数控机床的选用与维护PPT课件

1、模块二 数控机床结构及主要部件8.1 8.1 数控机床的选用数控机床的选用 8.1.1.8.1.1.根据典型工件选用数控机床根据典型工件选用数控机床 1 1 轴类零件轴类零件数控车床数控车床 2 2 孔系加工孔系加工数控钻镗床数控钻镗床 3 3 模具模具立卧主轴转换数控铣床立卧主轴转换数控铣床 数控线切割机床数控线切割机床 数控电火花机床数控电火花机床 4 4 箱体，泵体，阀体，壳体箱体，泵体，阀体，壳体卧式加工中心卧式加工中心 5 5 箱体，盖板，壳体，凸轮箱体，盖板，壳体，凸轮立式加工中心立式加工中心第1页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件8.1.2 8.1.2 数控机床规格的选择

2、数控机床规格的选择 1. X,Y,Z1. X,Y,Z坐标轴的行程范围决定机床允许的加工范围。坐标轴的行程范围决定机床允许的加工范围。 根据工件的外形尺寸选择机床的加工范围。根据工件的外形尺寸选择机床的加工范围。 2. 2. 机床主轴电机功率反映机床的切削效率和切削时机床的刚性。机床主轴电机功率反映机床的切削效率和切削时机床的刚性。 根据工件毛坯加工余量，所需切削力和加工精度选择机床的功率和根据工件毛坯加工余量，所需切削力和加工精度选择机床的功率和刚度。刚度。第2页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件8.1.3 8.1.3 数控机床精度的选择数控机床精度的选择 加工中心精度主要项目加工中心

3、精度主要项目精度项目 普通型 精密型单轴定位精度 0.01/300或全长 0.005/全长重复定位精度 0.006 0.003铣园加工精度 0.0030.05 0.002 根据典型零件关键部位加工精度要求选择具有相应加工精度的数控机床。根据典型零件关键部位加工精度要求选择具有相应加工精度的数控机床。普通型加工中心可批量加工普通型加工中心可批量加工8 8级精度工件，级精度工件，精密型加工中心可批量加工精密型加工中心可批量加工6 67级精度工件。级精度工件。第3页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件8.1.4 8.1.4 数控系统的选择数控系统的选择 1.1.根据数控机床类型选择相应的数控系

4、统。根据数控机床类型选择相应的数控系统。 数控系统有适用于车，铣，镗，磨，冲压等不同类别，应根据不同的数控数控系统有适用于车，铣，镗，磨，冲压等不同类别，应根据不同的数控机床类型选择合适的数控系统。机床类型选择合适的数控系统。 2. 2.根据数控机床的设计指标选择数控系统根据数控机床的设计指标选择数控系统 不同的数控系统其性能指标差别很大，应根据数控机床的设计指标选择与不同的数控系统其性能指标差别很大，应根据数控机床的设计指标选择与其相适应的数控系统。其相适应的数控系统。 3.3.根据数控机床的性能选择数控系统功能根据数控机床的性能选择数控系统功能 数控系统有基本功能，还有可以选择的可选功能。

5、根据数控机床的性能选数控系统有基本功能，还有可以选择的可选功能。根据数控机床的性能选择的数控系统除了有基本功能，还应选择必要的可选功能。择的数控系统除了有基本功能，还应选择必要的可选功能。 4.4.在能满足功能的条件下，优先选用国产数控系统。在能满足功能的条件下，优先选用国产数控系统。第4页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件8.1.5 8.1.5 自动换刀装置的选择及刀柄的配置。自动换刀装置的选择及刀柄的配置。 1.1.自动换刀装置（自动换刀装置（ATCATC）的选择）的选择 ATCATC的投资占整机投资的的投资占整机投资的30%30%50% 50% ，与，与ATCATC有关的加工中心

