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当前位置: 首页 > 新闻频道 > 维修技能 > 数控车床维修以及操作与维护规范
数控车床维修以及操作与维护规范
来源:中国数控机床网   发表时间:2018-9-14 20:51:00  浏览次数:
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数控机床是数字控制机床的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,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。在现代工业中已经被大范围的使用,极大的提高了企业的生产效率。下面贤集网小编来为大家介绍数控车床维修、操作与维护规范、退刀方法、加工的4种常见分类、加工注意事项。

数控车床维修

一、换刀装置故障

数控车换刀一般的过程是:换刀电机接到换刀信号后,通过蜗轮蜗杆减速带动刀架旋转,由霍尔元件发出刀位信号,数控系统再利用这个信号与目标值进行比较以判断刀具是否到位。刀换到位后,电机反转缩紧刀架。在维修数控车的过程中遇到了以下几个故障现象。

故障一:一台六刀位数控车床,换刀时所有刀位都找不到,刀架旋转数周后停止,并且数控系统显示换刀报警:换刀超时或没有信号输入。

故障分析查找:对于该故障,仍可以排除机械故障,归咎于电气故障所致。产生该故障的电气原因有以下几种:

1、磁性元件脱落;

2、六个霍尔元件同时全部损坏;

3、霍尔元件的供电和信号线路开路导致无电压信号输出。

其中以第三种原因可能性最大。因此找来电路图,利用万用表对霍尔元件的电气线路的供电线路进行检查。结果发现:刀架检测线路端子排上的24V供电电压为0V,其它线路均正常。以该线为线索沿线查找,发现从电气柜引出的24V线头脱落,接上后仍无反应。由此判断应该是该线断线造成故障。

解决办法:利用同规格导线替代断线后,故障排除。

故障二:一台四刀位数控车床,发生一号刀位找不到,其它刀位能正常换刀的故障现象。

故障分析:由于只有一号刀找不到刀位,可以排除机械传动方面的问题,确定就是电气方面的故障。可能是该刀位的霍尔元件及其周围线路出现问题,导致该刀位信号不能输送给PLC。对照电路图利用万用表检查后发现:1号刀位霍尔元件的24V供电正常,GND线路为正常,T1信号线正常。因此可以断定是霍尔元件损坏导致该刀位信号不能发出。

解决办法:更换新的霍尔元件后故障排除,一号刀正常找到。

故障三:一台配有FANUC-0imate系统大连机床厂的六刀位车床,选刀正常但是当所选刀位到位之后不能正常锁紧。系统报警:换刀超时。

故障分析查找:刀架选刀正常,正转正常,就是不能反向锁紧。说明蜗轮蜗杆传动正常,初步定为电气线路问题。在机床刀架控制电气原理图上,发现刀具反向锁紧到位信号是由一个位置开关来控制发出的,是不是该开关即周围线路存在问题呢?为了确认这个故障原因,打开刀架的顶盖和侧盖,利用万用表参照电路图检查线路,发现线路未有开路和短路,通过用手按动刀架反向锁紧位置开关,观察梯形图显示有信号输入,至此排除电气线路问题。推断可能是挡块运动不到位,位置微动开关未动作。于是重新换刀一次来观察一下,结果发现:果然挡块未运动到位。于是把挡块螺栓拧紧,试换刀一次正常。再换一次刀,原故障又出现了,同时发现蜗杆端的轴套打滑并且爬升现象。难道是它造成了电机反转锁紧时位置开关的挡块不能到位?于是把该轴套进行了轴向定位处理,将刀架顶盖装好。结果刀架锁紧正常了。

解决办法:对轴套进行轴向定位故障解决。

二、稳压电源故障

机床在运行时机床照明灯突然不亮,机床操作面板灯也不亮,系统电源正常,同时系统急停报警,和主轴无信号警。关机后重新上电故障依旧。

故障分析检查:经询问当时操作人员,没有违规操作,排除人为原因,也可以排除机械原因,应该是电气故障引起。该机床的电器原理图显示,这些失电区域都和24V有关,并且该机床拥有两个稳压电源,一个是I/O接口电源,另一个为系统电源。失电区域都与I/O接口有关,于是打开电气柜观察发现I/O接口稳压电源指示灯未能点亮,说明该电源未能正常工作或损坏。

