《数控机床调试与维修》项目一：数控机床日常维护与国家职业标准

1、项目一：数控机床日常维护与国家职业标准【学习目标】（一）专业能力目标1、清楚对数控机床的日常维护内容；2、清楚常见数控机床的工作性能；3、能熟练使用各种维护工具；4、熟知安全操作的技术规范；5、具备正确对机床的保养与维护能力；6、清楚国家职业标准；（二）社会能力目标1. 具有良好的职业道德和敬业精神；2. 具有较强的责任感；3具有团结协作精神；4具有良好的心理素质和身体素质；5具有不断开拓创新的意识。（三）方法能力目标1. 具有通过电教片、网络等现代途径学习和图书查询等自学能力；2. 具有综合运用知识与技术从事程度较复杂的技术工作的能力。【相关知识】任务一：数控机床维护与保养为了充分发挥数控机

2、床的作用，减少故障的发生，延长机床的平均无故障时间。数控机床的编程、操作和维修人员必须经过专门的技术培训，要有机械加工工艺、液压、测量、自动控制等方面的知识，这样才能全面了解和掌握数控机床，才能做好数控机床的维护和保养工作。1数控机床日常维护保养内容和要求 数控机床操作人员要严格遵守操作规程和机床日常维护和保养制度，严格按机床和系统说明书的要求正确、合理操作机床，尽量避免因操作不当影响机床使用。日常维护保养内容和要求见表1-1。表1-1 数控机床日常维护保养内容与要求序号检查周期检查部位检查内容和要求1每天导轨润滑油箱检查油标、油量，及时添加润滑油，润滑泵能及时启动打油及停止。2每天X、Z轴向

3、导轨面清除切屑及脏物，检查润滑油是否充足，导轨面有无划伤损坏。3每天压缩空气源检查气动控制系统压力，应在正常范围。4每天气源自动分水滤水器，自动空气干燥器及时清理分水器中滤出的水分，保证自动空气干燥器正常工作。5每天气动转换和增压器发现油面不够时及时补足油。6每天主轴润滑恒温油箱工作正常，油量充足，工作范围合适。7每天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。8每天机床液压系统油箱、油泵无异常噪音，压力表指示正常，管路及各接头无泄露，工作油面高度正常。9每天电气柜散热通风装置各电气柜冷却风扇工作正常，风道过滤网无堵塞。10每天CNC输入/输出装置检查I/O设备清洁，机械结构润滑良

4、好等。11每天各种防护装置导轨、机床防护罩等应无松动、漏水。12每周各电气柜过滤网清洗各电气柜过滤网。13不定期冷却油箱、水箱随时检查液面高度，及时添加油或水，太脏时需要更换清洗油箱、水箱和过滤器。14不定期废油池及时取走存集的废油，避免溢出。15不定期排屑器经常清理切屑，检查有无卡住等。16不定期检查主轴驱动皮带按说明书要求调整皮带松紧度，若皮带破损应及时更换。17不定期检查各轴导轨上镶条、压紧滚轮根据机床说明书调整松紧状态18每半年滚珠丝杠清洗丝杠上旧的润滑脂，涂上新油脂。19每半年液压油路清洗溢流阀、减压阀、滤油器、油箱，更换或过滤液压油。20每一年主轴润滑恒温油箱清洗过滤器、更换润滑油

5、21每一年检查并更换直流伺服电机电刷检查换向器表面，吹净炭粉，去除毛刺，更换长度过短的电刷。22每一年润滑油泵、过滤器清理润滑油池底，更换滤油器。2机械结构日常维护 数控机床具有集机、电、液为一体的自动化机床，经各部分的执行功能最后共同完成机械执行机构的移动、转动、夹紧、松开、变速和换刀等各种动作，可见做好数控机床的机械执行机构日常维护保养将直接影响其性能。数控机床机械结构日常维护主要包括机床本体、主轴部件、滚珠丝杠螺母副、导轨副等维护。外观保养每天做好机床清扫卫生，清扫铁屑，擦干净导轨部位的冷却液。下班时所有的加工面抹上机油防锈防止导轨生锈。每天注意检查导轨、机床防护罩是否齐全有效。每天检查

