数控机床日常维护与保养技术

论文题目：数控机床日常维护与保养技术

目录

1.摘要 (1)

2.绪论 (2)

3.数控机床结构及工作原理 (3)

3.1 数控机床结构 (4)

3.2 数控机床工作原理 (5)

4.日常维护对提高机床的可靠性的重要性 (5)

5.数控机床日常维护项目及维护原则 (6)

5.1 数控机床日常维护项目 (7)

5.1.1.机械部件的维护 (7)

5.1.2.数控系统的维护 (8)

5.1.3.机床精度的维护 (9)

5.2 数控机床预防性维护 (10)

5.3 数控机床维护原则 (13)

6.数控机床的正确使用及日常维护细则卡与相关注意事项 (14)

6.1 数控机床的正确使用 (14)

6.2 数控机床常维护细则卡与相关注意事项 (15)

7.结语 (17)

8.参考文献 (17)

随着科学技术的发展，机械加工行业对产品提出了高精度、高复杂性的要求。随着产品的更新换代，不仅对机床设备提出了高精度和高效率的要求，也对其使用寿命提出了要求。而数控机床的日常维护和保养是延续数控机床生命周期的有效手段。本文通过介绍数控机床的特点及应用阐述了数控机床日常维护的重要性，结合数控机床的性能及使用特点，对基本养护方法做了详细介绍，包括各部件的维护和工作人员的素质要求，着重对预防性维护及数控机床的保养进行了分析，给出了较为系统的维护保养方法，对数控机床的维护工作提供了帮助。

关键词：数控机床维护保养预防性维护

数控机床是机电一体化的高技术产品，它的产生是20世纪中期计算机技术，微电子技术和自动化技术高速发展的结果,是在机械制造业要求产品高精度、高质量、高生产率、低消耗和中、小批量、多品种产品生产实现自动化生产的结果,机械制造业是国民经济的支柱产业之一.目前，数控机床的应用越来越广泛，其加工柔性好，精度高，生产效率高，具有很多的优点，但数控机床是复杂的大系统，它涉及光、机、电、液等很多技术，发生故障是难免的,机械锈蚀、机械磨损、机机械失效，电子元器件老化、插件接触不良、电流电压波动、温度变化、干扰、噪声，软件丢失或本身有隐患、灰尘等，但由于技术越来越先进、复杂，且我国从事数控机维护与保养技术工作的技术人员数以万计，然而由于此项技术的复杂性、多样性和多变性以及一些客观环境因素的制约，在数控机床维护技术方面还没有形成一套成熟的、完整的理论体系。所以要求数控机床维护人员不仅要有机械加工工艺以及液压气动方面的知识，还要具备电子计算机﹑自动控制﹑驱动及测量技术等方面的知识，这样才能全面的了解和掌握数控机床，及时搞好维护保养工作。

3.数控机床结构及工作原理

3.1数控机床的结构

数控机床主要由输入\输出装置、数控装置(CNC单元)、伺服驱动系统、机床主体、辅助控制装置等几部分组成，如下图

1.输入\输出装置

输入装置的作用是将程序载体(信息载体)上的数控代码传递并存人数控系统内。常见的有：

①软磁盘，配用软盘驱动器和驱动卡；

②现代数控机床，还可以通过手动方式(MDI方式)输入／输出；

③ DNC网络通信、RS232串口通信。

2.数控装置（CNC单元）

CNC单元是数控机床的核心，CNC单元由信息的输入、处理和输出三个部分组成。CNC单元接受数字化信息，经过数控装置的控制软件和逻辑电路进行译码、插补、逻辑处理后，将各种指令信息输出给伺服系统，伺服系统驱动执行部件作进给运动。

3.伺服驱动系统

伺服驱动系统简称伺服系统是一种以机床移动部件的位置(或角度)和速度(或转速)作为控制对象的自动控制系统，又称随动系统、拖动系统或伺服机构。伺服系统的主要功能是接收来自插补装置或插补软件生成的进给指令，并按指令信息来驱动各运动部件运动，以加工出符合图纸要求的零件。

