1.5　数控车床的操作规程与日常维护

1.5.1　数控车床的操作规程

数控车床是一种自动化程度高、结构复杂且价格较高的先进加工设备。它与普通车床相比具有加工精度高、加工灵活、通用性强、生产效率高、质量稳定等优点，特别适合加工多品种、小批量形状复杂的零件，在企业生产中有着至关重要的地位。数控车床操作人员除了应掌握好数控车床的性能、精心操作外，还要管好、用好和维护好数控车床，养成文明生产的良好工作习惯和严谨的工作作风，具有良好的职业素质、责任心，做到安全文明生产，严格遵守以下数控车床安全操作规程。

①数控系统的编程、操作和维修人员必须经过专门的技术培训，熟悉所用数控车床的使用环境、条件和工作参数等，严格按机床和系统的使用说明书要求正确、合理地操作机床。

②数控车床的使用环境要避免光的直接照射和其他热辐射，避免太潮湿或粉尘过多的场所，特别要避免有腐蚀性气体的场所。

③为避免电源不稳定给电子元件造成损坏，数控车床应采取专线供电或增设稳压装置。

④数控车床的开机、关机顺序，一定要按照机床说明书的规定操作。

⑤主轴启动开始切削之前一定要关好防护罩门，程序正常运行中严禁开启防护罩门。

⑥在每次电源接通后，必须先完成各轴的返回参考点操作，然后再进入其他运行方式，以确保各轴坐标的正确性。

⑦机床在正常运行时不允许打开电气柜的门。

⑧加工程序必须经过严格检验方可进行操作运行。

⑨手动对刀时，应注意选择合适的进给速度；手动换刀时，刀架距工件要有足够的转位距离不至于发生碰撞。

⑩加工过程中，如出现异常危急情况可按下“急停”按钮，以确保人身和设备的安全。

机床发生事故，操作人员要注意保留现场，并向维修人员如实说明事故发生前后的情况，以利于分析问题，查找事故原因。

数控机床的使用一定要有专人负责，严禁其他人员随意动用数控设备。

要认真填写数控机床的工作日志，做好交接工作，消除事故隐患。

不得随意更改数控系统内部制造厂设定的参数，并及时做好备份。

要经常润滑机床导轨、防止导轨生锈，并做好机床的清洁保养工作。

1.5.2　数控车床的日常维护

数控车床具有机电液集于一身、技术密集和知识密集的特点，是一种自动化程度高的先进设备。为了充分发挥其效益，减少故障的发生，必须做好日常维护保养工作，使数控系统少出故障，以延长系统的平均无故障时间。所以要求数控车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，这样才能全面了解、掌握数控车床，及时搞好维护保养工作。数控车床主要的维护保养工作如下。

①严格遵守操作规程和日常维护制度，数控系统的编程、操作和维修人员必须经过专门的技术培训，严格按机床和系统的使用说明书的要求正确、合理地操作机床，应尽量避免因操作不当引起的故障。

②操作人员在操作机床前必须确认主轴润滑油与导轨润滑油是否符合要求。如果润滑油不足，应按说明书的要求加入牌号、型号等合适的润滑油，并确认气压是否正常。

③防止灰尘进入数控装置内，如数控柜空气过滤器灰尘积累过多，会使柜内冷却空气流通不畅，引起柜内温度过高而使数控系统工作不稳定。因此，应根据周围环境温度状况，定期检查清扫。电气柜内电路板和元器件上积累有灰尘时，也得及时清扫。

④应每天检查数控装置上各个冷却风扇工作是否正常。视工作环境的状况，每半年或每季度检查一次过滤通风道是否有堵塞现象。如过滤网上灰尘积聚过多，应及时清理，否则将导致数控装置内温度过高（一般温度为55～60℃），致使CNC系统不能可靠工作，甚至发生过热报警。

⑤伺服电动机的保养。对于数控车床的伺服电动机，要在10～12个月进行一次维护保养，加速或者减速变化频繁的机床要在2个月进行一次维护保养。维护保养的主要内容有：用干燥的压缩空气吹除电刷的粉尘，检查电刷的磨损情况，如需更换，需选用规格型号相同的电刷，更换后要空载运行一定时间使其与换向器表面吻合；检查清扫电枢整流子以防止短路；如装有测速电动机和脉冲编码器，也要进行定期检查和清扫。

⑥及时做好清洁保养工作，如空气过滤器的清扫、电气柜的清扫、印制电路板的清扫。表1-4为数控车床保养一览表。

⑦定期检查电气部件，检查各插头、插座、电缆、各继电器的触点是否出现接触不良、断线和短路等故障。检查各印制电路板是否干净。检查主电源变压器、各电动机的绝缘电阻是否在1MΩ以上。平时尽量少开电气柜门，以保持电气柜内清洁。

