畢業(yè)設(shè)計（論文）數(shù)控機床的維護與常見故障分析

1、畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）（說 明 書）題 目： 姓 名： 編 號： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 年 月 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計 （論文） 任 務(wù) 書姓名 專業(yè) 任 務(wù) 下 達 日 期 年 月 日設(shè)計（論文）開始日期 年 月 日設(shè)計（論文）完成日期 年 月 日設(shè)計（論文）題目： a編制設(shè)計 b設(shè)計專題（畢業(yè)論文） 指 導(dǎo) 教 師 系（部）主 任 年 月 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會記錄 系 專業(yè)，學(xué)生 于 年 月 日進行了畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯。設(shè)計題目： 專題（論文）題目： 指導(dǎo)老師： 答辯委員會根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答

2、辯情況，經(jīng)答辯委員會討論評定，給予學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計（論文）成績?yōu)?。答辯委員會 人，出席 人答辯委員會主任（簽字）： 答辯委員會副主任（簽字）： 答辯委員會委員： ， ， ， ， ， ， 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）評語第 頁共 頁學(xué)生姓名： 專業(yè) 年級 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 評 閱 人： 指導(dǎo)教師： （簽字） 年 月 日成 績： 系（科）主任： （簽字） 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）及答辯評語： 數(shù)控機床的維護與常見故障分析摘要關(guān) 鍵 詞：數(shù)控車床，維護，故障處理論文類型：案例分析1952年，計算機技術(shù)應(yīng)用到了機床上，在美國誕生了第一臺數(shù)控機床。從此，傳統(tǒng)機床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。近半個世

3、紀以來，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個階段和六代的發(fā)展。數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，它對關(guān)系國計民生的一些重要行業(yè)（it、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展也起著越來越重要的作用（因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢）。數(shù)控機床是機電一體化在機械加工領(lǐng)域中的典型產(chǎn)品，具有高精度、高效率和高適應(yīng)性的特點。數(shù)控機床已在我國批量生產(chǎn)、大量引進和推廣使用，它們給機械制造業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了條件，并帶來了很大的經(jīng)濟效益。由于機床數(shù)控系統(tǒng)的先進性、復(fù)雜性和智能化高的特點，若其任何部分發(fā)生故障與失效現(xiàn)象，都會使數(shù)控機床停機，從而造

4、成生產(chǎn)停頓。因此，對數(shù)控車床的故障進行診斷與排除就顯得十分必要。而在數(shù)控車床的故障進行診斷與排除問題中,數(shù)控系統(tǒng)的故障的處理所占的比例是主要部分的。abstractkey words: cnc lathe，maintenance，troubleshootingdissertation type:in 1952, computer technology applied to machine tools, was born in the united states on the first numerical control machine. since then, the traditional

5、 machine produced a qualitative change. nearly half a century, the numerical control system after two phases and six generations of development. not only the numerical control technology application for the traditional manufacturing industry has brought the revolutionary change, make the manufacturi

6、ng industry to become the symbol of industrialization, and with cnc technology unceasing development and application domain expansion, it to some of the important industry and the peoples livelihood relationship (it, automobile, light industry, the development of medical, etc.) also plays a more and

7、 more important role (because these professions must equip the digitization already is the trend of modern development. nc machine tools is electromechanical integration in the field of mechanical processing, has the typical product high precision, efficiency and high adaptability characteristic. nc

8、 machine tools in china already in mass production, large to introduce and popularize the use, they give the development of machinery manufacturing, and create conditions brought great economic benefits. because of the machine tool cnc system advancement, complexity and intelligent high characterist

9、ic, if any part of failure and failure phenomenon, can make cnc machine downtime, causing the production pause. therefore, on the nc lathe fault diagnosis and excluding becomes very important. and in cnc lathe fault diagnosis and ruled out problems, the numerical control system fault processing prop

10、ortion is the main parts. 目錄前 言1第一章 機床故障診斷與排除的基本要求21.1 對故障常識的了解21.1.1 故障的基本概念21.1.2 故障的分類21.1.3 數(shù)控系統(tǒng)的可靠性21.1.4 數(shù)控機床維修的特點31.2 對人員的基本要求31.3 對排故手段的要求31.4 排故前的準備工作4第二章 機床數(shù)控系統(tǒng)故障診斷及其診斷方法42.1 數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷42.1.1 初步判別42.1.2 報警處理42.2 數(shù)控機床故障診斷原則和方法52.2.1 直觀法52.2.2 儀器測量比較法52.2.3 用可編程序控制器進行plc中斷狀態(tài)分析52.2.4 診斷備板置換法52

