第9章 加工中心操.ppt

1、第9章 加工中心操作,学习要点： 本章主要介绍了数控加工中心的操作，要求掌握加工中心刀具的选择和自动换刀装置，掌握自动对刀仪、对刀器等常见工具，掌握加工中心的操作和对刀，能够进行加工中心的基本维护与保养。,9.1加工中心常用辅具,9.1.1刀具系统 1加工中心刀具的选择 加工中心是一种对工件进行多工序加工的数控机床。工件经 一次装夹后，数控系统能控制机床按不同工序自动选择和更 换刀具，连续完成多工步的加工，工序高度集中。加工中心 所用的刀具，一般由通用刀具（又称工作头或刀头）和与加 工中心主轴前端锥孔配套的刀柄两部分组成。 在应用中，要根据加工中心机床的要求、夹具的要求、工件 材料的性能、加工

2、工序、切削用量以及其它相关因素正确选 用刀具。,加工中心对刀具的基本要求是： 高刚度、高强度。 高耐用度。 刀具精度。,刀具选择总的原则是：刀具的安装和调整方便，刚性好，耐 用度和精度高。在保证安全和满足加工要求的前提下，应具 有较高的刚度和重复定位精度，刀具长度尽量短一些，以提 高刀具的刚性。同一把刀多次装入机床主轴锥孔时，其位置 应保持不变，刀刃相对于主轴的某一固定点的位置应准确可 调。,（1）通用刀具的选择 通用刀具又分为面加工用的各种铣刀和孔加工用的钻头、铰 刀、镗刀等。可以根椐不同的加工工件尺寸和工艺方法，按 需要组合成铣、钻、镗、铰、攻丝等各类工具进行切削加工。 钻孔刀具一般有普通

3、麻花钻、浅孔钻、扩孔钻、喷吸钻等。 加工30 mm以下的孔时，多选择麻花钻。当加工直径 d=2060 mm，l/d3的浅孔时，可选择浅孔钻，如图9-1所 示。,图9-1 直柄浅孔钻,当加工直径d=65180 mm，5l/d100的深孔时，可选择喷 吸钻，如图9-2所示。这种钻具在切削时一部分冷却液经内 钻管喷嘴喷入管内，使钻头产生负压，另一部分冷却液经内、 外钻管间隙流到切削区，并与切屑一起被吸入内钻管中排除。 因此，这种钻具的冷却和排屑效果好，适合深孔的钻削加工。,扩孔刀具的结构形式有高速钢整体式（图9-3）、镶齿套式、 硬质合金可转位式等。当扩孔直径较小时，选择高速钢整体 式扩孔钻；当扩孔

4、直径较大时，选择镶齿套式扩孔钻；当扩 孔直径在2060mm时，可选用硬质合金可转位式扩孔钻。,镗孔刀具有单刃镗刀、双刃镗刀和微调镗刀等。单刃镗刀一 般均有调整装置，结构简单、适应性广，用于单件小批量的 粗、精加工。双刃镗刀可消除切削时径向力对镗刀杆的影 响，加工精度较高。特别是切削时两个切削刃同时参与切 削，每转进给量大，生产效率高。微调镗刀的径向尺寸可以 在一定范围内进行微调，调节方便且精度高，其结构如图9- 4所示。,铰孔刀具有通用标准铰刀、硬质合金刀片单刃铰刀和可调浮 动铰刀等。可调浮动铰刀定位准确，加工精度稳定，能自动 平衡切削力，寿命长，具有直径调整的连续性，因而一把刀 可当几把刀使

5、用。 平面铣削应选用不重磨硬质合金端铣刀或立铣刀。一般采用 二次走刀，第一次走刀最好用端铣刀粗铣，沿工件表面连续 走刀。选好每次走刀的宽度和铣刀的直径，使接痕不影响精 铣精度。在实际工作中，平面的半精加工和精加工，一般用 可转位密齿面铣刀，可以达到理想的表面加工质量，甚至可 以实现以铣代磨。密布的刀齿使进给速度大大提高，从而提 高切削效率。精切平面时，可以设置2到4个刀齿。 总之，加工中心机床刀具是一个较复杂的系统，如何根据实 际情况进行正确选用，是编程人员必须掌握的。只有对加工 中心刀具结构和选用有充分的了解和认识，在实际工作中才 能灵活运用，提高工作效率和安全生产。,（2）刀柄的选择 在加

