数控机床保养

A. 数控机床维护与保养的目的和意义

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。我们甚至可以这样说：在机械制造业中，数控机床的档次和拥有量，是反映一个企业制造能力的重要标志。

但是，我们应当清醒地认识到：在企业生产中，数控机床能否达到加工精度高、产品质量稳定、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：数控机床维修的概念，不能单纯地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。

B. 数控机床维护与保养的基本要求

我们懂得了数控机床的维护与保养的目的和意义后，还必须明确其基本要求。主要包括：

1、在思想上要高度重视数控机床的维护与保养工作，尤其是对数控机床的操作者更应如此，我们不能只管操作，而忽视对数控机床的日常维护与保养。

2、提高操作人员的综合素质

数控机床的使用比使用普通机床的难度要大，因为数控机床是典型的机电一体化产品，它牵涉的知识面较宽，即操作者应具有机、电、液、气等更宽广的专业知识；再有，由于其电气控制系统中的CNC 系统升级、更新换代比较快，如果不定期参加的专业理论培训学习，则不能熟练掌握新的CNC 系统应用。因此对操作人员提出的素质要求是很高的。为此，必须对数控操作人员进行培训，使其对机床原理、性能、润滑部位及其方式，进行较系统的学习，为更好的使用机床奠定基础。同时在数控机床的使用与管理方面，制定一系列切合实际、行之有效的措施。

3、要为数控机床创造一个良好的使用环境

由于数控机床中含有大量的电子元件，它们最怕阳光直接照射，也怕潮湿和粉尘、振动等，这些均可使电子元件受到腐蚀变坏或造成元件间的短路，引起机床运行不正常。为此，对数控机床的使用环境应做到保持清洁、干燥、恒温和无振动；对于电源应保持稳压，一般只允许±10% 波动。

4、严格遵循正确的操作规程

无论是什么类型的数控机床，它都有一套自己的操作规程，这既是保证操作人员人身安全的重要措施之一，也是保证设备安全、使用产品质量等的重要措施。因此，使用者必须按照操

作规程正确操作，如果机床在第一次使用或长期没有时，应先使其空转几分钟；并要特别注意使用中注意开机、关机的顺序和注意事项。各类数控机床的操作规程具体见后面6.5。

5、在使用中，尽可能提高数控机床的开动率

在使用中，要尽可能提高数控机床的开动率。对于新购置的数控机床应尽快投入使用，设备在使用初期故障率相对来说往往大一些，用户应在保修期内充分利用机床，使其薄弱环节尽早暴露出来，在保修期内得以解决。如果在缺少生产任务时，也不能空闲不用，要定期通电，每次空运行 1 小时左右，利用机床运行时的发热量来去除或降低机内的湿度。

6、要冷静对待机床故障，不可盲目处理。

机床在使用中不可避免地会出现一些故障，此时操作者要冷静对待，不可盲目处理，以免产生更为严重的后果，要注意保留现场，待维修人员来后如实说明故障前后的情况，并参与共同分析问题，尽早排除故障。故障若属于操作原因，操作人员要及时吸取经验，避免下次犯同样的错误。

7、制定并且严格执行数控机床管理的规章制度

除了对数控机床的日常维护外，还必须制定并且严格执行数控机床管理的规章制度。主要包括：定人、定岗和定责任的“三定”制度，定期检查制度，规范的交接班制度等。这也是数控机床管理、维护与保养的主要内容。

C. 数控机床维护与保养的点检管理

由于数控机床集机、电、液、气等技术为一体，所以对它的维护要有科学的管理，有目的地制定出相应的规章制度。对维护过程中发现的故障隐患应及时清除，避免停机待修，从而延长设备平均无故障时间，增加机床的利用率。开展点检是数控机床维护的有效办法。

以点检为基础的设备维修．是日本在引进美国的预防维修制的基础上发展起来的一种点检管理制度。点检就是按有关维护文件的规定，对设备进行定点、定时的检查和维护。其优点是可以把出现的故随和性能的劣化消灭在萌芽状态，防止过修或欠修，缺点是定期点检工作量大。这种在设备运行阶段以点检为核心的现代维修管理体系，能达到降低故降率和维修费用，提高维修效率的目的。

我国自20世纪80年代初引进日本的设备点检定修制，把设备操作者、维修人员和技术管理人员有机地组织起来．按照规定的检查标准和技术要求，对设备可能出现问题的部位，定人、定点、定量、定期、定法地进行检查、维修和管理，保证了设备持续、稳定地运行，促进丁生产发展和经营效益的提高。

