《機(jī)床數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)》課件-第7章

第7章數(shù)控機(jī)床的使用與維護(hù)7.1數(shù)控機(jī)床的選用7.2數(shù)控機(jī)床的安裝、調(diào)試和驗(yàn)收7.3數(shù)控機(jī)床的使用7.4數(shù)控機(jī)床的安全操作規(guī)程7.5數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)7.6數(shù)控機(jī)床常見故障的處理方法知識拓展本章小結(jié)

(1)數(shù)控機(jī)床的選用方法、原則和考慮因素;

(2)數(shù)控機(jī)床的安裝、調(diào)試和驗(yàn)收要求;

(3)數(shù)控機(jī)床管理的基本要求和使用規(guī)范;

(4)數(shù)控機(jī)床的安全操作規(guī)程和日常維護(hù)保養(yǎng)要點(diǎn);

(5)數(shù)控機(jī)床的常見故障分類及其處理方法。

7.1數(shù)控機(jī)床的選用7.1.1概述20世紀(jì)80年代以來,我國已能生產(chǎn)多種多樣的數(shù)控機(jī)床,尤其是進(jìn)入21世紀(jì),許多數(shù)控機(jī)床在技術(shù)性能上已趨向完善,并在發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著重要的作用。數(shù)控機(jī)床確實(shí)具有普通機(jī)床所不具備的許多優(yōu)點(diǎn),但它并不能完全取代普通機(jī)床,也還不能以最經(jīng)濟(jì)的方式解決機(jī)械加工中的所有問題。如何從品種繁多、價(jià)格昂貴的設(shè)備中選擇適用的設(shè)備,如何使這些設(shè)備在機(jī)械制造中充分發(fā)揮作用,如何正確、合理地選購與主機(jī)相配套的附件及軟件技術(shù),已成為廣大用戶十分關(guān)心的問題。

7.1.2數(shù)控機(jī)床的選用方法

1.選用前的準(zhǔn)備工作

選用前的準(zhǔn)備工作主要是明確和確定選型要求,包括確定加工對象的類型、加工范圍、內(nèi)容和要求、生產(chǎn)批量和毛坯情況等;挑選出典型零件,進(jìn)行數(shù)控加工的工藝分析,明確機(jī)床精度和功能方面的要求及購買數(shù)控機(jī)床的投資費(fèi)用。

2.初選

在明確和確定了選用要求之后,應(yīng)該廣泛地收集國內(nèi)外有關(guān)數(shù)控機(jī)床的信息資料,在其中選出多種滿足要求的產(chǎn)品。

3.精選和終選

初選產(chǎn)品后,應(yīng)向廠家索要更詳細(xì)的資料,進(jìn)一步了解該產(chǎn)品的情況,并廣泛征求專家的意見。也可將初擬的機(jī)床類型、規(guī)格和性能與生產(chǎn)廠家共同商討,以求更加合理。同時(shí)應(yīng)考慮產(chǎn)品供貨情況,通過多方面的比較分析后,選擇理想的機(jī)型和廠家。

7.1.3數(shù)控機(jī)床選用的一般原則

1.實(shí)用性實(shí)用性指明確數(shù)控機(jī)床用來解決生產(chǎn)中的哪一個(gè)或哪幾個(gè)問題。

2.經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性指所選用的數(shù)控機(jī)床在滿足加工要求的條件下所支付的代價(jià)是最經(jīng)濟(jì)的或者是較為合理的。

3.可操作性可操作性指用戶選用的數(shù)控機(jī)床要與本企業(yè)的操作和維修水平相適應(yīng)。

4.穩(wěn)定可靠性穩(wěn)定可靠性指機(jī)床本身的質(zhì)量,通常選擇名牌產(chǎn)品能保證數(shù)控機(jī)床工作時(shí)穩(wěn)定可靠。

7.1.4選用數(shù)控機(jī)床應(yīng)考慮的因素

1.確定典型工件

用戶在購置數(shù)控機(jī)床時(shí),首先要確定所購機(jī)床用于加工哪些工件,然后再據(jù)此選擇相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床。

2.機(jī)床的工藝范圍

選擇數(shù)控機(jī)床不僅要重視機(jī)床的功能和精度,還應(yīng)注重其價(jià)格。一般來說,機(jī)床功能越多,其價(jià)格就越貴,維修也就越困難。當(dāng)工件只要鉆或只要銑時(shí),就不要購買加工中心;能用數(shù)控車床加工的工件就不要購買車削中心;能用三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床加工的工件就不要選用四軸、五軸聯(lián)動(dòng)的機(jī)床?？傊?選擇機(jī)床應(yīng)緊緊圍繞自己的實(shí)際需要,功能上以夠用為度,盡可能做到不閑置、不浪費(fèi),在投資增加不多的情況下可適當(dāng)考慮后續(xù)發(fā)展余地,但不能盲目地追求先進(jìn)。

3.機(jī)床的規(guī)格

機(jī)床的規(guī)格主要指機(jī)床工作臺尺寸、加工范圍及主電動(dòng)機(jī)的功率和切削扭矩等。工作臺面應(yīng)稍大于工件尺寸,以便于找正、夾緊;各坐標(biāo)軸行程應(yīng)滿足加工時(shí)進(jìn)刀、退刀的要求;工件和夾具的總重量不能大于工作臺的額定負(fù)載;尺寸較大的工件在加工中不能與機(jī)床防護(hù)罩干涉,也不能妨礙換刀動(dòng)作。

主電動(dòng)機(jī)功率反映了整機(jī)的切削效率和切削剛性。在數(shù)控機(jī)床上加工工件時(shí),常常一次安裝完成工件的粗、精加工,因此主電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)滿足粗加工要求。鉸孔和攻螺紋要求低速大扭矩,鉆孔時(shí)要驗(yàn)算機(jī)床的進(jìn)給力是否滿足需要。

4.機(jī)床精度

應(yīng)根據(jù)工件重要表面的加工精度選擇機(jī)床的精度等級。影響機(jī)械加工精度的因素很多,如機(jī)床的制造精度、插補(bǔ)精度、伺服系統(tǒng)跟隨精度以及切削溫度、切削力、磨損等因素。用戶選用機(jī)床時(shí),主要考慮的是綜合加工精度,即加工一批工件(例如100件),測量后對加工誤差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

目前,我國已制定了數(shù)控機(jī)床的精度標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)控機(jī)床在出廠前大都按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行精度檢驗(yàn)。實(shí)際上機(jī)床制造精度都是很高的,實(shí)際精度均有相當(dāng)?shù)膬?chǔ)備量,即實(shí)際允差值比國家標(biāo)準(zhǔn)的允差值大約壓縮了20%左右。例如,圓周精銑的圓度誤差一般都在0.025mm內(nèi),比國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0.035mm要小;重復(fù)定位精度控制在0.011mm以內(nèi),比國家標(biāo)準(zhǔn)中的0.025mm也壓縮了許多。在諸項(xiàng)精度標(biāo)準(zhǔn)中,人們最關(guān)心的是定位精度和重復(fù)定位精度。對于加工中心和數(shù)控銑床,還有一項(xiàng)銑圓精度。以此三項(xiàng)精度值將數(shù)控機(jī)床分為普通型和精密型。表7-1所示為加工中心的精度等級。

1)機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度

機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度反映了該軸向各運(yùn)動(dòng)部件的綜合精度。尤其是重復(fù)定位精度,它反映了該軸向在有效行程內(nèi)任意定位點(diǎn)的定位穩(wěn)定性,這是衡量該數(shù)控軸能否穩(wěn)定可靠工作的基本指標(biāo)。

造成反向運(yùn)動(dòng)量損失(失動(dòng)量)的原因是驅(qū)動(dòng)元部件的反向死區(qū)、傳動(dòng)鏈各環(huán)節(jié)的間隙、彈性變形和接觸剛度等。其中有些誤差是隨機(jī)誤差,隨著工作臺負(fù)載大小、移動(dòng)距離長短、移動(dòng)定位速度等的變化而變化。失動(dòng)量數(shù)值可用電氣軟件進(jìn)行補(bǔ)償。

2)銑圓精度

銑圓精度綜合反映了機(jī)床兩軸聯(lián)動(dòng)時(shí),伺服運(yùn)動(dòng)特性和控制系統(tǒng)的插補(bǔ)功能。銑圓精度對某臺加工中心來說,可反映工件輪廓加工(例如加工凸輪、模具等)所能達(dá)到的最好的加工精度。由于加工中心有這種特殊功能,大直徑孔圓柱面、大圓弧面便可在機(jī)床上采用高性能的立銑刀加工出來。

銑圓時(shí)試件的圓輪廓線可能出現(xiàn)的形狀及其造成原因見表7-2。

5.可靠性

通常使用平均無故障時(shí)間MTBF(單位:h)來衡量,其公式為

故障主要來源于機(jī)床的機(jī)械部分和數(shù)控系統(tǒng),其中最令人頭痛的是數(shù)控系統(tǒng)的故障,因?yàn)樗炔蝗菀自\斷,也不易排除。目前,數(shù)控系統(tǒng)的MTBF已大大提高,有的已達(dá)3萬小時(shí)以上。

一般一臺新數(shù)控機(jī)床在初期使用時(shí),故障較頻繁(早期故障);進(jìn)入正常運(yùn)行階段后,故障率較低(偶然故障);進(jìn)入耗損階段后,故障率又急劇上升,從而形成了有名的“浴盆曲線”,如圖7-1所示。根據(jù)這一規(guī)律,機(jī)床出廠前應(yīng)進(jìn)行連續(xù)長時(shí)間的運(yùn)行進(jìn)行考機(jī),以充分暴露問題。用戶應(yīng)在保修期內(nèi)充分使用機(jī)床,爭取早日進(jìn)入正常運(yùn)行階段。圖7-1數(shù)控機(jī)床各階段故障率

6.刀庫容量及換刀時(shí)間

刀庫容量是根據(jù)工件的復(fù)雜程度,經(jīng)一次或兩次裝夾所需的刀具數(shù)。數(shù)控車床的轉(zhuǎn)塔刀架可容納4~12把刀,大型機(jī)床還要多些。有的機(jī)床甚至還有雙刀架和三個(gè)刀架。加工中心的刀庫容量有10~40、60、80、100、120把等多種規(guī)格。選用時(shí)以夠用為原則,大容量刀庫成本高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,刀柄管理也復(fù)雜化。

用戶可根據(jù)典型工件的工藝算出刀柄數(shù)量,確定刀庫的容量。一臺加工中心的刀庫只儲(chǔ)存一種工件在一次裝夾中所完成的全部工序所需的刀柄(即一個(gè)獨(dú)立加工工序所需的全部刀柄)。根據(jù)國外資料,對中小型典型工件的工藝分析表明:刀庫所需刀柄數(shù)一般在4~40把之間,見表7-3。

7.附屬裝置的選用

選購一臺數(shù)控機(jī)床時(shí),除了認(rèn)真考慮其基本功能和基本件外,還要認(rèn)真選擇備件、附件等。對一些價(jià)格增加不多使用中又帶來很多方便的備件、附件,應(yīng)盡可能配備齊全,以便機(jī)床進(jìn)廠后馬上投入使用。同一用戶配備的各種數(shù)控機(jī)床或數(shù)控系統(tǒng)的型號不宜太多太雜,尤其是國外的數(shù)控系統(tǒng),否則將給系統(tǒng)的維護(hù)、修理帶來諸多不便。有些附件,如自動(dòng)編程機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)輸入/輸出裝置,只要I/O口通用,可采用多臺機(jī)床合用以節(jié)約投資。

