如何做好數控機床的維護保養？
作者：宋運偉 教授 渤海船舶職業學院
【摘要】：熟悉掌握數控設備的操作規程、維護與保養方法，使大家能夠按照操作規程,采用正確的方法與步驟,對所使用的數控機床進行維護與保養。
數控機床是機電一體化的高新技術設備,具有高效率、高精度等特點,而且具有一定的柔性,在裝備制造現場發揮了強大的作用,是企業生產的關鍵設備。但是,如果機床設備操作使用不當、維護不周、就會發生各種故障。這些故障如果得不到及時有效的維修,就會造成停機,使生產不能正常進行,影響企業的經濟效益和信譽,損失難以估量和彌補。要使設備長期可靠地運行,很大程度上取決于對它們的使用和維護。正確的使用可避免突發故障,延長無故障時間;精心維護可使機床處于良好的技術狀態,延緩劣化的過程。將在下列介紹數控機床日常維護及各級保養方面的知識。
（一）數控機床維護保養的意義與要求
1.操作者維護保養數控設備的重要性
隨著數控機床被越來越多地應用于制造業,各數控設備的使用單位對數控操作者的需求也越來越迫切。但是目前,絕大部分使用單位除了重視數控操作者的操作技能并給予定期培訓外,對操作者保養設備的工作強調得卻遠遠不夠。長此以往,勢必造成數控設備的“只用不保”,最直接的后果就是數控設備故障率的不斷上升、利用率的不斷下降,設備使用單位就會陷入生產斷續、疲于維修的惡性循環。
因此說,數控設備的維護與保養是保持設備處于良好技術狀態、延長使用壽命、減少停工損失和維修費用、降低生產成本、保證生產質量、提高生產效率所必須的日常工作。對于高精度、高效率的數控機床而言,維護保養更為重要。
使用單位要制訂數控設備維護與保養的培訓計劃,定期對操作者進行數控設備保養方面知識的培訓。要加強職能部門對數控設備的巡回檢査,制定嚴格的獎懲制度,目的是要在操作者腦海中形成“使用設備就要保養設備”的觀念。操作者要不斷提高自身修養,認真學習數控設備各級維護與保養的知識,嚴格遵守單位制定的有關數控設備保養的規章制度,本著“磨刀不誤砍柴工”的原則,按照數控設備的保養規范的要求保養好所用的設備。
2.數控設備維護的基本要求
(1)完整性：數控機床的零部件齊全,工具、附件、工件放置整齊,電路、管道完整。
(2)潔凈性：數控機床內外清潔,無黃袍、無黑污、無銹蝕;各滑動面、絲杠、齒條、齒輪等處無油垢、無碰傷;各部位不漏油、不漏水、不漏氣、不漏電;切削垃圾清掃干凈。
(3)靈活性：為保證部件靈活性,必須按照數控機床潤滑標準,定時定量加油、換油。油質要符合要求;油壺、油槍、油杯、油嘴齊全;油氈、油線清潔,油標明亮,油路暢通。
(4)安全性：嚴格實行定人定機和交接班制度。操作者必須熟悉數控機床的結構,遵守操作維護規程,合理使用,精心維護,檢測異常,不出事故。各種安全防護裝置齊全可靠,控制系統正常,接地良好,無事故隱患。
3.對數控機床操作人員的要求
與機床接觸最多、能掌握機床運轉“脈搏”的是操作人員。他們整天操作機床,積累了豐富的實踐經驗,對機床各部分的狀態了如指掌。他們在正確使用和精心維護方面做得如何往往對數控機床的狀態有著重要的作用。因此,一個合格的數控機床操作者應具備如下基本條件。
(1)有較高的思想素質工作勤勤懇懇,具有良好的職業道德;能刻苦鉆研技術;文化程度中專以上,并具有較豐富的實踐經驗。
(2)熟練掌握各種操作與編程能正確熟練地對自己所負責的數控機床進行各種操作,并熟練掌握編程方法,能編制岀正確優化的加工程序,避免因操作失誤或編程錯誤造成碰撞而導致機床故障。
(3)深入了解機床特性。掌握機床運行規律對機床的特性有較深入的了解,并能逐步摸索掌握運行中的情況及某些規律。對由操作人員負責進行的日常維護及保養工作能正確熟練地掌握,從而保持機床的良好狀態。
(4)熟知操作規程及維護和檢査的內容應熟知本機床的基本操作規程和安全操作規程、日常維護和檢查的內容及達到的標準、保養和潤滑的具體部位及要求。知道本機床所使用的油(脂)牌號、代用油(脂)牌號、液壓及氣動系統的正常壓力。
