數(shù)控軋輥車床的操作、點檢及維護

李繼芹

（佳木斯技師學院，黑龍江 佳木斯 154004）

數(shù)控軋輥車床是集機械傳動、機械加工、電氣及自動化控制、液壓控制于一體的高精度自動化設(shè)備，具有技術(shù)密集、所涉及領(lǐng)域廣泛、操作方便可靠、加工柔性較大、故障判斷和排除相對困難等特點。因此，正確的使用和維護數(shù)控軋輥車床，使其長期可靠運行、延長其使用壽命、降低設(shè)備維修費用，必須了解數(shù)控軋輥車床的組成及工作原理，熟練掌握數(shù)控軋輥車床的操作技巧、提高數(shù)控機床精度的關(guān)鍵技術(shù)，以及數(shù)控軋輥車床的日常點檢及維護技術(shù)。

1 數(shù)控軋輥車床的組成及工作原理

數(shù)控軋輥車床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和機床本體共四部分組成。

控制介質(zhì)。就是人與數(shù)控軋輥車床之間聯(lián)系的中間媒介物質(zhì)，反映了數(shù)控加工時的全部信息。

數(shù)控系統(tǒng)。是數(shù)控軋輥車床的核心部分，是車床實現(xiàn)自動加工的中心，也是數(shù)控軋輥車床的靈魂所在。主要由輸入裝置、監(jiān)視器、主控制系統(tǒng)、可編程控制器、各類輸入/輸出接口等組成。主控制系統(tǒng)主要由CPU、存儲器、控制器等組成,主要控制對象是位置、角度、速度等機械量，以及溫度、壓力、流量等物理量，控制方式可分為數(shù)據(jù)運算處理控制和時序邏輯控制兩大類。

伺服系統(tǒng)。是數(shù)控系統(tǒng)和機床本體之間的電傳動聯(lián)系環(huán)節(jié)，主要由伺服電動機、驅(qū)動控制系統(tǒng)和位置檢測與反饋等組成。伺服電動機是系統(tǒng)的執(zhí)行文件，驅(qū)動控制系統(tǒng)則是伺服電動機的動力源。

機床本體。指其機械結(jié)構(gòu)本體，它與傳統(tǒng)的普通軋輥車床相比較，同樣由機械傳動機構(gòu)、工作臺、床身以及立柱等部分組成，但數(shù)控軋輥車床的整體布局、外觀造型、傳動機械、工具系統(tǒng)及操作機構(gòu)等方面都發(fā)生了很大變化。

2 數(shù)控軋輥車床的操作技巧

2.1 精車時和粗車時的位置不正造成加工出的第一孔不符合要求。

產(chǎn)生原因：①兩次對刀精度差。精車對刀和粗車對刀有偏差或誤差。②使用3號假想刀尖輸入刀具圓弧半徑和實際的半徑不對。如R6輸成R5.85。

解決方法：①使用8號假想刀尖，用樣板對刀(中心)對刀。②在粗車第一孔可向刀具z軸運行的反方向偏0.1mm，精車時向正方向偏移0.1mm。觀察第一孔車削情況，如倒角圓弧進刀處車不到可加入手動干預(yù)，使孔型符合要求。

2.2 精車孔型出現(xiàn)淺的問題。

產(chǎn)生原因：①車床X軸有間隙。②車床的剛性不夠。③設(shè)定的進給量不合理。④孔型部位余量較大。

解決方法：①用百分表測量間隙，利用參數(shù)進行間隙補償。②在機床的外層防護板內(nèi)側(cè)焊接疊焊在一起的兩根方形鋼管，在所述的兩方形鋼管上面和側(cè)面，分別焊接一固定板。增強了機床外層防護板的剛性，解決機床外層防護板因承載過大而容易變形的技術(shù)問題，增強機床剛性。③減少孔型處的加工余量，增加外圓處余量。④合理設(shè)定機床的進給速度。

2.3 孔型圓弧一邊大，一邊小左右不對稱。

產(chǎn)生原因：刀具刃磨不合理，走刀量、速度未調(diào)整好。

解決方法：①按照規(guī)范要求合理刃磨刀具,使之符合加工要求。②合理設(shè)定機床的走刀量和走刀速度。

2.4 車削過程中需磨刀或更換刀片

2.4.1 使用可轉(zhuǎn)位車刀因磨損或打刀更換刀片：可先使程序運行暫停，記下x、Z軸坐標值，用手輪將刀搖出，停止主軸，更換刀片后再開車。用手輪搖至原X、Z坐標處，自動運行程序即可。

2.4.2 使用焊接刀具時，可在車削工件時，按下程序運行暫停鍵，等不出鐵屑時將刀具搖出停車，卸下刀具刃磨后裝刀。開車后使用手輪將刀具搖至原位置，不看坐標值，看位置(可能有誤差)。然后自動運行程序，待這遍運行完后，必須進行對刀操作。

2.5 快速輸入程序的一些方法

復(fù)制程序：對于架次相同規(guī)格不同的軋輥程序輸入可采取復(fù)制的辦法，更改相關(guān)數(shù)據(jù)即可快速輸入程序。

后臺編輯：在執(zhí)行一個程序期間編輯另一個程序稱為后臺編輯，這樣可節(jié)約程序輸入的輔助時間。

合并程序：執(zhí)行此操作可以將兩個程序合在一起使用，避免重復(fù)輸入。

移動部分程序：執(zhí)行此操作可使程序內(nèi)容移動到想要的地方。

3 提高數(shù)控機床精度的關(guān)鍵技術(shù)

