数控车床维修与保养本科毕业论文.doc

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1、台州技术学院毕 业 论 文题 目 数控机床维修与保养 专 业 数控技术应用 班 级 学 生 学 号 指导教师 二一四年三月十八日目 录摘要11数控机床的概述21.1 数控机床的简介21.2数控机床的工作原理及组成21.3数控机床的的分类22数控机床的维修基础3 2.1数控机床维修工作的基本条件3 2.2数控机床故障的类型33数控机床的预防性维修5 3.1预防性维修的概念及其重要性5 3.2预防性维修的内容5 3.3主要预防部位及方法64如何做好数控机床的预防性维修7 4.1数控机床的点检管理7 4.2数控机床的维护与保养7 4.3数控机床的正确使用8结论9谢辞9参考文献10 摘 要此次设计是我

2、们大学所学知识的最后一次总结。它不但对我们所学的知识做了一次全面的检查与巩固，而且是我们综合利用所学的全部理论与实践相结合的重要环节。本次设计的内容为数控机床的预防性维修（一般来说应包含：设备的选型、设备的正确使用和运行中的巡回检查）。此次设计旨在将中医学中的“不治已病，治未病”的理念运用到机床维修中。首先，培养我们分析实际问题的能力和运用所学知识动手解决问题的能力，从而达到巩固，扩大和深化所学的理论知识，为即将走向的工作岗位打下坚实的基础。 其次，培养了我们深入实际，调整研究的工作方法。再次，培养我们熟悉有关技术政策，运用国家标准规范规定的能力，独立进行查找资料的能力。数控机床自身所具有的明

3、显优势使得它在工业中的应用前景极为乐观，随着数控技术进一步的开发和利用，我深信，它必将在机械工程领域发挥巨大的作用。关键词：数控机床 数控维修 预防性维修1数控机床的概述1.1数控机床的简介1.1.1基本概念数字控制机床(Numerical Control Machine Tools)简称数控机床，这是一种将数字计算技术应用于机床的控制技术。它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高

4、效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。1.2数控机床的工作原理及组成1.2.1数控机床的工作原理工作原理是数控装置内的计算机对以数字和字符编码方式所记录的信息进行一系列处理后，向机床进给等执行机构发出命令，执行机构则按其命令对加工所需各种动作，如刀具相对于工件的运动轨迹、位移量和速度等实现自动控制，从而完成工件的加工。1.2.2数控机床的组成数控机床主要由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体四个部分组成，如图所示。1.3数控机床的分类1.3.1按工艺用途分类1金属切削类数控机床 与传统的车、铣、钻、磨、齿轮加工相对应的数控机床有数控车床、数控铣床、数

5、控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。尽管这些数控机床在加工工艺方法上存在很大差别，具体的控制方式也各不相同，但机床的动作和运动都是数字化控制的，具有较高的生产率和自动化程度。 2 数控机床的维修基础2.1数控机床维修工作的基本条件2.1.1人员条件数控机床电气维修工作的快速性、优质性关键取决于电气维修人员的素质条件。1）首先是有高度的责任心和良好的职业道德。2）知识面要广，要学习并基本掌握有关数控机床电气控制的各学科知识。3）应经过良好的技术培训，数控技术基础理论的学习。4）勇于实践，要积极投入数控机床的维修与操作的工作中去。5）学习并掌握各种电气维修中常用的仪器、仪表和工具。2.1.2物质

6、条件 1）准备好通用的和某台数控机床专用的电气备件。2）非必要的常备电器元件应做到采购渠道快速畅通。3）必要的维修工具、仪器仪表等，最好配有笔记本电脑并装有必要的维修软件。4）每台数控机床所配有的完整的技术图样和资料。5）数控机床使用、维修技术资料档案。 2.2数控机床故障的类型数控机床全部或部分丧失了规定的功能的现象称为数控机床的故障。 数控机床是机电一体化的产物，技术先进、结构复杂。数控机床的故障也是多种多样、各不相同，故障原因一般都比较复杂，这给数控机床的故障诊断和维修带来不少困难。为了便于机床的故障分析和诊断，本节按故障的性质、故障产生的原因和故障发生的部位等因素大致把数控机床的故障划

7、分为以下几类。2.2.1按数控机床发生的故障性质分类（1）系统性故障 这类故障是指只要满足一定的条件，机床或者数控系统就必然出现的故障。例如电网电压过高或者过低，系统就会产生电压过高报警或者过低报警；切削量过大时，就会产生过载报警等。 （2）随机故障 这类故障是指在同样条件下，只偶尔出现一次或者二次的故障。要想人为地再现同样的故障则是不容易的，有时很长时间也很难再遇到一次。这类故障的分析和诊断是比较困难的。一般情况下，这类故障往往与机械结构的松动、错位，数控系统中部分元件工作特性的漂移、机床电气元件可靠性下降有关。2.2.2按故障类型分类 按照机床故障的类型区分，故障可分为机械故障和电气故障。