4.机床主体

包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件，是用于完成各种切削加工的机械部件。

5辅助控制装置

辅助控制装置的主要作用是接收数控装置输出的开关量指令信号，经过编译、逻辑判别和运动，再经功率放大后驱动相应的电器，带动机床的机械、液压、气动等辅助装置完成指令规定的开关量动作。这些控制包括主轴运动部件的变速、换向和启停指令，刀具的选择和交换指令，冷却、润滑装置的启动停止，工件和机床部件的松开、夹紧，分度工作台转位分。其他的还有主轴运动部件的变速、换向和启停信号；选择和交换刀具的刀具指令信号；冷却、润滑的启停，工件和机床部件松开、夹紧，分度台转位等辅助指令信号等。

3.2数控机床的工作原理

按照零件加工的技术要求和工艺要求，编写零件的加工程序，然后将加工程序输入到数控装置，通过数控装置控制机床的主轴运动、进给运动、更换刀具，以及工件的夹紧与松开，冷却、润滑泵的开与关，使刀具、工件和其它辅助装置严格按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作，从而加工出符合图纸要求的零件

4.日常维护对提高机床的可靠性的重要性

科学技术的发展对机械产品提出了高精度、高复杂性的要求，而且产品的更新换代也在加快，这对机床设备不仅提出了精度和效率的要求，而且也对其提出了通用性和灵活性的要求。数控机床就是针对这种要求而产生的一种新型自动化机床。数控机床集微电子技术、计算机技术、自动控制技术及伺服驱动技术、精密机械技术于一体，是高度机电一体化的典型产品。它本身又是机电一体化的重要组成部分，是现代机床技术水平的重要标志。数控机床体现了当前世界机床技术进步的主流，是衡量机械制造工艺水平的重要指标，在柔性生产和计算机集成制造等先进制造技术中起着重要的基础核心作用。因此，如何更好的使用数控机床是一个很重要的问题。由于数控机床是一种价格昂贵的精密设备，因此，其维护更是不容忽视。

我们知道，数控机床是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、自动检测技术和精密机械设计和制造等先进技术的高新技术的产物，

是技术密集度及自动化程度都很高的、典型的机电一体化产品；与普通机床相比较，数控机床不仅具有零件加工精度高、生产效率高、产品质量稳定自动化程度极高的特点，而且它还可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂曲面的零件加工，因而数控机床在机械制造业中的地位显得愈来愈为重要。

但是，我们应当清醒地认识到；数控机床能否达到加工精度高、提高生产效率的目标，这不仅取决于机床本身的精度和性能，很大程度上也与操作者在生产中能否正确地对数控机床进行维护保养和使用密切相关。与此同时，我们还应当注意到：数控机床诶修的概念，不能单纯的理解是数控系统或者是数控机床的机械部分和其它部分在发生故障时，仅仅是依靠维修人员如何排除故障和及时修复，使数控机床能够尽早地投入使用就可以了，这还应包括正确使用和日常保养等工作。

综上两方面所述，只有坚持做好对机床的日常维护保养工作，才可以延长元器件的使用寿命，延长机械部件的磨损周期，防止意外恶性事故的发生，争取机床长时间稳定工作；也才能充分发挥数控机床的加工优势，达到数控机床的技术性能，确保数控机床能够正常工作，因此，这无论是对数控机床的操作者，还算对数控机床的维修人员来说，数控机床的维护与保养就显得非常重要，我们必须高度重视.

5.数控机床日常维护项目及维护原则.

5.1数控机床日常维护项目

5.1.1机械部件的维护

(1)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丢转现象；检查主轴润滑的恒温油箱、调节温度范围，即使补充油量，并清晰过滤器；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修

定期检查、调整丝杠螺纹副的轴向间隙，保证反响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；经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴回换刀点位置是否到位，并及时调整；开机时，应使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常，特别是各行程开关和电磁阀能否正常工作；检查刀具在机械手上紧缩是否可靠，发现不正常应及时处理。

5.1.2.数控系统的维护

（1）严格遵守操作规程和日常维护制度

（2）应尽量少开数控柜和强电柜的门,在机加工车间的空气中一般都会有油雾、灰尘甚至金属粉末，一旦它们落在数控系统内的电路板或

电子器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及电路板损坏。有的用户在夏天为了使数控系统能超负荷长期工作，采取打开数控柜的门来散热，这是一种极不可取的方法，其最终将导致数控系统的加速损坏。

（3）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。每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象，若过滤网上灰尘积聚过多，不及时清理，会引起数控柜内温度过高。

