数控总结
1、数控机床一般由以下5部分组成：
1、数控装置2、伺服系统3、机床强电控制系统4、检测反馈装置5、机床主体2、平均无故障工作：时间设备在一个较长的使用过程中两次故障间隔的平均时间。MTBF总工作时间总故障次数
平均修复时间（MTTR）：从开始排除故障直到数控设备能正常使用所需要的时间。平均有效度A：AMTBF平均无故障工作时间平均无故障工作时间平均修复时间MTBFMTTR
平均有效度是指可维修的设备在某一段时间内维持其性能的概率，这是一个小于1的正数。数控机床故障的平均修复时间越短，则A就越接近1，那么数控机床的使用性能就越好。3、按故障的指示形式分类：
1、有报警显示的故障（*指示灯显示报警*显示器显示报警）2、无报警显示的故障4、数控机床故障诊断与维修的基本要求：
1）工作环境：
1、有稳定的机床基础。（保证机床的精度）2、精密数控机床有恒温要求。（环境温度过高会引起故障率增加）3、工作车间保持空气流通和干净。（保证元器件之间的绝缘特性）4、避免环境潮湿。（可能造成元件锈蚀，接触不良）5、电网供电满足总容量的要求，电压波动不超过。（可能损坏电子元器件）6、数控机床要求接地线。（为了安全和减少干扰）
2）日常保养和维护3)操作员和维修人员
5、故障诊断原则：
1.先外部后内部2.先机械后电3.先静后动4.先简单后复杂
6、数控机床维修基本方法：
1、直观法（望、闻、问、切）2、系统自诊断法3、动态梯形图诊断法4、参数检查法5、功能测试法6、部件交换法7、测量比较法8、原理分析法9、功能参数封锁法10、远程诊断法7、数控机床故障诊断的步骤：
1、故障记录2、维修前的检查3、故障分析与排除4、维修排故后的总结提高8、伺服系统组成：包括驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行件、检测反馈环节9、伺服系统
按控制方式划分：开环系统闭环系统半闭环系统
开环系统特点：无反馈，控制简单，价格低，信号是单向的。精度、速度均较底结构简单，
调试、维修、使用方便
半闭环系统特点：有反馈（角位移量）。部分机械传动装置处于反馈环之外，精度，速度低于闭环系统，不易振荡。调试维修方便闭环系统特点：有反馈（直线位移量）。精度、速度高但易振荡10、对伺服系统的要求：1、高精度2、快速度3、稳定性好11、主轴伺服系统的组成：
主轴伺服系统=交流主轴电动机+变频器+位置检测元件12、数控机床对主轴的要求：
1、输出功率大，抗过载能力强。
2、调速范围、恒功率范围宽。
3、具有四象限驱动能力，加减速时间短。
4、机床有螺纹加工、准停、恒线速度加工等功能时，主轴要具有进给和位置控制功能。5、可靠性高、噪声低、体积小、质量轻、温升低。13、主轴无报警信息故障：轴伺服系统故障的表现形式：
1、表现：主轴转速与指示值不符
原因：CNC装置输出的0~10V转速模拟量偏离转速指令对应数值。
2、表现：主轴噪声震动原因：主轴机械问题排除：检查主轴相关机械部分有报警信息故障：
1、表现：主轴电动机过热。CNC和主轴驱动装置提示报警信息。
原因：过载，加工过程中，切削量过大，主轴正反转频繁，电机冷却系统不良、内部风扇损坏，电机与驱动装之间的连线断开或接触不良。
2、表现：主轴异常噪声和振动。
原因及排除：如果故障发生在主轴减速过程中，可能是由于主轴驱动装置内的再生回路的晶体管模块损坏。
如果异常噪声和振动周期与主轴转速无关，可能是由于主轴驱动装置的控制电路不良、测速装置有故障。
14、对进给伺服驱动系统的要求：1、进给伺服驱动系统应具有快速性2、应具有较宽的调速范围3、应具有较强的过载能力4、应具有一定的精度（1μm或0.1μm）5、应具有高可靠性
15、进给伺服系统常见故（1）、无报警信息：
1、飞车电动机和脉冲编码器连接错误、控制单元有故障。
2、振动1、速度环或位置环增益过高、速度反馈或位置反馈元件或反馈信号线有故障、加减速时间过小等原因。
振动2、电动机故障、位置检测元件故障、检测增益太高或内插补精度不高。3、超调加减速时间短、电机于丝杠连接松动。
4、加工圆时轮廓超差进给轴的机械调整不佳、机械间隙大、进给轴的位置增益不一致。5、超程干扰、软限位设置不当、加工程序编制不妥。