8、（1）机械故障 这类故障主要发生在机床主机部分，还可以分为机械部件故障、液压系统故障、气动系统故障和润滑系统故障等。（2）电气故障 5机床润滑部位的定期检查 为了保证机械部件的正常传动，润滑工作就显得非常 电气故障是指电气控制系统出现的故障，主要包括数控装置、PLC控制器、伺服单元、CRT显示器、电源模块、机床控制元件以及检测开关的故障等。这部分的故障是数控机床的常见故障，应该引起足够的重视。2.2.3按故障发生部位分类 按机床故障发生的部位可把故障分为如下几类： （1）数控装置部分的故障 数控装置部分的故障又可以分为软件故障和硬件故障。 1)软件故障。有些机床故障是由于加工程序编制出现错误造

9、成的，有些故障是由于机床数据设置不当引起的，这类故障属于软件故障。只要将故障原因找到并修改后，这类故障就会排除。 2）硬件故障。有些机床故障是因为控制系统硬件出现问题，这类故障必须更换损坏的器件或者维修后才能排除故障。 例如一台数控冲床出现故障，屏幕没有显示，检查机床控制系统的电源模块的24V输人电源，没有问题，NC-ON信号也正常，但在电源模块上没有5V电压，说明电源模块损坏，维修后，机床恢复正常使用。 （2）PLC部分的故障 PLC部分的故障也分为软件和硬件故障两种。 1)软件故障。由于PLC用户程序编制有问题，在数控机床运行时满足一定的条件即可发生故障。另外，PLC用户程序编制的不好，经

10、常会出现一些无报警的机床侧故障，所以PLC用户程序要编制的尽量完善。 2)硬件故障。由于PLC输人输出模块出现问题而引起的故障属于硬件故障。有时个别输入输出口出现故障，可以通过修改PLC程序，使用备用接口替代出现故障的接口，从而排除故障。 （3）伺服系统故障 伺服系统的故障一般都是由于伺服控制单元、伺服电动机、测速装置、编码器等出现问题引起的。 （4）机床主体部分的故障 这类故障大多数是由于外部原因造成的，机械装置不到位、液压系统出现问题、检查开关损坏、驱动装置出现问题。机床主轴、导轨、丝杠、轴承、刀库等由于种种原因，会出现丧失精度、爬行、过载等问题。这些问题往往会造成数控系统的报警。因此，数

11、控系统的故障判断是一个综合问题。2.2.5按故障发生的破坏程度分类 按故障发生时的破坏程度分为破坏性故障和非破坏性故障。 （1）破坏性故障 这类故障出现会对操作者或设备造成伤害或损害，如超程运行、飞车、部件碰撞等。 （2）非破坏性故障 数控机床的绝多数故障属于这类故障，出现故障时对机床和操作人不会造成任何伤害，所以诊断这类故障时，可以再现故障，并可以仔细观察故障现象，通过故障现象对故障进行分析和诊断。3数控机床的预防性维修3.1预防性维修的概念及其重要性1）顾名思义，所谓预防性维修，就是要注意把有可能造成设备故障和出了故障后难以解决的因素排除在故障发生之前。一般来说应包含：设备的选型、设备的正

12、确使用和运行中的巡回检查。 3.2预防性维修的内容从维修角度看数控设备的选型 在设备的选型调研中，除了设备的可用性参数外，其可维修生参数应包含：设备的先进性、可靠性、可维修性技术指标。先进性是指设备必须具备时代发展水平的技术含量；可靠性是指设备的平均无故障时间、平均故障率，尤其是控制系统是否通过国家权威机构的质检考核等；坚持设备的正确使用 数控设备的正确使用是减少设备故障、延长使用寿命的关键，它在预防性维修中占有很重要的地位。坚持设备运行中的巡回检查 根据数控设备的先进性、复杂性和智能化高的特点，使得它的维护、保养工作比普通设备复杂且要求高的多。3.3主要预防部位及方法1. 严格遵守操作规程

13、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，熟悉所用机床的机械、数控系统、强电设备、液压、气动部分的有关知识以及机床的使用环境、加工条件等。能按机床和数控系统使用说明书的要求正确、合理地使用，应尽量避免因操作不当引起的故障。 2. 防止数控系统和驱动单元过热 由于数控机床结构复杂、精度高，因此对温度控制较严，一般数控机床都要求环境温度为20左右，同时机床本身也有较好的散热通风系统，在保证环境温度的同时，也应保证机床散热系统的正常工作。 3监视数控系统的电网电压 通常数控系统允许的电网电压波动范围在85%110%，如果超出此范围，轻则数控系统工作不稳定，重则造成重要的电子元器件损坏