6、工中心机床上，各种刀具分别装在刀库中，按程序的规 定进行自动换刀。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、 扩、铣削等工序用的刀具能迅速、准确地装到机床主轴上。 刀柄是刃具与机床主轴连接的工具，是加工中心必备的辅具。 它除了能够准确地安装各种刃具外，还要满足机床主轴的自 动松开和拉紧定位以及机械手的夹持、搬运等需要。 由于加工中心类型不同，其刀柄柄部的型式及尺寸不尽相同。 编程人员应充分了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法 以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。,加工中心刀具的刀柄分为整体式工具系统和模块式工具系统 两大类。 整体式工具系统 整体式工具系统是把锥柄和连杆制成一体，不

7、同工作部分都 具有相同结构的刀柄，以便与机床主轴相连。其优点是结构 简单、使用方便、可靠性强、调换迅速、整体刚性较强并且 刀具的连接方式和规格与普通机床镗铣类刀具一致，可以互 换使用。缺点是工具的品种和数量较多。表9-1至表9-3表明 了TSG82工具系统编码的含义，具体选用时应参见工具生产 厂家的系统产品样本。,模块式工具系统 模块式工具系统是把整体式刀具分解，制成主柄模块、中间 模块和工作模块，然后通过各种连接结构，在保证刀杆连接 精度、强度和刚度的前提下，将三个模块连接成整体，如图 9-9所示。它具有单圆柱定心，径向销钉锁紧的联接特点， 它的一部分为孔，而另一部分为轴，两者之间进行插入连

8、 接，构成一个刚性刀柄。一端和机床主轴连接，另一端安装 上各种可转位刀具便构成一个工具系统。根据加工中心类 型，可以选择莫氏及公制锥柄。中间接杆有等径和变径两 类，根据不同的内外径及长度将刀柄和工作头模块相联接。 它的优点是可以根据加工需要，通过中间模块的连接调整刀具 的长度。三种模块通过不同组合，可以组装成许多不同用途、 不同规格的刀具，方便了制造、使用和管理，减少了工具的规 格、品种和数量的储备，对企业有很高的实用价值。模块式工 具系统由于其定位精度高，装卸方便，连接刚性好，具有良好 的抗振性，是目前用得较多的一种型式。,刀柄选择的正确与否，直接影响加工中心的性能。因此在选 择刀柄时应注意

9、以下几点： 要根据机床上典型零件的加工工艺选择刀柄，既要满足 加工需要，又不能造成刀柄积压。刀柄配置的数量一般为刀 库容量的23倍，以满足自动加工的要求。 要使所选择的刀柄结构与机床主轴孔相一致，拉钉的型式、 尺寸要与主轴的拉紧机构相匹配。 要尽量选择加工效率较高的刀柄，提高刀柄的利用率。要 根据生产需要，专门设计复合刀柄，提高生产效率，缩短生 产周期。 尽量采用标准刀的刀具模块，减少设计和加工的工作量， 要根据零件加工的实际需要选择特殊刀柄。,2自动换刀装置 自动换刀装置是加工中心刀具系统中的重要组成部分。自动 换刀装置的用途是按照加工需要，自动地更换装在主轴上的 刀具。自动换刀装置是一套独

10、立、完整的部件。自动换刀装 置的结构取决于机床的类型、工艺范围及刀具的种类和数量 等。主要分回转刀架和刀库式自动换刀装置两种形式。回转 刀架上安装的刀具数量有限，但结构简单，维护方便，主要 用在数控车床和车削中心上。刀库式自动换刀装置由刀库和 机械手组成，刀库可以存放数量很大的刀具，能够进行复杂 零件的多工序加工，是镗铣加工中心上应用最广泛的换刀装 置。刀库式自动换刀装置主要包括刀库、选刀方式和刀具交 换装置。,（1）刀库的形式 刀库是存放加工过程中所使用的全部刀具的装置，它的容量 从几把到上百把。加工中心刀库的形式很多，结构也各不相 同，常用的有鼓盘式刀库、伞形刀库、斗笠式刀库、链式刀 库和