6、机床内外有无磕、碰、拉伤现象。 定期清除各部件切屑、油垢，做到无死角，保持内外清洁，无锈蚀。主轴的维护在数控机床中，主轴是最关键的部件，对机床的加工精度起着决定性作用。 它的回转精度影响到工件的加工精度，功率大小和回转速度影响到加工效率。主轴部件机械结构的维护主要包括主轴支撑、传动、润滑等。定期检查主轴支撑轴承：轴承预紧力不够，或预紧螺钉松动，游隙过大，会使主轴主轴产生轴向窜动，应及时调整；轴承拉毛或损坏应及时更换。定期检查主轴润滑恒温油箱，及时清洗过滤器，更换润滑油等，保证主轴有良好的润滑。定期检查齿轮轮对，若有严重损坏，或齿轮啮合间隙过大，应及时更换齿轮和调整啮合间隙。定期检查主轴驱动皮带

7、，应及时调整皮带松紧程度或更换皮带。滚珠丝杠螺母副的维护滚珠丝杠传动由于其有传动效率高、传动精度高、运动平稳、寿命长以及可预紧、消除间隙等优点，因此在数控机床使用广泛。其日常维护保养包括以下几个方面：定期检查滚珠丝杠螺母副的轴向间隙：一般情况下可以用控制系统自动补偿来消除间隙；当间隙过大，可以通过调整滚珠丝杠螺母副来保证，数控机床滚珠丝杠螺母副多数采用双螺母结构，可以通过双螺母预紧消除间隙。 定期检查丝杠防护罩：以防止尘埃和磨粒黏结在丝杠表面，影响丝杠使用寿命和精度，发现丝杠防护罩破损应及时维修和更换。定期检查滚珠丝杠螺母副的润滑：滚珠丝杠螺母副润滑剂可以分为润滑脂和润滑油两种。润滑脂没半年更

8、换一次，清洗丝杠上的旧润滑脂，涂上新的润滑脂；用润滑油的滚轴丝杠螺母副，可在每次机床工作前加油一次。 定期检查支撑轴承：应定期检查丝杠支撑轴承与机床连接是否有松动，以及支撑轴承是否损坏等，如有要及时紧固松动部位并更换支撑轴承。定期检查伺服电动机与滚珠丝杠之间的连接：伺服电动机与滚珠丝杠之间的连接必须保证无间隙。 导轨副的维护导轨副是数控机床的重要的执行部件，常见的有滑动导轨和滚动导轨。导轨副的维护一般是不定期，主要内容包括：检查各轴导轨上镶条、压紧滚轮，保证导轨面之间有合理间隙。根据机床说明书调整松紧状态，间隙调整方法有压板间隙调整间隙、镶条调整间隙和压板镶条调整间隙等。注意导轨副的润滑：导轨

9、面上进行润滑后，可以降低摩擦，减少磨损，并且可以防止导轨生锈。根据导轨润滑状况及时调整导轨润滑油量，保证润滑油压力，保证导轨润滑良好。经常检查导轨防护罩：以防止切屑、磨粒或冷却液散落在导轨面上引起的磨损、擦伤和锈蚀。发现防护罩破损应及时维修和更换。3电气控制系统日常维护数控机床电气控制系统是机床的关键部分，主要包括伺服与检测装置、PLC、电源和电气部件等，其日常维护包括以下几个方面：定期检查电气部件检查各插头、插座、电缆、各继电器触点是否出现接触不良，短路层故障；检查各印制电路板是否干净；检查主电源变压器、各电机绝缘电路是否在1M以上。平时尽量少开电气柜门，保持电气柜内清洁。直流伺服电动机的维