由稳压电源的工作原理知道,稳压电源有电流短路和过载保护的功能,当电源短路或过载时自动关断电源输出,以保护电源电路不被损坏。于是试着把电源的输出负载线路拆下来,结果发现重新上电后电源指示灯亮了。这说明电源本身没有损坏。通过分析得知该电源为I/O接口电源,负载不大,也不会出现过载现象,应该是输出回路中有短路故障。沿着输出线号进行检查发现有一根24V+输出线接头从绝缘胶布中露出并接触到机床床体。

原因很明显:由于该线与机床发生对地短路,造成该稳压电源处于自我保护状态,使得操作面板和一些I/O接口继电器供电停止,导致发生以上故障。至于变频器报警可能24V信号不能到位发出报警。

解决办法:用绝缘胶布把接头处重新包好,重新上电开机所有故障解决,报警解除照明灯也亮了。

三、系统程序锁故障

一台数控车,配有FANUC-0i-mate系统,无法输入对刀值等参数,不能编辑程序,并伴有报警。

故障分析检查:对此现象首先想到了程序保护开关,通过对比正常的系统发现:与系统锁住时现象一样。所以怀疑系统锁开关坏了,但经过短接,仍不能解决问题。通过观察故障系统的梯形图发现X56输入点无信号输入,说明这条输入线路断路。沿着这条线号利用万用表检查,发现在操作面板后面选轴开关接头处线头脱落,导致线路无法输入信号,使PLC逻辑关系不正确,才出现以上故障。

解决办法:用烙铁焊锡把脱落的线头重新焊接好,报警解除,参数输入正常,故障消失。

数控车床操作与维护规范

一、安全操作基本注意事项

1、工作前请穿戴好工作服,把衣袖扣好或戴好袖套,长发员工应把头发盘在头上。 注意:禁止戴围巾、手套操作机床。

2、不要移动或损坏安装在机床上的警告标牌。不要在机床周围放置障碍物,工作空间应足够大。

3、启动主轴前,必须确定车床护门已经关好。

4、工作时,必须集中精力、严肃工作态度,不许东张西望、串岗、与他人闲聊或打闹戏耍。

5、未经安全部门允许,任何单位及个人不得拆除或改变任何安全防护装置。

6、非专业人员不得拆卸、维修本设备。

7、过渡疲劳、饮酒或服用影响中枢神经的药物后禁止上岗作业。

二、工作前的准备工作

1、操作者必须了解机床的结构和机床的清洁、润滑情况,熟练掌握本数控系统操作过程后,才能上岗使用设备。

2、接通电源前先检查设备及辅助设施的完好情况,观察机床的导轨、主轴、床尾是否完好,消除其上的脏物;线路有无破损,各开关、按钮是否完好;刀具、夹具等是否紧固,螺丝是否有松动或滑丝现象;防护门推拉时要紧轻松自如,其它安全防护装置是否完好;认真检查润滑管路、油咀是否完好,冷却液和润滑液是否在刻度线内,油质是否良好,有无渗入冷却液或其它杂质,并用手动方式向各部位供油润滑。停机15日以上的设备,需经专业电工进行检查电器有无受潮,绝缘是否达到要求。

3、空运转时要检查手动或液压卡盘的夹紧、松开动作,检查回转刀架的转位动作,刀架的纵/横向进给运动,电机旋转方向等各种动作是否正常。床头箱油标是否有油流下,机床必须运转平稳、润滑充分、制动灵活可靠,各护门联锁开关、紧急停止灵敏有效,照明要充分。

4、使用的刀具应与机床允许的规格相符,有严重破损的刀具要及时更换。调整刀具所用工具不要遗忘在机床内,刀具安装好后应进行一、二次试切削。

5、编制零件的加工程序,应严格按照加工工艺进行,并正确输入系统调试至顺利运行。检查程序与工件或毛坯是否一致。

6、机床开动前,必须认真按照检查的实际情况填写设备点检表,如发现问题待相关人员处理好后,关好机床防护门,方可投入作业。

三、工作中

1、工作中工件的装夹应牢固可靠,应避免刀具与工件、夹具发生相撞和干涉;刀具的安装应牢固可靠,悬伸量以满足加工要求为宜,并能使刀架正常的自动换刀,应注意刀具使用顺序的安放位置与程序要求的顺序是否一致,杜绝错位。

