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如何做好数控机床的维护保养?

作者:宋运伟 教授  渤海船舶职业学院

 

【摘要】:熟悉掌握数控设备的操作规程、维护与保养方法,使大家能够按照操作规程,采用正确的方法与步骤,对所使用的数控机床进行维护与保养。
 

    数控机床是机电一体化的高新技术设备,具有高效率、高精度等特点,而且具有一定的柔性,在装备制造现场发挥了强大的作用,是企业生产的关键设备。但是,如果机床设备操作使用不当、维护不周、就会发生各种故障。这些故障如果得不到及时有效的维修,就会造成停机,使生产不能正常进行,影响企业的经济效益和信誉,损失难以估量和弥补。要使设备长期可靠地运行,很大程度上取决于对它们的使用和维护。正确的使用可避免突发故障,延长无故障时间;精心维护可使机床处于良好的技术状态,延缓劣化的过程。将在下列介绍数控机床日常维护及各级保养方面的知识。
 

(一)数控机床维护保养的意义与要求

1.操作者维护保养数控设备的重要性


    随着数控机床被越来越多地应用于制造业,各数控设备的使用单位对数控操作者的需求也越来越迫切。但是目前,绝大部分使用单位除了重视数控操作者的操作技能并给予定期培训外,对操作者保养设备的工作强调得却远远不够。长此以往,势必造成数控设备的“只用不保”,最直接的后果就是数控设备故障率的不断上升、利用率的不断下降,设备使用单位就会陷入生产断续、疲于维修的恶性循环。
    因此说,数控设备的维护与保养是保持设备处于良好技术状态、延长使用寿命、减少停工损失和维修费用、降低生产成本、保证生产质量、提高生产效率所必须的日常工作。对于高精度、高效率的数控机床而言,维护保养更为重要。
    使用单位要制订数控设备维护与保养的培训计划,定期对操作者进行数控设备保养方面知识的培训。要加强职能部门对数控设备的巡回检査,制定严格的奖惩制度,目的是要
在操作者脑海中形成“使用设备就要保养设备”的观念。操作者要不断提高自身修养,认真学习数控设备各级维护与保养的知识,严格遵守单位制定的有关数控设备保养的规章制度,本着“磨刀不误砍柴工”的原则,按照数控设备的保养规范的要求保养好所用的设备。
 

2.数控设备维护的基本要求
(1)完整性:数控机床的零部件齐全,工具、附件、工件放置整齐,电路、管道完整。
(2)洁净性:数控机床内外清洁,无黄袍、无黑污、无锈蚀;各滑动面、丝杠、齿条、齿轮等处无油垢、无碰伤;各部位不漏油、不漏水、不漏气、不漏电;切削垃圾清扫干净。
(3)灵活性:为保证部件灵活性,必须按照数控机床润滑标准,定时定量加油、换油。油质要符合要求;油壶、油枪、油杯、油嘴齐全;油毡、油线清洁,油标明亮,油路畅通。
(4)安全性:严格实行定人定机和交接班制度。操作者必须熟悉数控机床的结构,遵守操作维护规程,合理使用,精心维护,检测异常,不出事故。各种安全防护装置齐全可靠,控制系统正常,接地良好,无事故隐患。

3.对数控机床操作人员的要求
   
与机床接触最多、能掌握机床运转“脉搏”的是操作人员。他们整天操作机床,积累了丰富的实践经验,对机床各部分的状态了如指掌。他们在正确使用和精心维护方面做得如何往往对数控机床的状态有着重要的作用。因此,一个合格的数控机床操作者应具备如下基本条件。
(1)有较高的思想素质工作勤勤恳恳,具有良好的职业道德;能刻苦钻研技术;文化程度中专以上,并具有较丰富的实践经验。
(2)熟练掌握各种操作与编程能正确熟练地对自己所负责的数控机床进行各种操作,并熟练掌握编程方法,能编制岀正确优化的加工程序,避免因操作失误或编程错误造成碰撞而导致机床故障。

(3)深入了解机床特性。掌握机床运行规律对机床的特性有较深入的了解,并能逐步摸索掌握运行中的情况及某些规律。对由操作人员负责进行的日常维护及保养工作能正确熟练地掌握,从而保持机床的良好状态。
(4)熟知操作规程及维护和检査的内容应熟知本机床的基本操作规程和安全操作规程、日常维护和检查的内容及达到的标准、保养和润滑的具体部位及要求。知道本机床所使用的油(脂)牌号、代用油(脂)牌号、液压及气动系统的正常压力。
(5)认真处理并做好记录对运行中发现的任何不正常的情况和征兆都能认真处理并做好记录。一旦发生故障,要及时正确地做好应急处理,并尽快找维修人员进行维修。修理过程中,与维修人员密切配合,共同完成对机床故障的诊断及修理工作。