10、护在20世纪80年代生产的数控机床，大多数采用直流伺服电机，这就存在电刷的磨损问题，为此对于直流伺服电机需要定期检查和更换直流电机电刷。每天在机床运行时的维护检查。在运行过程中要注意观察电动机的旋转速度；是否有异常的振动和噪声；是否有异常臭味；检查电动机的机壳和轴承的温度。定期维护。由于直流伺服电动机带有数对电刷，旋转时，电刷与换向器摩擦而逐渐磨损。电刷异常或过度磨损，会影响工作性能，所以对直流伺服电动机的日常维护也是相当必要的。定期检查和更换直流电机电刷。数控机床的直流伺服应每年检查一次，检查步骤如下：在数控系统处于断电状态且已经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

11、出电刷。测量电刷长度，如FANUC直流伺服电动机的电刷由10mm磨损到小与5mm时，必须更换同型号的新电刷。仔细检查电刷的弧形接触面是否有深沟或裂痕，以及电刷弹簧上有无打火痕迹。如有上述现象，则要考虑的工作条件是否过分恶劣或本身是否有问题。用不含金属粉末及水分的压缩空气倒入装电刷的刷握孔吹净粘在刷握孔壁上的电刷粉末。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。重新装上电刷，拧紧刷盖。如果是更换了新电刷，要使空运性跑合一段时间，以使电刷表面与换向器表面温和良好。交流伺服电动机的维护交流伺服电动机与直流伺服电动机相比，最大的优点是不存在电刷维护的问题。应

12、用于进给驱动的交流伺服电动机多采用交流永磁同步电动机，其特点是磁极是转子，定子的电枢绕组与三相交流电枢绕组一样，但它有三相逆变器供电，通过转子位置检测其产生的信号去控制定子绕组的开关器件，使其有序轮流导通，实现换流作用，从而使转子连续不断地旋转。转子位置检测器与转子同轴安装，用于转子的位置检测，检测装置一般为霍尔开关或具有相位检测的光电脉冲编码器。驱动器维护驱动器维护一般1-3年维护一次，其维护方法是：打开机器用工业酒精把电 路板全部清洗干净，随后用电吹风把电路板绝对要吹干燥，然后观察电路板上的元件，看是否有变形短路，功率器件是否接触氧化，电容是否有鼓包，一步一步要细心处理好，最后就是更换风扇

13、，但要注意风扇的风速和稳定性，不要把事情搞砸。直流电源维护直流电源一般1-3年维护一次，其维护方法是：先找个大灯泡放电，打开机器先清洗，后烘干，然后观察电路板线路是否有污染氧化，因电压电流都比较大，要确定线路之间没有虚短路和干扰，然后观察电路板上的元件，是否有变形和直接埙坏的，因工业产品综合性能比较好，选的量程比较大，并不见得能用元器件就是好的，就拿电容来说一个两个漏电，有时照样能用，但是使用时间肯定会缩短，并且有可能造成整机报废，所以一定要做好维护保养，最后就是保证风扇良好，风道畅通。PLC维护PLC一般3年维护一次，其维护方法是：程序备份好，打开机器先清洗，后烘干， 主要观 察各模块电源部

14、分和输入输出部分，看是否有性能不好的元件，CPU模块要先洗手减小静电，然后再操作，最后就是确定电池容量是否正常，如果容量减小，在系统通电状态下更换新电池。人机界面维护人机界面维护一般3年维护一次，其维护方法是：去除手上静电，电路板清洗干净，然后烘干，观察电源部分，如有电容性能不好的更换掉，如果液晶屏背光不好，更换灯管，特别要注意接插件之间接触良好，最后就是要处理好人机与前端盖之间密封，减小灰尘进入。备用电路板维护长期不用容易出现故障，因此对数控机床备用电路板，应定期装到数控机床中通电运行一段时间。 长期不用数控机床维护应定期开动，尤其在空气湿度大的梅雨季节应该每天通电，利用电器元件发热来保证电