数控机床的点检，是开展状态监测和故障诊断工作的基础，主要包括下列内容：

（1） 定点 首先耍确定一台数控机床有多少个维护点，科学地分析这台设备，找准可能发生故障的部位。只要把这些维护点“看住”，有了故障就会及时发现。

（2） 定标 对每个维护点要逐个制订标准，例如间隙、温度、压力、流量、松紧度等等，都要有明确的数量标准，只要不超过规定标准就不算故障。

（3） 定期 多长时间检查一次，要定出检查周期。有的点可能每班要检查几次，有的点可能一个或几个月检查一次．要根据具体情况确定。

（4） 定项 每个维护点检查哪些项目也要有明确规定。每个点可能检查一项，也可能检查几项。

（5） 定人 由谁进行检查，是操作者、维修人员还是技术人员, 应根据检查部位和技术精度要求，落实到人。

（6） 定法 怎样检查也要有规定，是人工观察还是用仪器测量, 是采用普通仪器还是精密仪

器。

（7） 检查 检查的环境、步骤要有规定，是在生产运行中检查还是停机检查，是解体检查还是不解体检查。

（8） 记录 检查要详细做记录，并按规定格式填写清楚。要填写检查数据及其与规定标准的差值、判定印象、处理意见，检查者要签名并注明检查时间。

（9） 处理 检查中间能处理和调整的要及时处理和调整，并将处理结果记人处理记录。没有能力或没有条件处理的，要及时报告有关人员，安排处理。但任何人、任何时间处理都要填写处理记录。

（10） 分析 检查记录和处理记录都要定期进行系统分析，找出薄弱“维护点”，即故障率高的点或损失大的环节，提出意见，交设计人员进行改进设计。

数控机床的点检可分为日常点检和专职点捡二个层次。日常点检负责对机床的一般部件进行点检，处理和检查机床在运行过程中出现的故障，由机床操作人员进行。专职点检负责对机床的关银部位和重要部件披周期进行重点点检和设备状态监测与故阵诊断，制定点检计划，做好诊断记录．分析维修结果，提出改善设备维护管理的建议，由专职维修人员进行。 数控机床的点检作为一项工作制度，必须认真执行并持之以桓，才能保证机床的正常运行。 从点检的要求和内容上看，点检可分为专职点检、日常点检和生产点检三个层次, 数控机床点检维修过程示意图。

1．专职点检

负责对机床的关键部位和重要部位按周期进行重点点检和备状态监测与故障诊断定点检计划，做好诊断记录，分析维修结果，提出改善设备维护管理的建议。

2．日常点检

负责对机床的一般部位进行点检，处理和检查机床在运行过程中出现的故障。

3．生产点检

负责对生产运行中的数控机床进行点检，并负责润滑、紧固等工作。

点检作为一项工作制度必须认真执行并持之以恒，这样才能保证数控机床的正常运行。

D. 数控机床维护与保养的内容

预防性维护的关键是加强日常保养，主要的保养工作有下列内容：

1. 日检

其主要项目包括液压系统、主轴润滑系统、导轨润滑系统、冷却系统、气压系统。日检就是根据各系统的正常情况来加以检测。例如，当进行主轴润滑系统的过程检测时，电源灯应亮，油压泵应正常运转，若电源灯不亮，则应保持主轴停止状态，与机械工程师联系。进行维修。

2. 周检

其主要项目包括机床零件、主轴润滑系统，应该每周对其进行正确的检查，特别是对机床零件要清除铁屑，进行外部杂物清扫。

3. 月检

主要是对电源和空气于燥器进行检查。电源电压在正常情况下额定电180V-220V ，频率50Hz ，如有异常，要对其进行测量、调整。空气于燥器应该每月拆一次，然后进行清洗、装配。

4. 季检

季检应该主要从机床床身、液压系统、主轴润滑系统三方面进行检查。例如，对机床床身进行检查时，主要看机床精度、机床水平是否符合手册中的要求，如有问题，应马上和机械工程师联系。对液压系统和主轴润滑系统进行检查时，如有问题，应分别更换新油6oL 和20L ，并对其进行清洗。

5. 半年检

半年后，应该对机床的液压系统、主轴润滑系统以及X 轴进行检查，如出现毛病，应该更换新油，然后进行清洗工作。

全面地熟悉及掌握了预防性维护的知识后，还必须对油压系统异常现象的原因与处理有更深的了解及必要的掌握。如当油泵不喷油、压力不正常、有噪声等现象出现时，应知道主要原因有哪些，有什么相应的解决方法。对油压系统异常现象的原因与处理，主要应从三方面加以了解：