8.技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

數(shù)控機(jī)床具有許多優(yōu)點(diǎn),但其售價(jià)是普通機(jī)床的幾倍甚至十幾倍,這就要求決策者們在進(jìn)行技術(shù)方面的可行性論證后,還要會(huì)同有關(guān)財(cái)會(huì)人員進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析。按決策方式,可將技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析分為工藝成本比較法和回收期比較法。工藝成本比較法是指對于同一種工件,當(dāng)采用不同的工藝方案時(shí),分別計(jì)算其工藝成本。此方法主要適用于兩種方案的基本投資相近的情況。當(dāng)兩種工藝方案的基本投資相差很大時(shí),可從利潤的角度來比較,即回收期比較法?；厥掌诒容^法是指以當(dāng)時(shí)的實(shí)際值計(jì)算收入和支出及利潤率和回收期,從而選擇回收期較短的機(jī)床。

7.2數(shù)控機(jī)床的安裝、調(diào)試和驗(yàn)收

7.2.1數(shù)控機(jī)床的安裝和調(diào)試數(shù)控機(jī)床的安裝調(diào)試是指機(jī)床由制造廠運(yùn)到用戶,一直到機(jī)床能正常工作這一階段的工作內(nèi)容。數(shù)控機(jī)床屬于高精度、自動(dòng)化機(jī)床,安裝調(diào)試時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按機(jī)床制造廠提供的使用說明書及有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。機(jī)床安裝的好壞直接影響到機(jī)床的正常使用和壽命。

1.機(jī)床的安裝

1)對安裝地基和安裝環(huán)境的要求在確定購置某機(jī)床制造廠的數(shù)控機(jī)床后,即可根據(jù)該制造廠提供的機(jī)床安裝地基圖進(jìn)行施工。要考慮機(jī)床重量和重心位置、與機(jī)床連接的電線、管道的鋪設(shè)、預(yù)留地腳螺栓和預(yù)埋件的位置,一般小型數(shù)控機(jī)床的地基簡單,只用支承件調(diào)整機(jī)床的水平,無須用地腳螺釘固定;中型、重型機(jī)床需要做地基,精密機(jī)床應(yīng)安裝在單獨(dú)的地基上,并在地基周圍設(shè)置防振溝。地基平面尺寸不應(yīng)小于機(jī)床支承面積的外廓尺寸,并考慮安裝、調(diào)整和維修所需尺寸。

機(jī)床的安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離各種干擾源,應(yīng)避免陽光照射和熱輻射的影響,其環(huán)境溫度和濕度應(yīng)符合說明書的規(guī)定;絕對不能安裝在產(chǎn)生粉塵的車間里;另外,機(jī)床旁應(yīng)留有足夠的工件運(yùn)輸和存放空間,機(jī)床與機(jī)床、機(jī)床與墻壁之間應(yīng)留有足夠的通道。

2)機(jī)床的安裝步驟

機(jī)床的安裝可按以下步驟進(jìn)行:

(1)拆箱。

拆箱前應(yīng)仔細(xì)檢查包裝箱外觀是否完好無損。若包裝箱有明顯的損壞,應(yīng)通知發(fā)貨單位,并會(huì)同運(yùn)輸部門查明原因,分清責(zé)任。拆箱后,首先找出隨機(jī)攜帶的有關(guān)文件,按清單清點(diǎn)機(jī)床零部件的數(shù)量和電纜數(shù)量。

(2)就位。

機(jī)床的起吊應(yīng)嚴(yán)格按說明書上的吊裝方法進(jìn)行,并注意機(jī)床的重心和起吊位置。起吊時(shí),必須在機(jī)床上升時(shí)使機(jī)床底座呈水平狀態(tài);在使用鋼絲繩時(shí),在鋼絲繩下應(yīng)墊上木塊或墊板,以防打滑;待機(jī)床吊起離地面100~200mm時(shí),仔細(xì)檢查懸吊是否穩(wěn)固;然后將機(jī)床緩緩地送至安裝位置,并使墊鐵、調(diào)整墊板、地腳螺栓相應(yīng)地對號入座。

(3)找平。

找平是指按照機(jī)床說明書調(diào)整機(jī)床的水平精度。機(jī)床放置于基礎(chǔ)上,應(yīng)在自由狀態(tài)下找平,然后將地腳螺栓均勻地鎖緊;找正安裝水平的基準(zhǔn)面,應(yīng)在機(jī)床的主要工作面(如機(jī)床導(dǎo)軌面或裝配基面)上進(jìn)行。

(4)清洗和連接。

除各部件因運(yùn)輸需要而安裝的緊固工件(如緊固螺釘、連接板、楔鐵等),清理各連接面、各運(yùn)動(dòng)面上的防銹涂料,清理時(shí)不能使用金屬或其他堅(jiān)硬刮具;不得用棉紗或紗布,要用浸有清洗劑的棉布或綢布;清洗后涂上機(jī)床規(guī)定使用的潤滑油,并做好各外表面的清洗工作。

國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床上常裝有一些進(jìn)口的元器件、部件和電動(dòng)機(jī)等,這些元器件的工作電壓和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)不一樣,因此往往另外配置變壓器、電源等。注意在接線時(shí),必須按機(jī)床資料中規(guī)定的方法連接。通電前,應(yīng)仔細(xì)檢查輸入電源的電壓和頻率,最后全面檢查各部件的連接狀況,檢查是否有多余的接線頭和管接頭等。只有這些工作仔細(xì)完成后,才能保證試車順利進(jìn)行。

2.機(jī)床通電試車

試車的目的是看機(jī)床安裝是否穩(wěn)固,各傳動(dòng)、操縱、控制、潤滑、液壓等系統(tǒng)的工作是否正常、可靠。

首先按機(jī)床說明書給機(jī)床各潤滑點(diǎn)加油,給油箱注入符合要求的液壓油,接通經(jīng)過干燥脫水的壓縮空氣氣源。通電時(shí),最好先對各部件分別供電,都正確無誤后再對整機(jī)供電。這樣,可首先觀察各部位有無故障報(bào)警,然后再用手動(dòng)方式陸續(xù)啟動(dòng)各部件,檢查安全裝置是否起作用,能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

機(jī)床初步運(yùn)轉(zhuǎn)后,對機(jī)床進(jìn)行粗調(diào)整。調(diào)整機(jī)床床身水平,粗調(diào)機(jī)床的主要幾何精度,調(diào)整經(jīng)過拆裝的主要運(yùn)動(dòng)部件和主機(jī)的相對位置。這些調(diào)整工作完成后,即可用快干水泥灌死主機(jī)和各附件的地腳螺栓,將各地腳螺栓預(yù)留孔灌平。

3.機(jī)床精度和功能調(diào)試

利用固化地基和地腳螺栓墊鐵精調(diào)機(jī)床床身水平。在這個(gè)基礎(chǔ)上,移動(dòng)床身上各運(yùn)動(dòng)部件(如立柱、拖板、工作臺等),在各坐標(biāo)全行程內(nèi)觀察機(jī)床水平的變化情況,并調(diào)整相應(yīng)的機(jī)床幾何精度,使之達(dá)到允差范圍。對中型以上的數(shù)控機(jī)床,應(yīng)采用多點(diǎn)墊鐵支承,將床身在自由狀態(tài)下調(diào)成水平。各支承點(diǎn)都能頂住床身后,才壓緊各地腳螺栓。在壓緊過程中,床身不能產(chǎn)生額外的扭曲和變形,這樣可提高幾何精度的保持性。

帶交換工作臺的機(jī)床,首先調(diào)整自動(dòng)交換托盤裝置與工作臺托盤交換處的相對位置,達(dá)到托盤自動(dòng)交換動(dòng)作平穩(wěn)。然后在托盤上裝上70%~80%的允許負(fù)載,進(jìn)行多次自動(dòng)交換,完全正確無誤后即可緊固各有關(guān)螺釘。

仔細(xì)檢查數(shù)控系統(tǒng)和可編程序控制器的設(shè)定參數(shù)是否符合隨機(jī)文件中規(guī)定的數(shù)據(jù),然后試驗(yàn)各主要操作功能、運(yùn)行行程、常用指令執(zhí)行情況等,如手動(dòng)操作方式、點(diǎn)動(dòng)方式、自動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式、行程的極限保護(hù)、主軸掛擋指令和各級轉(zhuǎn)速指令(S指令)等,執(zhí)行應(yīng)正確無誤。檢查輔助功能及附件的工作是否正常。通過上述檢查與調(diào)試,為機(jī)床的運(yùn)行試驗(yàn)做好準(zhǔn)備。

4.機(jī)床的運(yùn)行試驗(yàn)

由于數(shù)控機(jī)床功能很多,為保證其在使用中長期自動(dòng)運(yùn)行,在其安裝調(diào)試結(jié)束后,必須對其工作可靠性進(jìn)行檢驗(yàn)。用戶往往通過對整機(jī)在一定條件下較長時(shí)間的自動(dòng)運(yùn)行來檢驗(yàn)數(shù)控機(jī)床工作可靠性。運(yùn)行試驗(yàn)一般分為空運(yùn)行試驗(yàn)和負(fù)荷試驗(yàn)。

1)空運(yùn)行試驗(yàn)

空運(yùn)行試驗(yàn)包括主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的空運(yùn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)按國家頒布的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,以加工中心為例。

機(jī)床的功能試驗(yàn)分手動(dòng)功能試驗(yàn)和自動(dòng)功能試驗(yàn)兩種。手動(dòng)功能試驗(yàn)包括:

①在主軸上進(jìn)行不少于10次的鎖刀、松刀、吹氣試驗(yàn)。

②以中速對主軸進(jìn)行10次正、反轉(zhuǎn)、停止和準(zhǔn)停試驗(yàn)。

③對進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行10種變速試驗(yàn)(包括低、中、高速和快速在內(nèi))。

④對分度臺連續(xù)進(jìn)行10次分度、定位試驗(yàn)。

⑤對交換工作臺連續(xù)進(jìn)行3次交換試驗(yàn)。

⑥對刀庫特別是對最重、最長、直徑最大的刀具進(jìn)行試驗(yàn),對機(jī)械手進(jìn)行最大承重試驗(yàn),并測定換刀時(shí)間。

⑦對各指示器、按鍵以及外設(shè)進(jìn)行試驗(yàn)。

⑧對其他附屬裝置進(jìn)行試驗(yàn)。自動(dòng)功能試驗(yàn)是用程序控制機(jī)床各部位的動(dòng)作進(jìn)行試驗(yàn),包括:

①對機(jī)床主軸在中速時(shí)連續(xù)進(jìn)行10次正、反轉(zhuǎn)、啟動(dòng)、停止和定向準(zhǔn)停試驗(yàn)。

②對主傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行變速試驗(yàn)。

③對各坐標(biāo)軸上的運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行低、中、高速變速試驗(yàn),在中速時(shí)連續(xù)進(jìn)行正、反向的啟動(dòng)、停止和增量進(jìn)給方式的操作試驗(yàn)。

④換刀試驗(yàn),即在刀庫中裝滿刀具,其中應(yīng)包含有最大重量的刀具,以任選方式進(jìn)行自動(dòng)換刀試驗(yàn),不少于2次;對最大重量刀具還應(yīng)在每個(gè)刀位進(jìn)行試驗(yàn)。