11、.2.5 利用系統(tǒng)的自診斷功能判斷62.2.6 交換法62.2.7 敲擊法6第三章 數(shù)控系統(tǒng)故障排除方法的應(yīng)用63.1 初始化復(fù)位法63.2 參數(shù)更改，程序更正法63.3 最佳化調(diào)節(jié)法63.4 備板置換法7第四章 常見故障舉例和原因分析74.1 故障條目74.2 數(shù)控縱切車床故障分析與排除7第五章 數(shù)控車床維護與保養(yǎng)235.1 點檢235.2 數(shù)控系統(tǒng)的日常維護245.3 電源的維護與保養(yǎng)245.4 數(shù)控機床的抗干擾245.4.1 電磁波干擾245.4.2 供電線路干擾255.4.3 信號傳輸干擾255.4.4 抗干擾措施25參考文獻26致 謝27第一章 數(shù)控機床維護維修基礎(chǔ)1.1數(shù)控機床概述

12、1.1.1 數(shù)控機床的發(fā)展 數(shù)控機床是在普通機床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，由于它具有良好的柔性、高的加工精度和穩(wěn)定性、能加工復(fù)雜零件、減輕了工人的勞動強度和易于實現(xiàn)現(xiàn)代化管理等一系列優(yōu)點，目前在機械制造業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對機械產(chǎn)品提出了高精度、高復(fù)雜性的要求，而且產(chǎn)品的更新?lián)Q代也在加快，這對機床設(shè)備不僅提出了精度和效率的要求，而且也對其提出了通用性和靈活性的要求。數(shù)控機床就是針對這種要求而產(chǎn)生的一種新型自動化機床。數(shù)控機床集微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)及伺服驅(qū)動技術(shù)、精密機械技術(shù)于一體，是高度機電一體化的典型產(chǎn)品。它本身又是機電一體化的重要組成部分，是現(xiàn)代機床技術(shù)水平的

13、重要標志。數(shù)控機床體現(xiàn)了當(dāng)前世界機床技術(shù)進步的主流，是衡量機械制造工藝水平的重要指標，在柔性生產(chǎn)和計算機集成制造等先進制造技術(shù)中起著重要的基礎(chǔ)核心作用。因此，如何更好的使用數(shù)控機床是一個很重要的問題。由于數(shù)控機床是一種價格昂貴的精密設(shè)備，因此，其維護更是不容忽視。1.1.2 數(shù)控機床的基本組成數(shù)字控制機床是采用數(shù)字控制技術(shù)對機床的加工過程進行自動控制的一類機床，它是數(shù)控技術(shù)的典型應(yīng)用。數(shù)控系統(tǒng)是實現(xiàn)數(shù)字控制的裝置，計算機數(shù)控系統(tǒng)是以計算機為核心的數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控機床主要是有數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動/進給裝置、測量反饋裝置、機床本體、程序的輸入輸出設(shè)備和可編程控制器（plc或稱pmc）等幾部分組成。計算

14、機數(shù)控系統(tǒng)的組成如圖1-1潤滑裝置液壓裝置氣壓裝置刀庫排屑裝置機床本體進給電機主軸電機指令反饋指令輸出伺服單元數(shù)控系統(tǒng)串口通信crt機床面板鍵盤電氣控制柜plc圖1-1 計算機數(shù)控系統(tǒng)的組成1.1.1.1數(shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控機床的核心。數(shù)控裝置從內(nèi)部存儲器中取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段數(shù)控加工程序，經(jīng)過數(shù)控裝置的邏輯電路或系統(tǒng)軟件進行編譯、運算和邏輯處理后，輸出各種控制信息和指令，控制機床各部分的工作，使其進行規(guī)定的有序運動和動作。零件的輪廓圖形往往由直線、圓弧或其他非圓弧曲線組成，刀具在加工過程中必須按零件形狀和尺寸的要求進行運動，即按圖形軌跡移動。但輸入的零件加工程序只能是各線段軌