（4）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。

（5）直流电动机电刷的定期检查和更换

直流电动机电刷的过渡磨损，会影响电动机的性能，甚至造成电动机损坏。为此，应对电动机电刷进行定期检查和更换。数控车床、数控铣床、加工中心等，应每年检查一次。

（6）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其存储器的内容。在一般情况下，即使尚未失效，也应每年更换一次，以确保系统正常工作。电池的更换应在数控系统供电状态下进行，以防更换时RAM内信息丢失。

（7）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

5.1.3.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。其软方法主要是通过系统参数补偿，如丝杠反向间隙补偿、各坐标定位精度定点补偿、机床回参考点位置校正等；硬方法一般要在机床大修时进行，如进行导轨修刮、滚珠丝杠螺母副预紧调整反向间隙等。

5.2数控机床预防性维护

1．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。要定期检查电气柜各冷却风扇的工作状态，应根据车间环境状况每半年或一季度检查清扫一次。数控及驱动装置过热往往会引起许多故障，如控制系统失常，工作不稳定，严重的还能造成模块烧坏。

2．监视数控系统的电网电压

通常数控系统答应的电网电压波动范围在85%～110%，假如超出此范围，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。因此要经常注重电网电压的波动，对于电网质量比较恶劣的地区，应及时配置合适的稳压电源，可降低故障。

3．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。有些数控系统对地线要求很严格。如德国DMU公司生产的五轴联动加工中心，由于没有使用单独接地线，多次造成机床误动作甚至烧毁了一套驱动系统。因此，为了增强数控系统的抗干扰能力最好使用单独的接地线。

4．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。

5．定期清洗液压系统中的过滤器

过滤器假如堵塞，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。有些油缸带动的执行机构动作缓慢，导致超时报警或执行机构动作不到位等情况。

6．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。要求气源达到一定的压力并且要经过干燥和过滤。假如气源湿度较大或气管中有杂质，会对光栅尺造成极大的影响甚至会损坏光栅尺。同时油雾润滑中的气源中如含有水和杂质会直接影响润滑，尤其是高精度高转速的主轴。

7．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。

8．定期检查机床精度

机床使用一段时间后，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。

9．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。

10．要注重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，电控柜假如防尘措施不好，金属粉末很轻易积聚在电路板上，使电器元件间绝缘电阻下降，从而出现故障甚至使元件损坏。这一点对于电火花加工设备和火焰切割设备尤为重要。另外有些车间卫生较差，老鼠较多，假如电控柜密封不好，会经常出现老鼠钻进电控柜内咬断控制线，甚至将车间内肥皂、水果皮等带到线路板上，这样不仅会造成元器件损坏，严重的会使数控系统完全不能工作，这一点在日常中己多次碰到，应引起足够重视。

11．存储器用电池要定期检查和更换

通常数控系统中部分CMOS存储器中的存储内容在断电时靠电池

供电保持，一般采用铿电池或可充电镍福电池。当电池电压下降到一定值就会造成参数丢失，因此要定期检查电池，及时更换。更换电池时一般要在数控系统通电状态下进行，以免造成参数丢失。

12．注重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。假如没有备份数据的话，将是一件非常麻烦的事，有可能造成系统瘫痪。同时对数控设备的，技术资料显得非常重要，有些机床生产厂家提供的资料不全，给工作带来很多不便。因此平时的工作中一定要注重相关技术资料的收集。

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。如瑞士DIXI公司生产的五轴联动加工中心使用GE FANUC 181系统，机床CRT屏幕上可以随时调出机床要害部位以及空调的温度变化情况。假如制冷单元效果不好，主轴在高速旋转时温度曲线表中主轴温升就非常快。此时操作人员假如不及时采取措施，轻则影响产品精度，重则损坏主轴。因此要经常清洗制冷单元进出风口的过滤网，注重空调高低压保护情况，防止制冷剂的泄漏等。

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。实践证实，经常闲置不用的机床，尤其是在梅雨季节后，开机时往往轻易发生各种故障。假如闲置时间较长，应将直流电机电刷取出来，以免由于化学腐蚀损坏换向器。

5.3.数控机床维护原则

（１）一般原则有怀疑应先分析、验证、而不是立即动手更换和修理。并且要查对故障原因，找准故障症结，杜绝非正常故障的再发生。（2）对于数控机床，主要检查外围及接口电路、输入信号。因主电路元件很少损坏，没有相应手段，不要轻易拆装，同时注意程序作备份、断电保持功能等。

（3）对电气维护人员的要求：

电气维修是一项手脑结合的工作，不但需要扎实的基础和综合技能，而还要不断更新自己的专业知识，对进口设备熟练运用英文阅读技术资料是非常必要的。因此，电气维护人员必须具备较强的学习能力。