(1) 油泵不喷油

主要原因可能有油箱内液面低、油泵反转、转速过低、油粘度过高、油温低、过滤器堵塞、吸油管配管容积过大、进油口处吸人空气、轴和转子有破损处等，对主要原因有相应的解决方法，如注满油、确认标牌，当油泵反转时变更过来等。

(2) 压力不正常

即压力过高或过低。其主要原因也是多方面的，如压力设定不适当、压力调节阀线圈动作不良、压力表不正常、油压系统有漏等。相应的解决方法有按规定压力设置拆开清洗、换一个正常压力表、按各系统依次检查等。

(3) 有噪声

噪声主要是由油泵和阀产生的。当阀有噪声时，其原因是流量超过了额定标准，应该适当调整流量；当油泵有噪声时，原因及其相应的解决办法也是多方面的，如油的粘度高、油温低，解决方法为升油温；油中有气泡时，应放出系统中的空气等等。

总而言之，要想做好数控机床的预防性维护工作。

E. 机械部分的维护与保养

数控机床机械部分的维护与保养主要包括：机床主轴部件、进给传动机构、导轨等的维护与保养。

1. 主轴部件的维护与保养

主轴部件是数控机床机械部分中的重要组成部件，主要由主轴、轴承、主轴准停装置、自动夹紧和切屑清除装置组成。数控机床主轴部件的润滑、冷却与密封是机床使用和维护过程中值得重视的几个问题。

首先，良好的润滑效果，可以降低轴承的工作温度和延长使用寿命；为此，在操作使用中要注意到：低速时，采用油脂、油液循环润滑；高速时采用油雾、油气润滑方式。但是，在采用油脂润滑时，主轴轴承的封入量通常为轴承空间容积的10％，切忌随意填满，因为油脂过多，会加剧主轴发热。对于油液循环润滑，在操作使用中要做到每天检查主轴润滑恒温油箱，看油量是否充足，如果油量不够，则应及时添加润滑油；同时要注意检查润滑油温度范围是否合适。

为了保证主轴有良好的润滑，减少摩擦发热，同时又能把主轴组件的热量带走，通常采用循环式润滑系统，用液压泵强力供油润滑，使用油温控制器控制油箱油液温度。高档数控机床主轴轴承采用了高级油脂封存方式润滑，每加一次油脂可以使用7～10年。新型的润滑冷却方式不单要减少轴承温升，还要减少轴承内外圈的温差，以保证主轴热变形小。

常见主轴润滑方式有两种，油气润滑方式近似于油雾润滑方式，但油雾润滑方式是连续供给油雾，而油气润滑则是定时定量地把油雾送进轴承空隙中，这样既实现了油雾润滑，又避免了油雾太多而污染周围空气。喷注润滑方式是用较大流量的恒温油(每个轴承3～4L/min)喷注到主轴轴承，以达到润滑、冷却的目的。这里较大流量喷注的油必须靠排油泵强制排油，而不是自然回流。同时，还要采用专用的大容量高精度恒温油箱，油温变动控制在±0.5℃。 第二，主轴部件的冷却主要是以减少轴承发热，有效控制热源为主。

第三，主轴部件的密封则不仅要防止灰尘、屑末和切削液进入主轴部件，还要防止润滑油的泄漏。主轴部件的密封有接触式和非接触式密封。对于采用油毡圈和耐油橡胶密封圈的接触式密封，要注意检查其老化和破损；对于非接触式密封，为了防止泄漏，重要的是保证回油能够尽快排掉，要保证回油孔的通畅。

主轴前支承的密封结构

综上所述，在数控机床的使用和维护过程中必须高度重视主轴部件的润滑、冷却与密封问题，并且仔细做好这方面的工作。

2. 进给传动机构的维护与保养

进给传动机构的机电部件主要有：伺服电动机及检测元件、减速机构、滚珠丝杠螺母副、丝杠轴承、运动部件（工作台、主轴箱、立柱等）。这里主要对滚珠丝杠螺母副的维护与保养问题加以说明。

（1）滚珠丝杠螺母副轴向的间隙的调整

滚珠丝杠螺母副除了对本身单一方向的进给运动精度有要求外，对轴向间隙也有严格的要求，以保证反向传动精度。因此，在操作使用中要注意由于丝杠螺母副的磨损而导致的轴向间隙采用调整方法加以消除。

双螺母垫片式消隙

如图所示，

此种形式结构简单可靠、刚度好，应用最为广泛，在双螺母间加垫片的形式可由专业生 产厂根据用户要求事先调整好预紧力，使用时装卸非常方便。

双螺母螺纹式消隙

如图所示，

利用一个螺母上的外螺纹，通过圆螺母调整两个螺母的相对轴向位置实现预紧，调整好后用另一个圆螺母锁紧，这种结构调整方便，且可在使用过程中，随时调整，但预紧力大小不能准确控制。