⑧经常监视数控系统的电网电压，数控系统允许的电网电压范围在额定值的85％～110％，如果超出此范围，轻则使数控系统不能稳定工作，重则会造成重要的电子元器件损坏，因此要经常注意电网电压的波动。对于电网质量比较恶劣的地区，应及时配置数控系统用的交流稳压装置，将使故障率有比较明显的降低。

⑨定期更换存储器用电池，数控系统中部分CMOS存储器中的存储内容在关机时靠电池供电保持。当电池电压降到一定值时就会造成参数丢失。因此，要定期检查电池电压，更换电池时一定要在数控系统通电状态下进行，这样才不会造成存储参数丢失，并做好数据备份。

⑩备用印制电路板长期不用容易出现故障，因此对所购数控机床中的备用电路板，应定期装到数控系统中通电运行一段时间，以防止损坏。

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。软方法主要通过系统参数补偿，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进行大修时进行，如进行导轨修刮、滚珠丝杠螺母预紧调整反向间隙等，并适时对各坐标轴进行超程限位检验。

长期不用数控车床的保养。在数控车床闲置不用时，应经常给数控系统通电，在机床锁住的情况下，使其空运行。在空气湿度较大的梅雨季节应该天天通电，利用电气元器件本身发热驱走数控柜内的潮气，以保证电子元器件的性能稳定可靠。

液压系统的维护。液压系统是数控车床重要的动力源之一，使用维护得当是减少故障、延长系统使用寿命的保障。

a.油箱内应注入条例要求的液压油，液压油为9～11级清洁度。

b.机床使用后最初的第3个月应彻底换一次，以后每6～8个月更换一次。

c.在换油时可同时对吸油口上的滤油器箱及内部和磁性分离器进行检查及清洗，并注意应使用干净的煤油进行清洗。

d.换油时必须使用同一厂家同牌号的油。

e.发现液压油变质时应及时换掉，不允许变质的油与新油混合使用。

f.往油箱内所注油最好经过过滤，注油时应通过油箱上的空气滤清器进行。

g.液压系统内进入空气是造成机械动作不正常和产生液压噪声的主要原因，因此在使用过程中必须经常检查并保证油箱、管接头、管路等处保持密封、不漏气。

h.所有的液压管路在使用中均应避免弯折、拐急弯。

i.机床长期不使用后再启动时，由于管路中不可避免地会进入空气，因此启动后产生一定的振动及噪声，此时应不要急于工作，让液压系统工作一段时间，使系统中混入的空气排净后再正常使用机床。