（超程、过载、窜动、爬行、振动、伺服电机不转、位置误差、漂移、回基准点故障）（2）有报警信息
1、过载负载过大、正反向运动频繁、进给传动链润滑不良、参数设置不当、伺服驱动系统故障、脉冲编码器反馈信号故障、电机电源线连接错误、电机线圈短路、交流输入电源电压过高。
2、伺服驱动单元过流功率模块故障、电机电源线连接错误。
3、伺服系统过压输入电源电压过高、伺服电机线圈故障、负载惯量过大。
4、窜动干扰、控制信号不稳定、测速元件故障、伺服系统增益过大、进给轴反向间隙过大。
5、位置误差于进给轴有关的机械松动、电器干扰、系统设定允差范围小、伺服系统增益设定不当、进给轴间隙补偿设定不当、输入电源电压过低、位置检测信号不良、数控系统的位置控制和速度控制部分故障。
6、爬行伺服系统增益过低、负载大、进给传动链润滑不良。
7、漂移（位置指令为零时，坐标轴仍在运动）系统和伺服驱动单元的元件参数值变化、CNC装置的位置控制部分故障、电机电源连线有问题、电机和位置检测元件连接不良。8、回参考点故障1、找不到参考点：回参考点减速开关信号或零位脉冲信号失效，可检查检测装置的零标志位是否有故障。2、找不准参考点：参考点开关当块位置设置不当。16、位置检测系统的故障分析与维修：常用位置检测元件
1.光栅：分为透射光栅与反射光栅光栅输出信号：二个相位和一个零标志维护注意点：防污（冷却液轻微结晶、水雾、通入低压压缩空气、无水酒精轻檫）防振（不能敲击避免光学元件损坏）
2.光电脉冲编码器输出信号：二个相位和一个零标志维护注意点：防振和防污（内部松动和信号丢失）
联结松动（影响位置精度、进给运动的不稳定、伺服电机的换向而引起振动）3.感应同步器：组成：定尺和滑尺上面具有矩形绕组
维护注意点：在安装时必须保持定尺和滑尺的相对平行、不要损坏尺上耐切削液涂层和带绝缘层的铝箔、滑尺接线要分清SIN和COS绕组
4.旋转变压器：输出电压与转子的角位移有固定的函数关系
维护注意点：定子和转子阻值不同不要接错、碳刷磨损要及时更换
17、数控机床主传动配置的形式：
1、采用齿轮变速方式输出扭矩大，噪声大，用于大、中型机床。
2、采用带传动的形式可避免齿轮传动引起的振动、噪声，用于低扭矩，小型机床。
3、调速电机直接驱动机构简单，主轴刚度高，但输出扭矩小。
18、数控机床主轴具有机械换挡的目的：1、提高主轴低速时的输出转矩，满足主轴低速大转矩的要求；2、为满足用户的切削要求，充分发挥主轴电动机的切削功率。
19、主轴自动换挡的常见故障：1、换挡后机床的指令速度与实际主轴速度不符；2、自动换挡过程中主轴一直在摆动，直到超时报警；3、主轴不能实现自动换挡控制；4、主轴自动换挡过程及换挡执行后主轴噪音过大。
20、主轴准停功能的主要用途：1、在自动换刀的数控镗铣类机床，为保证自动换刀时主轴必须停在某一固定位置上（刀柄上的键槽必须与主轴的凸键对准相配）；2、在精镗时为不使刀尖划伤已加工的表面，退刀时要让刀尖在固定位置退出加工表面一个微小量；3、在多功能数控车床实现圆柱面或端面进行键槽加工控制。
21、主轴准停的控制形式：1、通过主轴编码器实现主轴准停控制；2、通过主轴电机内装编码器实现主轴准停控制；3、通过主轴外装主轴一转信号（接近开关）和电动机内装传感器实现主轴准停控制。
22、主轴定向准停控制常见故障：1、主轴执行准停时出现主轴报警；2、主轴准停动作执行过程中出现超程报警；3、主轴准停角度出现偏差（固定偏差和随机偏差）固定偏差：重新调整主轴准停角度；随机偏差：主轴机械出现故障，主轴检测装置与机械连接不良，检测装置一转信号不良和主轴模块故障。
23、PLC输入/输出元件
输入元件：1.控制开关（按钮、可锁开关、急停开关、和转换开关等）
2.行程开关（直动、滚动、微动式）
3.接近开关（电感、电容、磁感应、光电、霍尔式等）4.压力开关（液压油在波纹管或橡皮膜的压力）
5.温控开关（利用热敏元件）
输出元件1.接触器控制各种电动机常见故障：线圈过热、噪声大、不能吸或断
维护要求：定期检查，可动部位灵活，固定件无松动；保持触点清洁