齿差式消隙

如图所示，

在两个螺母的凸缘上各制有圆柱外齿轮，分别与固紧在套筒两端的内齿圈相啮合，其齿数分别为Z1、Z2，并相差一个齿。调整时，先取下内齿圈，让两个螺母相对于套筒同方向都转动一个齿，然后再插入内齿圈，则两个螺母便产生相对角位移，其轴向位移量为： 式中Z1、Z2为齿轮的齿数，Ph 为滚珠丝杠的导程。

（2）滚珠丝杠螺母副的密封与润滑的日常检查

滚珠丝杠螺母副的密封与润滑的日常检查是我们在操作使用中要注意的问题。对于丝杠螺母的密封，就是要注意检查密封圈和防护套，以防止灰尘和杂质进入滚珠丝杠螺母副。对于丝

杠螺母的润滑，如果采用油脂，则定期润滑；如果使用润滑油时则要注意经常通过注油孔注油。

3. 机床导轨的维护与保养

机床导轨的维护与保养主要是导轨的润滑和导轨的防护。

（1）、导轨的润滑

导轨润滑的目的是减少摩擦阻力和摩擦磨损，以避免低速爬行和降低高温时的温升。因此导轨的润滑很重要。对于滑动导轨，采用润滑油润滑；而滚动导轨，则润滑油或者润滑脂均可。数控机床常用的润滑油的牌号有：L-AN10、15、32、42、68。导轨的油润滑一般采用自动润滑，我们在操作使用中要注意检查自动润滑系统中的分流阀，如果它发生故障则会造成导轨不能自动润滑。此外，必须做到每天

检查导轨润滑油箱油量，如果油量不够，则应及时添加润滑油；同时要注意检查润滑油泵是否能够定时启动和停止，并且要注意检查定时启动时是否能够提供润滑油。

（2）、导轨的防护

在操作使用中要注意防止切屑、磨粒或者切削液散落在导轨面上，否则会引起导轨的磨损加剧、擦伤和锈蚀。为此，要注意导轨防护装置的日常检查，以保证导轨的防护。

4、回转工作台的维护与保养

数控机床的圆周进给运动一般由回转工作台来实现，对于加工中心，回转工作台已成为一个不可缺少的部件。因此，在操作使用中要注意严格按照回转工作台的使用说明书要求和操作规程正确操作使用。特别注意回转工作台传动机构和导轨的润滑。

F. 辅助装置的维护与保养

数控机床的辅助装置的维护与保养主要包括：数控分度头、自动换刀装置、液压气压系统的维护与保养。

1. 数控分度头的维护与保养

数控分度头是数控铣床和加工中心等的常用附件，其作用是按照CNC 装置的指令作回转分度或者连续回转进给运动，使数控机床能够完成指定的加工精度，因此，在操作使用中要注意严格按照数控分度头的使用说明书要求和操作规程正确操作使用。

2. 自动换刀装置的维护与保养

自动换刀装置是加工中心区别于其它数控机床的特征结构。它具有根据加工工艺要求自动更换所需刀具的功能，以帮助数控机床节省辅助时间，并满足在一次安装中完成多工序、工步加工要求。因此，在操作使用中要注意经常检查自动换刀装置各组成部分的机械结构的运转是否正常工作、是否有异常现象；检查润滑是否良好等，并且要注意换刀可靠性和安全性检查。

3. 液压系统的维护与保养

(1) 定期对油箱内的油进行检查、过滤、更换;

(2) 检查冷却器和加热器的工作性能，控制油温;

(3) 定期检查更换密封件，防止液压系统泄漏;

(4) 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;

(5) 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。

4. 气压系统的维护与保养

(1) 选用合适的过滤器，清除压缩空气中的杂质和水分;

(2) 检查系统中油雾器的供油量，保证空气中有适量的润滑油来润滑气动元件，防止生锈、

磨损造成空气泄漏和元件动作失灵;

(3) 保持气动系统的密封性，定期检查更换密封件;

(4) 注意调节工作压力;

(5) 定期检查清洗或更换气动元件、滤芯。

G. 数控系统的使用检查

数控系统是数控机床电气控制系统的核心。每台机床数控系统在运行一定时间后，某些元器件难免出现一些损坏或者故障。为了尽可能地延长元器件的使用寿命，防止各种故障，特别是恶性事故的发生，就必须对对数控系统进行日常的维护与保养。主要包括：数控系统的使用检查和数控系统的日常维护。