⑤有交換工作臺的機(jī)床,對交換工作臺進(jìn)行5次交換試驗(yàn)。

⑥對機(jī)床的坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)、定位、直線和圓弧插補(bǔ)等功能進(jìn)行試驗(yàn)。

在空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)和功能試驗(yàn)之后,要進(jìn)行連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)36h。方法是編制一個(gè)連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)程序,包括:

①主軸低、中、高速正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、準(zhǔn)停等。

②各坐標(biāo)軸上的運(yùn)動(dòng)部件以低、中、高進(jìn)給速度和快速正、反方向運(yùn)行。運(yùn)行時(shí)應(yīng)接近最大加工范圍,并選任意點(diǎn)進(jìn)行定位;運(yùn)行中不允許使用倍率開關(guān),進(jìn)給速度在高速和快速運(yùn)行時(shí)間應(yīng)不少于每個(gè)循環(huán)程序所用時(shí)間的10%。

③刀庫各刀位上的刀具,自動(dòng)換刀不少于2次。

④分度轉(zhuǎn)臺和數(shù)控回轉(zhuǎn)臺自動(dòng)分度、定位。

⑤各坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)行。

⑥交換工作臺自動(dòng)交換不少于5次。

⑦其他功能試驗(yàn)。

⑧循環(huán)程序之間暫停時(shí)間不超過0.5min。

2)負(fù)荷試驗(yàn)

負(fù)荷試驗(yàn)包括承載工件的最大重量試驗(yàn)、最大切削扭矩試驗(yàn)、最大切削抗力試驗(yàn)和最大切削功率試驗(yàn)。

主傳動(dòng)系統(tǒng)最大功率試驗(yàn)(出廠時(shí)抽查)使用面銑刀進(jìn)行,試件為鋼或鑄鐵。方法是在主軸恒功率調(diào)速范圍內(nèi)選一適當(dāng)轉(zhuǎn)速,調(diào)整切削用量使之達(dá)到最大功率(主電動(dòng)機(jī)達(dá)額定功率),機(jī)床工作正常無顫振現(xiàn)象,記錄金屬切除率

7.2.2數(shù)控機(jī)床驗(yàn)收

數(shù)控機(jī)床精度驗(yàn)收是一項(xiàng)工作量大而復(fù)雜,試驗(yàn)和檢測技術(shù)要求較高的技術(shù)工作,其主要內(nèi)容是利用高精度的檢測儀器,對機(jī)床機(jī)、電、液、氣各部分的綜合性能和單項(xiàng)性能進(jìn)行檢測,包括機(jī)床靜、動(dòng)剛度和熱變形等一系列試驗(yàn),最后作出綜合評價(jià)。

1.機(jī)床幾何精度檢查

數(shù)控機(jī)床的幾何精度綜合反映了機(jī)床各關(guān)鍵零部件經(jīng)組裝后的綜合幾何形狀的誤差,其檢測工具和方法與普通機(jī)床類似,但檢測要求高。如加工中心的幾何精度的檢驗(yàn)內(nèi)容有:

①工作臺面的平面度。

②各坐標(biāo)方向移動(dòng)的相互垂直度。

③X軸方向移動(dòng)對工作臺面的平行度。

④Y軸方向移動(dòng)對工作臺面的平行度。

⑤X軸方向移動(dòng)對工作臺上下T形槽側(cè)面的平行度。

⑥主軸的軸向竄動(dòng)。

⑦主軸孔的徑向跳動(dòng)。

⑧主軸箱沿Z坐標(biāo)方向移動(dòng)對主軸軸心線的平行度。

⑨主軸回轉(zhuǎn)軸心線對工作臺面的垂直度。

⑩主軸箱在Z坐標(biāo)方向移動(dòng)的直線度。

2.機(jī)床定位精度的檢查

數(shù)控機(jī)床的定位精度是測量機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件在數(shù)控系統(tǒng)控制下所能達(dá)到的位置精度。根據(jù)一臺數(shù)控機(jī)床實(shí)測的定位精度數(shù)值,可以判斷出工件在該機(jī)床上加工后可達(dá)到的精度。

定位精度主要檢測內(nèi)容有直線運(yùn)動(dòng)定位精度,直線運(yùn)動(dòng)重復(fù)定位精度,直線運(yùn)動(dòng)軸機(jī)械原點(diǎn)的返回精度,直線運(yùn)動(dòng)失動(dòng)量的測定,回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的定位精度,回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的重復(fù)定位精度,回轉(zhuǎn)軸原點(diǎn)的返回精度和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)失動(dòng)量。

機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件要達(dá)到的位置稱為目標(biāo)位置,用Pi表示。檢查時(shí),運(yùn)動(dòng)部件從相同的方向沿軸線或繞軸線向Pi趨近稱為單向趨近,從軸的正、負(fù)兩個(gè)方向向Pi趨近稱為雙向趨近。在所測的每個(gè)數(shù)控軸的全行程內(nèi),每隔一定的間距(視機(jī)床規(guī)格而定)取若干個(gè)均勻分布的Pi。運(yùn)動(dòng)部件從一個(gè)固定的基點(diǎn)向目標(biāo)位置快速運(yùn)動(dòng)定位時(shí),實(shí)際運(yùn)動(dòng)距離與理論運(yùn)動(dòng)距離之差稱為位置偏差。n次單向趨近Pi時(shí),位置偏差的平均值為

1)直線運(yùn)動(dòng)定位精度的檢測

直線運(yùn)動(dòng)定位精度的檢測應(yīng)在無負(fù)荷條件下進(jìn)行,檢測工具有測微儀、成組量塊、標(biāo)準(zhǔn)長度刻線尺、光學(xué)讀數(shù)顯微鏡、激光測量儀等,其測量方法如圖7-2所示。ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定應(yīng)以激光測量為準(zhǔn)(如圖7-2(b)所示)。目前,我國出口機(jī)床即用該法進(jìn)行測量。但因國內(nèi)激光測量儀還不多,也有采用標(biāo)準(zhǔn)尺比較測量的,見圖7-2(a)所示。圖7-2直線運(yùn)動(dòng)定位精度檢測方法示意圖

2)直線運(yùn)動(dòng)重復(fù)定位精度的檢測

直線運(yùn)動(dòng)重復(fù)定位精度的檢測所用儀器與檢測直線運(yùn)動(dòng)定位精度的相同。JB4367-1986數(shù)控臥式車床精度標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,軸線長度小于2m時(shí),可在全長上取5個(gè)均勻分布的目標(biāo)位置,溜板從一個(gè)固定的基點(diǎn)出發(fā),正向快速移動(dòng)在目標(biāo)位置定位,重復(fù)5次。

應(yīng)當(dāng)指出,現(xiàn)有定位精度的檢測是以快速定位測量的。對某些進(jìn)給系統(tǒng)剛度不太好的數(shù)控機(jī)床,采用不同進(jìn)給速度定位時(shí),會(huì)得到不同的定位精度值。另外,定位精度的測定結(jié)果與環(huán)境溫度和該坐標(biāo)軸的工作狀態(tài)有關(guān)。

3.數(shù)控機(jī)床切削精度的檢查

機(jī)床切削精度檢查就是在切削條件下對機(jī)床幾何精度和定位精度的一項(xiàng)綜合考核。一般來說,切削精度檢查可分單項(xiàng)加工精度檢查和標(biāo)準(zhǔn)綜合性試件加工精度檢查。目前國內(nèi)的一些數(shù)控機(jī)床在精度驗(yàn)收中,仍以單項(xiàng)加工精度檢查為主。

1)加工中心單項(xiàng)加工精度的檢查

立式加工中心的主要單項(xiàng)加工精度檢查項(xiàng)目有鏜孔精度、鏜孔的孔距精度、孔徑分散度、直線銑削精度、斜線銑削精度、面銑刀平面(XY平面)銑削精度、圓弧銑削精度等。臥式加工中心的單項(xiàng)加工精度除了上述的六項(xiàng)外,還有箱體轉(zhuǎn)180°鏜孔的同軸度和水平回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)90°銑四方的加工精度等項(xiàng)目的檢查。

(1)鏜孔精度。

如圖7-3所示,在試件上鏜一個(gè)中等尺寸(如?60)的深孔,孔深取孔徑的兩倍以上。有意在試件孔中預(yù)先加工出幾個(gè)空刀槽,以形成斷續(xù)切削的條件。一般先粗鏜,留下單邊0.2mm左右的加工余量進(jìn)行一次精鏜。精鏜后檢查孔的圓度、圓柱度和表面粗糙度。一般情況下圓度和圓柱度在0.005mm以內(nèi),表面粗糙度在Ra1.6~3.2μm。精密加工中心精度還可以達(dá)到更高些。圖7-3鏜孔精度檢查

(2)鏜孔的孔距精度和孔徑分散度。

如圖7-4所示,在孔距為200mm×200mm的試件上按1→2→3→4的順序快速移動(dòng)定位精鏜四個(gè)孔?？讖饺≈械瘸叽?在一次定位下先進(jìn)行粗鏜,以消除復(fù)映誤差的影響。精鏜余量小于0.2mm。精鏜刀頭必須保證在加工100個(gè)孔后磨損量小于0.01mm。精鏜前試件要充分冷卻。加工后測量各孔位置的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)值,以實(shí)測值和指令值之差的最大值作為孔距精度的測量值。圖7-4鏜孔孔距精度

(3)直線銑削精度。

直線銑削精度是指用立銑刀側(cè)刃精銑方形工件的周邊,加工后測量各邊的直線度、對邊平行度、鄰邊垂直度和對邊距離尺寸精度等,如圖7-5所示。圖7-5直線銑削精度

(4)斜線銑削精度。

如圖7-6所示,方形工件與坐標(biāo)軸夾角為10°(也有用15°或30°的)。用立銑刀側(cè)刃精銑工件四周,加工后測量各邊的直線度、對邊平行度和鄰邊的垂直度,斜線銑削主要考核X、Y軸直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)的精度。圖7-6斜線銑削精度

(5)面銑刀銑削平面精度。

用精調(diào)過的多齒面銑刀,按圖7-7所示進(jìn)給方向銑削平面。進(jìn)給軌跡呈回字形,編程時(shí)保證面銑刀進(jìn)給為連續(xù)運(yùn)動(dòng),不允許在加工軌跡上停留而產(chǎn)生刀痕。圖7-7-平面銑削精度

(6)圓弧銑削精度。

用立銑刀側(cè)刃精銑外圓,使用切向切入和切向切出,銑削中不允許中斷、停頓,見圖7-8。圖7-8圓弧銑削精度

2)數(shù)控車床的單項(xiàng)加工精度檢查

對于數(shù)控臥式車床,單項(xiàng)加工精度有外圓車削精度、端面車削精度、螺紋車削精度等。

(1)外圓車削精度。

如圖7-9所示,試件材料為45鋼,切削速度100~150m/min,背吃刀量為0.1~0.15mm,進(jìn)給量不大于0.1mm/r,刀片材料為YW3涂層刀具。圖7-9精車外圓精度

(2)端面車削精度。

如圖7-10所示,試件材料為灰鑄鐵,切削速度為100m/min,背吃刀量為0.1~0.15mm,進(jìn)給量不大于0.1mm/r,刀片材料為YW3涂層刀具。圖7-10精車端面精度