15、跡的起點和終點坐標值等數(shù)據(jù)，不能滿足要求，因此要進行軌跡插補，也就是在線段的起點和終點坐標值之間進行“數(shù)據(jù)點的密化”，求出一系列中間點的坐標值，并向相應(yīng)坐標輸出脈沖信號，控制各坐標軸（即進給運動的各執(zhí)行元件）的進給速度、進給方向和進給位移量等。1.1.1.2 伺服驅(qū)動/進給裝置驅(qū)動裝置接受來自數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功率放大后，嚴格按照指令信息的要求驅(qū)動機床移動部件，以加工出符合圖樣要求的零件。因此，它的伺服精度和動態(tài)響應(yīng)性能是影響數(shù)控機床加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要因素之一。驅(qū)動裝置包括控制器（含功率放大器）和執(zhí)行機構(gòu)兩大部分。目前大都采用直流或交流伺服電動機作為執(zhí)行機構(gòu)。1.1.1.3

16、測量反饋裝置測量反饋裝置時通過現(xiàn)代化的測量元件如脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光柵、磁尺和激光等，將執(zhí)行元件（如電機和刀架等）或工作臺等的速度和位移量檢測出來，經(jīng)過相應(yīng)的電路將測得信號反饋回伺服驅(qū)動裝置或數(shù)控裝置，構(gòu)成半閉環(huán)或全閉環(huán)系統(tǒng)，補償進給電機的速度或執(zhí)行機構(gòu)的運動誤差，以達到提高運動精度的目的。1.1.1.4 機床本體機床本體即數(shù)控機床的機械部件，包括主運動部件、進給運動執(zhí)行部件（工作臺、拖板及其傳動部件）、支承部件（床身立柱等）。此外還有具有冷卻、潤滑、轉(zhuǎn)位和夾緊等功能的輔助裝置，加工中心類的數(shù)控機床還有存放刀具的刀庫和交換刀具的機械手等部件。數(shù)控機床機械部件的組成與普通機床相

17、似，但是由于數(shù)控機床的高速度、高精度、大切削用量和持續(xù)加工要求，其機械部件在精度、剛度和抗震性等方面要求更高。因此，近年來設(shè)計數(shù)控機床的采用了許多新的加強剛性、減小熱變形和提高精度等方面的措施。1.1.3 數(shù)控機床的工作原理數(shù)控機床的一般工作原理如圖1-2所示。在正確的控制指令下，運行正常的數(shù)控機床才能加工出合格的零件。否則，機床將中止運行并顯示有關(guān)的錯誤信息或報警，或者加工的零件出現(xiàn)質(zhì)量問題。而控制指令的正確則取決于正常的工作指令與反饋信號。工作指令的正常時由正確的編程與參數(shù)設(shè)置，以及cnc裝置的正常工作決定的。反饋信號的正常又由檢測系統(tǒng)的正常所保證?？傊?，機床的運行正常，是由強電控制及其輔

18、助控制系統(tǒng)的正常狀態(tài)，以及機械本體的可靠與穩(wěn)定所保證。能否顯示與報警又與相關(guān)器件、接口與電路有關(guān)。因此，數(shù)控機床能否正常工作并加工出合格的產(chǎn)品，是由供電系統(tǒng)與機床電器、cnc的軟件與硬件、感應(yīng)器及其檢測回路、機械傳動及其結(jié)構(gòu)等綜合因素所決定的。檢測加工出合格的零件報警與各種顯示控制指令信號機床的各種運動/運作cnc裝置編程（按指令規(guī)定的順序/路徑/參數(shù)）第二章 機床故障診斷與排除的基本要求1.1 對故障常識的了解1.1.1 故障的基本概念故障數(shù)控機床全部或部分喪失原有的功能。故障診斷在數(shù)控機床運行中，根據(jù)設(shè)備的故障現(xiàn)象，在掌握數(shù)控系統(tǒng)各部分工作原理的前提下，對現(xiàn)行的狀態(tài)進行分析，并輔以必要檢測

19、手段，查明故障的部位和原因。提出有效的維修對策。1.1.2 故障的分類1）從故障的起因分類關(guān)聯(lián)性故障和系統(tǒng)的設(shè)計、結(jié)構(gòu)或性能等缺陷有關(guān)而造成（分固有性和隨機性）。 非關(guān)聯(lián)性故障和系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)與制造無關(guān)的故障。 2）從故障發(fā)生的狀態(tài)分類突然故障發(fā)生前無故障征兆，使用不當(dāng)。漸變故障發(fā)生前有故障征兆，逐漸嚴重。3)按故障發(fā)生的性質(zhì)分類軟件故障程序編制錯誤、參數(shù)設(shè)置不正確、機床操作失誤等引起。硬件故障電子元器件、潤滑系統(tǒng)、限位機構(gòu)、換刀系統(tǒng)、機床本體等硬件損壞造成。干擾故障由于系統(tǒng)工藝、線路設(shè)計、電源地線配置不當(dāng)?shù)纫约肮ぷ鳝h(huán)境的惡劣變化而產(chǎn)生。4）按故障的嚴重程度分類危險性故障數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，機床