11、格子盒式刀库等。,鼓盘式刀库 鼓盘式刀库有下列两种形式。 第一种：刀具轴线与鼓轴线平行的鼓盘式刀库，如图9-10所 示，刀具环形排列，其中图9-10（a）为径向取刀式，图9- 10（b）为轴向取刀式。这种鼓式刀库结构简单、紧凑，在 钻削中心上应用较多。一般存放刀具数目不超过32把。适用 于刀库容量较少的情况。为增加刀库空间的利用率，可采用 双环或多环排列的形式。但鼓（盘）直径增大，转动惯量就 增加，选刀时间也较长。目前，大部分刀库安装在机床立柱 的顶面和侧面，当刀库容量较大时，为了防止刀库转动造成 的振动对加工精度的影响，也有的安装在单独的地基上。,(a)径向取刀式 (b)轴向取刀式 图9-1

12、0鼓盘式刀库,第二种：刀具轴线与鼓盘轴线不平行的鼓式刀库，如图9-11 所示，图9-11（a）为刀具径向安装在刀库上的结构，刀具 轴线与鼓盘轴线夹角为直角。图9-11（b）为刀具轴线与鼓 盘轴线成一定角度布置的结构。这两种结构占地面积较大， 使刀库安装位置及刀库容量受到限制，故应用较少。但应用 这种刀库可减少机械手换刀动作，可简化机械手结构。,(a)刀具径向安装 (b)角度分布的结构 图9-11鼓盘式刀库,伞形刀库和斗笠式刀库 如图9-12所示是伞形刀库，刀库容量有16、20和24把等几 种，采用电动凸轮传动。刀库中的刀具轴线是垂直的，靠重 力挂在刀夹中，常用于立式加工中心上。换刀时，主轴移到

13、 刀库上方直接换刀，不用机械手。如图9-13所示是斗笠式刀 库，其刀库容量、挂刀方法、换刀方式及传动都与伞形刀库 类似。,图9-12伞形刀库,图9-13斗笠式刀库,链式刀库 链式刀库是在环形链条上装有许多刀座，刀座的孔中装夹各 种刀具，链条由链轮驱动。链式刀库有单环链式和多环链式 等几种，如图9-14（a）、图9-14（b）所示。当链条较长 时，可以增加支承链轮的数目，使链条折叠回绕，提高空间 利用率，如图9-14（c）所示。它的结构紧凑，通常采用轴 向取刀，也可将换刀装置的刀座凸出以利换刀。,(a)单环链式 (b)多环链式 (c)折叠链式 图9-14各种链式刀库,格子盒式刀库 如图9-15所

14、示为固定型格子盒式刀库。刀 具分几排直线排列，由纵、横向移动的取刀机械手完成选刀 运动，将选取的刀具送到固定的换刀位置刀座上，由换刀机 械手交换刀具。这种形式刀具排列密集，空间利用率高，刀 库容量大。 除此之外，还有直线式刀库、多盘式刀库等。,图9-15 固定型格子盒式刀库,（2）选刀方式 按数控装置的刀具选择指令，从刀库中挑选各工序所需要的 刀具的操作称为自动选刀。常用的选刀方式有顺序选刀和任 意选刀。 顺序选刀 刀具的顺序选择方式是将刀具按加工工序的顺 序，依次放入刀库的每一个刀座内，刀具顺序不能搞错。当 加工工件改变时，刀具在刀库上的排列顺序也要改变。这种 选刀方式的缺点是同一工件上的相

