数控加工中心检修的方法

数控加工中心检修的方法

摘要: 随着数控加工中心在机械加工中的普及，加工中心的检修成为设备管理重要的一个环节。做好数控加工中心的检修不但可以全面排查设备问题而且还能及时发现并消除设备潜在的隐患。系统完善的检修方法日益成为减少机床故障、提高机床利用率、保证生产的重要部分。本文主要论述了加工中心检修的思路和具体方法。

由于加工中心在长期使用过程中的磨损和老化，如果不注意保养，加工中心会一直处于“亚健康”状态下运行。定期对机床进行检修可使机床保持良好的运行状态，延缓劣化过程，降低机床故障发生率，从而保证机床利用率。加工中心虽然种类繁多结构复杂但其大致可分为机械部分和电气部分。以下就从机械和电气两部分论述其检修的方法。

1 加工中心的概述

数控加工中心是一种自带刀库并且能够自动交换刀具，对加工零件能够在一定范围下进行多工序的加工操作的机床。数控加工中心从结构上划分可分为以下几个主要组成部分。

( 1) 基础部件。由床身、立柱、工作台等组成。基础部件不仅要承受在切削加工时所产生的动载荷，还要承受机床本身的静载荷，所以这就要求数控加工中心的基础部件要有足够的刚性。

( 2) 主轴部件。由主轴电动机、主轴、主轴箱、主轴轴承等零部件组成。

( 3) 数控系统。数控系统的主要部分由可编程控制器、CNC 装置、伺服驱动模块和伺服电机等部件组成。

( 4)自动换刀系统( ATC) 。自动换刀系统是数控加工中心区别于普通数控机床的特征装置，它可以解决加工零件一次装夹后的多个工序连续进行加工过程中，工序和工序之间的刀具选择、自动储存和交换任务。

( 5) 其他辅助部件。包括液压单元、润滑单元、冷却单元、气动单元和排屑器等部件。

2 机械部分检修

数控加工中心在长期的使用后其机械部件很容易松动磨损。定期检修发现机床隐藏的问题，并对其进行适当调整，可以恢复其加工精度，延长使用寿命。机械部分检修可以分以下几个部分。

( 1) 几何精度检查。数控加工中心的几何精度是其加工工件精度的保证，因此需要定期对其进行检查和调整。可按照数控加工中心几何精度表对各轴的几何精度进行检查，并对不合格的事项进行调整。几何精度的校准主要有机械校准和参数补偿两种方式。对于误差不大的情况可以采用参数补偿的方式，如果误差较大就要从机械方面进行调整。

( 2) 主轴部件的检修。数控机床的主轴部件是影响其加工精度的关键部件。它的回转精度会直接影响工件的加工出来的精度。其自动变速、自动换刀和准停等动作影响数控加工中心的自动化程度。在结构上，主轴部件必须能解决工件和刀具的装夹、主轴润滑和轴承的间隙等问题。所以在检查主轴部件时应先检查其径向跳动和端面窜动，再检查主轴润滑是否良好。观察主轴在高速转动时有无异响，是否发热。最后清洗主轴电机风扇并检查主轴电机正常运行下的负载、噪音和温度。

( 3) 各轴进给传动系统的检查。轴的进给传动机构是将伺服电机旋转运动转化为传动部件的直线或回转运动。对各轴进给传动系统检查时先检查各轴丝杆和导轨润滑情况，并对其清洗使其无锈蚀。再检查各轴软、硬限位的位置和功能。如果软限位设置不合理，则应调整相应的机床参数。最后检查并调整各轴定位精度和反向传动误差。

( 4) 自动换刀系统( ATC) 的检修。应先检查机械手及卡爪磨损情况，必要时调整、更换卡爪。再检查换刀过程中机械手、防护门的动作是否正常。

( 5) 液压单元的检修。先更换液压油，并清洗油箱。再清洗油泵、油路和各液压控制阀，使油路顺畅无泄漏。最后调整各液压阀，使液压压力和流量保持在适当范围内。

( 6) 润滑单元的检修。在数控机床运行过程中润滑单元不但具有润滑作用，而且还可起到冷却的作用，它可以减小机床的热变形产生的对加工精度带来的影响。润滑单元的检修，对于保证数控机床的加工精度、延长数控机床的使用寿命都具有很重要的意义。对润滑单元进行检

修时应先清洗分油器及油路，再检查润滑管路有无泄漏，润滑油是否注入到终端。必要时加注润滑油。

( 7) 冷却单元的检修。先清洗过滤网更换冷却液，再检查并更换磨损和破裂的冷却管路，最后调整冷却液压力和流量。

( 8) 气压单元的检修。先查看气压表的气压是否在正常的范围内。再清洗或更换空气过滤芯，检查各气阀、管路有无泄漏并调整相关气压压力。最后更换老化破裂的气管。

3 电气部分检修

电气部分在数控机床长期使用后会出现元器件的劣化，容易对数控加工中心安全稳定运行形成潜在危害。对电气部分的检修可分以下几个部分。

( 1) 电网电压的检测。通常，数控系统所允许接入的电网电压的范围要在额定值的90%～ 110%。如果超出了这个范围，轻则会使数控系统不能够稳定工作，重则会使电气元器件损坏。在对电网电压的检测时如果发现电网电压的质量较差，则应加装数控机床专用交流稳压的装置。

( 2) 更换系统后备电池。数控系统的参数和用户的加工程序都是由具有断电保护的静态寄存器来保存的。系统断电后内存里的参数是由电池供电来保持的，因此检查电池的电压，及时更换后备电池十分重要。更换电池时应注意需要在机床开机带电状态下更换，否则会丢失系统数据。

( 3) 电气柜的检查。先检查电气柜冷却装置( 风扇或空调) 是否正常工作，再清洗电气柜门上的过滤网。最后检查电气柜内的各种熔断器、空气开关、接触器和继电器是否正常可靠。

( 4) 线路的检查。先整理电气柜线路，再更换老化、破损的线路。最后检查各PE 线的接地情况，并查看固定PE 线的螺钉有无松动。

( 5) 电机的检修。先清洗电机外壳、端盖和散热风扇。再检查电机三相电压是否一致，三相绕组的电阻是否平衡，外壳是否良好接地。最后再用摇表测量电机的三相绕组对地绝缘状态，正常情况下绝缘电阻应大于10MΩ。

( 6) 开关和按钮功能的检查。检查各急停开关、防护门锁和各功能按钮功能是否正常可靠。

4 结语

随着数控加工中心的在机械加工中的广泛使用，如何减少其故障发生率，延长使用寿命日益成为设备管理的重要部分。通过制定系统完善的检修方法可以检测数控加工中心的运行状态，提高使用性能，排查潜在隐患。本文通过机械和电气两部分检修来逐一检查设备运行情况，并对发现的问题及时采取措施，避免问题进一步扩大。数控加工中心最好每年进行一次检修，这样可以使数控加工中心保持良好的运行状态，延缓老化过程从而延长其使用寿命。