任务六 数控机床的使用与日常维护

任务描述

数控机床使用环境是什么？机床的操作规程要注意哪些？数控日常维护要从哪些方面着手？

学习目标

了解数控机床使用规程，联系实际掌握数控机床日常维护与保养。

任务分析

一个国家的机床数控化率，反映了这个国家机床工业和机械制造业水平的高低，同时也是衡量这个国家科技进步的重要标志。只有掌握数控机床的合理应用和日常维护才能使数控机床发挥更大的效益。

任务完成

一、数控机床的使用

数控机床与普通机床比较，其优越性是很明显的，不仅生产效率高，零件加工精度高，产品质量稳定，还可以完成很多普通机床难以完成或根本无法加工的复杂形面零件的加工。但是整个加工过程又是由大量电子元器件组成的数控系统按照数字化的程序完成的。在加工过程中由于数控系统或执行部件的故障造成的工件报废或安全事故，通常操作者是无能为力的。所以，对于数控机床工作的稳定性、可靠性和准确性的要求最为重要，操作者除了掌握数控机床的性能以外，还要尽量排除各种影响机床稳定性、可靠性和准确性的因素，以充分发挥数控机床的优越性。为此，各数控机床用户应根据本单位的具体情况注意以下几个问题：

1.数控机床的使用环境

数控机床的使用环境较普通机床要高些，环境温度、湿度等方面有一定的要求。在实际使用中，数控机床要摆放在阳光直接照射或其他热辐射不到的地方，要避免摆放在潮湿或有粉尘的场所，特别是要避免有腐蚀性气体产生的场所。腐蚀性气体最容易使电子元件受到腐蚀变质、造成接触不良或元件间短路，影响机床的正常运行。要远离振动大的设备，如冲床、锻床设备等，对于高精密的机床（如坐标磨床），还应采取防震措施。

此外，数控机床在有空调的环境中使用，会明显减少故障率，这是由于电子元器件的技术性能受到温度影响较大，当温度过高或过低时都会影响电子元器件的技术性能，从而影响机床工件的稳定性和可靠性，进而导致故障的发生。对于精度高、价格贵的数控机床，在有空调的环境中使用时比较理想。

2.电源要求

数控机床对电源并没有什么特殊的要求，一般波动±10%。但由于我国供电的具体情况，不仅电源波动幅度大，而且质量差，交流电源上往往叠加有一些高频杂波信号。用示波器可以清楚地观察到，有时还出现幅度很大的瞬间干扰信号，破坏机内的程序或参数，影响机床的正常运行。对于有条件的企业，数控机床采用专线供电或增设稳压装置，都可以减小供电质量的影响和减小电气干扰。

3.数控机床应有操作规程

操作规程是保证数控机床安全运行的重要措施之一，操作者一定要按操作规程操作。操作规程中要明确规定开机、关机的顺序和注意事项，例如，开机后首先要手动或用程序指令自动回参考点。回参考点的顺序是先Z轴再X、Y及其他的轴。非电气维修人员，包括操作者不能随便动电器，当电气方面有故障时要及时通知维修人员，不得随意修改参数。机床在正常运行时不可以开或关电气柜的门，禁止按动“急停”和“复位”按钮等。

4.机床发生故障

当数控机床发生故障时，操作者要注意保留现场，并向维修人员如实说明出故障前前后后的情况，以利于分析问题，查找出故障的原因，及时排除故障，减少停机时间。

5.尽量提高数控机床的利用率

由于数控机床价格昂贵，结构复杂，数控系统出现故障时用户又难以排除，因此，有些用户为“保护”设备，宁可闲置，非万不得已时才启用，设备利用率极低。这不是爱护设备，反而会由于受潮等原因加快电子元器件的变质或损坏。数控机床不宜长期封存不用，若较长时间不用时，尽量使机床每周能通电1～2次，每次空运行1小时左右，这在空气湿度较大的梅雨季节尤为重要，利用电器元件本身通电发热来驱散数控柜内的潮气，以保证电子部件性能的稳定可靠，并能及时发现有无电池报警发生，以免系统软件参数的丢失。总之，用户在购买数控机床后要充分利用，尽量提高机床的利用率，尤其要充分利用一年保修的有利条件，充分利用机床使其易出故障的薄弱环节尽早暴露出来，在保修期内加以排除。总之，数控机床是企业中的重要设备，在企业生产设备中占有重要地位。提高数控机床的利用率，可使机床达到良好的使用效果，并能获得较高的经济效益。

6.对生产组织管理的要求

由于现代数控技术越来越向高级发展，知识范围越来越广，对数控机床的专业化管理要求也越来越高。应该提倡让既懂数控技术又懂得生产管理的人员来管理，这样才能取得较好的效果。在数控机床管理中，管理人员应了解数控机床生产的特点和掌握各配合环节的节拍，相应的技术管理工作应有所变革，绝对不能把管理普通机床的方法照搬到数控机床上。设备管理、生产调度、工装配制、刀具选用和操作、编程、维修人员的合理配备、加工工时定额考核及其奖金分配制度等，这一系列工作都应根据计算机数控自动加工特点和本单位实际情况加以改进，以便充分发挥数控机床应有的效能，为企业赢得技术优势。在对数控机床下达生产任务时，应先下达到有关技术工艺准备部门，必须给他们一个准备周期，只有当工具、工艺文件和程序等都准备齐全后，连同工件毛坯一起送到加工机床。机床操作者应事先熟悉一下加工程序，这样在数控机床上就能很快通过试切削并投入成批加工。目前有相当一部分用户对这套管理不熟悉，往往在毛坯或生产指令到机床后，操作者才去找刀具、编程序和组装卡具等准备工作，造成机床长期停工，整台机床开动率很低。因此，加强和改进数控机床的管理刻不容缓。