2、在(手动方式)下,禁止在小距离范围内使用快速移动方式。

3、启动(自动运行)方式时,应确认当前的刀具状态,加工起始点位置,程序号,禁止启动未经确认无误的程序和自行修改程序。

4、工作中遇到紧急情况,应立即停机(按红色的急停开关或关掉电源),先找调试员确认,不要乱改乱动,如有故障立刻通知维修人员修理。

5、严格遵守岗位责任制,禁止操作者在系统运行时离开岗位或委托他人看管。当设备出现异常、显示报警信息、失灵或其它意外时应马上按(急停)键立即停车,切断电源并报相关人员予以处理。

6、禁止用手或其它任何方式接触正在旋转的主轴、工件或其它运动部位,清理切屑时必须使用铁钩子或毛刷,不得直接用手接触刀尖和切屑。

7、禁止在加工过程中进行换挡,更不能擦拭工件、清扫机床、打开电器柜或防护门。

8、不允许工件伸出车床以外,如有需要,必须在伸出位置设防护物。

9、加工时的坯料及零件要堆放稳固整齐,不许乱扔乱放,禁止产品超高堆放,防止倾倒造成事故。

四、工作后

1、工作结束后应使用刷子或破布清扫机床各部位的切削,着重清扫机床的导轨、X轴和Z轴丝杆处,不可以用气枪吹扫机床轨道。并及时清除切削盆里的切削和整理周围场地,使机床与环境保持清洁状态。

2、清扫结束后必须根据本设备润滑指示图的要求对机床进行润滑。

3、机床清扫和润滑完毕后,应把系统退出到开机状态,依次关掉机床操作面板上的电源和总电源。

4、将本班使用的工、夹、量具擦净后,摆放整齐。

5、操作者应对清扫机床认真负责,按以上要求做好车床的保养。

数控车床退刀方法

1、斜向退刀路线

斜向退刀路线(如下图所示)行程最短,适合于加工外圆表面的偏刀退刀。

2、径、轴向退刀路线

径、轴向退刀路线是指刀具先沿径向垂直退刀,到达指定位置时再轴向退刀。下图所示的切槽加工即采用此类退刀路线。

3、轴、径向退刀路线

轴、径向退刀路线的顺序与径、轴向退刀路线刚好相反。下图所示的镗孔加工即采用此类退刀路线。

数控车床加工的4种常见分类

一、按工艺用途进行分类

1、一般数控车床加工。这类数控车床加工和传统的通用车床加工一样,有数控的车、铣、 镗、钻、磨床等机械加工方式,这类数控车床加工的工艺可能性和通用机床相似,不同的是它能加工复杂形状的零件。

2、CNC数控车床加工。这类数控车床加工是在一般数控车床加工的基础上发展起来的。它是在一般数控车床上加装一个刀库(可容纳10-100多把刀具)和自动换刀装置而构成的一种带自动换刀装置的数控车床(又称多工序数控车床或镗铣类加工中心,习惯上简称为加工中心),这使数控车床加工更进一步地向自动化和高效化方向发展 。

3、多坐标数控车床加工。有些复杂形状的零件,用三坐标的数控车床无法进行加工,如螺旋桨、飞机曲面零件的加工等,需要三个以上坐标的合成运动才能加工出所需形状。于是出现了多坐标的数控车床加工,其特点是数控装置控制的轴数较多,车床结构也比较复杂,其坐标轴数通常取决于加工零件的机械加工工艺要求。

二、按CNC数控车床的运动轨迹进行分类

1、点位控制数控车床加工。这类数控车床加工的数控装置只能控制车床移动部件从一个位置精确地移动到另一个位置,即仅控制行程终点的坐标值,在移动过程中不进行任何切削加工,至于两相关点之间的移动速度及路线则取决于生产率。为了在精确定位的基础上有尽可能高的生产率,所以两相关点之间的移动先是以快速移动到接近新的位置,然后降速 1-3 级,使之慢速趋近定位点,以保证其定位精度。