14、4机床要求有良好的接地 现在有很多企业仍在使用三相四线制，机床零地共接。这样往往会给机床带来诸多隐患。重要。要按照机床使用说明书上规定的内容对各润滑部位定期检查，定期润滑。 6定期清洗液压系统中的过滤器 过滤器如果堵塞，往往会引起故障。如液压系统中的压力传感器、流量传感器信号不正常，导致机床报警。 7定期检查气源情况 数控设备基本上都要使用压缩空气，用来清洁光栅尺、吹扫主轴及刀具，油雾润滑以及用气缸带动一些机械部件传动等。 8液压油和冷却液要定期更换 由于液压系统是封闭网路，液压油使用一定时间后，油质会有所改变，影响液压系统的正常工作。因此必须按规定定期更换。 9定期检查机床精度 机床使用一段

15、时间后，其精度肯定有所下降，甚至有可能出废品。通过对机床几何精度的检测，有可能发现机床的某些隐患，如某些部件松动等。用激光干涉仪对位置精度定期检测，如发现精度有所下降，可通过数控系统的补偿功能对位置精度进行补偿，恢复机床精度，提高效率。 10定期检查和更换直流电动机电刷 一些老数控机床上使用的大部分是直流电动机，其电刷的过度磨损会影响其性能。必须定期检查电刷。数控车床、数控铣床、加工中心等应每年检查一次，频繁加速机床(如冲床等)应每两个月检查一次。 11要注意电控柜的防尘和密封 车间内空气中飘浮着灰尘和金属粉末，电控柜如果防尘措施不好，金属粉末很容易积聚在电路板上，使电器元件间绝缘电阻下降，从

16、而出现故障甚至使元件损坏。 12注意机床数据的备份和技术资料的收集 数控机床尤其是较为复杂的加工中心仅机床参数就有几千个，还有PLC程序以及宏程序等。而数控机床有时会发生主板或硬盘故障或者由于外界干扰等原因造成数据丢失。 13定期检查机床制冷单元运行情况 很多机床尤其是加工中心都配有制冷单元，制冷单元运行的好坏，直接影响机床精度和使用寿命。 14数控设备在长期不用时的维护 当数控设备长期闲置不用时，也应定期进行保养。首先应经常给系统通电，在机床锁住不动的情况下让其空运行，利用电器元件本身的发封吗区走数控柜内潮气，以保证电子元器件的性能稳定可靠。4如何做好数控机床的预防性维修4.1数控机床的维护

17、与保养数控机床都是企业的重点、关键设备，要发挥数控机床的高效益，只有正确的操作和精心的维护，才能确保它的开机率。正确的操作和使用能防止机床非正常磨损、避免突发事故；精心的维护可使机床保持良好技术状态，延缓劣化进程，及时发现和消灭故障防患于未然，从而保障安全运行。因此，数控机床的正确使用与精心维护，使贯彻预防为主的设备维修管理方针的重要环节。4.2数控设备使用中应注意的问题1）数控设备的使用环境为提高数控设备的使用寿命，一般要求要避免阳光的直接照射和其他热辐射，要避免太潮湿、粉尘过多或有腐蚀气体的场所。2）电源要求为了避免电源波动幅度大和可能的瞬间干扰信号等影响，数控设备一般采用专线供电或增设稳

18、压装置等，都可减少供电质量的影响和电气干扰。3）操作规程操作规程是保证数控机床安全运行的重要措施之一，操作者一定要按操作规程操作。4.2.1数控机床的系统维护要做到正确的维护数控系统就要从以下几个方面做起：1）严格遵守操作规程和日常维护制度。2）定时清扫数控柜的散热通风系统应该检查数控柜上的各个冷却风扇工作是否正常。3）数控系统的输入/输出装置的定期维护80年代以前生产的数控机床，大多带有光电式纸带阅读机，如果读带部分被污染，将导致读入信息出错。为此，必须按规定对光电阅读机进行维护。4）定期更换存储用电池，一般数控系统内对CMOSRAM存储器件设有可充电电池维护电路，以保证系统不通电期间能保持