(二)数控机床操作规程

    数控机床操作维护规程是指导操作人员正确使用和维护设备的技术性规范,每个操作人员必须严格遵守,以保证数控机床正常运行,减少故障,防止事故发生。

1.数控机床操作维护规程制定原则

1)一般应按数控机床操作顺序及班前、中、后的注意事项分列,力求内容精炼、简明适用,属于“三好”“四会”的项目,此处不再列入。
2)按照数控机床类别将结构特点、加工范围、操作注意事项、维护要求等分别列出,便于操作工人掌握要点,贯彻执行。

3)各类数控机床具有共性的内容,可编制统一标准通用规程。
4)重点设备,高精度、大重型及稀有关键数控机床,必须单独编制操作维护规程,并用醒目的标识牌、板张贴显示在机床附近,要求操作工特别注意,严格遵守。

2.操作维护规程的基本内容

1)班前清理工作场地,按日常检査卡规定项目检査各操作手柄、控制装置是否处于停机位置,安全防护装置是否完整牢靠,查看电源是否正常,并做好点检记录。
2)査看润滑、液压装置的油质、油量,按润滑图表规定加油,保持油液清洁,油路畅通,润滑良好。
3)确认各部位正常无误后,方可空车起动设备。先空车低速运转3~5min,查看各部位运转正常,润滑良好,方可进行工作。不得超负荷超规范使用。
4)工件必须装夹牢固,禁止在机床上敲击夹紧工件。
5)合理调整各部位行程挡块,定位正确紧固。
6)操纵变速装置必须切实转换到固定位置,使其啮合正常。要停机变速时,不得用反转制动变速。
7)数控机床运转中要经常注意各部位情况,如有异常,应立即停机处理
8)测量工件、更换工装、拆卸工件都必须停机进行,离开机床时必须切断电源。
9)数控机床的基准面、导轨、滑动面要注意保护,保持清洁,防止损伤。
10)经常保持润滑及液压系统清洁。盖好箱盖,不允许有水、尘、铁屑等污物进入油箱及电器装置。
11)工作完毕和下班前应清扫机床设备,保持清洁,将操作手柄、按钮等置于非工作位置,切断电源,办好交接班手续。