20、安全保護系統(tǒng)在需要動作時，因故障失去保護動作，造成人身或設(shè)備事故。安全性故障機床安全保護系統(tǒng)在不需要動作時發(fā)生動作，引起機床不能起動。1.1.3 數(shù)控系統(tǒng)的可靠性數(shù)控機床除了具有高精度、高效率和高技術(shù)的要求外，還應(yīng)該具有高可靠性。衡量的指標有： mtbf平均無故障時間 mttr排除故障的修理時間 平均有效度a： a=mtbf/（mtbf+mttr）1.1.4 數(shù)控機床維修的特點1）數(shù)控機床是高投入、高精度、高效率的自動化設(shè)備；2）一些重要設(shè)備處于關(guān)鍵的崗位和工序，因故障停機時，影響產(chǎn)量和質(zhì)量；3）數(shù)控機床在電氣控制系統(tǒng)和機械結(jié)構(gòu)比普通機床復(fù)雜，故障檢測和診斷有一定的難度。1.2 對人員的基本要

21、求a.應(yīng)熟悉掌握數(shù)控機床的操作技能，熟悉編程工作，了解數(shù)控系統(tǒng)的基本工作原理與結(jié)構(gòu)組成；b必須詳細熟讀數(shù)控機床有關(guān)的各種說明書，了解有關(guān)規(guī)格、操作說明、維修說明，以及系統(tǒng)的性能、結(jié)構(gòu)布局、電纜連接、電氣原理圖和機床plc梯形圖等；c除會用傳統(tǒng)儀器儀表工具外，還應(yīng)具備使用多通道示波器、邏輯分析儀和頻譜分析儀等現(xiàn)代化、智能化儀器的技能；d在完成一次故障診斷及排除故障過程后，應(yīng)能對診斷排除故障工作，進行總結(jié)；e能做好故障診斷及維護記錄，分析故障產(chǎn)生的原因及排除故障的方法，歸類存檔；f知識面廣，掌握計算機技術(shù)、模擬與數(shù)字電路基礎(chǔ)、自動控制與電機拖動、檢測技術(shù)及機械加工工藝方面的基礎(chǔ)知識與具備一定的外語

22、水平。1.3 對排故手段的要求a準備好常用備品、配件并隨時可以得到微電子元器件的實際供應(yīng)；b必要的維修工具、儀器、儀表、接線、微機等；c 完整資料、手冊、線路圖、維修說明書(包括cnc操作說明書)以及接口、調(diào)整與診斷、plc說明書等。1.4 排故前的準備工作接到用戶的直接要求后，應(yīng)盡可能直接與用戶聯(lián)系，以便盡快地獲取現(xiàn)場及故障信息。如數(shù)控機床的進給與主軸驅(qū)動型號、報警指示或故障現(xiàn)象、用戶現(xiàn)場有無備件等。 現(xiàn)場排故與維修：對數(shù)控機床出現(xiàn)的故障(主要是數(shù)控系統(tǒng)部分)進行診斷，找出故障部位過程的關(guān)鍵是診斷，即對系統(tǒng)或外圍線路進行檢測，確定有無故障，并對故障定位指出故障的確切位置。從整機定位到插線板，

23、在某些場合下要定位到元器件。第三章 數(shù)控系統(tǒng)常見故障診斷原則及診斷方法數(shù)控機床故障是指數(shù)控機床失去了規(guī)定的功能。按數(shù)控機床發(fā)生故障頻率高低，在數(shù)控機床整個使用壽命期大致可分為三個階段，即初始試用期、相對穩(wěn)定期及壽命終了期。1、數(shù)控機床故障診斷在故障診斷時應(yīng)掌握以下原則：1.1 先外部后內(nèi)部現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來越高，數(shù)控系統(tǒng)本身的故障率越來越低，而大部分故障的發(fā)生則是非系統(tǒng)本身原因引起的。由于數(shù)控機床是集機械、液壓、電氣為一體的機床，其故障的發(fā)生也會由這三者綜合反映出來。維修人員應(yīng)先由外向內(nèi)逐一進行排查。盡量避免隨意地啟封、拆卸，否則會擴大故障，使機床喪失精度、降低性能。系統(tǒng)外部的故障主要是

