數控軋輥車床的操作、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備，具有技術密集、所涉及領域廣泛、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控軋輥車床，使其長期可靠運行、延長其使用壽命、降低設備維修費用，必須了解數控軋輥車床的組成及工作原理，熟練掌握數控軋輥車床的操作技巧、提高數控機床精度的關鍵技術，以及數控軋輥車床的日常點檢及維護技術。

1 數控軋輥車床的組成及工作原理

數控軋輥車床一般由控制介質、數控系統、伺服系統和機床本體共四部分組成。

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

數控系統。是數控軋輥車床的核心部分，是車床實現自動加工的中心，也是數控軋輥車床的靈魂所在。主要由輸入裝置、監視器、主控制系統、可編程控制器、各類輸入/輸出接口等組成。主控制系統主要由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，控制方式可分為數據運算處理控制和時序邏輯控制兩大類。

伺服系統。是數控系統和機床本體之間的電傳動聯系環節，主要由伺服電動機、驅動控制系統和位置檢測與反饋等組成。伺服電動機是系統的執行文件，驅動控制系統則是伺服電動機的動力源。

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

2 數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，使孔型符合要求。

2.2 精車孔型出現淺的問題。

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

解決方法：①用百分表測量間隙，利用參數進行間隙補償。②在機床的外層防護板內側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。

產生原因：刀具刃磨不合理，走刀量、速度未調整好。

解決方法：①按照規范要求合理刃磨刀具,使之符合加工要求。②合理設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

復制程序：對于架次相同規格不同的軋輥程序輸入可采取復制的辦法，更改相關數據即可快速輸入程序。

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

合并程序：執行此操作可以將兩個程序合在一起使用，避免重復輸入。

移動部分程序：執行此操作可使程序內容移動到想要的地方。

3 提高數控機床精度的關鍵技術

軌跡插補技術:就是根據零件輪廓尺寸，結合精度和工藝等方面的要求，在刀具中心軌跡線轉折點之間，插入若干個中間點的過程，即“數據點的密化過程”。插入中間點的算法，被稱為插補算法。根據插補算法，可由數控系統中的插補器實時計算得到中間點，并以中間點協調控制各坐標軸的運動，從而獲得所需要的運動軌跡。數控系統的插補任務，就是根據進給速度要求，計算出每一段零件輪廓起點與終點之間，應插入中間點的坐標值。到目前為止，數控系統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據采樣插補算法兩大類。

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

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

誤差補償的一般步驟為：①根據機床建立誤差模型；②設計測量方法，確定誤差模型參數，并對模型參數進行標定；③誤差數據庫與數控系統的融合。

4 數控軋輥車床的安裝及點檢

4.1 對安裝環境的要求

安裝位置應遠離振源，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，控制系統安裝的環境溫度要相對穩定，必要時應安裝空氣調節器；盡量避免在金屬粉塵較多的區域內安裝控制系統，確實無法避免的，應做好控制箱的密封，防止金屬粉塵侵入；要遠離潮濕環境，避免潮濕造成的電器故障。

數控加工設備對電源的要求相對較高，應避免在強磁場環境下安裝使用，應遠離電焊機、整流變壓器、直流電機等產生高次諧波的設備，確實無法避免的，可對電源進行隔離；此外，數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，并保持相對穩定；必須對系統進行良好的接地處理，否則系統將無法正常工作。

4.2 數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、無異常發熱現象；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；各轉動、滑動、導軌部分周圍無障礙物，導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、油質符合要求，油泵供油壓力正常、油路通暢、無溢油現象。

4.2.3 安全設施

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

5 數控軋輥車床的維護

5.1 數控系統的維護

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

機械部件的維護

數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；液壓系統的維護等。

結語

上述關于數控軋輥車床操作、保養和維護方法是在車床操作、維修與長期實踐中總結出來的，經生產實踐驗證，是切實可行的。

[l]關穎《FANUC系統數控培訓教程》，北京：化學工業出版社，2007.

[2]盧勝利、王睿鵬、祝玲《現代數控系統一原理、構成與實例》，北京：機械工業出版社，2006.

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