6、故障率达有关的加工中心故障率达50%50%以上。故在满足使用要求的前提下，应尽量选用结构简单，性能可靠地以上。故在满足使用要求的前提下，应尽量选用结构简单，性能可靠地ATCATC。 ATCATC刀库的容量不宜过大，一般立式加工中心选用刀库的容量不宜过大，一般立式加工中心选用2020把左右刀，卧式加把左右刀，卧式加工中心选用工中心选用4040把左右刀。把左右刀。 ATCATC工作质量工作质量: :换刀时间和故障率。换刀时间和故障率。 第5页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件 2.2.刀柄的配置刀柄的配置 我国国家标准规定的加工中心使用的专用工具系统为我国国家标准规定的加工中心使用的专用工

7、具系统为TSCTSC工具系统。工具系统。 根据数控机床主轴的规格，换刀机械手夹持尺寸和主轴拉紧刀柄的拉钉根据数控机床主轴的规格，换刀机械手夹持尺寸和主轴拉紧刀柄的拉钉尺寸选择刀柄规格。常用的尺寸选择刀柄规格。常用的ISOISO刀柄规格有刀柄规格有4040号，号，4545号，号，5050号。号。 第6页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件3. 3. 数控车床刀具系统数控车床刀具系统第7页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件4. 数控铣床刀具系统第8页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件5. 5. 加工中心刀具系统加工中心刀具系统第9页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件8

8、.1.6 8.1.6 数控机床可选功能及附件的选择数控机床可选功能及附件的选择 选择基本原则：全面配置，长远综合考虑。选择基本原则：全面配置，长远综合考虑。 基本功能和必要的附件应尽量配置齐全，保证机床运到工厂后可以立即投入生基本功能和必要的附件应尽量配置齐全，保证机床运到工厂后可以立即投入生产。产。8.1.7 8.1.7 购置数控机床时应注意的其他问题购置数控机床时应注意的其他问题 1. 1. 要订购一定数量的备件要订购一定数量的备件 2. 2. 要求机床供应厂方提供尽可能多的技术资料和充分的操作维修培训。要求机床供应厂方提供尽可能多的技术资料和充分的操作维修培训。 3. 3. 应将复杂零件

9、的加工作为加工试件验收项目对机床进行验收。应将复杂零件的加工作为加工试件验收项目对机床进行验收。 4. 4. 配置必要的附件和刀具。配置必要的附件和刀具。 5. 5. 优先选择国产的数控机床。优先选择国产的数控机床。第10页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件8.2 8.2 数控机床的安装数控机床的安装8.2.1 8.2.1 数控机床初就位数控机床初就位8.2.2 8.2.2 数控机床部件的连接数控机床部件的连接8.2.3 8.2.3 数控系统的连接与调整数控系统的连接与调整 1. 1. 数控系统的开箱检查数控系统的开箱检查 2. 2. 外部电缆的连接外部电缆的连接 3. 3. 数控系统

10、电源线的连接数控系统电源线的连接 4. 4. 数控系统设定确认数控系统设定确认 1 1）控制部分印刷线路设定的确认）控制部分印刷线路设定的确认 2 2）速度控制单元印刷线路设定的确认）速度控制单元印刷线路设定的确认 3 3）主轴控制单元印刷线路设定的确认）主轴控制单元印刷线路设定的确认第11页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件 5. 5. 输入电源电压，频率及相序的确认输入电源电压，频率及相序的确认 1 1）检查变压器容量是否满足控制单元和伺服系统的电能消耗）检查变压器容量是否满足控制单元和伺服系统的电能消耗 2 2）检查电源电压波动范围是否在数控系统允许的范围之内。）检查电源电压波动

11、范围是否在数控系统允许的范围之内。 3 3）检查电源相序是否正确。）检查电源相序是否正确。 6. 6. 直流电源电压输出端对地短路的确认直流电源电压输出端对地短路的确认 7. 7. 数控系统接通电源后输出电压的确认数控系统接通电源后输出电压的确认 8. 8. 数控系统各种参数设定的确认数控系统各种参数设定的确认 9. 9. 数控系统与机床接口的确认数控系统与机床接口的确认第12页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件 8.3 8.3 数控机床的调试数控机床的调试 8.3.1 8.3.1 通电试车通电试车 通电后检查安全装置是否起作用，有无异常噪声，液压系统和冷却系通电后检查安全装置是否起作