24、由于檢測開關(guān)、液壓元件、氣動元件、電氣執(zhí)行元件、機械裝置等出現(xiàn)問題而引起的。1.2 先機械后電氣一般來說，機械故障較易發(fā)覺，而數(shù)控系統(tǒng)及電氣故障的診斷難度較大。在故障檢修之前，首先注意排除機械性的故障。1.3 先靜態(tài)后動態(tài)先在機床斷電的靜止狀態(tài)，通過了解、觀察、測試、分析，確認通電后不會造成故障擴大、發(fā)生事故后，方可給機床通電。在運行狀態(tài)下，進行動態(tài)的觀察、檢驗和測試，查找故障。而對通電后會發(fā)生破壞性故障的，必須先排除危險后，方可通電。1.4 先簡單后復(fù)雜當(dāng)出現(xiàn)多種故障互相交織，一時無從下手時，應(yīng)先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。往往簡單問題解決后，難度大的問題也可能變得容易。3、數(shù)控機

25、床的常見故障排除方法由于數(shù)控機床故障比較復(fù)雜，同時數(shù)控系統(tǒng)自診斷能力還不能對系統(tǒng)的所有部件進行測試，往往是一個報警號指示出眾多的故障原因，使人難以入手。下面介紹維修人員任生產(chǎn)實踐中常用的排除故障方法。3.1直觀檢查法直觀檢查法是維修人員根據(jù)對故障發(fā)生時的各種光、聲、味等異?，F(xiàn)象的觀察，確定故障范圍，可將故障范圍縮小到一個模塊或一塊電路板上，然后再進行排除。一般包括：a.詢問:向故障現(xiàn)場人員仔細詢問故障產(chǎn)生的過程、故障表象及故障后果等；b.目視：總體查看機床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)，各電控裝置有無報警指示，局部查看有無保險燒斷，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等；c

26、.觸摸：在整機斷電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、各功率及信號導(dǎo)線的聯(lián)接狀況以及用手摸并輕搖元器件，尤其是大體積的阻容、半導(dǎo)體器件有無松動之感，以此可檢查出一些斷腳、虛焊、接觸不良等故障；d.通電：是指為了檢查有無冒煙、打火，有無異常聲音、氣味以及觸摸有無過熱電動機和元件存在而通電，一旦發(fā)現(xiàn)立即斷電分析。如果存在破壞性故障，必須排除后方可通電。例：一臺數(shù)控加工中心在運行一段時間后，crt顯示器突然出現(xiàn)無顯示故障，而機床還可繼續(xù)運轉(zhuǎn)。停機后再開又一切正常。觀察發(fā)現(xiàn)，設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中，每當(dāng)發(fā)生振動時故障就可能發(fā)生。初步判斷是元件接觸不良。當(dāng)檢查顯示板時，crt顯示突然消

27、失。檢查發(fā)現(xiàn)有一晶振的兩個引腳均虛焊松動。重新焊接后，故障消除。3.2 初始化復(fù)位法一般情況下，由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警，可用硬件復(fù)位或開關(guān)系統(tǒng)電源依次來清除故障。若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電、撥插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統(tǒng)進行初始化清除，清除前應(yīng)注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進行硬件診斷。例：一臺數(shù)控車床當(dāng)按下自動運行鍵，微機拒不執(zhí)行加工程序，也不顯示故障自檢提示，顯示屏幕處于復(fù)位狀態(tài)（只顯示菜單）。有時手動、編輯功能正常，檢查用戶程序、各種參數(shù)完全正確；有時因記憶電池失效，更換記憶電池等，系統(tǒng)顯示某一方向尺寸超量或各方向的尺寸都超最（顯示尺寸超過機床實斤能加工

28、的最大尺寸或超過系統(tǒng)能夠認可的最大尺寸）。排除方法：采用初始化復(fù)位法使系統(tǒng)清零復(fù)位（一般要用特殊組合健或密碼）。 3.3 自診斷法數(shù)控系統(tǒng)已具備了較強的自診斷功能，并能隨時監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件的工作狀態(tài)。利用自診斷功能，能顯示出系統(tǒng)與主機之間的接口信息的狀態(tài)，從而判斷出故障發(fā)生在機械部分還是數(shù)控部分，并顯示出故障的大體部位（故障代碼）。a.硬件報警指示：是指包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電氣裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應(yīng)的功能說明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法；b.軟件報警指示：系統(tǒng)軟件、plc程序與加工程序中的故障通常都設(shè)有報警顯示，依據(jù)顯示的報警號對照相應(yīng)的診