(5)認真處理并做好記錄對運行中發現的任何不正常的情況和征兆都能認真處理并做好記錄。一旦發生故障,要及時正確地做好應急處理,并盡快找維修人員進行維修。修理過程中,與維修人員密切配合,共同完成對機床故障的診斷及修理工作。
(二)數控機床操作規程
數控機床操作維護規程是指導操作人員正確使用和維護設備的技術性規范,每個操作人員必須嚴格遵守,以保證數控機床正常運行,減少故障,防止事故發生。
1.數控機床操作維護規程制定原則
1)一般應按數控機床操作順序及班前、中、后的注意事項分列,力求內容精煉、簡明適用,屬于“三好”“四會”的項目,此處不再列入。
2)按照數控機床類別將結構特點、加工范圍、操作注意事項、維護要求等分別列出,便于操作工人掌握要點,貫徹執行。
3)各類數控機床具有共性的內容,可編制統一標準通用規程。
4)重點設備,高精度、大重型及稀有關鍵數控機床,必須單獨編制操作維護規程,并用醒目的標識牌、板張貼顯示在機床附近,要求操作工特別注意,嚴格遵守。
2.操作維護規程的基本內容
1)班前清理工作場地,按日常檢査卡規定項目檢査各操作手柄、控制裝置是否處于停機位置,安全防護裝置是否完整牢靠,查看電源是否正常,并做好點檢記錄。
2)査看潤滑、液壓裝置的油質、油量,按潤滑圖表規定加油,保持油液清潔,油路暢通,潤滑良好。
3)確認各部位正常無誤后,方可空車起動設備。先空車低速運轉3~5min,查看各部位運轉正常,潤滑良好,方可進行工作。不得超負荷超規范使用。
4)工件必須裝夾牢固,禁止在機床上敲擊夾緊工件。
5)合理調整各部位行程擋塊,定位正確緊固。
6)操縱變速裝置必須切實轉換到固定位置,使其嚙合正常。要停機變速時,不得用反轉制動變速。
7)數控機床運轉中要經常注意各部位情況,如有異常,應立即停機處理
8)測量工件、更換工裝、拆卸工件都必須停機進行,離開機床時必須切斷電源。
9)數控機床的基準面、導軌、滑動面要注意保護,保持清潔,防止損傷。
10)經常保持潤滑及液壓系統清潔。蓋好箱蓋,不允許有水、塵、鐵屑等污物進入油箱及電器裝置。
11)工作完畢和下班前應清掃機床設備,保持清潔,將操作手柄、按鈕等置于非工作位置,切斷電源,辦好交接班手續。
各類數控機床在制定操作維護規程時,除上述基本內容外,還應針對各機床本身特點、操作方法、安全要求、特殊注意事項等列出具體要求,便于操作人員遵照執行。
(三)數控機床維護的主要內容
(1)保持良好的潤滑狀態定期檢查清洗潤滑系統,添加或更換油脂、油液,使絲杠和導軌等運動部件始終保持良好的潤滑狀態,降低機械磨損速度。
(2)定期檢查液壓、氣壓系統對液壓系統定期進行油質化驗并更換液壓油,并定期對潤滑、液壓和氣壓系統的過濾器或過濾網進行清洗或更換,對于氣壓系統,還要注意及時對分水排水器放水。
(3)盡量少開電氣控制柜門加工車間漂浮的灰塵、油霧和金屬粉末等落在電氣柜上容易造成元器件間絕緣電阻下降,導致出現故障,甚至會使元器件或印制電路板損壞。對于主軸控制系統安裝在強電柜中的情況,強電柜門關閉不嚴、密封不良是使電氣元器件損壞、主軸控制失靈的原因之一。因此,除定期維護和維修外,平時應盡量少開電氣控制柜門。
(4)光柵尺保養：
1）禁止使用氣槍強氣清理讀數頭或尺本體上及周圍的雜屑，避免雜屑掉入尺本體內部。
2）不能用手指直接接觸讀數頭的讀數窗口。
3）不能用丙酮 、苯、酒精清潔光柵尺。
4) 最好用潔凈、柔軟的無絨干布輕擦，無需使用任何清洗劑。如果尺面太臟，只能用軟布沾少許庚烷 、丙烷擦拭，不得用力。切勿使鋼帶長時間浸入任何液體中。
(5)定期對直流電動機進行電刷和換向器檢査、清洗和更換定期對直流電動機進行電刷和換向器檢査,用白布蘸取酒精清洗,若表面粗糙,要用細金相砂紙修理、清洗和更換。
(6)超程限位試驗適時對各坐標軸進行超程限位試驗。
(7)定期檢查電氣部件檢查各插頭、插座、電纜和繼電器的觸點是否接觸良好,檢查各印制電路板是否干凈。伺服電源變壓器、各電動機絕緣電阻應在1MΩ以上。