要思路清晰，逻辑性强。进而要能正确运用逆反、求异、发散以及跳跃性、创造性思维。克服成见和思维定势。问题解决后及时总结。对所出现的故障要遵循观察、分析、判断、证实、处理、再观察的规律，在认真观察、思索的基础上再动手。要养成仔细阅读说明书，列

工作程序表，标记号，作好笔记的习惯。维护工具的放置、使用要规范、便利

（4）要遵守安全操作规程。对有关的安全标准和规章制度也要严格遵守，养成良好习惯，确保人身和设备安全。

6.数控机床正确使用及日常维护细则卡与相关注意事项.

6.1.数控机床正确使用

(1)为了使机床在加工过程中正常加工，所以要求操作者必须熟悉机床的性能、结构、传动原理及控制，严禁超性能使用。

(2)为了防止机床在生产过程中突发意外状况，所以要求我们工作前，应按规定对机床进行检查，查明电气控制是否正常，各开关、手柄位置是否在规定位置上，润滑油是否通常，油质是否良好，并按规定加润滑油。

(3)开机时应先注意液压和气压系统的调整，检查总系统的工作压力必须在额定范围内，溢流阀、顺序阀、减压阀等调整压力正确。定期清理气压系统的杂质和水液，保持清洁和干燥。

(4)开机时应低速运行3-5分钟，查看各部分运行是否正常。

(5)为了使加工的工件精度更高，所以要求我们加工工件前，必须进行加工模拟或试运行，严格检查调整加工原点、刀具参数、加工参数及运动轨迹，并且要将工件清理干净，特别注意工件是否固定牢固，

调节工具是否已经移开。

(6)工作中发生不正常现场或故障时，应立即停机排除，或通知维修人员检修。

（7）为了防止加工后人员遭受伤害，所以要求我们工作完毕后，应及时清扫机床，并将机床回复到原始状态。

6.2 数控机床常维护细则卡与相关注意事项数控机床的使

用要求

(1) 对使用人员的要求。数控机床的使用人员必须具备初步的机、电、液基础知识和一定的机械加工实践能力。一名合格的使用人员应具有熟练的操作技巧及快速理解程序的能力，还应该具备对常见故障的判断与处理技能。

(2) 机床位置环境要求。机床的位置应远离振源，避免阳光直射、热辐射、潮湿及气流的影响。数控机床的环境温度应低于30摄氏度，相对适度不超过80%。

(3) 数控机床对电源的电压有较高的要求，电源的电压波动必须在允许范围内，并保持相对稳定。

(4)按机床说明书使用机床。使用机床时，不允许随意改变制造厂设

定的控制系统的参数，不允许随意提高液压系统的压力及更换机床附件等。

结语

只有坚持做好对机床的日常维护保养工作，才可以延长元器件的使用寿命，延长机械部件的磨损周期，防止意外恶性事故的发生，争取机床长时间稳定工作；才能充分发挥数控机床的加工优势，达到数控机床的技术性能，确保数控机床能够正常工作，因此，这无论是对数控机床的操作者，还是对数控机床的维修人员来说，数控机床的维护与保养就显得非常重要，我们必须高度重视。

在毕业设计的这段时间里，我有很多感触，它带给我的价值是巨大的，这将对我以后的工作产生重要的影响。通过这次的设计，在预防数控机床故障等问题上，提出数控机床日常的维护和保养可减少或避免数控机床发生故障的机率。也使我对数控机床的维护和保养和基本运用有了更深刻的了解，基本掌握日常维护和保养的方法和机床故障正确处理方法，通过对机床维护保养深刻的分析，使得对机床内部结构和保养步骤更加熟悉。更重要的是对我们所学习的专业知识有了更清楚的认识，使我不知不觉的喜欢上了我们的专业。

参考文献

（1)刘永久，数控机床故障诊断与维修技术[M], 北京：机械工业出版社, （2)刘江，数控机床故障诊断与维修技术[M]，北京：高等教育出版社[M], （3)蒋洪平，数控机床故障诊断与维修技术[M]，北京：北京理工大学出版社[M] （4)孙慧平，数控机床调试安装技术[M] ，北京：电子工业出版社[M]

（5)张志军，数控机床故障诊断与维修，北京：北京理工出版社

（6）李斌，《数控技术》. 武汉：华中科技大学出版社