19、其存储器的内容。5）备用电路板的维护备用的印制电路板长期不用时，应定期装到数控系统中通电运行一段时间，以防损坏。4.2.2机械部件的维护1）主传动链的维护，定期调整主轴驱动带的松紧程度，防止因带打滑造成的掉转现象；检查主轴润滑的恒温油箱、调节温度范围，及时补充油量，并清洗过滤器；主轴中刀具夹紧装置长时间使用后，会产生间隙，影响刀具的夹紧，需及时调整液压缸活塞的位移量。2）滚珠丝杠螺纹副的维护，定期检查、调整丝杠螺纹副的轴向间隙，保证反向传动精度和轴向刚度；定期检查丝杠与床身的连接是否有松动；丝杠防护装置有损坏要及时更换，以防灰尘或切屑进入。3）刀库及换刀机械手的维护，严禁把超重、超长的刀具装入

20、刀库，以避免机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具发生碰撞。 4）机床精度的维护，定期进行机床水平和机械精度检查并校正。机械精度的校正方法有软硬两种。4.3数控机床的正确使用设备在负荷下运行并发挥其规定功能的过程，即为使用过程。设备在使用过程中，由于受到各种力和化学作用，使用方法、工作规范、工作持续时间等影响，其技术状况发生变化而逐渐降低工作能力。要控制这一时期的技术状况变化，延缓设备工作能力下降过程，必须根据设备所处的工作条件及结构性能特点，掌握劣化的规律；创造适合设备工作环境条件，遵守正确合理的使用方法、允许的工作规范，控制设备的负荷和持续工作时间；精心维护数控机床。这些措施都要由操作人员来执

21、行，只有操作人员正确使用设备，才能保持设备良好的工作性能，充分发挥设备效率，延长设备的使用寿命。也只有操作人员正确使用设备，才能减少和避免突发性故障。结 论数控机床综合了计算机技术、自动控制技术、精密测量和精密机械等各个领域最新的技术成果。其管理、维护、维修的基本概念、故障诊断的方法、使用工具等于传统机床又很大区别。同时数控机床又是一种高投入的高效自动化机床、由于其投资比普通机床高，因此数控机床的正确有效管理与维修对提高机床利用率、降低机床故障时间、缩短维修时间、提高企业生产起着重大作用。俗话说：“工欲善其事，必先利其器。”数控机床是企业生产的必要条件。开展数控机预防性维修是大规模装备数控机床

22、的现代企业顺利生产的保证，直接影响着数控机床设备长期正常运行。数控机床预防性维修的开展能有效地提高数控机床的开机率，减少数控机床的突发性故障，降低数控机床的停机时间，大大加强了企业的竞争能力。加强数控机床的预防性维修工作才能使设备充分合理的利用，才能改善企业在竞争中的劣势形势，提高企业的影响力。致 谢毕业设计的顺利完成，乃至学业的顺利完成，在这个漫长而又短暂的过程中，那些可敬的师长季祥老师、同学和朋友给了我莫大的支持与帮助。在这里请接受我诚挚的谢意! 在指导老师季老师的耐心指导下，为我介绍了数控机床的原理与应用，并且讲解了数控机床的预防维修方法与注意的事项，以及实践工作的方法和理论及解决实际问

23、题的方法，为我整个毕业设计取得了第一手资料。在毕业设计过程中季老师提出了宝贵的意见并且纠正我的错误，从而使我的毕业设计得以圆满成功。这次毕业设计使我受益匪浅。季祥老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，使我感受到他朴实无华、平易近人的人格魅力。他是我日后学习、工作与生活中的最好的榜样!感谢我的同学与朋友们，是你们陪我渡过了大学三年美好的时光，给我留下了许多难忘的回忆；感谢我的学校，感谢为我们提供了如此好的学习与生活环境；感谢在大学期间所有传授我知识的老师们，感谢你们不但教会了我许多的专业知识，更培养了我良好的自主学习能力。这也是

24、论文得以顺利完成的基础；感谢我的家人，感谢你们这么多年来默默的支持与关爱。培养了我乐观向上，积极进取的精神。参考文献 1姜秀华. 机械设备修理工艺M.北京：机械工业出版社，2003 2 熊熙. 数控加工实训教程M.北京：化学工业出版社，19953郁君平. 设备管理M. 北京：机械工业出版社,20104吴先文. 机电设备维修技术M.北京：机械工业出版社，20105夏风芳. 数控机床M. 上海：高等教育出版社，20056吴国经. 数控机床床故障诊断与维修M. 南京：电子工业出版社出版社，20057徐扬光.设备工程与管理M.上海：华东化工学院出版社8徐付林.设备管理与维修.南京：河海大学出版社，1990 9机械设备故障分析与排除方法丛书编委会.切削加工设备故障分析与排除方法M.3版.北京：机械出版社，1993 10中国机械工程学会设备维修学会.机修手册：第三卷上册金属切削机床修理M.3版.北京：机械出版社，1993