为了避免数控系统在使用过程中发生一些不必要的故障，数控机床的操作人员在操作在使用数控系统以前，应当仔细阅读有关操作说明书，要详细了解所用数控系统的性能，要熟练掌握数控系统和机床操作面板上各个按键、按钮和开关的作用以及使用注意事项。一般说来，数控系统在通电前后要进行检查。

1. 数控系统在通电前的检查

为了确保数控系统正常工作，当数控机床在第一次安装调试或者是在机床搬运后第一次通电运行之前，可以按照下述顺序检查数控系统：

（1）、确认交流电源的规格是否符合CNC 装置的要求，主要检查交流电源的电压、频率和容量。

（2）、认真检查CNC 装置与外界之间的全部连接电缆是否按随机提供的连接技术手册的规定，正确而可靠地连接。数控系统的连接是指针对数控装置及其配套的进给和主轴伺服驱动单元而进行的，主要包括外部电缆的连接和数控系统电源的连接。在连接前要认真检查数控系统装置与MDI/CRT 单元、位置显示单元、纸带阅读机、电源单元、各印刷电路板和伺服单元等，如发现问题应及时采取措施或更换。同时要注意检查连接中的连接件和各个印刷线路板是否紧固，是否插入到位，各个插头有无松动，紧固螺钉是否拧紧，因为由于不良而引起的故障最为常见。

（3

（4）、认真检查数控机床的保护接地线。数控机床要有良好的地线，以保证设备、人身安全和减少电气干扰，伺服单元、伺服变压器和强电柜之间都要连接保护接地线。 只有经过上述各项检查，确认无误后，CNC 装置才能投入通电运行。

2. 数控系统在通电后的检查

数控系统通电后的检查包括：

（1）、首先要检查数控装置中各个风扇是否正常运转，否则会影响到数控装置的散热问题。

（2）、确认各个印刷线路或模块上的直流电源是否正常，是否在允许的波动范围之内。 （3

（4）、当数控装置与机床联机通电时，应在接通电源的同时，作好按压紧急停止按钮的准备，以备出现紧急情况时随时切断电源。

（5）、在手动状态下，低速进给移动各个轴，并且注意观察机床移动方向和坐标值显示是否正确。

（6）、进行几次返回机床基准点的动作，这是用来检查数控机床是否有返回基准点的功能，

以及每次返回基准点的位置是否完全一致。

（7）、CNC 系统的功能测试。按照数控机床数控系统的使用说明书，用手动或者编制数控程序的方法来测试CNC 系统应具备的功能。例如：快速点定位、直线插补、圆弧插补、刀径补偿、刀长补偿、固定循环、用户宏程序等功能以及M 、S 、T

H. 数控装置的日常维护与保养

数控系统是数控机床电气控制系统的核心。每台机床数控系统在运行一定时间后，某些元器件难免出现一些损坏或者故障。为了尽可能地延长元器件的使用寿命，防止各种故障，特别是恶性事故的发生，就必须对对数控系统进行日常的维护与保养。主要包括：数控系统的使用检查和数控系统的日常维护。

CNC 系统的日常维护主要包括以下几方面：

1. 严格制订并且执行CNC 系统的日常维护的规章制度

根据不同数控机床的性能特点，严格制订其CNC 系统的日常维护的规章制度，并且在使用和操作中要严格执行。

2. 应尽量少开数控柜门和强电柜的门

因为，在机械加工车间的空气中往往含有油雾、尘埃，它们一旦落入数控系统的印刷线路板或者电气元件上，则易引起元器件的绝缘电阻下降，甚至导致线路板或者电气元件的损坏。所以，在工作中应尽量少开数控柜门和强电柜的门。

3. 定时清理数控装置的散热通风系统，以防止数控装置过热

散热通风系统是防止数控装置过热的重要装置。为此，应每天检查数控柜上各个冷却风扇运转是否正常，每半年或者一季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象，如果有则应及时清理。

4. 注意CNC 系统的输入/输出装置的定期维护

例如CNC 系统的输入装置中磁头的清洗。

5. 定期检查和更换直流电机电刷

在20世纪80年代生产的数控机床，大多数采用直流伺服电机，这就存在电刷的磨损问题，为此对于直流伺服电机需要定期检查和更换直流电机电刷。

6. 经常监视CNC 装置用的电网电压

CNC 系统对工作电网电压有严格的要求。例如FANUC 公司生产的CNC 系统，允许电网电压在额定值的85％～110％的范围内波动，否则会造成CNC 系统不能正常工作，甚至会引起CNC 系统内部电子元件的损坏。为此要经常检测电网电压，并控制在定额值的