15、同刀具不能重复使用，因 此刀具的数量增加，降低了刀具和刀库的利用率，优点是它 的控制以及刀库的运动等比较简单。 任意选刀 任意选刀方式是预先把刀库中每把刀具（或刀 座）都编上代码，按照编码选刀，刀具在刀库中不必按照工 件的加工顺序排列。任意选刀有三种方式：刀具编码式、刀 座编码式及计算机记忆式。,刀具编码式 这种选择方式采用了一种特殊的刀柄结构， 并对每把刀具进行编码。换刀时通过编码识别装置，根据换 刀指令代码，在刀库中寻找所需要的刀具。由于每一把刀具 都有自己的代码，因而刀具可以放入刀库的任何一个刀座 内，这样不仅刀库中的刀具可以在不同的工序中多次重复使 用，而且换下来的刀具也不必放回原来的

16、刀座，这对装刀和 选刀都十分有利，刀库的容量相应减少，而且可避免由于刀 具顺序的差错所发生的事故。但每把刀具上都带有专用的编 码系统，刀具长度加长，制造困难，刚度降低，刀库和机械 手的结构变得复杂。 刀具编码识别有两种方式：接触式识别和非接触式识别。接 触式识别的编码刀柄的结构如图9-16所示。,图9-16接触式识别的编码刀柄结构示意图 1编码环；2锁紧螺母；3拉紧螺杆,在刀柄尾部的拉紧螺杆3上套装着一组等间隔的编码环1，并 由锁紧螺母2将它们固定。编码环的外径有大小两种不同的 规格，每个编码环的大小分别表示二进制数的“1”和“0”。 通过对两种圆环的不同排列，可以得到一系列的代码。例如 图中

17、的七个编码环，就能够区别出127种刀具（27-1）。通 常全部为零的代码不允许使用，以免和刀座中没有刀具的状 况相混淆。当刀库中带有编码环的刀具依次通过编码识别装 置时，编码环的大小就能使相应的触针读出每一把刀具的代 码，从而选择合适的刀具。接触式编码识别装置结构简单， 但可靠性较差，寿命较短，而且不能快速选刀。,非接触式刀具识别采用磁性或光电识别法。磁性识别法是利 用磁性材料和非磁性材料磁感应的强弱不同，通过感应线圈 读取代码。编码环分别由软钢和塑料制成，软钢代表 “1”，塑料代表“O”，将它们按规定的编码排列。当编码 环通过感应线圈时，只有对应软钢圆环的那些感应线圈才能 感应出电信号“1”

18、，而对应于塑料的感应线圈状态保持为 “O”，从而读出每一把刀具的代码。磁性识别装置没有机 械接触和磨损，因此可以快速选刀，而且结构简单、工作可 靠、寿命长。,刀座编码式 刀座编码是对刀库中所有的刀座预先编码， 一把刀具只对应一个刀座，从一个刀座中取出的刀具必须放 回同一刀座中，否则会造成事故。这种编码方式取消了刀柄 中的编码环，使刀柄结构简化，长度变短，刀具在加工过程 中可重复使用，但必须把用过的刀具放回原来的刀座，送取 刀具麻烦，换刀时间长。,计算机记忆式 目前加工中心上大量使用的是计算机记忆 式选刀。这种方式能将 刀具号和刀库中的刀座位置（地 址）对应存放在计算机的存储器或可编程控制器的存

19、储器中。 不论刀具存放在哪个刀座上，新的对应关系重新存放，这样 刀具可在任意位置（地址）存取，刀具不需设置编码元件， 结构大为简化，控制也十分简单。在刀库机构中通常设有刀 库零位，执行自动选刀时，刀库可以正反方向旋转，每次选 刀时刀库转动不会超过1/2圈。,（3）刀具交换装置 数控机床的自动换刀装置中，实现刀库与机床主轴之间刀具 传递和刀具装卸的装置称为刀具交换装置。自动换刀的刀具 可固紧在专用刀夹内，每次换刀时将刀夹直接装入主轴。刀 具的交换方式通常分为有机械手换刀和无机械手换刀两大类。 有机械手换刀 采用机械手进行刀具交换的方式应用最为 广泛，因为机械手换刀具有很大的灵活性，换刀时间也较短