2.继电器工作原理相同，触头多，在电路中起信号传递和转换作用，可实现多路控制；3.电磁阀用于液压和气动系统中的电磁控制，加接续流二极管，减少对系统的干扰；4.PLC的开关量输出；5.各种指示灯；
24、PLC故障的表现形式：
1、CNC报警直接找到故障的原因；2、有CNC故障显示，但不反映故障的真正原因；3、故障没有任何提示
对后两种情况，可利用系统的自诊断功能，根据PLC的梯形图和I/O状态信息来分析和判断故障的原因
25、数控机床PLC故障诊断的方法：1.根据报警号诊断故障；2.根据动作顺序诊断故障；
3.根据控制对象的工作原理诊断故障；4.根据PLC的I/O状态诊断故障；5.根据PLC梯形图诊断故障；6.动态跟踪梯形图诊断故障；
26、PLC系统信息与机床信号和CNC信号交换
27、电源的组成：三相输入线路、熔断器、电源开关、电源变压器、控制变压器、断路器、
各种继电器、接触器等。28、电源维护保养内容：1、三相电源的电压值是否正常，有否偏相；2、所有电气连接是否良好；3、各类开关是否有效；4、各继电器、接触器是否正常工作；5、检验热继电器、电弧抑制器等保护器件是否有效；6、检查电气柜防尘滤网、冷却风扇是否正常。
29、数控机床干扰的形式：1、电磁波干扰；2、供电线路干扰；3、信号传输干扰。
30、抗干扰措施：1.减少供电线路的干扰；2.减少机床控制中的干扰；3.屏蔽技术（电磁、静电屏蔽）；4.保证“接地”良好。31、数控机床在机械结构上和普通机床不同点在于传动链缩短，传动部件的精度高，机械维护的面更广。主轴、进给轴、导轨和丝杠、刀库和换刀装置、液压和气动等32、数控机床的功能和性能对机械结构的影响：
1、数控机床的机械结构要适应自动化控制的需要。2、要有较好的刚度和抗振性。
3、要尽量减少热变形和运动部件的摩擦产生温差引起的热负载。
4、要充分满足工艺复合化和功能集成化的要求。
33、数控机床机械结构的主要特点和要求：
1、高的静动刚度；2、良好的抗振兴；3、高灵敏度；4、热变形小；5、高精度保持性和高可靠性；
34、机械故障的原因：机床在运行过程中，机械零部件受到力、热、摩擦以及磨损等诸多因素的作用，使其领部件偏离或丧失原有的功能35、机械故障诊断的方法
1、实用诊断技术：（问、听、看、闻、摸、查）2、常用诊断技术：（查阅技术档案资料）
3、现代诊断技术：（1、油液光谱分析；2、振动检测；3、噪声谱分析；4、专家诊断系统；
5、温度检测；6、裂纹检测；7、非破坏性检测）36、主传动系统常见的机械故障及排除方法：
故障1：噪声过大：对于齿轮变速的形式，一般是因为齿轮啮合间隙不均匀（加工与装配精
度不高）或齿轮已损坏造成的，设计齿轮时限制齿轮的直径可降低噪声，也可采用斜
齿或人字齿轮，提高箱体的刚性，尽量减小各种配合间隙，改善润滑条件。故障1：噪声过大：对于带传动形式，一般是因为主轴与电动机连接的皮带过紧，大小带轮
传动平衡情况不佳，有时也可由系统中传动轴承坏或传动轴弯曲造成。故障2：变速时挂不上挡：滑动齿轮严重撞击而使倒角处打毛翻边造成。
故障3：主轴在强力切削时停转：一般出现在带传动形式中，主要原因是皮带过松、皮带表
面有油、皮带失效。故障4：主轴转速不正常：1、装在主轴电动机尾部的测速发电机出现故障；2、速度指令给
定错误；3、数模转换器出现故障。
37、主轴部件的性能要求：高回转精度、足够的功率输出、刚度、抗振性、温升以及
自动变速、准停和自动换刀等要求。
38、主轴的维护特点：1、主轴润滑：减少摩擦、带走热量，（磨损和热变形）；2.防泄漏39、主轴故障诊断：
故障现象故障原因
1.主轴发热轴承损伤或不清洁、轴承油脂耗尽或油脂过多、轴承间隙过小2.润滑油泄漏润滑油过量、密封件损伤或失效、管件损坏
3.主轴没有或润滑不足油泵转向不正确、油管或滤油器堵塞、油压不足
4.刀具不能夹紧蝶形弹簧位移量太小、刀具松夹弹簧上螺母松动5.刀具夹紧后不能松开刀具松夹弹簧压合过紧、液压缸压力和行程不够40、齿轮传动副：
作用：1、惯量匹配。2、输出低速大扭矩。3、归算脉冲当量。4、布局需要。
弊端：1、产生噪声。2、加大传动间隙。3、使伺服系统不稳定。4、造成反应滞后。41、消隙方法：1、直齿齿轮偏心套调整法、双片齿轮错齿法。
2、斜齿齿轮轴向垫片调整法、轴向弹簧调整法。