3)螺紋車削精度

如圖7-11所示,螺紋長度一般不小于工件直徑的兩倍,但最小不得小于75mm,一般取300mm。

7.3數(shù)控機(jī)床的使用

7.3.1數(shù)控機(jī)床管理基本要求1.數(shù)控機(jī)床管理的重要意義一個(gè)企業(yè)為了提高生產(chǎn)能力,就要擁有先進(jìn)的技術(shù)裝備,同時(shí)對裝備也要合理地使用、維護(hù)、保養(yǎng)和及時(shí)地檢修。只有保持良好的技術(shù)狀態(tài),才能達(dá)到充分發(fā)揮效率、增加生產(chǎn)量的目的。

數(shù)控機(jī)床在使用中隨著時(shí)間的推移,電子器件老化和機(jī)械部件疲勞也會(huì)隨之加重,設(shè)備故障就可能接踵而來,因而導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床的修理工作量隨之加大,機(jī)床維修的費(fèi)用在生產(chǎn)支出項(xiàng)中就要增加。隨著先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展,各種數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)愈將更復(fù)雜,操作與維修的難度也隨之提高,維修的技術(shù)要求、維修工作量、維修費(fèi)用都會(huì)隨著增加。因此,只有不斷改進(jìn)數(shù)控機(jī)床的管理工作,合理配置,正確使用,精心保養(yǎng),及時(shí)修理,才能延長有效使用時(shí)間,減少停機(jī),以獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益,體現(xiàn)先進(jìn)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)意義。

2.對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行管理的基本要求

數(shù)控機(jī)床的管理要規(guī)范化、系統(tǒng)化并具有可操作性,其基本要求可概括為“三好”,即“管好、用好、修好”。

1)管好數(shù)控機(jī)床

企業(yè)經(jīng)營者必須管好本企業(yè)所擁有的數(shù)控機(jī)床,即掌握數(shù)控機(jī)床的數(shù)量、質(zhì)量及其變動(dòng)情況,合理配置數(shù)控機(jī)床;嚴(yán)格執(zhí)行關(guān)于設(shè)備的移裝、調(diào)撥、借用、出租、封存、報(bào)廢、改裝及更新的有關(guān)管理制度,保證財(cái)產(chǎn)的完整齊全,保持其完好和價(jià)值;操作工必須管好自己使用的機(jī)床,未經(jīng)上級批準(zhǔn)不準(zhǔn)他人使用,杜絕無證操作現(xiàn)象。

2)用好數(shù)控機(jī)床

企業(yè)管理者應(yīng)教育本企業(yè)員工正確使用和精心維護(hù)好數(shù)控機(jī)床,生產(chǎn)應(yīng)依據(jù)機(jī)床的能力合理安排,不得有超性能使用和拼設(shè)備之類的短期化行為;操作工必須嚴(yán)格遵守操作維護(hù)規(guī)程,不超負(fù)荷使用及采取不文明的操作方法,要認(rèn)真進(jìn)行日常保養(yǎng)和定期維護(hù),使數(shù)控機(jī)床保持“整齊、清潔、潤滑、安全”的標(biāo)準(zhǔn)。

3)修好數(shù)控機(jī)床

車間安排生產(chǎn)時(shí)應(yīng)考慮和預(yù)留計(jì)劃維修時(shí)間,防止機(jī)床帶病運(yùn)行;操作工要配合維修工修好設(shè)備,及時(shí)排除故障;要貫徹“預(yù)防為主,養(yǎng)為基礎(chǔ)”的原則,實(shí)行計(jì)劃預(yù)防修理制度,廣泛采用新技術(shù)、新工藝,保證修理質(zhì)量,縮短停機(jī)時(shí)間,降低修理費(fèi)用,提高數(shù)控機(jī)床的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

7.3.2數(shù)控機(jī)床的使用規(guī)范

1.培訓(xùn)數(shù)控機(jī)床使用人員

為了正確合理地使用數(shù)控機(jī)床,操作工在獨(dú)立工作前,必須經(jīng)過應(yīng)有、必要的基本知識和技術(shù)理論及操作技能的培訓(xùn),并且在熟練技師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)際上機(jī)訓(xùn)練,達(dá)到一定的熟練程度;同時(shí)要參加國家職業(yè)資格的考核鑒定,經(jīng)過鑒定合格并取得資格證后,方能獨(dú)立操作所使用的數(shù)控機(jī)床;嚴(yán)禁無證上崗操作。

技術(shù)培訓(xùn)、考核的內(nèi)容包括數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)性能、數(shù)控機(jī)床的工作原理、傳動(dòng)裝置、數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)特性、數(shù)控機(jī)床的編程與操作、金屬加工技術(shù)規(guī)范、操作規(guī)程、安全操作要領(lǐng)、維護(hù)保養(yǎng)事項(xiàng)、安全防護(hù)措施、故障處理原則等。

2.實(shí)行“定人、定機(jī),持證操作制度”

數(shù)控機(jī)床必須由經(jīng)考核合格持職業(yè)資格證書的操作工擔(dān)任操作,嚴(yán)格實(shí)行定人定機(jī)和崗位責(zé)任制,以確保正確使用數(shù)控機(jī)床和落實(shí)日常維護(hù)工作;多人操作的數(shù)控機(jī)床應(yīng)實(shí)行機(jī)長負(fù)責(zé)制,由機(jī)長對使用和維護(hù)工作負(fù)責(zé);公用數(shù)控機(jī)床應(yīng)由企業(yè)管理者指定專人負(fù)責(zé)維護(hù)保管;數(shù)控機(jī)床定人、定機(jī)名單由使用部門提出,報(bào)設(shè)備管理部門審批,并由其簽發(fā)操作證;精、大、稀、關(guān)鍵設(shè)備和定人、定機(jī)名單,設(shè)備管理部門審核報(bào)企業(yè)管理者批準(zhǔn)后簽發(fā);定人、定機(jī)名單批準(zhǔn)后,不得隨意變動(dòng);對技術(shù)熟練、能掌握多種數(shù)控機(jī)床操作技術(shù)的工人,經(jīng)考試合格可簽發(fā)操作多種數(shù)控機(jī)床的操作證。

3.建立崗位責(zé)任制

(1)數(shù)控機(jī)床操作工必須嚴(yán)格按“數(shù)控機(jī)床的操作維護(hù)規(guī)程”“四項(xiàng)要求”“五項(xiàng)紀(jì)律”的規(guī)定正確使用與精心維護(hù)設(shè)備。

(2)實(shí)行日常點(diǎn)檢,認(rèn)真記錄,做到班前正確潤滑設(shè)備、班中注意運(yùn)轉(zhuǎn)情況、班后清掃擦拭設(shè)備,保持清潔,涂油防銹。

(3)在做到“三好”要求下,練好“四會(huì)”基本功,搞好日常維護(hù)和定期維護(hù)工作;配合維修工人檢查修理自己操作的設(shè)備,保管好設(shè)備附件和工具,并參加數(shù)控機(jī)床修后驗(yàn)收工作。

(4)認(rèn)真執(zhí)行交接班制度,填寫好交接班及運(yùn)行記錄。

(5)發(fā)生設(shè)備事故時(shí)立即切斷電源,保持現(xiàn)場,及時(shí)向生產(chǎn)工長和車間機(jī)械員(師)報(bào)告,聽候處理。分析事故時(shí)應(yīng)如實(shí)說明經(jīng)過,對違反操作規(guī)程等造成的事故應(yīng)負(fù)直接責(zé)任。

4.建立交接班制度

連續(xù)生產(chǎn)和多班制生產(chǎn)的設(shè)備必須實(shí)行交接班制度。交班人除完成設(shè)備日常維護(hù)作業(yè)外,必須把設(shè)備運(yùn)行情況和發(fā)現(xiàn)的問題,詳細(xì)記錄在“交接班簿”上,并主動(dòng)向接班人介紹清楚,雙方當(dāng)面檢查,在交接班簿上簽字。接班人如發(fā)現(xiàn)異常或情況不明、記錄不清時(shí),可拒絕接班。如交接不清,設(shè)備在接班后發(fā)生問題,由接班人負(fù)責(zé)。

5.熟記“四會(huì)”“四項(xiàng)要求”和“五項(xiàng)紀(jì)律”

1)“四會(huì)”

(1)會(huì)使用。

(2)會(huì)保養(yǎng)。

(3)會(huì)檢查。

(4)會(huì)排除故障。

2)“四項(xiàng)要求”

(1)整齊。

(2)清潔。

(3)潤滑。

(4)安全。

3)“五項(xiàng)紀(jì)律”

(1)憑證使用設(shè)備,遵守安全使用規(guī)程。

(2)保持設(shè)備清潔,并按規(guī)定加油。

(3)遵守設(shè)備的交接班制度。

(4)管好工具、附件,不得遺失。

(5)發(fā)現(xiàn)異常,立即停車。

7.4數(shù)控機(jī)床的安全操作規(guī)程

7.4.1數(shù)控車床的安全操作規(guī)程(1)操作人員必須熟悉數(shù)控車床使用說明書等有關(guān)資料,如主要技術(shù)參數(shù)、傳動(dòng)原理、主要結(jié)構(gòu)、潤滑部位及維護(hù)保養(yǎng)等一般知識。(2)開機(jī)前應(yīng)對數(shù)控車床進(jìn)行全面細(xì)致的檢查,確認(rèn)無誤后方可操作。

(3)數(shù)控車床通電后,檢查各開關(guān)、按鈕和按鍵是否正常、靈活,機(jī)床有無異?，F(xiàn)象。

(4)檢查電壓、油壓是否正常,有手動(dòng)潤滑的部位先要進(jìn)行手動(dòng)潤滑。

(5)各坐標(biāo)軸手動(dòng)回零。

(6)程序輸入后,應(yīng)仔細(xì)核對代碼、地址、數(shù)值、正負(fù)號、小數(shù)點(diǎn)及語法是否正確。

(7)正確測量和計(jì)算工件坐標(biāo)系,并對所得結(jié)果進(jìn)行檢查。

(8)輸入工件坐標(biāo)系,并對坐標(biāo)、坐標(biāo)值、正負(fù)號及小數(shù)點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)真核對。

(9)未裝工件前,空運(yùn)行一次程序,看程序能否順利運(yùn)行,刀具和夾具安裝是否合理,有無超程現(xiàn)象。

(10)無論是首次加工的零件,還是重復(fù)加工的零件,首件都必須對照圖紙、工藝規(guī)程、加工程序和刀具調(diào)整卡進(jìn)行試切。

(11)試切時(shí)快速進(jìn)給倍率開關(guān)必須打到較低擋位。

(12)每把刀首次使用時(shí),必須先驗(yàn)證它的實(shí)際長度與所給刀補(bǔ)值是否相符。

(13)試切進(jìn)刀時(shí),在刀具運(yùn)行至工件表面30~50mm處,必須在進(jìn)給保持下,驗(yàn)證Z軸和X軸坐標(biāo)剩余值與加工程序是否一致。

(14)試切和加工時(shí),刃磨刀具和更換刀具后,要重新測量刀具位置并修改刀補(bǔ)值和刀補(bǔ)號。

(15)程序修改后,對修改部分要仔細(xì)核對

(16)手動(dòng)進(jìn)給連續(xù)操作時(shí),必須檢查各種開關(guān)所選擇的位置是否正確,運(yùn)動(dòng)方向是否正確,然后再進(jìn)行操作。

(17)必須在確認(rèn)工件夾緊后才能啟動(dòng)機(jī)床,嚴(yán)禁工件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)測量、觸摸工件。