29、斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及排除方法。 3.4 功能程序測試法功能程序測試法是將數(shù)控系統(tǒng)的g、m、s、t、f功能用編程法編成一個功能試驗程序，并存儲在相應(yīng)的介質(zhì)上，如紙帶和磁帶等。在故障診斷時運行這個程序，可快速判定故障發(fā)生的可能起因。功能程序測試法常應(yīng)用于以下場合：a. 機床加工造成廢品而一時無法確定是編程操作不當(dāng)、還是數(shù)控系統(tǒng)故障引起；b. 數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)隨機性故障，一時難以區(qū)別是外來干擾，還是系統(tǒng)穩(wěn)定性個好；c. 閑置時間較長的數(shù)控機床在投入使用前或?qū)?shù)控機床進行定期檢修時。例：一臺fanuc9系統(tǒng)的立式銑床在自動加工某一曲線零件時出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，表面粗糙度極差。在運行測試程序時，直線

30、、圓弧插補時皆無爬行，由此確定原因在編程方面。對加工程序仔細檢查后發(fā)現(xiàn)該曲線由很多小段圓弧組成，而編程時又使用了正確定位外檢查c61指令之故。將程序中的g61取消，改用g64后，爬行現(xiàn)象消除。 3.5 備件替換法用好的備件替換診斷出壞的線路板，即在分析出故障大致起因的情況下，維修人員可以利用備用的印刷電路板、集成電路芯片或元器件替換有疑點的部分，從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級。并做相應(yīng)的初始化起動，使機床迅速投入正常運轉(zhuǎn)。對于現(xiàn)代數(shù)控的維修，越來越多的情況采用這種方法進行診斷，然后用備件替換損壞模塊，使系統(tǒng)正常工作。盡最大可能縮短故障停機時間，使用這種方法在操作時注意一定要在停電狀態(tài)

31、下進行，還要仔細檢查線路板的版本、型號、各種標記、跨接是否相同，若不一致則不能更換。拆線時應(yīng)做好標志和記錄。一般不要輕易更換cpu板、存儲器板及電地，否則有可能造成程序和機床參數(shù)的丟失，使故障擴大。例：一臺采用西門子sinumerik system 3系統(tǒng)的數(shù)控機床，其plc采川s5130w/b，一次發(fā)生故障時，通過nc系統(tǒng)pc功能輸入的r參數(shù)，在加工中不起作用，不能更改加上程序中r參數(shù)的數(shù)值。通過對nc系統(tǒng)工作原理及故障現(xiàn)象的分析，認為plc的主板有問題，與另一臺機床的主板對換后，進一步確定為plc主板的問題。經(jīng)專業(yè)廠家維修，故障被排除。3.6 交叉換位法當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障板或者個能確定是否是故障板

32、而又沒有備件的情況下，可以將系統(tǒng)中相同或相兼容的兩個板互換檢查，例如兩個坐標的指令板或伺服板的交換，從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應(yīng)特別注意，不僅要硬件接線的正確交換，還要將一系列相應(yīng)的參數(shù)交換，否則不僅達不到目的，反而會產(chǎn)生新的故障造成思維混亂，一定要事先考慮周全，設(shè)計好軟、硬件交換方案，準確無誤再行交換檢查。例：一臺數(shù)控車床出現(xiàn)x向進給正常，z向進給出現(xiàn)振動、噪音大、精度差，采用手動和手搖脈沖進給時也如此。觀察各驅(qū)動板指示燈亮度及其變化基本正常，疑是z軸步進電動機及其引線開路或z軸機械故障。遂將z軸電機引線換到x軸電機上，x軸電機運行正常，說明z軸電動機引線正常；又將x軸電機引線

33、換到z軸電機上，故障依舊；可以斷定是z軸電動機故障或z軸機械故障。測量電動機引線，發(fā)現(xiàn)一相開路。修復(fù)步進電動機，故障排除。3.7 參數(shù)檢查法系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設(shè)定錯誤就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。發(fā)生故障時應(yīng)及時核對系統(tǒng)參數(shù)，參數(shù)一般存放在磁泡存儲器或存放在需由電池保持的 cmos ram中，一旦電池電量不足或由于外界的干擾等因素，使個別參數(shù)丟失或變化，發(fā)生混亂，使機床無法正常工作。此時，可通過核對、修正參數(shù)，將故障排除。例：一臺數(shù)控銑床上采用了測量循環(huán)系統(tǒng)，這一功能要求有一個背景存貯器，調(diào)試時發(fā)現(xiàn)這一功能無法實現(xiàn)。檢查發(fā)現(xiàn)確定背景存貯器存在的數(shù)據(jù)位沒有設(shè)定，經(jīng)設(shè)定后該功能