    各类数控机床在制定操作维护规程时,除上述基本内容外,还应针对各机床本身特点、操作方法、安全要求、特殊注意事项等列出具体要求,便于操作人员遵照执行。

(三)数控机床维护的主要内容

(1)保持良好的润滑状态定期检查清洗润滑系统,添加或更换油脂、油液,使丝杠和导轨等运动部件始终保持良好的润滑状态,降低机械磨损速度。
(2)定期检查液压、气压系统对液压系统定期进行油质化验并更换液压油,并定期对润滑、液压和气压系统的过滤器或过滤网进行清洗或更换,对于气压系统,还要注意及时对分水排水器放水。
(3)尽量少开电气控制柜门加工车间漂浮的灰尘、油雾和金属粉末等落在电气柜上容易造成元器件间绝缘电阻下降,导致出现故障,甚至会使元器件或印制电路板损坏。对于主轴控制系统安装在强电柜中的情况,强电柜门关闭不严、密封不良是使电气元器件损坏、主轴控制失灵的原因之一。因此,除定期维护和维修外,平时应尽量少开电气控制柜门。
(4)光栅尺保养:
1)
禁止使用气枪强气清理读数头或尺本体上及周围的杂屑,避免杂屑掉入尺本体内部。
2)不能用手指直接接触读数头的读数窗口。
3)不能用丙酮 、苯、酒精清洁光栅尺。
4)  最好用洁净、柔软的无绒干布轻擦,无需使用任何清洗剂。如果尺面太脏,只能用软布沾少许庚烷 、丙烷擦拭,不得用力。切勿使钢带长时间浸入任何液体中。
(5)定期对直流电动机进行电刷和换向器检査、清洗和更换定期对直流电动机进行电刷和换向器检査,用白布蘸取酒精清洗,若表面粗糙,要用细金相砂纸修理、清洗和更换。
(6)超程限位试验适时对各坐标轴进行超程限位试验。
(7)定期检查电气部件检查各插头、插座、电缆和继电器的触点是否接触良好,检查各印制电路板是否干净。伺服电源变压器、各电动机绝缘电阻应在1MΩ以上。
(8)数控柜和电气柜的散热通风系统维护应经常检查数控柜、电气柜的冷却风扇工作是否正常、风道过滤网是否堵塞。一般情况下不允许开电柜门。
(9)长期不用的数控机床的维护数控系统处于长期闲置的情况下,要经常给系统通电,应坚持每周至少通电一次,在机床锁住不动的情况下,让系统空运行。系统通电可利用电器本身的发热来驱散电气柜内的潮气,保证电器性能的稳定可靠。实践证明,在空气湿度较大的地区,经常通电是降低故障的一个有效措施。
(10)定期更换存储器用的电池数控系统存储参数用的存储器件是CMOS器件,其存储内容在数控系统断电期间靠电池支持供电,当电池电压下降至一定值时就会造成参数丢失。因此,要定期检查电池电压,当该电压下降至限定值或出现电池电压报警时,应及时更换电池。需要注意的是,一般情况下,即使电池尚未消耗完,也应每年更换一次,以确保系统能正常工作,还可以防止存储参数的丢失。电池更换应在CNC系统通电状态下进行。
(11)经常监视CNC装置用的电网电压通常,数控系统允许的电网电压波动范围在额定值的10%~15%之间,如果超出此范围,轻则会使数控系统不能稳定工作,重则会造成重要电子部件的损坏。因此,要经常注意电网电压的波动。对于电网质量比较恶劣的地区,应及时配备数控系统专用的交流稳压电源装置,这将会使故障率有比较明显的降低。
(12)定期进行机床水平和机械精度校正机床运行一段时间后,机床水平和机械精度往往会发生变化,因此应定期校正。校正方法有两种:一是通过系统参数补偿,如丝杠螺母反向间隙补偿、螺距误差补偿和参考点校正等;二是通过调整和预紧方法消除间隙,恢复精度。
(13)提高利用率数控机床如果较长时间闲置不用,当需要使用时,机床的各运动环节会由于油脂凝固、灰尘甚至生锈而影响其静、动态传动性能,降低机床精度,油路系统的堵塞更是一大烦事。从电气方面来看,由于一台数控机床的整个电气控制系统硬件是由数以万计的电子元器件组成的,它们的性能和寿命具有很大的离散性,从宏观来看分三个阶段:在一年之内基本上处于所谓的“磨合”阶段,在该阶段故障率呈下降趋势,如果在这期间不断开动机床则会较快完成“磨合”任务,而且也可充分利用一年的保修期,若有难以解决的问题出现还可以得到厂家的免费维修与维护;第二阶段为有效寿命阶段,也就是充分发挥效能的阶段,在合理的使用和良好的日常维护保养条件下,机床正常运转至少可在5年以上;第三阶段为系统寿命衰老阶段,电气硬件故障会逐渐增多。数控系统的使用寿命平均在8~10年。
因此,在没有加工任务的一段时间内,最好在较低速度下空运行机床,至少也要经常给数控系统通电,甚至每天都应通电。
(14)充足的电气备件当电气元件的损坏引起机床故障时,为避免由于购买电气元件的周期过长而影响机床正常恢复的情况出现,应为数控机床准备一定数量的备件储存。另外,在某些故障的维修过程中,有时需要采用备件替换法辅助排除故障,因此足够的备件储存还可以缩短设备的停机待修时间。
    由于数控机床种类繁多,各类数控机床因其功能、结构及系统的不同,各具有不同的特性,其维护、保养的内容和要求也各不相同,应根据机床的种类、型号及实际使用情况,并参照机床使用说明书要求,制定和建立必要的定期、定级保养制度。数控车床的定期维护内容如下表:

 





 



 【实训项目数控机床的保养与维护操作】

1.实训内容
(1)阅读所使用机床的使用说明书,掌握机床的操作规程与维护保养内容与操作方法。
(2)选用正确的工具,对所使用机床的各部位进行维护和保养,填写维护日志,并检查机床各功能。

2.实训设备
数控实训中心内的各类数控机床,各种维护保养用工具用品。

3.实训步骤
(1)阅读所使用机床的使用说明书,掌握机床的操作、维护规程。
(2)检查各型数控机床日常养护的部位,学习保养维护操作的具体内容与方法。
(3)熟悉各种机床维护使用的工具用品。
(4)选用正确的工具,对所用机床的各部位进行维护和保养。



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