数控轧辊车床的操作、点检及维护

李继芹

（佳木斯技师学院，黑龙江 佳木斯 154004）

数控轧辊车床是集机械传动、机械加工、电气及自动化控制、液压控制于一体的高精度自动化设备，具有技术密集、所涉及领域广泛、操作方便可靠、加工柔性较大、故障判断和排除相对困难等特点。因此，正确的使用和维护数控轧辊车床，使其长期可靠运行、延长其使用寿命、降低设备维修费用，必须了解数控轧辊车床的组成及工作原理，熟练掌握数控轧辊车床的操作技巧、提高数控机床精度的关键技术，以及数控轧辊车床的日常点检及维护技术。

1 数控轧辊车床的组成及工作原理

数控轧辊车床一般由控制介质、数控系统、伺服系统和机床本体共四部分组成。

控制介质。就是人与数控轧辊车床之间联系的中间媒介物质，反映了数控加工时的全部信息。

数控系统。是数控轧辊车床的核心部分，是车床实现自动加工的中心，也是数控轧辊车床的灵魂所在。主要由输入装置、监视器、主控制系统、可编程控制器、各类输入/输出接口等组成。主控制系统主要由CPU、存储器、控制器等组成,主要控制对象是位置、角度、速度等机械量，以及温度、压力、流量等物理量，控制方式可分为数据运算处理控制和时序逻辑控制两大类。

伺服系统。是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节，主要由伺服电动机、驱动控制系统和位置检测与反馈等组成。伺服电动机是系统的执行文件，驱动控制系统则是伺服电动机的动力源。

机床本体。指其机械结构本体，它与传统的普通轧辊车床相比较，同样由机械传动机构、工作台、床身以及立柱等部分组成，但数控轧辊车床的整体布局、外观造型、传动机械、工具系统及操作机构等方面都发生了很大变化。

2 数控轧辊车床的操作技巧

2.1 精车时和粗车时的位置不正造成加工出的第一孔不符合要求。

产生原因：①两次对刀精度差。精车对刀和粗车对刀有偏差或误差。②使用3号假想刀尖输入刀具圆弧半径和实际的半径不对。如R6输成R5.85。

解决方法：①使用8号假想刀尖，用样板对刀(中心)对刀。②在粗车第一孔可向刀具z轴运行的反方向偏0.1mm，精车时向正方向偏移0.1mm。观察第一孔车削情况，如倒角圆弧进刀处车不到可加入手动干预，使孔型符合要求。

2.2 精车孔型出现浅的问题。

产生原因：①车床X轴有间隙。②车床的刚性不够。③设定的进给量不合理。④孔型部位余量较大。

解决方法：①用百分表测量间隙，利用参数进行间隙补偿。②在机床的外层防护板内侧焊接叠焊在一起的两根方形钢管，在所述的两方形钢管上面和侧面，分别焊接一固定板。增强了机床外层防护板的刚性，解决机床外层防护板因承载过大而容易变形的技术问题，增强机床刚性。③减少孔型处的加工余量，增加外圆处余量。④合理设定机床的进给速度。

2.3 孔型圆弧一边大，一边小左右不对称。

产生原因：刀具刃磨不合理，走刀量、速度未调整好。

解决方法：①按照规范要求合理刃磨刀具,使之符合加工要求。②合理设定机床的走刀量和走刀速度。

2.4 车削过程中需磨刀或更换刀片

2.4.1 使用可转位车刀因磨损或打刀更换刀片：可先使程序运行暂停，记下x、Z轴坐标值，用手轮将刀摇出，停止主轴，更换刀片后再开车。用手轮摇至原X、Z坐标处，自动运行程序即可。

2.4.2 使用焊接刀具时，可在车削工件时，按下程序运行暂停键，等不出铁屑时将刀具摇出停车，卸下刀具刃磨后装刀。开车后使用手轮将刀具摇至原位置，不看坐标值，看位置(可能有误差)。然后自动运行程序，待这遍运行完后，必须进行对刀操作。