2、点位直线控制数控车床加工。这类数控车床加工时,不仅要控制两相关点之间的位置,还要控制两相关点之间的移动速度和路线。其路线一般都由和各轴线平行的直线段组成。它和点位控制数控车床加工的区别在于:当车床的移动部件移动时,可以沿一个坐标轴的方向(一般可以沿45°斜线进行切削,但不能沿任意斜率的直线切削)进行切削加工,而且其辅助功能比点位控制的数控车床多,例如,要增加主轴转速控制、循环进给加工、刀具选择等功能。

3、轮廓控制数控车床加工。这类数控车床加工的控制装置能够同时对两个或两个以上的坐标轴进行连续控制。加工时不仅要控制起点和终点,还要控制整个加工过程中每点的速度和位置,使数控车床加工出符合图纸要求的复杂形状零件。它的辅助功能亦比较齐全。

三、按伺服系统的控制方式进行分类

1、开环控制数控车床加工。在开环控制中,数控车床加工没有检测反馈装置。数控装置发出信号的流程是单向的,所以不存在系统稳定性问题。也正是由于信号的单向流程,它对数控车床移动部件的实际位置不作检验,所以数控车床加工精度不高,其精度主要取决于伺服系统的性能。 工作过程是: 输入的数据经过数控装置运算分配出指令脉冲,通过伺服机构(伺服元件常为步进电机)使被控工作台移动。

2、闭环控制数控车床加工。由于开环控制精度达不到精密数控车床和大型数控车床的要求,所以必须检测它的实际工作位置,为此,在开环控制数控车床上增加检测反馈装置,在加工中时刻检测数控车床移动部件的位置,使之和数控装置所要求的位置相符合,以期达到很高的加工精度。

3、开环补偿型数控车床加工。将开环控制数控车床加工与闭环控制数控车床加工的特点有选择地集中起来,可以组成混合控制的方案。大型数控车床加工,需要很高的进给速度和返回速度,又需要相当高的精度。如果只采用全闭环的控制,数控车床传动链和工作台全部置于控制环节中,因素十分复杂,尽管安装调试多经周折,仍然困难重重。为了避开这些矛盾,可以采用混合控制方式

四、按数控装置进行分类

1、硬线数控车床加工(称普通数控,即NC)。这类数控系统的输入、插补运算、控制等功能均由集成电路或分立元件等器件实现。一般来说,数控车床不同,其控制电路也不同,因此系统的通用性较差,因其全部由硬件组成,所以功能和灵活性也较差。这类系统在 70 年代以前应用得比较广泛。

2、软线数控车床加工(又称计算机数控或微机数控,即CNC 或MNC)。 这类系统利用中、大规模及超大规模集成电路组成 CNC 装置,或用微机与专用集成芯片组成,其主要的数控功能几乎全由软件来实现,对于不同的数控车床,只须编制不同的软件就可以实现, 而硬件几乎可以通用。因而灵活性和适应性强,也便于批量生产,模块化的软、硬件,提高了系统的质量和可靠性。所以,现代数控车床都采用CNC装置。

数控车床加工注意事项

1、注意切削用量的选择

数控车床加工切削条件的三要素:切削速度、进给量和切深会直接引起刀具的损伤。随着切削速度的提高,刀尖温度会上升,会产生机械的、化学的、物理的相关磨损。切削速度提高20%,刀具寿命会减少1/2。进给量对刀具的磨损的影响比切削速度小,但是进给量大,切削温度上升,刀具的磨损就大。切深对刀具的影响虽然没有切削速度和进给量大,但在微小切深切削时,被切削材料产生硬化层,同样会影响刀具的寿命。

2、注意刀具的选择

①粗车时,要选强度高、耐用度好的刀具,以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。

②精车时,要选精度高、耐用度好的刀具,以保证加工精度的要求。

③为减少换刀时间和方便对刀,应尽量采用机夹刀和机夹刀片。

3、注意夹具的选择

①尽量选用通用夹具装夹工件,避免采用专用夹具;

②零件定位基准重合,以减少定位误差。

4、注意加工路线的确定

加工路线是指数控车床加工过程中,刀具相对零件的运动轨迹和方向。

①应能保证加工精度和表面粗糙要求;

②应尽量缩短加工路线,减少刀具空行程时间。

 
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