(18)操作中出現(xiàn)工件跳動(dòng)、打抖、異常聲音、夾具松等異常情況時(shí)必須立即停車處理。

(19)加工完畢,清理機(jī)床。

7.4.2數(shù)控銑床的安全操作規(guī)程

(1)操作人員應(yīng)熟悉所用數(shù)控銑床的組成、結(jié)構(gòu)以及規(guī)定的使用環(huán)境,并嚴(yán)格按機(jī)床操作手冊的要求正確操作,盡量避免因操作不當(dāng)而引起的故障。

(2)操作數(shù)控銑床時(shí),應(yīng)按要求正確著裝。

(3)按順序開、關(guān)機(jī),先開機(jī)床再開數(shù)控系統(tǒng),先關(guān)數(shù)控系統(tǒng)再關(guān)機(jī)床。

(4)開機(jī)后進(jìn)行返回機(jī)床參考點(diǎn)的操作,以建立機(jī)床坐標(biāo)系。

(5)手動(dòng)操作沿X、Y軸方向移動(dòng)工作臺時(shí),必須使Z軸處于安全高度位置,移動(dòng)時(shí)應(yīng)注意觀察刀具移動(dòng)是否正常。

(6)正確對刀,確定工件坐標(biāo)系,并核對數(shù)據(jù)。

(7)程序調(diào)試好后,在正式切削加工前,再檢查一次程序、刀具、夾具、工件、參數(shù)等是否正確。

(8)刀具補(bǔ)償值輸入后,要對刀補(bǔ)號、補(bǔ)償值、正負(fù)號、小數(shù)點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)真核對。

(9)按工藝規(guī)程要求使用刀具、夾具、程序。正式加工前,應(yīng)進(jìn)行程序試運(yùn)行,防止加工中刀具與工件碰撞,損壞機(jī)床和刀具。

(10)裝夾工件,要檢查夾具是否妨礙刀具運(yùn)動(dòng)。

(11)試切進(jìn)刀時(shí),進(jìn)給倍率開關(guān)必須打到低擋。在刀具運(yùn)行至工件表面30~50mm處,必須在進(jìn)給保持下,驗(yàn)證Z軸剩余坐標(biāo)值與加工程序數(shù)據(jù)是否一致。

(12)刃磨刀具和更換刀具后,要重新測量刀具參數(shù)并修改刀補(bǔ)值和刀補(bǔ)號。

(13)程序修改后,對修改部分要仔細(xì)核對。

(14)手動(dòng)連續(xù)進(jìn)給操作時(shí),必須檢查各種開關(guān)所選擇的位置是否正確,確定正負(fù)方向,然后再進(jìn)行操作。

(15)開機(jī)后讓機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)15min以上,以使機(jī)床達(dá)到熱平衡狀態(tài)。

(16)加工完畢后,將X、Y、Z軸移動(dòng)到行程的中間位置,并將主軸速度和進(jìn)給速度倍率開關(guān)都撥至低擋位,防止因誤操作而使機(jī)床產(chǎn)生錯(cuò)誤的動(dòng)作。

(17)機(jī)床運(yùn)行中,一旦發(fā)現(xiàn)異常情況,應(yīng)立即按下急停按鈕,終止機(jī)床的所有運(yùn)動(dòng)和操作。待故障排除后,方可重新操作機(jī)床,繼續(xù)執(zhí)行程序。

(18)卸刀時(shí)應(yīng)先用手握住刀柄,再按換刀開關(guān);裝刀時(shí)應(yīng)在確認(rèn)刀柄完全到位后再松手。換刀過程中禁止運(yùn)轉(zhuǎn)主軸。

(19)出現(xiàn)機(jī)床報(bào)警時(shí),應(yīng)根據(jù)報(bào)警號查找原因,及時(shí)排除。

(20)加工完畢,清理現(xiàn)場,并做好工作記錄。

7.4.3加工中心的安全操作規(guī)程

1.加工工件前的注意事項(xiàng)

(1)機(jī)床通電后,檢查各開關(guān)、按鈕和鍵是否正常、靈活,機(jī)床有無異?，F(xiàn)象。

(2)檢查電壓、油壓、氣壓是否正常,有手動(dòng)潤滑的部位先要進(jìn)行手動(dòng)潤滑。

(3)各坐標(biāo)軸手動(dòng)回零。若某軸在回零前已處在零點(diǎn)位置,必須先將該軸移動(dòng)到距離原點(diǎn)100mm以外的位置,再進(jìn)行手動(dòng)回零。

(4)在進(jìn)行工作臺回轉(zhuǎn)交換時(shí),臺面上、護(hù)罩上、導(dǎo)軌上不得有異物。

(5)為了使機(jī)床達(dá)到熱平衡狀態(tài),必須使機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)15min以上。

(6)NC程序輸入完畢后,應(yīng)認(rèn)真校對,確保無誤,包括代碼、指令、地址、數(shù)值、正負(fù)號、小數(shù)點(diǎn)及語法的查對。

(7)按工藝規(guī)程安裝找正好夾具。

(8)正確測量和計(jì)算工作坐標(biāo)系,并對所得結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和驗(yàn)算。

(9)將工作坐標(biāo)系輸入到偏置頁面,并對坐標(biāo)、坐標(biāo)值、正負(fù)號及小數(shù)點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)真核對。

(10)未裝工件以前,空運(yùn)行一次程序,看程序能否順利執(zhí)行,刀具長度選取和夾具安裝是否合理,有無超程現(xiàn)象。

(11)刀具補(bǔ)償值(刀長、半徑)輸入偏置頁面后,要對刀具補(bǔ)償號、補(bǔ)償值、正負(fù)號、小數(shù)點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)真核對。

(12)裝夾工件,注意螺釘壓板是否妨礙刀具運(yùn)動(dòng),檢查零件毛坯和尺寸超常現(xiàn)象。加工時(shí)要注意刀具是否會(huì)銑傷鉗口等。

(13)檢查各刀頭的安裝方向及各刀具旋轉(zhuǎn)方向是否符合程序要求。

(14)查看各刀桿前后部位的形狀和尺寸是否符合加工工藝要求,能否碰撞工件與夾具。

(15)鏜刀頭尾部露出刀桿的直徑部分,必須小于刀尖露出刀桿的直徑部分。

(16)檢查每把刀柄在主軸孔中是否都能拉緊。

2.加工工件中的注意事項(xiàng)

(1)無論是首次上場加工的零件,還是周期性重復(fù)上場加工的零件,首件都必須照圖紙、工藝規(guī)程、加工程序和刀具調(diào)整卡,進(jìn)行逐把刀逐段程序的試切。

(2)單段試切時(shí),快速倍率開關(guān)必須置于較低擋。

(3)每把刀首次使用時(shí),必須先驗(yàn)證它的實(shí)際長度與所給補(bǔ)償值是否相符。

(4)在程序運(yùn)行中,要重點(diǎn)觀察數(shù)控系統(tǒng)上的幾種顯示。

①坐標(biāo)顯示:可了解目前刀具運(yùn)動(dòng)點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系及工作坐標(biāo)系中的位置,了解這一程序段的運(yùn)動(dòng)量及剩余運(yùn)動(dòng)量等。

②寄存器和緩沖寄存器顯示:可看出正在執(zhí)行的程序段各狀態(tài)的指令和下一程序段的內(nèi)容。

③主程序和子程序:可了解正在執(zhí)行程序段的具體內(nèi)容。

(5)試切進(jìn)刀時(shí),在刀具運(yùn)行至工件表面30~50mm處,必須在進(jìn)給保持下,驗(yàn)證Z軸剩余坐標(biāo)值和X、Y軸坐標(biāo)值與圖樣是否一致。

(6)對一些有試刀要求的刀具,采用漸進(jìn)的方法。例如鏜孔,可先試鏜一小段長度,檢測合格后,再鏜到整個(gè)長度。使用刀具半徑補(bǔ)償功能的刀具數(shù)據(jù),可由小到大,邊試切邊修改。

(7)試切和加工中,刃磨刀具和更換刀具輔具后,一定要重新測量刀長并修改好刀補(bǔ)值和刀補(bǔ)號。

(8)程序檢索時(shí)應(yīng)注意光標(biāo)所指位置是否合理、準(zhǔn)確,并觀察刀具與機(jī)床運(yùn)動(dòng)方向坐標(biāo)是否正確。

(9)程序修改后,對修改部分一定要仔細(xì)計(jì)算和認(rèn)真核對。

(10)手搖進(jìn)給和手動(dòng)連續(xù)進(jìn)給操作時(shí),必須檢查各種開關(guān)所選擇的位置是否正確,弄清正負(fù)方向,認(rèn)準(zhǔn)按鍵,然后再進(jìn)行操作。

3.加工工件完畢后的注意事項(xiàng)

(1)全批零件加工完畢后,應(yīng)核對刀具號、刀補(bǔ)值,使程序、偏置頁面、調(diào)整卡及工藝中的刀具號、刀補(bǔ)值完全一致。

(2)從刀庫中卸下刀具,按調(diào)整卡或程序,清理編號入庫。

(3)錄入磁帶、磁盤與工藝、刀具調(diào)整卡成套入庫。

(4)卸下夾具。某些夾具應(yīng)記錄安裝位置及方位,并作記錄、存檔。

(5)清掃機(jī)床。

(6)將各坐標(biāo)軸停在中間位置。

7.5數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù)

7.5.1數(shù)控機(jī)床日常維護(hù)保養(yǎng)要點(diǎn)

數(shù)控機(jī)床的使用壽命和效率高低,不僅取決于機(jī)床本身的精度和性能,很大程度上也取決于對它的正確使用及維修。正確的使用能防止設(shè)備非正常磨損,避免突發(fā)故障;精心的維護(hù)可使設(shè)備保持良好的技術(shù)狀態(tài),延遲老化進(jìn)程,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消滅故障,防患于未然,防止惡性事故的發(fā)生,從而保障安全運(yùn)行。

各類數(shù)控機(jī)床因其功能、結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)的不同各具不同的特性,其維護(hù)保養(yǎng)的內(nèi)容和規(guī)則也各有特色,具體應(yīng)根據(jù)機(jī)床的種類、型號及實(shí)際使用情況,并參照該機(jī)床說明書的要求,制定和建立必要的定期、定級保養(yǎng)制度。下面列舉一些常見、通用的日常維護(hù)保養(yǎng)要點(diǎn)。

(1)使機(jī)床保持良好的潤滑狀態(tài)。

定期檢查清洗自動(dòng)潤滑系統(tǒng),添加或更換油脂、油液,使絲杠、導(dǎo)軌等各運(yùn)動(dòng)部位始終保持良好的潤滑狀態(tài),降低機(jī)械磨損速度。

(2)定期檢查液壓、氣壓系統(tǒng)。

對液壓系統(tǒng)定期進(jìn)行油質(zhì)化驗(yàn)、檢查和更換液壓油,并定期對各潤滑、液壓、氣壓系統(tǒng)的過濾器或過濾網(wǎng)進(jìn)行清洗或更換,對氣壓系統(tǒng)還要注意經(jīng)常放水。

(3)定期檢查電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。

對直流電動(dòng)機(jī)定期進(jìn)行電刷和換向器檢查、清洗和更換,若換向器表面臟,應(yīng)用白布沾酒精予以清洗;若表面粗糙,用細(xì)金相砂紙予以修整;若電刷長度在10mm以下時(shí),應(yīng)予以更換。