20、。 机械手的结构形式多种多样，换刀运动也有所不同。下面介 绍两种最常见的换刀形式。,180回转刀具交换装置 最简单的刀具交换装置是180回 转刀具交换装置，如图9-17所示。接到换刀指令后，机床控 制系统便将主轴控制到指定换刀位置；同时刀具库运动到适 当位置完成选刀，机械手回转并同时与主轴、刀具库的刀具 相配合；拉杆从主轴刀具上卸掉，机械手向前运动，将刀具 从各自的位置上取下；机械手回转180，交换两把刀具的位 置，与此同时刀库重新调整位置，以接受从主轴上取下的刀 具；机械手向后运动，将夹换的刀具和卸下的刀具分别插入 主轴和刀库；机械手转回原位置待命。至此换刀完成，程序 继续。这种刀具交换装置

21、的主要优点是结构简单，涉及的运 动少，换刀快；主要缺点是刀具必须存放在与主轴平行的平 面内，与侧置或后置的刀库相比，切屑及切削液易进入刀 夹，刀具锥面上有切屑会造成换刀误差，甚至损坏刀夹和主 轴，因此必须对刀具另加防护。这种刀具交换装置既可用于 卧式机床也可用于立式机床。,图9-17 180回转刀具交换装置,回转插入式刀具交换装置 回转插入式刀具交换装置是 最常用的形式之一，是回转式的改进形式。这种装置刀库位 于机床立柱一侧，避免了切屑造成主轴或刀夹损坏的可能。 但刀库中存放的刀具的轴线与主轴的轴线垂直，因此机械手 需要三个自由度。机械手沿主轴轴线的插拔刀具动作由液压 缸实现；绕竖直轴90摆动

22、，进行刀库与主轴间刀具的传送 由液压马达实现；绕水平轴旋转180，完成刀库与主轴上刀 具交换的动作由液压马达实现。其换刀分解动作如图9-18所 示。,图9-18换刀分解动作示意图,为了防止刀具掉落，各种机械手的刀爪都必须带有自锁机构。 图9-19为机械手抓刀部分的结构。,图9-19 机械手臂和刀爪 1、3弹簧；2锁紧销；4活动销；5刀爪；6销,9.1.2常用工具 加工中心常用的工具种类很多，包括百分表、千分表、杠杆 表、偏心轴、自动对刀仪、对刀器、寻边器、Z轴设定器等。 1偏心轴 如图9-21（a）所示，将偏心轴夹持在机床主轴上，测定端 处于下方。将主轴转速设定在400600rmin的范围内，

23、测 定端保持偏心距0.5mm左右。将测定端与工件端面相接触且 逐渐逼近工件端而，测定端由摆动逐步变为相对静止，如图 9-21 （b）、（c）所示。此时采用微动进给，直到测定端 重新产生偏心为止，如图9-21（d）所示。重复操作几次， 可使定位精度在3m以内，这时考虑测定端的直径，就能确 定工件的位置。在使用偏心轴时，主轴转速不宜过高，超过 600rmin时，受自身结构影响误差较大。定位基准面应有 较好的表面粗糙度和直线度，以确保定位精度。,（a） （b） （c） （d） 图9-21 偏心轴对刀装置,2自动对刀仪 加工中心大多数都采用自动对刀装置来完成对刀任务。对刀 仪器安装在机床中，即便不是熟

24、练的技能工，也可以进行刀 具以及刀片更换时刀头位置计测操作，而且还可以解决连续 加工中刀具的磨耗以及破损引起的精度不良等自动化问题。 加工中心常用自动对刀仪如图9-22所示。,3对刀器 加工中心目前使用较多的是具有通讯功能的全功能电子对刀 器。这种对刀器能在对刀时将对刀器产生的信号通过电缆输 出至机床的数控系统，以便结合专用的控制程序实现自动对 刀、自动设定或更新刀具的半径和长度补偿值。对刀器特别 适合在批量生产情况中实现自动对刀；也可以作为手动对刀 器用于单件、小批量生产。采用对刀器有利于提高生产效 率，控制产品质量，降低生产成本，提高企业竞争力。图9- 23所示为电子对刀器。,9.2加工中