7.对操作、编程及维修人员的技术素质要求

数控技术人才素质的提高，一是靠技术培训，二是靠较长时间的实践锻炼。引进数控机床的同时，就要考虑人员的挑选和培训。操作人员只有经过专业培训后才能上岗操作，即使原来有一定的车、铣、刨、磨等机械加工实际经验的同志也不能不经培训就操作数控机床。数控机床有它自身的技术特殊性，不了解这些，要用好数控机床是不可能的。培训不仅仅限于操作者，对编程人员和维修人员也都必须经过专业培训。数控设备利用水平的高低，不仅取决于操作者，而且与编程员的编程技巧和理论水平，以及维修人员的技能水平有密切的关系。因此，对相关人员进行较系统的专业培训，是提高数控机床利用率的根本保证。

二、数控机床日常维护与保养工作的内容

1.选择合适的使用环境

数控车床的使用环境（如温度、湿度、振动、电源电压、频率及干扰等）会影响机床的正常运转，所以在安装机床时应严格要求做到符合机床说明书规定的安装条件和要求。在经济条件许可的条件下，应将数控车床与普通机械加工设备隔离安装，以便于维修与保养。

2.应为数控车床配备数控系统编程、操作和维修的专门人员

这些人员应熟悉所用机床的机械部分、数控系统、强电设备、液压、气压等部分及使用环境、加工条件等，并能按机床和系统使用说明书的要求正确使用数控车床。

3.长期不用数控车床的维护与保养

在数控车床闲置不用时，应经常经数控系统通电，在机床锁住情况下，使其空运行。在空气湿度较大的霉梅季节应该天天通电，利用电气元件本身发热驱走数控柜内的潮气，以保证电子部件的性能稳定可靠。

4.数控系统中硬件控制部分的维护与保养

每年让有经验的维修电工检查一次。检测有关的参考电压是否在规定范围内，如电源模块的各路输出电压、数控单元参考电压等，若不正常并清除灰尘；检查系统内各电气元件连接是否松动；检查各功能模块使用风扇运转是否正常并清除灰尘；检查伺服放大器和主轴放大器使用的外接式再生放电单元的联接是否可靠，清除灰尘；检测各功能模块使用的存储器后备电池的电压是否正常，一般应根据厂家的要求定期更换。对于长期停用的机床，应每月开机运行4小时，这样可以延长数控机床的使用寿命。

5.机床机械部分的维护与保养

操作者在每班加工结束后，应清扫干净散落于拖板、导轨等处的切屑；在工作时注意检查排屑器是否正常以免造成切屑堆积，损坏导轨精度，危及滚珠丝杠与导轨的寿命；在工作结束前，应将各伺服轴回归原点后停机。

6.机床主轴电动机的维护与保养

维修电工应每年检查一次伺服电动机和主轴电动机。着重检查其运行噪声、温升，若噪声过大，应查明原因，是轴承等机械问题还是与其相配的放大器的参数设置问题，采取相应措施加以解决。对于直流电动机，应对其电刷、换向器等进行检查、调整、维修或更换，使其工作状态良好。检查电动机端部的冷却风扇运转是否正常并清扫灰尘；检查电动机各连接插头是否松动。

7.机床进给伺服电动机的维护与保养

对于数控车床的伺服电动机，要在10～12个月进行一次维护保养，加速或者减速变化频繁的机床要在2个月进行一次维护保养。维护保养的主要内容有：用干燥的压缩空气吹除电刷的粉尘，检查电刷的磨损情况，如需更换，需选用规格相同的电刷，更换后要空载运行一定时间使其与换向器表面吻合；检查清扫电枢整流子以防止短路；如装有测速电动机和脉冲编码器时，也要进行检查和清扫。数控车床中的直流伺服电动机应每年至少检查一次，一般应在数控系统断电的情况下，并且电动机已完全冷却的情况下进行检查；取下橡胶刷帽，用螺钉旋具刀拧下刷盖取出电刷；测量电刷长度，如FANUC直流伺服电动机的电刷由10mm磨损到小于5mm时，必须更换同一型号的电刷；仔细检查电刷的弧形接触面是否有深沟和裂痕，以及电刷弹簧上是否有无打火痕迹。如有上述现象，则要考虑电动机的工作条件是否过分恶劣或电动机本身是否有问题。用不含金属粉末及水分的压缩空气导入装电刷的刷孔，吹净粘在刷孔壁上的电刷粉末。如果难以吹净，可用螺钉旋具尖轻轻清理，直至孔壁全部干净为止，但要注意不要碰到换向器表面。得新装上电刷，拧紧刷盖。如果更换了新电刷，应使电动机空运行跑合一段时间，以使电刷表面和换向器表面相吻合。

思考与练习

1.为充分发挥数控机床的优越性，机床的使用上应注意哪些问题？

2.简述数控机床日常维护保养的要点。