(4)適時(shí)對各坐標(biāo)軸進(jìn)行超限位試驗(yàn)。

切削液會(huì)使硬件限位開關(guān)產(chǎn)生銹蝕,平時(shí)又主要靠軟件限位起保護(hù)作用,因此要防止限位開關(guān)銹蝕后不起作用;要防止工作臺發(fā)生碰撞,嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞滾珠絲杠,影響其機(jī)械精度。試驗(yàn)時(shí),要按一下限位開關(guān)確認(rèn)一下是否出現(xiàn)超程警報(bào),或檢查相應(yīng)的I/O接口信號是否變化。

(5)定期檢查電氣部件。

檢查各插頭、插座、電纜、各繼電器的觸點(diǎn)是否接觸良好,檢查各印刷線路板是否干凈,檢查主變壓器、各電機(jī)的絕緣電阻應(yīng)在1MΩ上。平時(shí)盡量少開電氣柜門,以保持電器、柜內(nèi)清潔,定期對電器柜和有關(guān)電器的冷卻風(fēng)扇進(jìn)行衛(wèi)生清潔,更換其空氣過濾網(wǎng)等;電路板上太臟或受濕,可能發(fā)生短路現(xiàn)象,因此必要時(shí)對各個(gè)電路板、電氣元件采用吸塵法進(jìn)行衛(wèi)生清掃等。

(6)機(jī)床長期不用時(shí)的維護(hù)。

數(shù)控機(jī)床不宜長期封存不用,購買數(shù)控機(jī)床以后要充分利用起來,盡量提高機(jī)床的利用率,尤其是投入的第一年,更應(yīng)充分地利用,使其容易出現(xiàn)故障的薄弱環(huán)節(jié)盡早暴露出來,使故障的隱患盡可能在保修期內(nèi)得以排除。數(shù)控機(jī)床如果長期不用,反而會(huì)由于受潮等原因加快電子元件的變質(zhì)或損壞。因此數(shù)控機(jī)床長期不用時(shí)要定期通電,并進(jìn)行機(jī)床功能試驗(yàn)程序的完整運(yùn)行,要求每1~3周通電試運(yùn)行1次,尤其是在環(huán)境濕度較大的梅雨季節(jié),應(yīng)增加通電次數(shù);每次空運(yùn)行1小時(shí)左右,以利用機(jī)床本身的發(fā)熱來降低機(jī)內(nèi)濕度,使電子元件不致受潮;同時(shí)也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)有無電池報(bào)警發(fā)生,以防系統(tǒng)軟件、參數(shù)的丟失等。

(7)更換存儲(chǔ)器電池。

一般數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)對CMOSRAM存儲(chǔ)器器件設(shè)有可充電電池維持電路,以保證系統(tǒng)不通電期間保持其存儲(chǔ)器的內(nèi)容。在一般的情況下,即使電池尚未失效,也應(yīng)每年更換一次,以確保系統(tǒng)能正常工作。電池的更換應(yīng)在數(shù)控裝置通電狀態(tài)下進(jìn)行,以防更換時(shí)RAM內(nèi)信息丟失。

(8)印刷線路板的維護(hù)。

印刷線路板長期不用是很容易出故障的。因此,對于已購置的備用印刷線路板應(yīng)定期裝到數(shù)控裝置上運(yùn)行一段時(shí)間,以防損壞。

(9)監(jiān)視數(shù)控裝置用的電網(wǎng)電壓。

數(shù)控裝置通常允許電網(wǎng)電壓在額定值的+10%~15%的范圍內(nèi)波動(dòng),如果超出此范圍就會(huì)造成系統(tǒng)不能正常工作,甚至?xí)饠?shù)控系統(tǒng)內(nèi)的電子元件損壞。為此,需要經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控裝置用的電網(wǎng)電壓。

(10)定期進(jìn)行機(jī)床水平和機(jī)械精度檢查。

機(jī)械精度的校正方法有軟硬兩種。軟方法主要是通過系統(tǒng)參數(shù)補(bǔ)償,如絲杠反向間隙補(bǔ)償、各坐標(biāo)定位精度定點(diǎn)補(bǔ)償、機(jī)床回參考點(diǎn)位置校正等;硬方法一般要在機(jī)床大修時(shí)進(jìn)行,如進(jìn)行導(dǎo)軌修刮、滾珠絲杠螺母預(yù)緊、調(diào)整反向間隙等。

(11)經(jīng)常打掃衛(wèi)生。

如果機(jī)床周圍環(huán)境太臟,粉塵太多,均會(huì)影響機(jī)床的正常運(yùn)行;電路板太臟,可能產(chǎn)生短路現(xiàn)象;油水過濾網(wǎng)、安全過濾網(wǎng)等太臟,會(huì)發(fā)生壓力不夠、散熱不好,造成故障。所以必須定期進(jìn)行衛(wèi)生清掃。

7.5.2數(shù)控機(jī)床的周期檢查要點(diǎn)

1.每日檢查要點(diǎn)

1)接通電源前的檢查

(1)檢查機(jī)床的防護(hù)門、電柜門等是否關(guān)閉。

(2)檢查冷卻液、液壓油、潤滑油的油量是否充足。

(3)檢查所選擇的液壓卡盤的夾持方向是否正確。

(4)檢查工具、量具等是否已準(zhǔn)備好。

(5)檢查切屑槽內(nèi)的切屑是否已清理干凈。

2)接通電源后的檢查

(1)檢查操作面板上的指示燈是否正常,各按鈕、開關(guān)是否處于正確位置。

(2)顯示屏上是否有報(bào)警顯示,若有問題應(yīng)及時(shí)處理。

(3)液壓裝置的壓力表指示是否在所要求的范圍內(nèi)。

(4)各控制箱的冷卻風(fēng)扇是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

(5)刀具是否正確夾緊在刀架上,回轉(zhuǎn)刀架是否可靠夾緊,刀具是否有損傷。

(6)若機(jī)床帶有導(dǎo)套、夾簧,應(yīng)確認(rèn)其調(diào)整是否合適。

3)機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)后的檢查

(1)運(yùn)轉(zhuǎn)中,主軸、滑板處是否有異常噪音。

(2)有無異?，F(xiàn)象。

2.月檢查要點(diǎn)

(1)檢查主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)情況:以主軸最高轉(zhuǎn)速一半左右的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)30分鐘,用手觸摸殼體,感覺溫和即為正常。

(2)檢查X、Z軸的滾珠絲杠是否干凈,若有污垢,應(yīng)清理干凈;若表面干燥,應(yīng)涂潤滑脂。

(3)檢查X、Z軸行程限位開關(guān)、各急停開關(guān)動(dòng)作是否正常,可用手按壓行程開關(guān)的滑動(dòng)輪,若有超程報(bào)警顯示,說明限位開關(guān)正常。同時(shí)清潔各行程開關(guān)。

(4)檢查回轉(zhuǎn)刀架的潤滑狀態(tài)是否良好。

(5)檢查導(dǎo)套裝置:

①檢查導(dǎo)套內(nèi)孔狀況,看是否有裂紋、毛刺。若有問題,予以修整。

②檢查并清理導(dǎo)套前面蓋帽內(nèi)的切屑。

(6)檢查并清理冷卻液槽內(nèi)的切屑。

(7)檢查液壓裝置:

①檢查壓力表的工作狀態(tài)。通過調(diào)整液壓泵的壓力,檢查壓力表的指針是否工作正常。

②檢查液壓管路是否有損壞,各管接頭是否有松動(dòng)或漏油現(xiàn)象。

(8)檢查潤滑裝置:

①檢查潤滑泵的排油量是否符合要求。

②檢查潤滑油管路是否損壞,管接頭是否有松動(dòng)、漏油現(xiàn)象。

3.六個(gè)月檢查要點(diǎn)

(1)檢查主軸:

①檢查主軸孔的振擺。將千分表探頭伸入卡盤套筒的內(nèi)壁,然后輕輕地將主軸旋轉(zhuǎn)一周,指針的擺動(dòng)量小于出廠時(shí)精度檢查表的允許值即可。

②檢查主軸傳動(dòng)皮帶的張力及磨損情況。

③檢查編碼盤用同步皮帶的張力及磨損情況。

(2)檢查刀架:主要看換刀時(shí)其換位動(dòng)作的連貫性,以刀架夾緊、松開時(shí)無沖擊為好。

(3)檢查導(dǎo)套裝置:用手沿軸向拉導(dǎo)套,檢查其間隙是否過大。

(4)檢查潤滑泵裝置浮子開關(guān)的動(dòng)作狀況:可用潤滑泵裝置抽出潤滑油,看浮子落至警線以下時(shí),是否有報(bào)警指示以判斷浮子開關(guān)的好壞。

(5)插頭、插座、電纜、繼電器的觸點(diǎn)檢查:檢查各插頭、插座、電纜、各繼電器的觸點(diǎn)是否接觸良好;檢查各印刷電路板是否干凈;檢查主電源變壓器、各電機(jī)的絕緣電阻(應(yīng)在1MΩ以上)。

(6)斷電后有關(guān)參數(shù)的檢查:檢查斷電后保存機(jī)床參數(shù)、工作程序所用后備電池的電壓值。

7.6.1數(shù)控機(jī)床常見故障的分類

根據(jù)數(shù)控機(jī)床的故障性質(zhì)、產(chǎn)生原因等,可將數(shù)控機(jī)床常見故障分為以下5類。

7.6數(shù)控機(jī)床常見故障的處理方法

1.系統(tǒng)性和隨機(jī)性故障

以故障出現(xiàn)的必然性和偶然性,可將數(shù)控機(jī)床的故障分為系統(tǒng)性故障和隨機(jī)性故障。系統(tǒng)性故障是指機(jī)床和系統(tǒng)在某一特定條件下必然出現(xiàn)的故障,而隨機(jī)性故障是指偶然出現(xiàn)的故障。因此,隨機(jī)性故障的分析與排除更為困難。一般來說,隨機(jī)性故障往往與機(jī)械結(jié)構(gòu)局部松動(dòng)和錯(cuò)位、控制系統(tǒng)中部分元器件工作特性漂移及機(jī)床電氣元件可靠性下降有關(guān)。因此,排除這類故障要經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn),然后綜合判斷。

2.有診斷顯示和無診斷顯示故障

以故障出現(xiàn)時(shí)有無自診斷顯示,可將數(shù)控機(jī)床的故障分為有診斷故障和無診斷故障。目前,數(shù)控機(jī)床配置的數(shù)控系統(tǒng)和可編程控制器中都有較豐富的自診斷功能。有診斷顯示的故障一般與控制部分有關(guān),根據(jù)報(bào)警內(nèi)容,容易找到故障原因。無診斷顯示的故障,往往機(jī)床停在某一位置不能動(dòng),甚至手動(dòng)操作也失靈,維修人員只能根據(jù)出現(xiàn)故障的前后現(xiàn)象來分析判斷,因此,這類故障的排除難度較大。

3.破壞性故障和非破壞性故障

以故障出現(xiàn)有無破壞性,可將數(shù)控機(jī)床的故障分為破壞性故障和非破壞性故障。破壞性故障一般來說應(yīng)避免再次發(fā)生,維修時(shí)不允許重復(fù)這些現(xiàn)象。例如出現(xiàn)伺服系統(tǒng)失控造成飛車、短路、燒壞保險(xiǎn)絲等破壞性故障,只能根據(jù)現(xiàn)場人員提供的情況修理,維修難度高,且有一定風(fēng)險(xiǎn)。而非破壞性故障可進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn),確診與排除比前者方便。

