浅谈更换及调试数控车床同步带的方法

杜红伟

【摘 要】数控机床是装备制造业的必备设备，是实现制造技术和装备现代化的基石，是保证高技术产业发展和国防军工现代化的战略装备。但是数控机床在使用时，同步带都会受到不同程度的磨损或损坏，在制造加工时给我们带来很多麻烦。如何有效更换及更换后调试同步带成了工作人员的一项必备技能。

【关键词】数控机床 同步带 更换 调试

一、数控机床概述

（一）数控机床概念

数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。今天，数控机床已经在制造工业，特别是在汽车、航空航天以及军事工业中被广泛应用。一般工件精度要求較高和表面粗糙度要求较细的零件，都需要在数控机床上用切削的方法进行最终加工。

（二）数控机床特点

数控机床与普通机床相比，具有如下特点：

1. 加工精度高，具有稳定的加工质量。

2. 可进行多坐标轴的联动，能加工形状复杂的零件。

3. 加工零件改变时，只需要更改数控程序，可节省生产准备时间。

4. 机床本身的精度高、刚性大，可选择合适的加工用量，生产效率高（一般为普通机床的3～5倍）。

5. 机床自动化程度高，可以减轻劳动强度。

6. 对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。

二、数控车床同步带损坏的原因分析

同步带是利用带齿与带轮齿的啮合来传递动力的一种新型带传动。由于它具有传动平稳、结构简单、传动效率高及传动速比保持恒定等特点，成了传动中不可缺少的一部件。

（一）同步带特点

1. 无滑动，传动比准确。

2. 传动效率高，可达98%。

3. 传动平稳，噪声小（带传动具有吸振的功能）

4. 使用范围广，速度可达50 M/S，传动比可达10左右，传递功率由几瓦至数千瓦。

5. 维修保养方便，不需要润滑。

（二）数控机床易出现的问题

精度再高的数控机床，在操作不当或参数选择不合理的情况下，都会对数控机床的传动系统、进给系统、主轴系统、自动换刀装置等带来损害，大大影响了机床的加工性能、加工精度或加工效率。

我单位有数控车床、数控铣床、加工中心共计20余台，属于经济型的开环数控机床。在使用几年后，机床都出现了同一种“症状”，主要表现有以下几种情况。

1. 工件X轴方向的尺寸精度均有较大的偏差。

2. 加工的工件与编程工件出现形状误差。

3. 操作X轴方向快速移动时，可以听到步进电机或伺服电机是正常工作的声音，但中滑板与刀架却是间歇进给或停止进给，而且夹杂有明显的不正常噪音。

（三）同步带损坏的原因

经过考虑，以上问题可能出现在X轴的同步带磨损严重或损坏。分析同步带磨损或损坏的原因有以下几点。

1. 背吃刀量Ap设置的比较大，超出了经济型教学车床的范围，大大增加了同步带的受力情况，从而减短了它的使用寿命。

2. 不规范的机床操作，发生撞刀、接机事件所导致的机床位置精度超差。

3. 维修工在维修、更换同步带后，装配的时候，可能有位置的误差，也会加快同步带的磨损及损坏。

4.机床的同步带使用期达到了规定的年限。

三、同步带的更换与更换后的调试

（一）同步带的更换

更换同步带时，维修操作是比较方便的。要将机床的后盖打开，再把步进电机或伺服电机的保护盖拆开，此时就可以看到电机与丝杠之间的传动关系；逐一松开联接板，拆下伺服电机、丝杠后盖，此时就可将同规格的同步带更换好，安装各配件并调整同步带的张紧程度。在对精度要求很高或者在高挡机床上调整张紧程度时，常常用到推拉力计辅助试验的仪器进行检查。但对于经济型的数控机床而言，装配时则凭手感定论，即用大拇指按下同步带之间绷直段的中点，感觉松紧；安装好后试机，正常工作后再安装电机保护盖与机床后盖。

（二）同步带更换后的调试

因为机床的传动部件重新更换，那么传动轴的反向间隙的参数也需要重新设置，这样才能提高精度。具体的调试方法有多样，常用的方法是打表法。

打表法，即采用百分表和磁性表座，检查更换同步带后的轴的反向间隙数值。如图1所示，先执行步骤1的方向，移动刀架一个比较大的距离，将间隙彻底消除掉，然后将表座和百分表放置于刀架前方合适的位置，让表的触头接触到刀架并调整百分表触头至表内的指针大约1圈位置；再执行步骤2方向，方法是用手轮移动刀架，选择的倍率为0.01 mm，摇动手轮并记下摇动的格数，直至百分表的表针有转动为止，转动手轮的格数乘以倍率0.01，就是移动轴的反向间隙值。此方法可能会有误差，所以要多调试几次并且还要反方向调试。取出现次数较多的数值，转换成um单位输入到机床轴参数中的X轴反向间隙栏目中。

四、注意事项

首先，因为数控机床属于精度比较高的自动化设备，所以要求在拆卸和安装时，都要特别注意传动零部件的位置。在更换好同步带后，安装伺服电机时，如果电机的轴线位置与滚珠丝杠螺母副的轴线发生倾斜形成角度或者电机的位置移动了一定的距离，都会对同步带的寿命带来影响，或者影响到工件的尺寸精度。

其次，调试机床轴的反向间隙时，应该多试几回，并往反方向重复步骤1和步骤2，确定最终值，将间隙减到最小，从而提高精度。