、定机、定岗制度 开展岗位培训，严禁无证操作 严格执行设备点检和定期、定级保养制度 对维修者实行派工卡，认真做好故障现象、原因、维修的记录，建立完整的 维修档案 建立维修协作网，开展专家诊断系统工作数控机床维修管理应强调的内容： 选择合理的维修方式 维修方式有：事后维修、预防维修、改善维修、预知维修或状态监测 维修、维修预防 从修理费用、停产损失、维修组织工作和修理效果等方面去衡量 建立专业维修组织和维修协作网 点检管理:按有关文件的规定,对设备进行定点、定时的检查和维护 点检的内容:定点、定标、定期、定项、定人、定法、检查、记录、处理、 分析 分类: 日常点检:对机床一般部件的点检,处理和检查机床在运行过程中出现的 故障,由机床操作人员进行 专职点检:对机床关键部位和重要部件按周期进行重点点检和设备状态 监测与故障诊断,制定点检计划,做好诊断记录,分析维修结果,提出改善 设备维护管理的建议,由专职维修人员进行2014.2.16某加工中心的维护点检表每天 导轨润滑油箱 油标 油量 及时添加润滑油 润滑泵能定时启动及停止 XYZ轴导轨面清除切屑及脏物 检查润滑油是否充分 导轨面有划伤损坏 压缩空气气源压力 检查压力是否在正常范围 气源自动分水滤水器和自动空气干 燥器 及进清理分水器中滤出的水分 ，自动保持空气干燥器正常工 作 气液转换器和增压器油面 发现油面不够时及时补充油主轴润滑恒温油箱 油量充足， 并调节温度范围 机床液压系统 油箱、液压泵无异常噪音 压力表指示正常 管路及各接头无泄漏 工作油面高度正常 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 CNC的输入输出单元 光电阅读机清洁 机械结构润滑良好 各种电气柜散热通风装置 各电柜冷却风扇工作正常 风道过滤网无堵塞 各种防护装置 导轨、机床各种防护罩等应无 松动2014.2.16某加工中心的维护点检表每半年 滚珠丝杠 清洗旧润滑脂，涂上新的 油脂 液压油路 清洗溢流阀、减压阀、滤 油器及油箱箱底 更换或过滤液压油 主轴润滑恒温油箱 每年 检查并更换直流伺服电机碳刷 检查换向器表面，吹净碳 粉，去毛刺 更换长度过短的电刷，跑 合后使用 润滑液压泵、滤油器清洗 清理池底，更换滤油器不定期 检查各轴轨道上镶条、压紧滚 轮松紧状态 按机床说明书调整 冷却水箱 检查液面高度 太脏、更换 清理水箱底部 经常清洗过滤器 排屑器 经常清理铁屑 检查有无卡住 清理废油池 及时取油池中废油，以免 外溢 调整主轴驱动带松紧 按机床说明书调整2014.2.16数控机床的维护数控机床使用中应注意的问题 使用环境: 避免阳光的直射和其他辐射 避免太潮湿或粉尘过多的场所 避免有腐蚀气体的场所 要远离振动大的设备 电源要求: 允许波动10% 有操作规程 不宜长期封存不用 每周通电1-2次，每次空运行1小时左右数控系统的维护 严格遵守操作规程和日常维护制度 应尽量少开数控柜和强电柜的门 定时清扫数控柜的散热通风系统 数控系统的输入/输出装置的定期维护 定期检查和更换直流电动机电刷 经常监视数控系统的电网电压 定期更换存储器用电池 每年更换一次 电池的更换应在数控系统供电的状态下进行，以免参数丢失 数控系统长期不用时的维护 经常给数控系统通电 对于直流电动机应将电刷取出,以免腐蚀换向器 备用电路板的维护 做好维修前的准备工作:技术准备工具准备备件准备2014.2.16机械部件的维护主传动链的维护 熟悉主传动链的结构、性能和主轴调整方法 对于带传动的主传动,定期调整带的松紧,防止打滑造