(8)數控柜和電氣柜的散熱通風系統維護應經常檢查數控柜、電氣柜的冷卻風扇工作是否正常、風道過濾網是否堵塞。一般情況下不允許開電柜門。
(9)長期不用的數控機床的維護數控系統處于長期閑置的情況下,要經常給系統通電,應堅持每周至少通電一次,在機床鎖住不動的情況下,讓系統空運行。系統通電可利用電器本身的發熱來驅散電氣柜內的潮氣,保證電器性能的穩定可靠。實踐證明,在空氣濕度較大的地區,經常通電是降低故障的一個有效措施。
(10)定期更換存儲器用的電池數控系統存儲參數用的存儲器件是CMOS器件,其存儲內容在數控系統斷電期間靠電池支持供電,當電池電壓下降至一定值時就會造成參數丟失。因此,要定期檢查電池電壓,當該電壓下降至限定值或出現電池電壓報警時,應及時更換電池。需要注意的是,一般情況下,即使電池尚未消耗完,也應每年更換一次,以確保系統能正常工作,還可以防止存儲參數的丟失。電池更換應在CNC系統通電狀態下進行。
(11)經常監視CNC裝置用的電網電壓通常,數控系統允許的電網電壓波動范圍在額定值的10%~15%之間,如果超出此范圍,輕則會使數控系統不能穩定工作,重則會造成重要電子部件的損壞。因此,要經常注意電網電壓的波動。對于電網質量比較惡劣的地區,應及時配備數控系統專用的交流穩壓電源裝置,這將會使故障率有比較明顯的降低。
(12)定期進行機床水平和機械精度校正機床運行一段時間后,機床水平和機械精度往往會發生變化,因此應定期校正。校正方法有兩種:一是通過系統參數補償,如絲杠螺母反向間隙補償、螺距誤差補償和參考點校正等;二是通過調整和預緊方法消除間隙,恢復精度。
(13)提高利用率數控機床如果較長時間閑置不用,當需要使用時,機床的各運動環節會由于油脂凝固、灰塵甚至生銹而影響其靜、動態傳動性能,降低機床精度,油路系統的堵塞更是一大煩事。從電氣方面來看,由于一臺數控機床的整個電氣控制系統硬件是由數以萬計的電子元器件組成的,它們的性能和壽命具有很大的離散性,從宏觀來看分三個階段:在一年之內基本上處于所謂的“磨合”階段,在該階段故障率呈下降趨勢,如果在這期間不斷開動機床則會較快完成“磨合”任務,而且也可充分利用一年的保修期,若有難以解決的問題出現還可以得到廠家的免費維修與維護;第二階段為有效壽命階段,也就是充分發揮效能的階段,在合理的使用和良好的日常維護保養條件下,機床正常運轉至少可在5年以上;第三階段為系統壽命衰老階段,電氣硬件故障會逐漸增多。數控系統的使用壽命平均在8~10年。
因此,在沒有加工任務的一段時間內,最好在較低速度下空運行機床,至少也要經常給數控系統通電,甚至每天都應通電。
(14)充足的電氣備件當電氣元件的損壞引起機床故障時,為避免由于購買電氣元件的周期過長而影響機床正常恢復的情況出現,應為數控機床準備一定數量的備件儲存。另外,在某些故障的維修過程中,有時需要采用備件替換法輔助排除故障,因此足夠的備件儲存還可以縮短設備的停機待修時間。
由于數控機床種類繁多,各類數控機床因其功能、結構及系統的不同,各具有不同的特性,其維護、保養的內容和要求也各不相同,應根據機床的種類、型號及實際使用情況,并參照機床使用說明書要求,制定和建立必要的定期、定級保養制度。數控車床的定期維護內容如下表：
【實訓項目數控機床的保養與維護操作】
1.實訓內容
(1)閱讀所使用機床的使用說明書,掌握機床的操作規程與維護保養內容與操作方法。
(2)選用正確的工具,對所使用機床的各部位進行維護和保養,填寫維護日志,并檢查機床各功能。
2.實訓設備
數控實訓中心內的各類數控機床,各種維護保養用工具用品。
3.實訓步驟
(1)閱讀所使用機床的使用說明書,掌握機床的操作、維護規程。
(2)檢查各型數控機床日常養護的部位,學習保養維護操作的具體內容與方法。
(3)熟悉各種機床維護使用的工具用品。
(4)選用正確的工具,對所用機床的各部位進行維護和保養。
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