軌跡插補技術(shù):就是根據(jù)零件輪廓尺寸，結(jié)合精度和工藝等方面的要求，在刀具中心軌跡線轉(zhuǎn)折點之間，插入若干個中間點的過程，即“數(shù)據(jù)點的密化過程”。插入中間點的算法，被稱為插補算法。根據(jù)插補算法，可由數(shù)控系統(tǒng)中的插補器實時計算得到中間點，并以中間點協(xié)調(diào)控制各坐標軸的運動，從而獲得所需要的運動軌跡。數(shù)控系統(tǒng)的插補任務(wù)，就是根據(jù)進給速度要求，計算出每一段零件輪廓起點與終點之間，應(yīng)插入中間點的坐標值。到目前為止，數(shù)控系統(tǒng)采用過的插補算法很多，這些算法一般都分別歸屬脈沖增量插補算法和數(shù)據(jù)采樣插補算法兩大類。

運動控制技術(shù):運動控制的本質(zhì)是位置伺服控制，按控制方式進行分類，可分為開環(huán)控制、半閉環(huán)控制、全閉環(huán)控制和混合閉環(huán)控制。

誤差補償技術(shù):光靠軌跡插補技術(shù)和運動控制技術(shù)，很難實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的高精度加工，因為數(shù)控系統(tǒng)的加工精度會受到機械、電氣、工件材料、加工工藝以及環(huán)境等因素的影響，因此必須針對上述影響的因素，研究誤差補償技術(shù)。

誤差補償?shù)囊话悴襟E為：①根據(jù)機床建立誤差模型；②設(shè)計測量方法，確定誤差模型參數(shù)，并對模型參數(shù)進行標定；③誤差數(shù)據(jù)庫與數(shù)控系統(tǒng)的融合。

4 數(shù)控軋輥車床的安裝及點檢

4.1 對安裝環(huán)境的要求

安裝位置應(yīng)遠離振源，必要時可在其周圍打防震隔離溝；盡量避免陽光直射和熱輻射，控制系統(tǒng)安裝的環(huán)境溫度要相對穩(wěn)定，必要時應(yīng)安裝空氣調(diào)節(jié)器；盡量避免在金屬粉塵較多的區(qū)域內(nèi)安裝控制系統(tǒng)，確實無法避免的，應(yīng)做好控制箱的密封，防止金屬粉塵侵入；要遠離潮濕環(huán)境，避免潮濕造成的電器故障。

數(shù)控加工設(shè)備對電源的要求相對較高，應(yīng)避免在強磁場環(huán)境下安裝使用，應(yīng)遠離電焊機、整流變壓器、直流電機等產(chǎn)生高次諧波的設(shè)備，確實無法避免的，可對電源進行隔離；此外，數(shù)控軋輥車床對電源電壓有較高要求，電源電壓波動必須在額定值的一l0%～5%之間且三相電壓平衡，并保持相對穩(wěn)定；必須對系統(tǒng)進行良好的接地處理，否則系統(tǒng)將無法正常工作。

4.2 數(shù)控軋輥車床的日常點檢項目和點檢標準

4.2.1 電器部分

電機地腳不缺螺絲、無松動，振動無異常，運行無異常聲音和氣味，無過熱現(xiàn)象，溫升小于60℃；電纜無破損、溫升小于40℃；控制元件完好、無破損、無異味、無異常發(fā)熱現(xiàn)象；照明完好；顯示器顯示正常、亮度適中；編程器控制面板干凈、無損壞，控制鍵靈活可靠；手持脈沖發(fā)生器操作靈活、控制線無破損。

4.2.2 機械部分

各緊固件無松動現(xiàn)象，機床外表面、罩蓋保持清潔、無銹蝕、斑點；各手柄位置正確、操作靈活可靠；絲杠潤滑良好；各轉(zhuǎn)動、滑動、導(dǎo)軌部分周圍無障礙物，導(dǎo)軌面無毛刺及由于磕、碰引起的局部損傷；齒輪傳動良好，無異常聲音；夾持工具、刀具、工件等各部符合裝卡標準；滑動部分清潔、油量適當、油質(zhì)符合要求，油泵供油壓力正常、油路通暢、無溢油現(xiàn)象。

4.2.3 安全設(shè)施

各傳動部分安全罩齊全，安全設(shè)施規(guī)范；保險裝置齊全、緊固、安全可靠；站臺平穩(wěn)、無斷裂痕跡；刀具、工具擺放平穩(wěn)、擺放位置安全。

5 數(shù)控軋輥車床的維護

5.1 數(shù)控系統(tǒng)的維護

對車床數(shù)控系統(tǒng)的維護，除按說明書規(guī)定執(zhí)行外，還應(yīng)注意以下幾個方面：嚴格遵守操作規(guī)程和日常維護制度。確保數(shù)控柜電氣柜的散熱系統(tǒng)正常工作。定期檢查和更換伺服電機的電刷。定期更換系統(tǒng)后備電池。盡量少開數(shù)控柜和強電柜門。長期閑置的系統(tǒng)應(yīng)定時給系統(tǒng)通電，定時進行空運行。

機械部件的維護

數(shù)控軋輥車床機械部件的維護包括：主傳動鏈的維護；滾珠絲杠螺母副的維護；自動換刀裝置的維護；液壓系統(tǒng)的維護等。

結(jié)語

上述關(guān)于數(shù)控軋輥車床操作、保養(yǎng)和維護方法是在車床操作、維修與長期實踐中總結(jié)出來的，經(jīng)生產(chǎn)實踐驗證，是切實可行的。

[l]關(guān)穎《FANUC系統(tǒng)數(shù)控培訓(xùn)教程》，北京：化學工業(yè)出版社，2007.

[2]盧勝利、王睿鵬、祝玲《現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一原理、構(gòu)成與實例》，北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[3]沈軍達《運動控制模塊在數(shù)控機床中的運用》，《機電工程》2005(3)：P37-39.