数控铣工加工中心操作工第1章

国家职业资格培训教材技能型人才培训用书国家职业资格培训教材编审委员会编数控铣工加工中心操作工（中级）吴全生主编国家职业资格培训教材技能型人才培训用书依据劳动和社会保障部制定的《国家职业标准》要求编写第一章数控机床概述培训学习目标了解数控机床的产生、分类，掌握数控铣床的维护保养，掌握数控铣床的操作规程，能看懂数控铣床与数控系统的说明书；掌握数控铣床简单故障的诊断，能进行数控铣床水平的检查。第一章数控机床概述第一章数控机床概述目录第一节概述一、基本概念二、数控加工与传统加工的比较三、数控机床的产生四、数控机床的组成第二节数控机床的分类一、按工艺用途分类二、按可控制联动的坐标轴分类三、按加工方式分类第三节数控机床的维护保养一、机械部件的维护第一章数控机床概述第一章数控机床概述目录二、直流伺服电动机的维护三、检测元件的维护四、数控系统的日常维护第四节数控机床常见的故障与水平调整一、故障的定义二、数控机床的常见故障三、数控铣床的安装第五节数控机床安全文明生产一、文明生产二、数控机床安全生产规程三、数控金属切削机床的操作规程复习思考题第一章数控机床概述第一章数控机床概述第一节概述一、基本概念数字控制（NumericalControl）简称数控（NC），是一种借助数字、字符或其他符号对某一工作过程（如加工、测量、装配等）进行可编程控制的自动化方法。数控技术（NumericalControlTechnology）是指用数字量及字符发出指令并实现自动控制的技术，它已经成为制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础技术。数控系统（NumericalControlSystem）是指采用数字控制技术的控制系统。计算机数控系统（ComputerNumericalControl）是以计算机为核心的数控系统。数控机床（NumericalControlMachineTools）是指采用数字控制技术对机床的加工过程进行自动控制的一类机床。二、数控加工与传统加工的比较第一章数控机床概述第一节概述图1-1传统加工与数控加工的比较三、数控机床的产生1949年美国空军后勤司令部为了在短时间内造出经常变更设计的火箭零件与帕森斯公司合作，并选择麻省理工学院伺服机构研究所为协作单位，于1952年研制成功了世界上第一台数控机床。1958年，美国的克耐·杜列克公司在一台数控镗铣床上增加了自动换刀装置，第一台加工中心问世，现代意义上的加工中心是1959年由该公司开发出来的。我国是从1958年开始研制数控机床的。第一章数控机床概述第一节概述四、数控机床的组成图1-2数控机床的组成1．输入/输出装置早期的数控机床常用穿孔纸带、磁带等控制介质，现代数控机床常用磁盘或半导体存储器等控制介质。此外，现代数控机床第一章数控机床概述第一节概述可以不用控制介质，直接由操作人员通过手动数据输入（ManualDataInput，简称MDI）即用键盘输入零件程序；或采用通信方式进行零件程序的输入/输出。2．计算机数控装置（CNC装置或CNC单元）★对输入的零件程序和操作指令进行相应的处理。★输出控制命令到相应的执行部件控制其动作。★加工出需要的零件。3．测量装置4．机床机床是数控机床的主体，是数控系统的被控对象，是实现制造加工的执行部件。第一章数控机床概述第二节数控机床的分类一、按工艺用途分类（1）一般数控机床图1-4XK5040A型数控铣床1—底座2—强电柜3—变压器箱4—升降进给伺服电动机5—主轴变速手柄和按钮板6—床身立柱7—数控柜8、11—纵向行程限位保护开关9—纵向参考点设定挡铁10—操纵台12—横向溜板13—纵向进给伺服电动机14—横向进给伺服电动机15—升降台16—纵向工作台工第一章数控机床概述第二节数控机床的分类（2）数控加工中心是在一般数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置。