4.運(yùn)動(dòng)品質(zhì)特性故障

運(yùn)動(dòng)品質(zhì)特性故障是由于機(jī)床運(yùn)動(dòng)品質(zhì)特性下降而引起的故障,此時(shí)機(jī)床照常運(yùn)行,也沒有任何報(bào)警顯示,但加工零件不合格。如機(jī)床定位精度超差、反向死區(qū)過大、兩坐標(biāo)直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)中發(fā)現(xiàn)震蕩等。針對這類故障,必須在檢測儀器配合下,通過對機(jī)械部件、控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)等進(jìn)行調(diào)整來解決。

5.硬件故障和軟件故障

按發(fā)生故障的部位,可將數(shù)控機(jī)床的故障分為硬件故障和軟件故障兩種。所謂硬件故障,就是由外部硬件損壞引起的故障,包括檢測開關(guān)、液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、電氣執(zhí)行元件及機(jī)械裝置等故障,這類故障是數(shù)控機(jī)床常見的故障。所謂軟件故障,是指不是由硬件損壞引起的,而是由于操作、程序編制、調(diào)試處理不當(dāng)引起的。這類故障只要改變相應(yīng)程序內(nèi)容或修改機(jī)床設(shè)定參數(shù)等就能排除。

7.6.2數(shù)控機(jī)床常見故障及其處理

數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí),除非出現(xiàn)影響設(shè)備或人身安全的緊急情況,不要立即關(guān)斷電源。要充分調(diào)查故障現(xiàn)場,從系統(tǒng)的外觀、CRT顯示的內(nèi)容、狀態(tài)報(bào)警指示及有無燒灼痕跡等方面進(jìn)行檢查,在確認(rèn)系統(tǒng)通電無危險(xiǎn)的情況下,可按系統(tǒng)“復(fù)位”鍵,觀察系統(tǒng)是否有異常,報(bào)警是否消失。。如能消失,則故障多為隨機(jī)性,或是操作錯(cuò)誤造成的。

數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),往往同一現(xiàn)象、同一報(bào)警號可以有多種起因,有的故障根源在機(jī)床上,但現(xiàn)象卻反映在系統(tǒng)上,所以,無論是數(shù)控系統(tǒng)、機(jī)床電器,還是機(jī)械、液壓及氣動(dòng)裝置等,只要有可能引起該故障的原因,都要盡可能全面地列出來,確定最有可能的原因,再通過必要的試驗(yàn),達(dá)到確診和排除故障的目的。為此,當(dāng)故障發(fā)生后,要對故障的現(xiàn)象作好詳細(xì)的記錄。數(shù)控機(jī)床的故障現(xiàn)象盡管比較繁多,但大體發(fā)生在以下幾個(gè)部位:機(jī)械部分,機(jī)床電器部分及強(qiáng)電控制部分,進(jìn)給伺服系統(tǒng)部分,主軸伺服系統(tǒng)部分以及數(shù)控系統(tǒng)部分。

關(guān)于編程而引起的故障多是由于考慮不周或程序輸入時(shí)失誤而造成的,一般只需按報(bào)警提示及時(shí)修改就行了。由于各部分故障的原因及特點(diǎn)不同,因而故障處理的方法也不同。下面就分別對各部分常見故障的處理方法介紹如下:

1.機(jī)械部分的常見故障及其處理

數(shù)控機(jī)床機(jī)械部分的修理與常規(guī)機(jī)床有許多共同點(diǎn),但由于數(shù)控機(jī)床大量采用電氣控制,機(jī)械結(jié)構(gòu)大為簡化,所以機(jī)械故障大大降低。對于常見的機(jī)械故障修理,每一種機(jī)床都有相關(guān)的說明書及機(jī)械修理手冊來說明,這里僅介紹一些帶共性的部件故障。

1)進(jìn)給傳動(dòng)鏈故障

由于普遍采用了滾動(dòng)摩擦,所以進(jìn)給傳動(dòng)鏈故障大部分是以運(yùn)動(dòng)品質(zhì)下降表現(xiàn)出來的。如定位精度下降、反向間隙過大、機(jī)械爬行、軸承噪聲過大(一般都在撞車后出現(xiàn))。因此,這部分修理常與運(yùn)動(dòng)預(yù)緊力、松動(dòng)環(huán)節(jié)和補(bǔ)償環(huán)節(jié)有關(guān)。

2)主軸部件故障

數(shù)控機(jī)床由于使用了調(diào)速電動(dòng)機(jī),主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較簡單?？赡艹霈F(xiàn)故障的部分有自動(dòng)換刀部分的刀桿拉緊機(jī)構(gòu)、自動(dòng)換刀裝置、自動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)及主軸運(yùn)動(dòng)精度的保持裝置等。

3)自動(dòng)換刀裝置故障

自動(dòng)換刀裝置(ATC)已在加工中心上大量配置,目前有50%的機(jī)械故障與它有關(guān)。故障主要是刀具運(yùn)動(dòng)故障、定位誤差太大、機(jī)械手夾持刀柄不穩(wěn)定和機(jī)械手運(yùn)動(dòng)誤差過大等。這些故障最后都造成換刀動(dòng)作卡住,使整機(jī)停止工作等。

4)機(jī)床附件的可靠性

機(jī)床附件包括切削液裝置、排屑裝置、導(dǎo)軌防護(hù)罩、冷卻液防護(hù)罩、主軸冷卻恒溫油箱和液壓油箱等,要經(jīng)常檢查它們運(yùn)行是否可靠。

2.機(jī)床電氣部分引起的故障及其處理

機(jī)床電氣部分的故障可利用機(jī)床自診斷功能的報(bào)警號提示,查閱PLC梯形圖或檢查I/O接口信號的狀態(tài),并根據(jù)機(jī)床說明書所提供的圖樣、資料、排故障流程圖及調(diào)整方法等,結(jié)合個(gè)人的工作經(jīng)驗(yàn)來排除故障。

(1)各進(jìn)給運(yùn)動(dòng)軸正反向硬件超程報(bào)警。

(2)數(shù)控車床、加工中心等機(jī)床會(huì)出現(xiàn)在換刀時(shí)找不到刀的故障,具體表現(xiàn)為其車床的圓轉(zhuǎn)刀架或加工中心的刀庫總是旋轉(zhuǎn)不停找不到刀。

(3)數(shù)控機(jī)床的主軸不執(zhí)行分度動(dòng)作,這與檢測分度參考點(diǎn)用接近開關(guān)及分角度預(yù)置用撥碼盤的好壞有關(guān)。

(4)對于加工中心類機(jī)床來說,其刀庫的開門、關(guān)門、活動(dòng)工作臺的夾緊、松開、裝入、卸出、活動(dòng)工作臺的選擇等故障多與有關(guān)按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、電磁閥、液壓缸的好壞及動(dòng)作是否良好有關(guān)。

(5)排屑裝置電動(dòng)機(jī)、液壓泵電動(dòng)機(jī)、各進(jìn)給電動(dòng)機(jī)、主軸電動(dòng)機(jī)等不工作,應(yīng)首先檢查有關(guān)斷路器、熱保護(hù)繼電器是否工作。

(6)潤滑裝置的故障,應(yīng)首先檢查有關(guān)開關(guān)、壓力繼電器、定時(shí)器等元件是否工作正常。

(7)數(shù)控車床卡盤的夾緊、松開、夾緊力大小的調(diào)整,應(yīng)首先檢查工作壓力是否合適,有關(guān)電磁閥、液壓缸等是否工作正常。立式或斜導(dǎo)軌式車床斷電時(shí)發(fā)生托板下滑現(xiàn)象,應(yīng)檢查制動(dòng)電磁閥的工作間隙。機(jī)床電器部分的故障占機(jī)床故障的比例是比較大的,原因也比較多。

3.進(jìn)給伺服系統(tǒng)的常見故障及其處理

進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障比較常見,約占整個(gè)系統(tǒng)故障的三分之一。故障報(bào)警現(xiàn)象一般有3種:一是系統(tǒng)具有軟件診斷程序,可在CRT上顯示報(bào)警信息;二是設(shè)置在伺服系統(tǒng)上的硬件(如發(fā)光二極管、保險(xiǎn)絲熔斷等)顯示報(bào)警;三是出現(xiàn)故障時(shí)沒有任何報(bào)警指示。

1)軟件報(bào)警

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)都具有對進(jìn)給驅(qū)動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視、報(bào)警的功能。在CRT上顯示進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的報(bào)警信號大致分為三類:

(1)伺服進(jìn)給系統(tǒng)出錯(cuò)報(bào)警。

(2)檢測出錯(cuò)報(bào)警。

(3)過熱報(bào)警。

總之,可根據(jù)CRT上顯示的報(bào)警信號,參閱該機(jī)床維修說明書中“各種報(bào)警信息產(chǎn)生的原因”的提示進(jìn)行分析判斷,找出故障,將其排除。

2)硬件報(bào)警

這包括速度單元上的報(bào)警指示燈和保險(xiǎn)絲熔斷以及保護(hù)用的開關(guān)跳開等報(bào)警。報(bào)警指示燈的含義隨速度控制單元設(shè)計(jì)上的差異也有所不同,一般有下述幾種:

(1)大電流報(bào)警。

(2)高電壓報(bào)警。

(3)電壓過低報(bào)警。

(4)速度反饋斷線報(bào)警。

(5)保護(hù)開關(guān)動(dòng)作。

(6)過載報(bào)警。

(7)速度控制單元上的保險(xiǎn)絲燒斷或斷路跳閘。

3)無報(bào)警顯示的故障

無報(bào)警顯示的故障多以機(jī)床處于不正常運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的形式出現(xiàn),但故障的根源卻在進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

(1)機(jī)床失控。

(2)機(jī)床震動(dòng)。

(3)機(jī)床過沖。

(4)機(jī)床移動(dòng)時(shí)噪聲過大。

(5)機(jī)床在快速移動(dòng)時(shí)震動(dòng)或沖擊。

(6)圓柱度超差。

4.主軸伺服系統(tǒng)的常見故障及其處理

主軸伺服系統(tǒng)從電氣控制原理來分可分為直流和交流驅(qū)動(dòng)。直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在20世紀(jì)70年代初至80年代中期在數(shù)控機(jī)床上占據(jù)主導(dǎo)地位。隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展,20世紀(jì)80年代初期推出了交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),標(biāo)志著新一代驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的開始。由于交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)保持了直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)越性,而且交流電動(dòng)機(jī)無需維護(hù),便于制造,不受惡劣環(huán)境影響,所以目前直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已逐步被交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所取代。下面僅介紹交流伺服系統(tǒng)的故障處理。

1)電動(dòng)機(jī)過熱

造成過熱的可能原因有負(fù)載過大、電動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)太臟、電動(dòng)機(jī)的冷卻風(fēng)扇損壞和電動(dòng)機(jī)與控制單元之間連接不良。

2)主軸電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)或達(dá)不到正常轉(zhuǎn)速

主軸電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)或達(dá)不到正常轉(zhuǎn)速的可能原因有速度指令不正常(如有報(bào)警可按報(bào)警內(nèi)容處理)、主軸電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)(可能與主軸定向控制用的傳感器安裝不良有關(guān))等。

3)交流輸入電路的保險(xiǎn)絲燒斷

交流輸入電路的保險(xiǎn)絲燒斷的原因多是交流電源側(cè)的阻抗太高(例如在電源側(cè)自耦變壓器代替隔離變壓器)、交流電源輸入處的浪涌吸收器損壞、電源整流橋損壞、逆變器用的晶體管塊或控制單元的印刷線路板故障。