12、用，有无异常噪声，液压系统和冷却系统是否正常，机床主要运动部件工作是否正常，急停按钮是否正常，手动统是否正常，机床主要运动部件工作是否正常，急停按钮是否正常，手动操作，操作，MDIMDI和和CRTCRT显示是否正常，限位开关是否正确。显示是否正常，限位开关是否正确。 8.3.2 8.3.2 数控机床精度和功能的调试数控机床精度和功能的调试 利用检测工具如水平仪，标准方尺，平尺，平行光管等调整机床的水利用检测工具如水平仪，标准方尺，平尺，平行光管等调整机床的水平和运动精度，调整各种运行方式（手动，点动，自动和平和运动精度，调整各种运行方式（手动，点动，自动和MDIMDI）正确运行。）正确运行。

13、8.3.3 8.3.3 试运行试运行 每天工作每天工作8 8小时连续运行小时连续运行2 2到到3 3天，每天天，每天2424小时连续运行小时连续运行1 1到到2 2天。天。ATCATC要要取用取用2/32/3的刀具。主轴最高最低转速的运行，的刀具。主轴最高最低转速的运行，M M功能的使用。功能的使用。第13页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件 8.4 8.4 数控机床的检查与验收数控机床的检查与验收 8.4.1 8.4.1 数控机床外观的检查数控机床外观的检查 1. 1. 外表检查。外表检查。 肉眼检查肉眼检查MDI/CRTMDI/CRT单元，直流稳压单元，印刷线路板和连接电缆有无单元

14、，直流稳压单元，印刷线路板和连接电缆有无损坏剥落等损坏剥落等 2. 2. 数控柜内部紧固情况的检查数控柜内部紧固情况的检查 1 1）螺钉紧固检查）螺钉紧固检查 2 2）连接器紧固检查）连接器紧固检查 3 3）印刷线路板的紧固检查）印刷线路板的紧固检查 3. 3. 伺服电机的外表检查伺服电机的外表检查 认真检查带有脉冲编码器的伺服电机外壳有无损坏认真检查带有脉冲编码器的伺服电机外壳有无损坏第14页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件8.4.2 8.4.2 数控机床几何精度的检查数控机床几何精度的检查 1. 1. 工作台面的平面度工作台面的平面度 2. 2. 各坐标方向移动的相互垂直度各坐标

15、方向移动的相互垂直度 3. X3. X坐标方向移动时工作台面的平面度坐标方向移动时工作台面的平面度 4. Y4. Y坐标方向移动时工作台面的平面度坐标方向移动时工作台面的平面度 5. X5. X坐标方向移动时工作台面坐标方向移动时工作台面T T形槽侧面的平面度形槽侧面的平面度 6. 6. 主轴的轴向窜动主轴的轴向窜动 7. 7. 主轴孔的径向园跳动主轴孔的径向园跳动 8. 8. 主轴箱沿主轴箱沿Z Z轴移动时主轴轴线的平行度轴移动时主轴轴线的平行度 9. 9. 主轴回转轴心线对工作台面得垂直度主轴回转轴心线对工作台面得垂直度 10. 10. 主轴在主轴在Z Z轴方向移动的直线度。轴方向移动的直

16、线度。第15页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件 8.4.3 8.4.3 数控机床定位精度的检查数控机床定位精度的检查 定位精度检查的内容：定位精度检查的内容： 1. 1. 直线运动的定位精度直线运动的定位精度 2. 2. 直线运动的重复定位精度直线运动的重复定位精度 3. 3. 直线运动的原点复归精度直线运动的原点复归精度 4. 4. 直线运动的失动量（反向差）直线运动的失动量（反向差） 5. 5. 回转运动的定位精度回转运动的定位精度 6. 6. 回转运动的重复定位精度回转运动的重复定位精度 7. 7. 回转运动的原点复归精度回转运动的原点复归精度 8. 8. 回转运动的失动量回转