34、正常。又如：一臺數(shù)控車床數(shù)控刀架換對突然出現(xiàn)故障，系統(tǒng)無法自動運行，在手動換刀時，總要過一段時間才能再次換刀。遂對刀補等參數(shù)進行檢查，發(fā)現(xiàn)一個手冊上沒有說明的參數(shù)p20變?yōu)?0，經(jīng)查有關(guān)資料p20是刀架換刀時間參數(shù)，將其清零，故障排除。有時由于用戶程序和參數(shù)錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系統(tǒng)的程序自診斷功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。3.8 測量比較法cnc系統(tǒng)生產(chǎn)廠在設(shè)計印刷線路板時，為了調(diào)整和維修方便，在印刷線路板上設(shè)計了一些檢測端子。維修人員通過測量這些檢測端子的電壓或波形，可檢查有關(guān)電路的工作狀態(tài)是否正常。但利用檢測端子進行測量之前，應(yīng)先熟悉這些檢測端子的作用及有關(guān)部

35、分的電路或邏輯關(guān)系。3.9 敲擊法當(dāng)系統(tǒng)故障表現(xiàn)為有時正常有時不正常時，基本可以斷定為元器件接觸不良或焊點開焊，利用敲擊法檢查時，當(dāng)敲擊到虛焊或接觸不良的故障部位時，故障就會出現(xiàn)。3.10 局部升溫法數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過長期運行后元件均要老化，性能變壞。當(dāng)它們尚未完全損壞時，出現(xiàn)的故障就會時有時無。這時用電烙鐵或電吹風(fēng)對被懷疑的元件進行局部加溫，會使故障快速出現(xiàn)。操作時，要注意元器件的溫度參數(shù)等，注意不要損壞好的元器件。3.11 原理分析法根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的組成原理，可從邏輯上分析各點的邏輯電平和特性參數(shù)，如電壓值和波形，使用儀器儀表進行測量、分析、比較，從而確定故障部位。除以上常用的故障檢測方法之外，還

36、可以采用拔插板法、電壓拉偏法、開環(huán)檢測法等?？傊?，根據(jù)不同的故障現(xiàn)象，可以同時選用幾個方法靈活應(yīng)用、綜合分析，才能逐步縮小故障范圍，較快地排除故障。4、數(shù)控機床維修后的開機調(diào)試機床的故障排除后通常分兩大步進行通電試車：4.1 自動狀態(tài)試驗將機床鎖住，用編制的程序進行空運轉(zhuǎn)試驗，驗證程序的正確性，然后放開機床，分別將進給倍率開關(guān)、快速超凋開關(guān)、主軸速度超調(diào)開關(guān)進行多種變化，使機床在上述各開關(guān)的多種變化的情況下進行充分地運行，后將各超調(diào)開關(guān)置于100處，使機床充分運行，觀察整機的工作情況是否正常。4.2 正常加工試驗夾裝好工件按正常程序進行加工，加工后檢查工件的加工精度是否符合標準要求5、維修調(diào)試

37、后的技術(shù)處理在現(xiàn)場維修結(jié)束后，應(yīng)認真填寫維修記錄，列出有關(guān)必備的備件清單，建立用戶檔案。對于故障時間、現(xiàn)象、分析診斷方法、采用排故方法，如果有遺留問題應(yīng)詳盡記錄，這樣不僅使每次故障都有據(jù)可查，而且也可以不斷積累維修經(jīng)驗。 第四章 常見故障舉例和原因分析(針對數(shù)控縱切車床)4.1 故障條目1、主軸彈簧夾頭打不開。2、接料器不動作或動作不正確。3、中心架夾頭與棒料咬死。4、主軸報警指示燈亮。5、主軸轉(zhuǎn)動crt上無主軸轉(zhuǎn)速顯示或機床每轉(zhuǎn)進給時，主軸轉(zhuǎn)動，進給軸不移動。6、冷卻液漏或冷卻液流量不夠。7、液壓壓力不夠。8、機床加工零件時，噪聲大。9、回零重復(fù)性差或參考點位置偏差。10、接通總電源開關(guān)后，