15、器元件性能稳定可靠。 总之，数控机床电气控制部分日常维护和保养非常重要，要遵守相关操作规程，同时还要胆大心细，注意以下几个方面内容：动手之前，先洗手。机器外部接线做好记录。如带用户程序要先备份。机器内部拨码开关做好记录。更换元件之前要做好记录。 被焊过的电路要保证焊点牢靠，不要与其它元件焊短路。装机时各固定部位要装牢靠。整机具体情况做好记录，以便下次维护保养。4液压传动系统的维护液压传动系统在数控机床的机械控制和系统调整中占很重要的位置，如液压卡盘、主轴箱齿轮的换档、主轴轴承的润滑、机床尾座等结构中，所以对其进行有效的日常维护才能保证数控机床的正常工作。液压传动系统日常维护要点如下：保持液压油

16、清洁。液压油污染不仅是引起液压系统故障的主要因素，而且还会加速液压元件的磨损，所以控制液压油污染，是保证数控机床正常工作重要工作之一。 严格执行日常点检制度。液压系统故障存在隐蔽性、可变性和难以判断性，因此，应对液压系统做好点检工作，并加强日常点检记录，保证正常工作。液压系统点检包括以下内容：油箱内游标是否在游标刻度范围内；油液的温度是否在容许的范围内。各液压阀、液压缸和管接头处是否有泄露；液压系统各测压点压力是否在规定范围内，压力是否稳定。 液压泵或液压电动机运转是否有异常现象；液压缸移动是否正常平稳；液压系统手动或自动工作循环是否有异常现象；电气控制或撞块控制的换向阀工作是否灵活可靠。定期

17、检查清洗油箱和管道；定期检查清洗或更换滤芯；定期检查清洗或更换液压元件。定期检查更换密封件；定期检查和紧固重要部位的螺钉、螺母、接头和法兰；定期检查行程开关或限位挡块位置是否松动。 定期检查冷却器和加热器的工作性能。定期检查蓄能器的工作性能。5数控系统的维护数控系统是数控机床的核心，主要有两种类型：一是完全由硬件逻辑电路构成的专用硬件数控装置（NC装置），二是由计算机硬件和软件组成的计算机数控装置（CNC装置）。随着计算机技术发展，目前数控装置主要是CNC装置。CNC装置由硬件控制系统和软件控制系统组成，其日常维护主要包括以下几方面： 严格制订并执行CNC系统的日常维护的规章制度。根据不同数控

18、机床的性能特点，严格制订其CNC系统的日常维护的规章制度，并且在使用和操作中要严格执行。应尽量少开数控柜门和强电柜的门，在机械加工车间的空气中往往含有油雾、尘埃，它们一旦落入数控系统的印刷线路板或者电气元件上，则易引起元器件的绝缘电阻下降，甚至导致线路板或者电气元件的损坏。 定时清理数控装置的散热通风系统，以防止数控装置过热。散热通风系统是防止数控装置过热的重要装置，为此，应每天检查数控柜上各个冷却风扇运转是否正常，每半年或者一季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象，如果有则应及时清理。 注意CNC系统的输入/输出装置的定期维护。如CNC系统的输入装置中磁头的清洗。经常监视CNC装置用的电网电压

19、。CNC系统对工作电网电压有严格的要求。例如FANUC公司生产的CNC系统，允许电网电压在额定值的85110的范围内波动，否则会造成CNC系统不能正常工作，甚至会引起CNC系统内部电子元件的损坏。存储器用电池的定期检查和更换。CNC系统中部分CMOS存储器中的存储内容在断电时靠电池供电保持，一般采用锂电池或者可充电的镍镉电池，当电池电压下降到一定值时，就会造成数据丢失，因此要定期检查电池电压。当电池电压下降到限定值或者出现电池电压报警时，就要及时更换电池。更换电池时一般要在CNC系统通电状态下进行，这才不会造成存储参数丢失。所以机床参数要做好备份，一旦数据丢失，调换电池后，可重新输入参数。软件