4)再生回路的保險(xiǎn)絲燒斷

再生回路的保險(xiǎn)絲燒斷主要是由于主軸電動(dòng)機(jī)的加速或減速頻率太高引起。

5)主軸電動(dòng)機(jī)有異常噪聲和震動(dòng)

主軸電動(dòng)機(jī)有異常噪聲和震動(dòng)時(shí),應(yīng)檢查確認(rèn)是在何種情況下產(chǎn)生的。若在減速過程中產(chǎn)生,則故障發(fā)生在再生回路,此時(shí)應(yīng)檢查回路處的保險(xiǎn)絲是否熔斷及晶體管是否損壞。若在恒速下產(chǎn)生,則應(yīng)先檢查反饋電壓是否正常,然后突然切斷指令,觀察電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)過程中是否有噪聲。若有噪聲,則故障出現(xiàn)在機(jī)械部分;否則可能在印刷線路板上。若反饋電壓不正常,則需要檢查震動(dòng)周期是否與速度有關(guān),若有關(guān),應(yīng)檢查主軸與主軸電動(dòng)機(jī)連接是否合適,主軸以及裝在交流主軸電動(dòng)機(jī)尾部的脈沖發(fā)生器是否不良;若無關(guān),則可能是印刷線路板調(diào)整不好或不良,或是機(jī)械故障

5.數(shù)控系統(tǒng)的常見故障及其處理

(1)數(shù)控系統(tǒng)電源接通后CRT無輝度或無任何畫面。此類故障主要由以下幾方面原因:

①與CRT單元有關(guān)的電纜連接不良引起的,應(yīng)對電纜重新檢查、連接一次。

②檢查一下CRT單元的輸入電壓是否正常,但在檢查前應(yīng)先搞清楚CRT單元所用的電壓是直流還是交流,電壓有多高。因?yàn)樯a(chǎn)廠家不同,它們之間有較大差異。

③CRT單元本身的故障造成。

④可以用示波器檢查是否有視頻(VIDEO)信號輸入。如無,則故障出在CRT接口印刷線路扳上或主控制線路板上。

⑤數(shù)控系統(tǒng)的主控制線路板上如有報(bào)警顯示,也可影響CRT的顯示。此時(shí),故障的起因不是CRT本身,而在主控制印刷線路板上,可以按報(bào)警信息來分析處理。

(2)數(shù)控系統(tǒng)一接通電源就出現(xiàn)“NOTREADY”顯示,過幾秒鐘就自動(dòng)切斷電源。有時(shí)數(shù)控系統(tǒng)接通電源后顯示正常,但在運(yùn)行程序的中途突然在CRT畫面出現(xiàn)“NOTREADY”,隨之電源被切斷,造成這類故障的一個(gè)原因是PLC有故障,可以通過查PLC的參數(shù)及梯形圖來發(fā)現(xiàn)。其次應(yīng)檢查伺服系統(tǒng)電源裝置是否有保險(xiǎn)絲斷、斷路器跳閘等問題。

如合閘或更換了保險(xiǎn)絲后斷路器再次跳閘,應(yīng)檢查電源部分是否有問題,如是否有電動(dòng)機(jī)過熱、是否有大功率晶體管組件過電流等故障而使計(jì)算機(jī)的監(jiān)控電路起作用;檢查計(jì)算機(jī)各電路板是否有故障燈顯示。另外還應(yīng)檢查計(jì)算機(jī)所需各交流電源、直流電源的電壓值是否正常,如電壓不正常也可造成邏輯混亂而產(chǎn)生“沒準(zhǔn)備好”故障。

(3)當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)入用戶宏程序時(shí)出現(xiàn)超程報(bào)警或顯示“PROGRAMSTOP”,但系統(tǒng)一旦退出用戶宏程序運(yùn)行,則數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行正常,這類故障出在用戶宏程序上。如操作人員錯(cuò)按“復(fù)位”按鈕,就會(huì)造成宏程序的混亂。此時(shí)可采取全部清除數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)存,重新輸入數(shù)控系統(tǒng)、PLC的參數(shù)、宏程序變量、刀具補(bǔ)償號及設(shè)定值等來恢復(fù)。

(4)數(shù)控系統(tǒng)的“手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式”“自動(dòng)方式”無效,但在CRT畫面上卻無報(bào)警發(fā)生。這類故障多數(shù)不是由數(shù)控系統(tǒng)引起的。因?yàn)樯鲜龅摹笆謩?dòng)數(shù)據(jù)輸入方式”“自動(dòng)方式”的操作開關(guān)都在機(jī)床操作面板上,所以在操作面板和數(shù)控柜之間連接發(fā)生故障,如斷線等的可能性最大。在上述故障中幾種工作方式均無效,說明是共性的問題,如機(jī)床側(cè)的繼電器壞了,造成機(jī)床側(cè)的+24V不能進(jìn)入數(shù)控系統(tǒng)側(cè)的連接單元就會(huì)引起上述故障。

(5)機(jī)床不能正常地返回基準(zhǔn)點(diǎn),且有報(bào)警產(chǎn)生。發(fā)生此故障的原因一般是由脈沖編碼器的信號沒有輸入到主控制印刷線路板造成的。如脈沖編碼器斷線,或脈沖編碼器的連接電纜和插頭斷線等均可引起此故障。另外,返回基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)的機(jī)床位置距基準(zhǔn)點(diǎn)太近也會(huì)產(chǎn)生報(bào)警。

(6)手搖脈沖發(fā)生器不能工作。此類故障包括:轉(zhuǎn)動(dòng)手搖脈沖發(fā)生器時(shí)CRT畫面的位置顯示發(fā)生變化,但機(jī)床不動(dòng)。此時(shí)可先通過診斷功能檢查是否處于機(jī)床鎖住狀態(tài)。如未鎖住,則再由診斷功能確認(rèn)伺服斷開信號是否已被輸入到數(shù)控系統(tǒng)中。另一種可能是轉(zhuǎn)動(dòng)手搖脈沖發(fā)生器時(shí)CRT畫面的位置顯示無變化,機(jī)床也不運(yùn)動(dòng)。此時(shí)可確認(rèn)機(jī)床鎖住信號是否己被輸入(通過診斷功能來檢查),確認(rèn)手搖脈沖發(fā)生器的方式選擇(它在機(jī)床操作面板上)信號是否已被輸入(也可用診斷功能來確認(rèn)),并檢查主板是否有報(bào)警。若以上幾個(gè)方面均無問題,則可能是手搖脈沖發(fā)生器不良或脈沖發(fā)生器接口板不良。

知識拓展

1.什么是TPM?1)TPM的定義TPM是TotalProductiveMaintenance第一個(gè)字母的縮寫,意思是“全員生產(chǎn)維修”,即通過員工素質(zhì)與設(shè)備效率的提高,使企業(yè)的體質(zhì)得到根本改善,是以提高設(shè)備綜合效率為目標(biāo),以全系統(tǒng)的預(yù)防維修為過程,全體人員參與為基礎(chǔ)的設(shè)備保養(yǎng)和維修管理體系。

2)TPM的特點(diǎn)

TPM的特點(diǎn)就是三個(gè)“全”,即全效率、全系統(tǒng)和全員參加。全效率是指設(shè)備壽命周期費(fèi)用評價(jià)和設(shè)備綜合效率。全系統(tǒng)是指生產(chǎn)維修系統(tǒng)的各個(gè)方法都要包括在內(nèi),即PM、MP、CM、BM等都要包含。全員參加是指設(shè)備的計(jì)劃、使用、維修等所有部門都要參加,尤其注重的是操作者的自主小組活動(dòng)。

3)TPM的目標(biāo)

TPM的目標(biāo)可以概括為四個(gè)“零”,即停機(jī)為零、廢品為零、事故為零、速度損失為零。停機(jī)為零是指計(jì)劃外的設(shè)備停機(jī)時(shí)間為零。計(jì)劃外的停機(jī)對生產(chǎn)造成的沖擊相當(dāng)大,使整個(gè)生產(chǎn)品配發(fā)生困難,造成資源閑置等浪費(fèi)。計(jì)劃時(shí)間要有一個(gè)合理值,不能為了滿足非計(jì)劃停機(jī)為零而使計(jì)劃停機(jī)時(shí)間值達(dá)到很高。廢品為零是指由設(shè)備原因造成的廢品為零?！巴昝赖馁|(zhì)量需要完善的機(jī)器”,機(jī)器是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵,而人是保證機(jī)器好壞的關(guān)鍵。事故為零是指設(shè)備運(yùn)行過程中事故為零。

設(shè)備事故的危害非常大,影響生產(chǎn)不說,可能會(huì)造成人身傷害,嚴(yán)重的可能會(huì)“機(jī)毀人亡”。速度損失為零是指設(shè)備速度降低造成的產(chǎn)量損失為零。由于設(shè)備保養(yǎng)不好,設(shè)備精度降低而不能按高速度使用設(shè)備,等于降低了設(shè)備性能。

4)TPM的理論基礎(chǔ)

TPM的理論基礎(chǔ)如圖7-12所示。圖7-12TPM的理論基礎(chǔ)

5)推行TPM的要素

推行TPM要從三大要素上下工夫。這三大要素是:①提高工作技能。不管是操作工還是設(shè)備工程師,都要努力提高工作技能。沒有好的工作技能,全員參與將是一句空話。②改進(jìn)精神面貌。精神面貌好,才能形成好的團(tuán)隊(duì),共同促進(jìn),共同提高。③改善操作環(huán)境。通過5S等活動(dòng),使操作環(huán)境良好,一方面可以提高工作興趣及效率,另一方面可以避免一些不必要的設(shè)備事故?，F(xiàn)場整潔,物料、工具等分門別類擺放,也可使設(shè)置調(diào)整時(shí)間縮短。

2.什么是5W1H工作法?

5W1H是指管理工作中對目標(biāo)計(jì)劃進(jìn)行分解和進(jìn)行決策的思維程序。它對要解決問題的目的、對象、地點(diǎn)、時(shí)間、人員和方法提出一系列的詢問,并尋求解決問題的答案。這六個(gè)問題是:

(1)Why——為什么干這件事?(目的);

(2)What——怎么回事?(對象);

(3)Where——在什么地方執(zhí)行?(地點(diǎn))

(4)When———什么時(shí)間執(zhí)行?什么時(shí)間完成?(時(shí)間);

(5)Who——由誰執(zhí)行?(人員);

(6)How——怎樣執(zhí)行?采取那些有效措施?(方法)。

以上六個(gè)問題的英文第一個(gè)字母為5個(gè)W和1個(gè)H,所以簡稱5W1H工作法。運(yùn)用這種方法分析問題時(shí),先將這六個(gè)問題列出;得到回答后,再考慮列出一些小問題;再次得到回答后,便可進(jìn)行取消、合并、重排和簡化工作,對問題進(jìn)行綜合分析研究,從而產(chǎn)生更新的創(chuàng)造性設(shè)想或決策。

巧記5W1H的中文口訣:“何時(shí)何地何人?做何事?為什么?怎么做?”

先導(dǎo)案例解決方案

1.什么是5S管理

5S管理就是整理(SEIRI)、整頓(SEITON)、清掃(SEISO)、清潔(SETKETSU)、素養(yǎng)(SHITSUKE)五個(gè)項(xiàng)目,因日語的羅馬拼音均以“S”開頭而簡稱5S