17、运动的失动量第16页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件 8.4.4 8.4.4 数控机床切削精度的检查数控机床切削精度的检查 P312 P312 图图8 89 9所示铣削单项精度的检查：所示铣削单项精度的检查： 1. 1. 镗孔精度的检查镗孔精度的检查 2. 2. 铣削平面精度的检查铣削平面精度的检查 3. 3. 镗孔的孔距精度和孔径分散度检查。镗孔的孔距精度和孔径分散度检查。 4. 4. 直线铣削的检查直线铣削的检查 5. 5. 斜边铣削精度的检查斜边铣削精度的检查 6. 6. 圆弧铣削精度的检查圆弧铣削精度的检查第17页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件 8.4.5 8.4

18、.5 数控机床性能及数控系统功能的检查数控机床性能及数控系统功能的检查 1. 1. 数控机床性能检查数控机床性能检查 (1) (1) 主轴系统性能检查主轴系统性能检查 (2) (2) 进给系统性能检查进给系统性能检查 (3) ATC(3) ATC系统性能检查系统性能检查 (4) (4) 机床噪声的测试机床噪声的测试 (5) (5) 电气设备的检查电气设备的检查 (6) (6) 数控装置的检查数控装置的检查 (7) (7) 安全装置的检查安全装置的检查 (8) (8) 液压气动系统性能检查液压气动系统性能检查 (9) (9) 润滑系统性能检查润滑系统性能检查 (10) (10) 附属装置的检查附

19、属装置的检查第18页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件 2. 2. 数控系统功能检查数控系统功能检查 (1) (1) 数控功能检查数控功能检查 1) 1) 准备功能指令准备功能指令 2) 2) 辅助功能指令辅助功能指令 3) 3) 操作功能操作功能 4) 4) 显示功能显示功能 5) 5) 通信功能通信功能 (2) (2) 数控系统连续无载荷运转检查数控系统连续无载荷运转检查第19页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件 (2) (2) 数控系统连续无载荷运转检查数控系统连续无载荷运转检查 1 1）包括最高，最低和中间转速的）包括最高，最低和中间转速的5 5种主轴转速的正转，反转及

20、停止运种主轴转速的正转，反转及停止运行。行。 2 2）各坐标轴最高，最低，中间进给速度和快速进给速度的运行，运行）各坐标轴最高，最低，中间进给速度和快速进给速度的运行，运行距离应接近全行程。距离应接近全行程。 3 3）自动加工时需要的指令代码应该尽量使用到）自动加工时需要的指令代码应该尽量使用到 4 4）实际交换）实际交换ATCATC刀库中刀库中2/32/3以上的刀号以上的刀号 5 5）必须使用所有特殊功能，如测量功能，）必须使用所有特殊功能，如测量功能，ATCATC交换功能和用户宏程序交换功能和用户宏程序功能功能第20页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件 8.5 8.5 数控机床的使

21、用与维护数控机床的使用与维护 8.5.1 8.5.1 数控机床使用要点数控机床使用要点 1. 1. 选择合理的加工对象选择合理的加工对象 2. 2. 确定加工工件的加工部位和具体加工内容确定加工工件的加工部位和具体加工内容 3. 3. 确定工件的装夹方式确定工件的装夹方式 4. 4. 编制加工工艺文件编制加工工艺文件 5. 5. 程序编制程序编制 6. 6. 程序输入程序输入 7. 7. 程序试运行程序试运行 8. 8. 试件切削试件切削 9. 9. 程序修改及确定程序修改及确定第21页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件 8.5.2 8.5.2 数控机床维修的基本要点数控机床维修的基本