20、控制系统日常维护一定要做到：不能随意更改机床参数，若需要修改参数必须做好修改记录。任务小节本任务阐述了数控机床日常维护与保养的必要性，详细列出了日常维护保养的检查部位及要求，具体分析了：机械结构日常维护、电气控制系统日常维护、液压传动系统的维护、数控系统的维护五大部分的内容。数控机床操作人员要严格遵守操作规程和机床日常维护和保养制度，严格按机床和系统说明书的要求正确、合理操作机床，尽量避免因操作不当影响机床使用。数控机床是在普通机床基础上随着数控技术的发展而发展起来的，是一种典型的机电一体化产品。具有适应范围广、生产准备周期短、工序高度集中、生产效率和加工精度高、能完成复杂型面的加工及有利于生

21、产管理的现代化等优点。数控机床一般由输入输出装置、数控装置（CNC）、伺服单元、驱动装置、可编程控制器（PLC）和机床本体等组成。课后自测1、如何对滚珠丝杠螺母副进行日常维护和保养？2、数控机床的液压系统的日常点检包括哪些内容？3、数控机床一般由哪几部分组成？任务二 数控机床中级维修工国家职业标准1.1职业名称数控机床装调维修工1.2职业定义从事数控机床维修的人员，能够根据数控机床的技术资料，对数控机床进行保养、安装和调试；使用必要的维修工具，对数控机床的故障现象进行检查、分析，确认故障的原因，完成对数控机床的维护和维修。1.3职业等级数控机床装调维修工（四级）数控机床装调维修工（三级）1.4

22、职业环境条件室内、常温环境。1.5职业能力特征视觉正常、四肢灵活，有一定的空间的想象能力、有一定的计算能力和分析、推理、判断的能力。1.6基本文化程度初中毕业或同等学历。1.7鉴定要求1.7.1适用对象从事本职业或准备从事本职业的人员。1.7.2申报条件（一）数控机床装调维修工（四级）具备下列条件之一者，可申报数控机床装调维修工（四级）：（1）中等职业学校在读或中专以上学历，持有维修电工（五级）和数控机床工（五级）职业资格证书一年以上的人员；（2）从事数控机床装调维修工作及相关职业经历累计三年及以上（须提供用工单位劳资部门的有效证明或加盖公章的单位证明），并具有初中文化程度的人员；（3）持有中

23、等职业学校（含中专、职校、技校）数控专业及相关专业毕业证书的人员；（4）持有高等学校（含大学、大专、高职）数控专业及相关专业毕业证书的人员。（二）数控机床装调维修工（三级）相关专业包括：机械制造及自动化、电气工程及其自动化等。相关职业包括：数控机床操作工、数控程序员、维修电工等。1.7.3 鉴定方式数控机床装调维修工 (四级)和数控机床装调维修工(三级)均采用一体化鉴定方式，将理论知识考试融合在操作技能的考核中，分模块进行鉴定。以操作和笔试的方式进行鉴定，实行百分制，每个模块鉴定成绩皆达60分以上者为合格。1.7.4 鉴定场地设备操作和口试的鉴定在各操作鉴定室进行。场所：600m2面积，方便人

24、员进出，照明良好，通风良好。设备：操作鉴定一般分模块进行，各模块均有相应的设备。2. 数控机床装调维修工（四级）工作要求（见表1-2）。表1-2 数控机床装调维修工（四级）工作要求职业功能工作内容技能要求知识要求比重一、数控机床电气控制系统的调试与维修(一) 装配和连接一般数控机床电气控制系统1能够读懂数控车床、铣床电气原理图中的电气连接；2能够识别数控系统各功能模块的接口；3.能够装配连接车床、铣床的电气控制系统。1数控机床的工作原理和电气控制构成；2典型数控系统硬件配置和连接；3电器元件技术参数识别与选择；4电气原理图阅读。40%(二) 调试与维修数控机床供电与辅助强电控制1. 能够读懂数