25、心操作 各种不同型号的加工中心其结构、操作面板各有不同，但基 本操作方法与加工原理相同。下面以华中世纪星（HNC-21M） 数控系统为例介绍加工中心的操作。,9.2.1加工中心的对刀 由于加工中心具有多把刀具，并能实现自动换刀，因此需要 测量所用各把刀具的基本尺 寸，并存入数控系统，以便加工中调用，即进行加工中心的 对刀。对刀也就是工件在加工中心上找正加紧后，确定工件 坐标（编程坐标）。对刀点是工件在中心上找正夹紧后，用 于确定工件坐标系在加工中心坐标系中位置的基准点。 对 刀点可选在工件上或装夹定位元件上，但对刀点与工件坐标 点必须有准确、合理、简单的位置对应关系，方便计算工件 坐标点在机床

26、上的位置（工件坐标点的机床坐标）。对刀点 最好能与工件坐标点重合。 根据现有条件和加工精度要求选择对刀方法，可采用试切法、 寻边器对刀、对刀仪对刀、自动对刀等。其中试切法对刀精 度较低。,对刀方法有： （1）水平方向对刀（x、y坐标） 杠杆百分表对刀：对刀点为圆柱孔中心； 采用寻边器对刀：圆孔或基准边； 采用碰刀或试切方式对刀。 （2）Z向对刀（z坐标） 机上对刀：采用z向设定器对刀； 机外刀具预调+机上对刀； 机外对刀仪对刀：测量刀具的直径、长度、刀刃形状和刃 角。 对刀的目的是确定加工工件原点在机床坐标系中的位置。下 面以华中世纪星型HNC-22M系统为例简述数控加工中心的对 刀方法。 （

27、3）X、Y方向的对刀 X、Y方向的对刀实质就是确定工件坐标系原点在机床坐系中 X坐标值和Y坐标值。X、Y轴坐标值的测量方法如图9-24，图 9-25。,9.2.2零件加工举例 例9-1加工零件图如图9-27所示，试编制其加工程序。,解： （1）夹具的选择 本例中选用虎钳作为夹具，在安装工件时，要注意工件应放 在钳口中间部位，被加工部分要高出钳口，避免刀具与钳口 发生干涉。 （2）确定加工路线 根据本工件的实际情况，确定其工艺路线为： 铣外方框铣内圆槽钻4-8H7中心孔钻4-8H7孔至 7.8铰4-8H7孔至8 这可以根据毛坯的厚度和刀具直径的大小来确定。 （3）确定加工所用各种参数 加工所用各

28、种工艺参数可用一个数据表，在表中填入刀具类 型、切削开始点、切削条件，程序应该根据这个表来编制， 主要内容见表9-7。,（4）填写程序单 根据前面介绍的内容，可以按刀具前进方向逐段编写加工程 序。编写时应注意所用代码与格式要符合所用机床控制系统 的功能及用户编程手册的要求，不要遗漏必要的指令或程序 段，数值填写要准确无误。 （5）程序校验 在程序填写时往往会有错漏，按程序单向机床控制面板输入 时或输入到磁盘中时，也不能保证完全正确，所以未经检验 的程序不能直接加工零件。,9.3数控机床的基本维护和保养 1数控机床的维护和保养 数控机床使用寿命的长短和故障率发生的高低，不仅取次于 机床本身的精度

29、和性能，在很大程度上也取决于操作者对它 的正确使用和维护，正确地使用机床能防止设备非正常的磨 损，避免突发故障的产生；精心的维护机床可以使其处于良 好的运行状态，延缓劣化进程，及时发现和消除故障隐患。 因此，数控机床的正确使用与精心维护是贯彻设备管理的重 要环节。,（1）在数控机床使用中应注意的一些问题。 数控机床的使用环境。 对于数控机床最好使其置于有恒温的环境和远离震动较大的 设备（如冲床）和有电磁干扰的设备。 电源要求。地区电网电压波动不大，若超出常机床额定值 的10，就会造成数控系统跳闸，最后造成主要模块烧坏 的严重后果。 数控机床应有操作规程。进行定期的维护、保养，出现故 障注意记录