液压系统压力的调整。

a.系统主压力。系统最高使用压力p_max为3.5MPa；系统工作压力p₀一般为2.9～3.2MPa。

b.液压卡盘使用压力范围p₁为0.49～2.2MPa。

c.尾座使用压力范围p₂为0.49～3.0MPa，一般情况下为0.75～0.85MPa；实际按工件装夹等具体情况自行调整。

d.低压报警压力p₃为1.5MPa。

e.主轴箱液压换挡压力p₄约为1.5MPa。

1.5.3　数控车床的常见操作故障

数控车床的故障种类繁多，有电气、机械、系统、液压、气动等部件的故障，产生的原因也比较复杂，但很大一部分故障是由于操作人员操作机床不当引起的。

（1）数控车床常见的操作故障

a.防护门未关，机床不能运转。

b.机床未回零。

c.主轴转速S超过最高转速限定值。

d.程序内没有设置F或S值。

e.进给修调F％或主轴修调S％开关设为空挡。

f.回零时离零点太近或回零速度太快，引起超程。

g.程序中G00位置超过限定值。

h.刀具补偿测量设置错误。

i.刀具换刀位置不正确（换刀点离工件太近）。

j.G40撤销不当，引起刀具切入已加工表面。

k.程序中使用了非法代码。

l.刀具半径补偿方向搞错。

m.切入、切出方式不当。

n.切削用量太大。

o.刀具钝化。

p.工件材质不均匀，引起振动。

q.机床被锁定（工作台不动）。

r.工件未夹紧。

s.对刀位置不正确，工件坐标系设置错误。

t.使用了不合理的G功能指令。

u.机床处于报警状态。

v.断电后或报过警的机床，没有重新回零。

（2）液压系统的常见故障排除

①电磁阀故障的原因及排除。

a.电磁阀内部滑阀方面的原因。重新安装或分解后清洗，如阀仍不能滑动自如，检查阀体孔及滑阀本身上有无毛刺，若有则去掉。

b.固定螺钉拧得过紧，接合面加工不平。减少紧固力，规定的最大扭矩为50kgf·cm。安装平面粗糙度应小于等于Ra1.6μm，不平度为0.01mm/100mm。

c.压力、流量过大。使压力与流量调至符合要求。

d.电气接触不良。检查电磁阀的插头及电气箱内继电器的情况。

e.电磁阀上元件损坏。更换同型号新的电磁阀。

②变量泵噪声及其他噪声的原因及排除。

a.泵抽油不良。使用前提高油温，检查并清洗进油口滤油器。

b.液压系统中进入空气。检查管路系统中有无漏油漏气环节。

c.油泵内元件损坏。拆开油泵检查，更换损坏的元件，清理油液中的异物或换油。

d.油泵与输油管共振。使泵工作一段时间后，看振动是否清除。检查系统中是否有漏气的环节。

e.油泵因外部振动的影响而共振。检查管线的支撑情况。

f.管路系统不正常。避免在管路上出现急转弯，减小管路上管线的直径差和流速差等。

③液压油过热的原因及排除。

a.液压油黏度过大。换上黏度小、合适的液压油。

b.油箱内液压油不足。检查并补充油。

c.工作压力或流速比过大。调整压力、流量，使其符合设计要求。

d.环境温度过高。在无法改变环境温度时，考虑加装油冷器。

e.管路不正常。检查管路系统，排除管路中油阻过大部位的状况。

1.5.4　数控车床的安全操作

（1）安全操作注意事项

尽管数控车床上设计有多种安全装置以防止意外事故可能对车床操作人员、车床本身造成危害，但是操作人员仍应注意下列事项，切不可过分依赖安全装置。

①工作时，穿好工作服、安全鞋，并戴上工作帽及防护镜，不允许戴手套操作数控车床，也不允许扎领带。

②不要移动或损坏安装在机床上的警告标牌。

③不要在数控车床周围放置障碍物，工作空间应足够大。

④更换熔丝之前应关掉机床电源，千万不要用手去接触电动机、变压器、控制板等有高压电源的场合。

⑤某项工作如需要两个人或多人共同完成时，应注意相互间动作协调一致。

⑥不允许采用压缩空气清洗数控车床、电气装置及NC单元。

（2）数控车床的预热

数控车床开始预热前，应首先认真检查润滑系统工作是否正常，如数控车床长时间未使用，可先用手动方式使油泵向各润滑点供油。

①运转时间：10～20min（冬季可适当延长）。

②主轴转速：500～1200r/min。

③滑板：各轴尽可能在较大速度上运动，但不要使用100％G00速度。

④刀架、尾座等所有运动部件都进行工作。

（3）工作开始前的准备工作

①使用的刀具应与数控车床允许使用的规格相符，要及时更换有严重破损的刀具。

②在使用前，应给冷却水泵加水，以确保冷却系统正常工作。

③不要把调整刀具所用的工具遗忘在数控车床之内。

④对于大尺寸轴类零件的中心孔的加工是否合适，中心孔如太小工作中易发生危险。

⑤安装调整好刀具后应进行一两次的试切削。

⑥注意检查卡盘夹紧工件的力矩是否合理。

⑦检查一下是否穿戴好了所有的防护用具。

（4）工作过程中的安全注意事项

①禁止用手接触刀尖和铁屑，铁屑要用毛刷或钩子来清理。

②禁止用手或其他任何方式接触正在旋转中的主轴、工件或其他运动部位。

③在自动加工过程中，不允许打开机床防护门。

④不允许在主轴旋转时进行刀具的安装、拆卸。

⑤加工镁合金工件时，应戴防护面罩。

⑥及时清理加工切下的铁屑。

（5）中断数控车床工作

在加工过程中需要停机时，可以从以下开关或按键中选一个最合适的进行。

①进给保持开关。该开关在数控车床自动运行时有效。按下该开关，机床各滑板的进给运动停止，但主轴及M功能的执行不受影响。

②复位键。不论在何种方式下，该键均有效。按下该键，NC单元立即进入终止状态，所有功能均被切断。

（6）工作完成后的注意事项

①清除铁屑，打扫数控车床，使机床与环境保持清洁状态。

②检查或更换已磨损破坏的机床导轨上的油擦板。

③检查润滑油、冷却液的状态，根据情况及时添加或更换。

④下班前，依次关掉机床操作面板上的电源开关和总电源开关。

（7）数控车床的安全装置

①前门。防止铁屑、冷却液及工作物的飞出，保护操作人员的安全。在自动运转状态时，不要打开此门。

②“急停”按钮。安装在机床操作面板上，用于碰到紧急情况时迅速中断机床工作。

③报警灯。安装在机床操作面板上，当由于滤油器堵塞、润滑系统供油压力变低时报警灯亮。

④X、Z轴行程极限开关。安装在滑板上，防止X、Z轴滑板超程。

⑤X、Z轴行程保护（NC软件）。用X参数设定在NC系统内，防止滑板超程。