2.5 快速输入程序的一些方法

复制程序：对于架次相同规格不同的轧辊程序输入可采取复制的办法，更改相关数据即可快速输入程序。

后台编辑：在执行一个程序期间编辑另一个程序称为后台编辑，这样可节约程序输入的辅助时间。

合并程序：执行此操作可以将两个程序合在一起使用，避免重复输入。

移动部分程序：执行此操作可使程序内容移动到想要的地方。

3 提高数控机床精度的关键技术

轨迹插补技术:就是根据零件轮廓尺寸，结合精度和工艺等方面的要求，在刀具中心轨迹线转折点之间，插入若干个中间点的过程，即“数据点的密化过程”。插入中间点的算法，被称为插补算法。根据插补算法，可由数控系统中的插补器实时计算得到中间点，并以中间点协调控制各坐标轴的运动，从而获得所需要的运动轨迹。数控系统的插补任务，就是根据进给速度要求，计算出每一段零件轮廓起点与终点之间，应插入中间点的坐标值。到目前为止，数控系统采用过的插补算法很多，这些算法一般都分别归属脉冲增量插补算法和数据采样插补算法两大类。

运动控制技术:运动控制的本质是位置伺服控制，按控制方式进行分类，可分为开环控制、半闭环控制、全闭环控制和混合闭环控制。

误差补偿技术:光靠轨迹插补技术和运动控制技术，很难实现数控系统的高精度加工，因为数控系统的加工精度会受到机械、电气、工件材料、加工工艺以及环境等因素的影响，因此必须针对上述影响的因素，研究误差补偿技术。

误差补偿的一般步骤为：①根据机床建立误差模型；②设计测量方法，确定误差模型参数，并对模型参数进行标定；③误差数据库与数控系统的融合。

4 数控轧辊车床的安装及点检

4.1 对安装环境的要求

安装位置应远离振源，必要时可在其周围打防震隔离沟；尽量避免阳光直射和热辐射，控制系统安装的环境温度要相对稳定，必要时应安装空气调节器；尽量避免在金属粉尘较多的区域内安装控制系统，确实无法避免的，应做好控制箱的密封，防止金属粉尘侵入；要远离潮湿环境，避免潮湿造成的电器故障。

数控加工设备对电源的要求相对较高，应避免在强磁场环境下安装使用，应远离电焊机、整流变压器、直流电机等产生高次谐波的设备，确实无法避免的，可对电源进行隔离；此外，数控轧辊车床对电源电压有较高要求，电源电压波动必须在额定值的一l0%～5%之间且三相电压平衡，并保持相对稳定；必须对系统进行良好的接地处理，否则系统将无法正常工作。

4.2 数控轧辊车床的日常点检项目和点检标准

4.2.1 电器部分

电机地脚不缺螺丝、无松动，振动无异常，运行无异常声音和气味，无过热现象，温升小于60℃；电缆无破损、温升小于40℃；控制元件完好、无破损、无异味、无异常发热现象；照明完好；显示器显示正常、亮度适中；编程器控制面板干净、无损坏，控制键灵活可靠；手持脉冲发生器操作灵活、控制线无破损。

4.2.2 机械部分

各紧固件无松动现象，机床外表面、罩盖保持清洁、无锈蚀、斑点；各手柄位置正确、操作灵活可靠；丝杠润滑良好；各转动、滑动、导轨部分周围无障碍物，导轨面无毛刺及由于磕、碰引起的局部损伤；齿轮传动良好，无异常声音；夹持工具、刀具、工件等各部符合装卡标准；滑动部分清洁、油量适当、油质符合要求，油泵供油压力正常、油路通畅、无溢油现象。

4.2.3 安全设施

各传动部分安全罩齐全，安全设施规范；保险装置齐全、紧固、安全可靠；站台平稳、无断裂痕迹；刀具、工具摆放平稳、摆放位置安全。

5 数控轧辊车床的维护

5.1 数控系统的维护

对车床数控系统的维护，除按说明书规定执行外，还应注意以下几个方面：严格遵守操作规程和日常维护制度。确保数控柜电气柜的散热系统正常工作。定期检查和更换伺服电机的电刷。定期更换系统后备电池。尽量少开数控柜和强电柜门。长期闲置的系统应定时给系统通电，定时进行空运行。

机械部件的维护

数控轧辊车床机械部件的维护包括：主传动链的维护；滚珠丝杠螺母副的维护；自动换刀装置的维护；液压系统的维护等。

结语

上述关于数控轧辊车床操作、保养和维护方法是在车床操作、维修与长期实践中总结出来的，经生产实践验证，是切实可行的。

[l]关颖《FANUC系统数控培训教程》，北京：化学工业出版社，2007.

[2]卢胜利、王睿鹏、祝玲《现代数控系统一原理、构成与实例》，北京：机械工业出版社，2006.

[3]沈军达《运动控制模块在数控机床中的运用》，《机电工程》2005(3)：P37-39.