30、保护现场等。 数控机床不宜长期封存。 注意培训和配备操作人员、维修人员及编程人员。,（2）数控系统的维护与保养。 严格遵守操作规程和日常维护制度。 数控系统编程、操作和维修人员必须经过专门的技术培训， 熟悉所用设备的机械、数控装置、液压装置、气动装置、电 气箱等各部分的位置以及规定的使用环境（加工条件）等， 并严格按机床及数控系统使用说明手册的要求，正确、合理 地使用机床，尽量避免因操作不当而引起的故障。例如，操 作人员必须了解所使用机床的行程范围、主轴转速范围、主 轴驱动电动机功率、工作台面大小、工作台承载能力大小、 机动进给时的速率、ATC所允许最大刀具尺寸、最大刀具重 量等；对液压系统，

31、要了解油泵的最大工作压力、流量，油 箱容量；电气方面要了解各电动机的功率等。,防止数控装置过热。 每日应检查数控系统的各冷却风扇工作是否正常，定时清扫 数控柜的散热通风系统。具体时间应视车间环境状况，每半 年或一个季度检查清扫一次；具体方法如下：a）拧下螺 钉，拆下空气过滤器；b）在轻轻振动过滤器的同时，用压 缩空气由里向外吹掉空气过滤器内的灰尘；c）过滤器太脏 时，可用中性清洁剂（清洁剂和水的配方为5：95）冲洗 （但不可揉擦），然后置于阴凉处凉干即可。由于环境温度 过高，造成数控装置内温度达到55以上时，应及时加装空 调装置。这在我国南方常会发生这种情况，安装空调装置之 后，数控系统的可靠

32、性就有比较明显的提高。,经常监视数控系统的电网电压。 电网电压范围在额定值的85110。对于电网质量比较 恶劣的地区，应及时配置数控系统专用的交流稳压电源装 置，这将使故障率明显降低。 定期更换存储器用电池。 数控系统中若采用CMOS RAM器件，需要用电池保持。为了在 数控系统不通电期间能保持存储的内容，内部设有可充电电 池维持电路，在数控系统通电时，由+5V电源经一个二极管 向CMOS RAM供电，并对可充电电池进行充电；当数控系统切 断电源时，则改为由电池供电来维持CMOS RAM内的信息， 在一般情况下，即使电池尚未失效，也应每年更换一次电 池，以便确保系统能正常工作。另外，一定要注意

33、，电池的 更换应在数控系统供电状态下进行。,防止灰尘进入数控装置内。 除了进行检修外，应尽量减少开电器柜门。因为车间内空气 中漂浮的灰尘和金属粉末落在印制电路板和电器接插件上， 容易造成原件绝缘电阻下降，从而出现故障甚至使元件损坏。 有些数控机床的主轴控制系统安置在强电柜中，强电门关的 不严，是使电器元件损坏、主轴控制失灵的一个原因。电火 花加工数控设备和火焰切割数控设备，周围金属粉尘大，更 应注意防止外部尘埃进入数控柜内部。,数控系统长期不用时的维护。 要经常给数控系统通电或使数控机床运行温机程序，特别 是在环境湿度较大的梅雨季节更应如此，在机床锁住不动的 情况下（即伺服电动机不转时），让数

34、控系统空运行。利用 电器元件本身的发热来驱散数控系统内的潮气，保证电子器 件性能稳定可靠，实践证明，在空气湿度较大的地区，经常 通电是降低故障率的一个有效措施。 数控机床采用直流进给伺服驱动和直流主轴伺服驱动的， 应将电刷从直流电动机中取出，以免由于化学腐蚀作用，使 换向器表面腐蚀，造成换向性能变坏，甚至使整台电动机损 坏。 备用电路板的维护。,（3）机械部件的维护 滚珠丝杠副的维护。 定期检查、调整丝杠螺母副的轴向间隙，保证反向传动 精度和轴向刚度； 定期检查丝杠支撑与床身的连接是否松动以及支撑轴承 是否损坏。如有以上问题要及时紧固松动部位，更换支撑 轴承； 采用润滑脂的滚珠丝杠，每半年清洗