25、控机床电气原理图中供电与辅助强电控制原理；2. 能够识别相关数控报警提示；3. 能够利用测量工具检查供电、辅助强电控制回路状态参数；4. 能够判别并排除供电、辅助强电控制回路中的故障。1掌握电工基础知识；2机床电气维修基础及维修工具的使用；3. 机床电气控制原理；4数控机床数控系统供电的技术要求。(三) 调试与维修一般数控机床数控系统PLC输入输出控制1. 能够读懂基本的数控PLC指令和简单的PLC程序；2. 能够通过数控屏幕查找PLC输入输出执行状态；3. 能够分析PLC输入输出开关逻辑状态，查找故障点。1 可编程控制器的构成与工作原理；2 可编程控制器的开关指令与程序编制方法；3可编程控制

26、器在数控机床中的应用。(四) 维护数控系统的伺服系统与位置检测装置1. 能够对数控系统主轴、进给伺服系统进行维护；能够对数控系统的检测装置进行维护。1. 数控系统主轴、进给伺服系统的特点和维护要点；2数控系统的检测装置基本原理与维护方法。(五) 简单调试与维修一般数控机床数控系统1. 能够查阅典型数控系统维修手册最基本的维修要求提示；2. 能够操作典型数控系统，利用操作屏进行操作、编辑参数、诊断故障和PLC状态等工作。3. 能够编制简单的试验调试程序；4. 能够读懂超程、回零等最基本数控系统参数；5. 能够处理数控系统失电、回零、超程等报警。1. 数控系统基本工作原理；2 典型数控系统的屏幕操

27、作方法；3 典型数控系统的基本参数意义；4. 数控系统基本故障处理方法。职业功能工作内容技能要求知识要求比重二、数控机床功能部件的调整与维修（一）一般测量和装拆主轴部件1.能够正确理解主轴部件的构成并进行装拆；2.能够理解主轴的旋转精度并进行测量；3.能够对主轴部件进行常规维护。1.主传动原理及主运动特征；2.典型主轴部件构成；3.主轴的主要精度；4.主轴部件的常规维护。35%（二）维护与调整直线进给传动部件1.能够正确理解进给传动的构成并进行维护；2.能够对一维直线运动部件进行拆装与维修。1.数控机床进给传动原理；2.数控机床常见直线运动部件；3.滚珠丝杠传动特点；4.机床主要支承件结构。（

28、三）维修与维护典型刀架与斗笠式刀库1.能够识别典型刀架与斗笠式刀库；2.能够对典型刀架与斗笠式刀库进行维护；3.能够查找和排除刀架与斗笠式刀库的常见故障。1.典型刀架与斗笠式刀库结构与控制；2.典型刀架与斗笠式刀库常见故障。（四）维护与维修一般数控机床功能部件的简单液、气、电控制1.能够分析排除功能部件开关控制信号故障与连接故障；2.能够排除液、气传动中的简单故障。1.液气传动基本知识；2.液气传动基本故障分析；3.液气传动电气控制基本要求。三、数控机床整机调试与维修（一）安装与调试数控机床1.能够对一般数控机床进行简单的安装调试；2.能够对常见数控机床进行操作；3.能编制简单的零件加工程序。1.数控机床的安装技术文件；2.数控机床的其它技术文件；3.数控机床的安装方法；4数控编程。25%三、数控机床整机调试与维修（一）安装与调试数控机床1.能够对一般数控机床进行简单的安装调试；2.能够对常见数控机床进行操作；3.能编制简单的零件加工程序。1.数控机床的安装技术文件；2.数控机床的其它技术文件；3.数控机床的安装方法；4数控编程。25%（二）测量数控机床基本几何精度和定位精度1.能够正确使用常用的测量工具；2.能够完成数控机床上一些简单几何精度和