42、滚珠丝杠螺母副的维护：
1.轴向间隙的调整保证反向传动精度和轴向刚度（垫片调隙式、螺纹调隙式、齿差调隙式）2.支承轴承的定期检查定期检查丝杠支承与床身的连接是否有松动以及轴承是否损坏3.滚珠丝杠副的润滑润滑剂（油/脂）可提高耐磨性和传动效率（工作前/半年）4.滚珠丝杠的防护防止硬质灰尘或切屑污物的进入，可采用防护罩或防护套管等43、滚珠丝杠螺母副：故障现象：1.噪声大
故障原因：丝杠支承轴承损坏或压盖压不好、联轴器松动、润滑不良或丝杠副滚珠有破损。故障现象：2.丝杠运动轴不灵活
故障原因：轴向预紧太大、丝杠或螺母轴线与导轨不平行、丝杠弯曲。44、数控机床导轨的种类：1、塑料滑动导轨；2、滚动导轨；3、静压导轨
45、导轨副的维护：1.间隙调整；2.滚动导轨的预紧；3.导轨的润滑；
46、导轨的防护：防止切屑、磨粒或冷却液散落在导轨上而引起磨损、擦伤、和锈蚀，导轨
面上应有可靠的防护装置。常用的有刮板式、卷帘式和叠层式防护罩。需要经常进行清理和保养。
47、安装的环境要求：1、需要稳定的机床基础；2、精密机床有环境温度及湿度要求；3、远离振动源和电磁干扰源；4、供电电网质量不高时，安装稳压器；5、为了安全和抗干扰，必须接地线；48、安装的原则：1、良好的工作环境；2、确定各部分的安装位置；
3、校正机床水平；4、固牢机床有利于安全使用；
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1、首先画出CAD零件图，然后根据加工数量及材料要求
进行加工排版布局，注意布局时要考虑加工工作台允许的最大尺寸，并且要留够余量，以免发生碰刀等危险；例1：要加工如下图零件，长170mm，宽102mm，用2mm厚的铝板加工，采用四角夹持，长方向要留约40mm，宽方向约20mm，则下料尺寸为：210×120×2mm
2、在一块材料上同时加工的各个零件之间要留够加工余
量，一般是减去两个铣刀直径后约4mm；
例2：如下图三个U形件一起加工，用直径为3mm的铣刀加工4+3+3=10mm
外轮廓，则间距为
3、注意：零件图中不能有重复的线，这会使加工轨迹出错；
同一条线不要用几个线段，而是用一根线代替；4、最后将中心移到原点（0,0），这是很重要的，关系到与
机床坐标对应的正确性，因为对刀时用所下料的中心点对刀，如下图所示：
5、将编辑好的CAD图形保存成201*.dxf格式；6、启动Mill9软件，将图调入，具体软件操作见截图；7、加工操作时应注意的问题：
A、开机前检查机床的红色急停按钮是否按下，若没有应按下急停按钮，以减少开机时对机床的冲击；开机后应顺时针旋开急停按钮；
B、关机前应先按下急停按钮，然后关机；
C、手动操作机床时要注意机床在X、Y、Z方向的极限位置，不要超程，以免损坏机床；
D、工件夹持时要注意靠工作台的中间夹持，用于夹持的螺栓不能伸出太长，以免加工时与刀架相碰；
E、工件夹持时要放正，长宽方向与机床X、Y方向尽量平齐，平面越平越好，不平时可用锯条、纸片等进行调整；加工时为了减小铝板中心的凸起量，一般将铝板四个角用锯条垫起；
F、首次开机加工时，要先回参考点一次，以后若不关机或停电就不用再回参考点，因为机床有自动记忆功能；G、对刀时，使刀尖对准工件中心点，特别是Z轴方向，要保证刀尖刚与工件表面接触；
H、若加工过程中需要更换刀具，则Z轴必须重新对刀；XY方向保持不变；
I、加工时，要将右手大拇指放在“进给保持”的红色按键上，发现情况不对时，立即按下；如果不能确定是否发生碰刀，要将“进给率”和“快速修调”调到最小值10%，慢慢进刀，以免发生碰撞危险；
J、加工时，要向刀尖喷切削液，给刀尖降温；
K、操作者可根据加工时的实际情况，调整转速S、进给率F的值，一般转速在1000r/min左右，不超过1500r/min，F的值主要是通过观察切屑来调整，如果切屑呈碎末状，F增大；如果工件表面毛刺增多、切屑减少或呈长条状，应减小F值；切屑呈片状约1mm~2mm，则F值正好；一般走直线时F值大，走圆弧时F值应减小；操作时可根据需要随时调整；
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