35、一次丝杠上的旧油 脂，更换新油脂。用润滑油润滑的滚珠丝杠，每天机床工 作前加油一次； 注意避免硬质灰尘或切屑进入丝杠防护罩和工作过程中 碰击防护罩，防护装置一有损坏要及时更换。,主传动链的维护。 定期调整主轴驱动带的松紧程度； 防止各种杂质进入油箱。每年更换一次润滑油； 保持主轴与刀柄连接部位的清洁，锥面不受损伤； 需及时调整液压缸和活塞的位移量；要及时调整配重。 液压系统维护。 定期过滤或更换油液； 控制液压系统中油液的温度； 防止液压系统堵塞与泄漏； 定期检查清洗油箱和管路； 执行日常点检查制度。,气动系统维护。 清除压缩空气的杂质和水分； 检查系统中油雾器的供油量； 保持系统的密封性；

36、注意调节工作压力； 清洗或更换气动元件、滤芯。,2.数控机床常见故障及排除 数控机床是一种技术复杂的机电一体化车床，其故障发生的 原因一般都比较复杂。为了便于分析和处理故障，现根据数 控机床发生故障的部件不同，将其分为两大类。 （1）主机故障 数控机床的主机部分，主要包括机械、润滑、冷却、排屑、 液压、气动与防护装置。常见的主机故障有：因机械安装、 调试及操作使用不当等原因引起的机械传动故障以及导轨运 动摩擦过大故障。故障表现为传动噪声大，运行阻力大，加 工精度低等。例如：轴向传动链的挠性联轴器松动，齿轮、 丝杠与轴承缺油，导轨塞铁调整不当，导轨润滑不良以及系 统参数设置不当等原因均可造成以上

37、故障。另外，液压、润 滑与气动系统的故障现象主要表现为管路阻塞和密封不良。 当主机出现故障时，若故障属操作者正常维护的范围，则由 操作者自行解决；若故障较严重，则需请专业维修人员维修。,2）电气故障 电气故障分弱电故障与强电故障。弱电部分主要指CNC装置、PLC控制器、CRT显示器以及伺服单元，输入、输出装置等电子电路，这部分又可分为硬件故障与软件故障。硬件故障主要是指上述各装置的印刷电路板上的集成电路芯片、分立元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。常见的软件故障有：加工程序出错、系统程序和参数的改变或丢失、计算机的运算出错等。强电部分是指继电器、接触器、开关、熔断器、电源变压器、电动机、

38、电磁铁、行程开关等电气元件及其组成的电路。,机床主体上的电气故障 这部分的故障首先可利用机床自诊断功能的报警号提示，调 阅梯形图或I/O接口信号状态的检查，根据机床维修说明书 所提供的图纸、资料、排故流程图、调整方法并结合个人的 经验检查故障。例如各运动轴正向或反向的硬件超程。这类 故障多是由于机床超程运动压上硬件限位开关所引起。一般 是参阅机床及控制系统的维修说明书，通过手动方式以报警 方向的反方向运功而予以解除。 伺服放大及检测部分故障 这部分的故障可利用计算机自诊断功能的报警号，计算机及 伺服放大驱动板上的各信息状态指示灯、故障报警指示灯， 参阅有关维修说明书上介绍的关键测试点的波形、电压值， 计算机、伺服放大板上有关参数的设定，短路销的设置及相 关电位器的调移，功能兼容板或备板的替换等方法来解决。,计算机部分故障 这部分的故障可利用计算机自诊断功能的报警号，计算机各 板的信息状态指示灯，各关键测试点的波形、电压值，各有 关电位器的调整，各短路销的设置，有关车床参数值的设 定，专用诊断元件，并参考计算机控制系统维修手册，电气 图册等加以排除。用户在购买数控车床时应充分注意这些技 术