图1-5XH754型卧式加工中心1—工作台2—主轴3—刀库4—数控柜第一章数控机床概述第二节数控机床的分类二、按可控制联动的坐标轴分类图1-7空间平面和曲面的数控加工a）两坐标联动加工沟槽面b）三坐标联动加工曲面c）两轴半坐标联动加工曲面d）五轴联动铣床加工曲面（1）两坐标联动（2）三坐标联动（3）两轴半坐标联动（4）多坐标联动图1-8六轴加工中心第一章数控机床概述第二节数控机床的分类三、按加工方式分类（1）金属切削类数控机床如数控车床、加工中心、数控钻床、数控磨床、数控镗床等。（2）金属成形类数控机床如数控折弯机、数控弯管机、数控回转头压力机等。图1-9金属成形机床a）数控折弯机b）数控弯管机第一章数控机床概述第二节数控机床的分类（3）数控特种加工机床如数控线（电极）切割机床、数控电火花加工机床、数控激光切割机等。图1-10数控特种加工机床a）数控电火花切割机床b）数控电火花成形机床c）数控激光焊接机第一章数控机床概述第二节数控机床的分类（4）广义数控机床如火焰切割机、数控三坐标测量机、工业机器人等。图1-11广义数控机床a）数控测量机b）工业机器人第一章数控机床概述第三节数控机床的维护保养一、机械部件的维护1．主传动链的维护1）熟悉主传动链的结构、性能和主轴调整方法，严禁超性能使用。2）定期调整主轴驱动带的松紧程度。3）检查主轴润滑恒温油箱，防止各种杂质进入油箱，及时补充油量。4）经常检查压缩空气气压，调整到标准要求值。5）定期观察液压系统的压力，油压低于要求值时，要及时调整。6）使用液压拨叉变速的主传动系统，必须在主轴停机后变速。7）每年对主轴润滑恒温油箱中的润滑油更换一次。8）每年清理润滑油池底一次，并更换液压泵过滤器。9）每天检查主轴润滑恒温油箱，使其油量充足。10）防止各种杂质进入润滑油箱，保持油液清洁。11）经常检查轴端及各处密封，防止润滑油液的泄漏。第一章数控机床概述第三节数控机床的维护保养2．滚珠丝杠螺母副的维护1）定期检查、调整丝杠螺母副的轴向间隙，保证反向传动精度和轴向刚度。2）定期检查丝杠支承与床身的联接是否有松动以及支承轴承是否损坏。3）采用润滑脂润滑的滚珠丝杠，每半年一次清洗丝杠上的旧润滑脂，换上新的润滑脂。4）注意避免硬质灰尘或切屑进入丝杠防护罩或在工作中碰击防护罩，防护装置一有损坏要及时更换。3．刀库及换刀机械手的维护1）用手动方式往刀库上装刀时，要确保装到位，装牢靠，检查刀座上的锁紧是否可靠。2）严禁把超重、超长的刀具装入刀库，防止在机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具等发生碰撞。3）采用顺序选刀方式须注意刀具放置在刀库上的顺序是否正确。第一章数控机床概述第三节数控机床的维护保养4）注意保持刀具刀柄和刀套的清洁。5）经常检查刀库的回参考点位置是否正确，检查机床主轴回换刀点位置是否到位，并及时调整。6）开机时，应先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动作。4．液压系统维护1）定期对油箱内的油液进行取样化验，检查油液质量，定期过滤或更换油液。2）定期检查冷却器和加热器的工作性能，控制液压系统中油液的温度在标准要求内。3）定期检查更换密封件，防止液压系统泄漏。4）防止液压系统振动与噪声。5）定期检查清洗或更换液压件、滤芯，定期检查清洗油箱和管路。6）严格执行日常点检制度，检查系统的泄漏、噪声、振动、压力、温度等是否正常，将故障排除在萌芽状态。第一章数控机床概述第三节数控机床的维护保养5．导轨副的维护1）定期调整压板间隙。2）定期调整镶条间隙。3）定期对导轨进行预紧。4）定期对导轨润滑。5）定期检查导轨的防护。6．气动系统维护1）选用合适的过滤器，清除压缩空气中的杂质和水分。2）注意检查系统中油雾器的供油量，保证空气中含有适量的润滑油来润滑气动元件。3）定期检查更换密封件，保持系统的密封性。4）注意调节工作压力，保证气动装置具有合适的工作压力和运动速度。5）定期检查、清洗或更换气动元件、滤芯。第一章数控机床概述第三节数控机床的维护保养1）在数控系统处于断电状态且电动机已经完全冷却的情况下进行检查。