数控机床的应用与维护

1999年的“考克斯报告”提醒中国人：数控机床是西方对我国禁运的战略物资。可见数控机床工业具有超越一般市场的价值。当今机床行业，计算机数控化已成为技术进步的大趋势。数控机床是电子信息技术和传统机械加工技术结合的产物，它集现代精密机械、计算机、通讯、液压气动、光电等多学科技术为一体，具有率、高精度、高自动化和高柔性的特点，是当代机械制造业的主流装备。数控机床大大提高了机械加工的性能（可以加工传统机床的复杂零件），有效提高了加工质量和效率，实现了柔性自动化（相对于传统技术基础上大批量生产的刚性自动化），并向智能化、集成化方向发展。一国数控机床的水平和拥有量，已经是衡量当今制造业水平、工业现代化程度的重要指标，也是衡量国家综合竞争力的重要指标。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。 
1. 数控加工的概念
    数控机床的工作原理就是用代码化的数字信息将刀具移动轨迹的信息记录在程序介质上，然后送入数控系统，经过编译、运算控制机床的刀具与工件的相对运动，从而使机床自动加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。
2. 数控机床的特点
    （1） 加工精度高、速度高
    数控机床的加工精度一般可达到0.005～0.05mm，数控机床是按数字信号形式控制的，数控装置每输出一个脉冲信号，则机床移动部件移动一个脉冲当量（一般为0.001mm），而且机床进给传动链的反向间隙与丝杠螺距平均误差可由数控装置进行适当的补偿，因此，数控机床定位精度比较高。
    由于机床的一些关键件性能的提高，机床对系统指令的 读取和响应的速度大大提高，目前其加速度可到1.0g甚至更高，大大缩短了机床移动部件从零速到高速的时间，且由于其配套件性能的提高，在高速情况下，其运动等各项精度也能维持在较高的水平。
    （2） 加工质量稳定、可靠，一致性好
    加工同一批零件，在同一机床，在相同加工条件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀轨迹*相同，零件的一致性好，质量稳定。
    （3） 复合化程度高，生产率高
    复合化包含工序复合化和功能复合化。目前大多工件能在一台数控设备上连续完成多工序和多面的连续求切削加工，有效地减少零件的加工时间和辅助时间，这大大减少了半成品的工序间周转时间，提高了生产效率。
    （4） 高柔性化
    柔性是指数控机床适应加工对象变化的能力。数控机床与普通机床不同，在数控机床上加工零件，主要取决于加工程序和刀具，不必制造、更换许多工具、夹具，也不需要经常调整机床，因此，数控机床适用于零件频繁更换的场合。也就是适合单件、小批生产及新产品的开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备的费用。
    同时数控机床的加工，根据具体的加工路线可对所使用的刀具、夹具进行规范化、现代化管理，同时也可预先估计整个正常加工的时间，目前已与计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）有机地结合起来，是现代集成制造技术的基础。
    （5）智能化
    为了适应制造业生产柔性化、自动化发展的需要，数控机床智能化程度也在不断的提高。如自适应加工技术等。　　 
3. 数控机床使用中应注意的事项
    使用数控机床之前，应仔细阅读机床使用说明书、使用注意事项以及其它有关资料，以便正确操作使用机床，主要需注意以下几点：
    （1） 机床操作、维修人员必须是掌握相应机床专业知识的专业人员或经过技术培训的人员，且必须按安全操作规程及规定操作机床；
    （2） 非专业人员不得打开电柜门，打开电柜门前必须确认已经关掉了机床总电源开关。只有专业维修人员才允许打开电柜门，并进行通电检修；
    （3） 除一些供用户使用并可以改动的参数外，其它如系统参数、主轴参数、伺服参数、机床PLC等，用户不能私自修改，否则将给操作者带来设备、工件、人身等伤害。在参数修改后，进行*次加工前，机床应在不装刀具和工件的情况下用机床锁住、单程序段等方式进行程序试运行，确认机床正常后再使用机床；
    （4） 对于长期不用或新设备，应该有先点动后联动，先低速后高速等试运行的过程，同时进行必要的拷机，确认机械、电气元件正常后方可投入使用；
    （5） 机床全部连接器、接头等，不允许进行带电拔、插操作；
    （6） 在进行机械元件整理或更换时，在机床位置合适后需将机床总电源切断后方可执行；
    （7） 在机床需试运行时，所有机床动作过程只应由一个人单独操作完成。
4. 数控机床的维护
    数控系统是数控机床的核心部件，因此，数控机床的维护主要是数控系统的维护。为了尽量地延长元器件的寿命和零部件的磨损周期，防止因电器元件和机械部件性能老化甚至损坏等引起的各种故障，特别是恶性事故的发生，就必须对数控机床进行日常的维护。概括起来，要注意以下几个方面。
    1. 制订数控机床日常维护的规章制度
    根据各种部件特点，确定各自保养条例。如明文规定哪些地方需要天天清理，哪些部件要定期检查或更换，由谁负责等并做好必要的记录。
    2. 应尽量少开数控柜和强电柜的门
    因为机加工的工况环境，随意和经常打开数控柜门很容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及印制线路的损坏，带来一系列安全隐患。因此，应该有一种严格的规定，除非进行必要的调整和维修，不允许随便开启柜门，更不允许在使用时敞开柜门。
    3. 定时检查、清洗数控控制柜的散热通风系统
　　一般数控电器元件工作温度都不允许超过55℃，否则会引起系统运作中断带来不必要的损失，故应经常检查数控系统通风系统是否正常。
    
    4. 经常检查数控系统用的电路电压
　　一般数控系统允许工作电压都规定需在一定的范围内波动。如果超出此范围，就会造成系统不能正常工作，甚至会引起数控系统内部和外围电子部件损坏。
    5. 数控系统长期不用时的维护
    为提高数控系统的利用率和减少数控系统的故障，数控机床应经常使用，而不要长期闲置不用。由于某种原因，造成数控系统长期闲置不用时，为了避免数控系统损坏，需经常给数控系统通电，特别是在环境湿度较大的时节更应如此。在机床锁住不动的情况下（即伺服电动机不转时），让数控系统空运行，利用电器元件本身的发热来驱散数控系统内的潮气，保证电子器件性能稳定可靠。
    6.精密机械元器件、部件的维护
    对于机床的如丝杠副、导轨、刀库等部件润滑防护措施必须仔细，对不常用部分更是应做好充分的防锈处理。