22、要点 1. 1. 可靠性概念可靠性概念 可靠性是指在规定的条件下数控机床维持无故障工作的能力。衡量可可靠性是指在规定的条件下数控机床维持无故障工作的能力。衡量可靠性指标的方法有：靠性指标的方法有： （1 1）平均无故障时间）平均无故障时间 MTBHMTBH MTBH MTBH是一台数控机床在使用中两次故障间隔的平均时间，即数控机床是一台数控机床在使用中两次故障间隔的平均时间，即数控机床在寿命范围内总工作时间和总故障次数之比：在寿命范围内总工作时间和总故障次数之比： MTBH=MTBH=总工作时间总工作时间/ /总故障次数总故障次数 （2 2）平均修复时间）平均修复时间 MTTRMTTR MTT

23、R MTTR是机床从出现故障开始直至能正常使用所用的平均修复时间，应是机床从出现故障开始直至能正常使用所用的平均修复时间，应该越短越好。该越短越好。第22页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件 （3 3）有效度）有效度 A A 有效度有效度A A为一台可维修的机床在某一段时间内维持其性能的概率。为一台可维修的机床在某一段时间内维持其性能的概率。 A=MTBH/(MTBHA=MTBH/(MTBHMTTR)MTTR) 显然显然A A是一个小于是一个小于1 1的数，应越接近的数，应越接近1 1越好。越好。 维修工作的含义：维修工作的含义： 1 1）对机床的日常维护（预防性维修）对机床的日常维护

24、（预防性维修),),为了延长为了延长 MTBHMTBH 2 2）故障维修，为了缩短）故障维修，为了缩短 MTTRMTTR 2. 2. 维修前必备的基本知识维修前必备的基本知识第23页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件 8.5.3 8.5.3 数控机床的维护和保养数控机床的维护和保养 1. 1. 对数控机床操作人员的要求对数控机床操作人员的要求 （1 1）熟练掌握各种操作与编程方法）熟练掌握各种操作与编程方法 能正确熟练操作所用的数控机床，熟练掌握编程方法，能避免因操作失误和能正确熟练操作所用的数控机床，熟练掌握编程方法，能避免因操作失误和编程错误造成的机床故障编程错误造成的机床故障 （

25、2 2）深入了解机床特性，掌握机床运行规律）深入了解机床特性，掌握机床运行规律 能对机床进行日常维护保养工作，保持机床的良好状态能对机床进行日常维护保养工作，保持机床的良好状态 （3 3）熟知操作规程及维护检查内容）熟知操作规程及维护检查内容 知道操作规程和安全规程，日常维护和检查的内容及达到标准，保养机润滑知道操作规程和安全规程，日常维护和检查的内容及达到标准，保养机润滑的部位和要求。的部位和要求。 （4) 4) 认真处理，并做好记录认真处理，并做好记录 能对任何不正常情况进行处理并及时做好记录能对任何不正常情况进行处理并及时做好记录第24页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件 2.

26、2. 数控机床的日常保养数控机床的日常保养 （1 1）保持设备的清洁）保持设备的清洁 （2 2）定期对各部位进行检查）定期对各部位进行检查 （3 3）进行必要的调整和更换）进行必要的调整和更换 （4 4）定期对机床润滑）定期对机床润滑 （5 5）防尘和冷却系统的维护）防尘和冷却系统的维护 （6 6）外接气路中水气分离装置要定期检查）外接气路中水气分离装置要定期检查 P321 P321 表表8-38-3为数控机床定期维护表为数控机床定期维护表第25页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件3. 3. 使用数控机床注意事项使用数控机床注意事项 （1 1）应尽量少打开数控柜的门）应尽量少打开数控柜

27、的门 （2 2）定期更换直流电机的电刷）定期更换直流电机的电刷 （3 3）尽量提高数控机床利用率）尽量提高数控机床利用率 1 1）初期运行期，一般为）初期运行期，一般为9 9到到1414个月，故障较多，故障率呈负指数曲线函数，个月，故障较多，故障率呈负指数曲线函数，为下降趋势。为下降趋势。 2 2）有效寿命期，一般为）有效寿命期，一般为1010年左右，为机床正常工作期，故障率很低。年左右，为机床正常工作期，故障率很低。 3 3）系统衰老期，这时故障率急剧上升，即达到系统的寿命极限。）系统衰老期，这时故障率急剧上升，即达到系统的寿命极限。第26页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件 8.5