2）取下橡胶刷帽，用螺钉旋具拧下刷盖取出电刷。3）测量电刷长度，如FANUC直流伺服电动机的电刷由10mm磨损到小于5mm时，必须更换同型号的新电刷。4）仔细检查电刷的弧形接触面是否有深沟或裂痕，以及电刷弹簧上有无打火痕迹。5）将不含金属粉末及水分的压缩空气导入装电刷的刷孔中，吹净粘在刷孔壁上的粉末。6）重新装上电刷，拧紧刷盖。三、检测元件的维护二、直流伺服电动机的维护第一章数控机床概述第三节数控机床的维护保养表1-1检测元件的维护第一章数控机床概述第三节数控机床的维护保养表1-1检测元件的维护（续）第一章数控机床概述第三节数控机床的维护保养四、数控系统的日常维护表1-2数控系统的日常维护第一章数控机床概述第三节数控机床的维护保养表1-2数控系统的日常维护（续）第一章数控机床概述第四节数控机床常见的故障与水平调整一、故障的定义指数控机床丧失了规定的功能，它包括机械系统、数控系统和伺服系统等方面的故障。二、数控机床的常见故障1．系统性故障和随机故障（1）系统性故障指只要满足某一定的条件，机床或数控系统就必然出现的故障。比如，网络电压过高或过低，系统就会产生电压过高报警或电压过低报警。（2）随机故障指在同样的条件下，只偶尔出现一次或二次的故障。往往与机械结构的局部松动、错位，数控系统中部分元件工作特性的漂移、机床电器元件可靠性下降有关。第一章数控机床概述2．有显示故障和无显示故障（1）有报警显示故障现在的数控系统都有较丰富的自诊断功能，百余种的报警信号都可显示出来。（2）无报警显示故障无任何报警显示，但机床却是在不正常状态，往往是机床停在某一位置上不能正常工作，甚至连手动操作都失灵。3．破坏性故障和非破坏性故障第四节数控机床常见的故障与水平调整（1）破坏性故障会对机床和操作者造成侵害导致机床损坏或人身伤害，如飞车、超程运动、部件碰撞等等。（2）非破坏性故障大多数的故障属于此类故障，往往通过“清零”即可消除。第一章数控机床概述4．机床品质下降故障机床可以正常运行，但表现出的现象与以前不同，比如噪声变大、振动较强、定位精度超差、反向死区过大、圆弧加工不合格、机床起停有振荡等。此时加工零件往往不合格，这类故障无任何报警信号显示，只能通过检测仪器来检测和发现。第四节数控机床常见的故障与水平调整5．硬件故障和软件故障（1）硬件故障硬件故障是指只有更换已损坏的器件才能排除的故障，这类故障也称“死故障”。1）更换接口板。2）修改PLC程序。（2）软件故障1）程序编制错误造成的软件故障。2）参数设置不正确造成的软件故障。第一章数控机床概述第四节数控机床常见的故障与水平调整三、数控铣床的安装1．对安装地基和安装环境的要求在数控铣床确定的安放位置上，根据机床说明书中提供的安装地基图进行施工，如图1-12所示。同时要考虑机床重量和重心位置、与机床连接的电线、管道的铺设、预留地脚螺栓和预埋件的位置。一般中小型数控机床无需做单独的地基，只需在硬化好的地面上，采用活动垫铁，稳定机床的床身，大型、重型机床需要专门做地基。图1-12数控铣床安装地基示意图第一章数控机床概述第四节数控机床常见的故障与水平调整图1-13活动垫铁图1-14用活动垫铁支承的数控铣床第一章数控机床概述第四节数控机床常见的故障与水平调整图1-15固定地脚螺栓图1-16固定地脚螺栓的固定方法第一章数控机床概述第四节数控机床常见的故障与水平调整图1-17活地脚螺栓图1-18膨胀螺栓1—螺母2—垫圈3—套筒4—螺栓5—锥体第一章数控机床概述第四节数控机床常见的故障与水平调整2．安装步骤图1-19数控铣床的安装流程图数控铣床搬运、拆箱就位找平清洗、连接完成搬运拆箱清洗连接吊运滚运电路油管气管第一章数控机床概述第四节数控机床常见的故障与水平调整表1-3常用调整垫铁类型第一章数控机床概述第四节数控机床常见的故障与水平调整图1-21垫铁放置图表1-3常用调整垫铁类型（续）第一章数控机床概述第四节数控机床常见的故障与水平调整图1-22数控铣床接地方式示意图第一章数控机床概述第五节数控机床安全文明生产一、文明生产1．数控机