28、.4 8.5.4 数控机床故障诊断的一般方法数控机床故障诊断的一般方法 1. 1. 故障诊断的一般步骤故障诊断的一般步骤 （1 1）充分调查故障现场）充分调查故障现场 （2 2）分析故障，确定故障查找的方法和手段）分析故障，确定故障查找的方法和手段 （3 3）由表及里，进行故障查找。）由表及里，进行故障查找。 2. 2. 数控机床故障的主要特点数控机床故障的主要特点 （1 1）初始故障期）初始故障期 （2 2）稳定运行期）稳定运行期 （3 3）磨损故障期）磨损故障期第27页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件 3. 3. 故障诊断的一般方法故障诊断的一般方法 （1 1）CNCCNC系统故

29、障诊断的一般方法系统故障诊断的一般方法 1 1）根据）根据CRT,LEDCRT,LED和数码管指示进行故障诊断和数码管指示进行故障诊断 CRT Cathode Ray Tube CRT Cathode Ray Tube 阴极射线管阴极射线管 LED Light Emitting Diode LED Light Emitting Diode 发光二极管发光二极管 2 2）根据）根据PLCPLC状态和梯形图进行故障诊断状态和梯形图进行故障诊断 PLC Programmable Logic Controller PLC Programmable Logic Controller 可编程控制器可编程控

30、制器 3 3）用诊断程序进行故障诊断）用诊断程序进行故障诊断 启动诊断：通电后诊断到进入正常运行启动诊断：通电后诊断到进入正常运行 在线诊断：运行时对系统进行监测在线诊断：运行时对系统进行监测 离线诊断：利用程序对系统进行深层次诊断离线诊断：利用程序对系统进行深层次诊断第28页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件 4 4）CNCCNC系统故障诊断的新方法系统故障诊断的新方法 自修复系统自修复系统(Self-repair System)(Self-repair System) 专家诊断系统专家诊断系统 (Trubleshooting Guidance Expert System)(Trub

31、leshooting Guidance Expert System) 通信诊断系统通信诊断系统 (Diagnostic Communication System)(Diagnostic Communication System) （2 2）根据机床参数进行故障诊断）根据机床参数进行故障诊断 机床参数是数控系统与具体机床相匹配时所确定的一组数据，是机床机床参数是数控系统与具体机床相匹配时所确定的一组数据，是机床维修时必须的数据。维修时必须的数据。 （3 3）其他诊断方法）其他诊断方法 1 1）经验法）经验法 2 2）换板法）换板法第29页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件 4. 4. 数

32、控机床故障诊断数控机床故障诊断 （1 1）常见机械故障的处理）常见机械故障的处理 1 1）进给传动链故障）进给传动链故障 超程；超程； 爬行；爬行； 杂音；杂音； 反向间隙过大；几何精度误差大反向间隙过大；几何精度误差大 2 2）主轴部件故障）主轴部件故障 导轨润滑不好；导轨润滑不好； Z Z轴进给爬行；轴进给爬行； 回转精度误差大；主轴精度不重合；回转精度误差大；主轴精度不重合； Z Z轴空载功率过大轴空载功率过大 第30页/共36页 模块二 数控机床结构及主要部件 3 3）ATCATC故障故障 刀套位置不准确；机械手位置不准确；刀套位置不准确；机械手位置不准确； 拔刀时掉刀；刀号有误；拔刀时掉刀；刀号有误； 主轴拉刀力量不够主轴拉刀力量不够 4 4）位置检查用行程开关故障）位置检查用行程开关故障 运动部件运动特性的变化，行程开关的可靠性及其品质特性都会引运动部件运动特性的变化，行程开关的可靠性及其品质特性都会引起这类故障。起这类故障。 5 5）配套附件的故障）配套附件的故障 配套附件：冷却液装置，排屑器，导轨防护罩，冷却液防护罩，