38、電源指示燈（hl1）不亮。11、控制電源故障（無控制電壓等）。12、伺服電源故障（無輸入電壓等）。13、冷卻系統(tǒng)不工作。14、液壓系統(tǒng)不工作。15、變頻器故障報警。16、機床參數(shù)或加工程序丟失。17、系統(tǒng)報警，報警號：910998。18、按下系統(tǒng)啟動按鈕，系統(tǒng)不啟動。19、crt顯示屏畫面抖動或晃動。20、超程報警。21、手動（jog）操作、手輪（mpg）操作、自動操作無法執(zhí)行。22、crt屏幕顯示400、401、4n0、4n1、4n4、4n6號報警（伺服報警）。23、數(shù)控系統(tǒng)電源接通時無畫面顯示。24、伺服驅(qū)動系統(tǒng)受干擾。25、伺服電機損壞。26、工況指示三色燈紅色亮。27、加工小圓弧和倒角

39、軌跡不正常。4.2 數(shù)控縱切車床故障分析與排除警告：1、機床維修之前應(yīng)首先閱讀隨機技術(shù)文件、資料，弄清原理后再進行修理。 2、故障檢查與排除時，關(guān)斷電源后，方可插、拔插頭、連接器或拆卸電氣元器件；檢修操作過程中必須遵守安全操作規(guī)程。（如下表）序號故障征兆原因分析排除方法1主軸彈簧夾頭打不開11主軸夾緊推套與主軸內(nèi)孔咬住。11 應(yīng)將主軸前螺帽拆下，取下彈簧夾頭和推套（推套過緊時可采用取下螺帽后將操作面板上的主軸夾緊/放松旋鈕開關(guān)置于“夾緊”位置將推套頂出），此時可適當(dāng)修研推套外圓的咬合點至與主軸內(nèi)孔推動靈活即可。注意不得將間隙修得大于0.01mm。12主軸推套內(nèi)的扁彈簧失效。12更換主軸推套內(nèi)失

40、效的扁彈簧。13主軸夾緊調(diào)整的不當(dāng)(過緊或過松)13重新調(diào)整主軸推套并緊螺母。2接料器不動作或動作不正確。21接料器給鐵屑卡住。21拆下接料器進行清洗后重新裝復(fù)與調(diào)整。22液壓系統(tǒng)接料換向閥堵塞。22拆下接料換向閥進行清洗后，重新裝復(fù)與調(diào)整。23接料換向閥電源插頭接觸不良、斷線或線圈損壞。23檢查接料換向閥插頭座、電磁閥線圈和連線，更換損壞的插頭座或線圈。3中心架夾頭與棒料咬死。31 固定中心架彈簧夾頭與棒料之間的間隙調(diào)整過緊。31 按機床使用說明書中的方法重新調(diào)整間隙。（調(diào)中心架后并緊螺母，以不咬死棒料為準。）32棒料彎曲度或直徑變化過大。32棒料校直或選用h7公差的冷拉棒料。33由于材料偏

41、軟，造成咬死。33 建議用回轉(zhuǎn)中心架。4主軸報警指示燈亮。主軸變頻器報警引起。按變頻器故障分析及維修進行檢修（見15項）。551 主軸轉(zhuǎn)動crt上無主軸轉(zhuǎn)速顯示或機床每轉(zhuǎn)進給時，主軸轉(zhuǎn)動，進給軸不移動。511 主軸位置編碼器與主軸連接的齒形皮帶斷裂。511 更換齒形皮帶。512 主軸位置編碼器連接電纜斷線。512測試檢查,找出斷線點和原因，更換斷線。513 主軸位置編碼器連接插頭接觸不良。513 重新將主軸位置編碼器連接插頭插接牢靠。514 主軸位置編碼器損壞。514 檢查確認，更換損壞的主軸位置編碼器。52 cnc發(fā)出主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)指令后，主軸不轉(zhuǎn)動或只能向一個方向旋轉(zhuǎn)。521 cnc主軸模

42、擬量沒有輸出。（電壓：010vdc）521測試變頻器上頻率設(shè)定（acm1與vrf端）端是否有電壓，并隨給定的主軸轉(zhuǎn)速變化， 如無電壓，按beijing-fanucseies 0-td維修說明書中方法進行故障分析與維修。5.2.2 cnc主軸模擬量輸出口與變頻器的連接電纜斷線或短路。522 按電氣圖冊中主軸模擬量輸出連接電路，測試檢查cnc主軸模擬量輸出口與變頻器頻率設(shè)定口之間的連接電路，找出故障點，更換已損壞的電纜。523 連接器接觸不良。523 斷電后重新將連接器插牢靠。524主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)控制繼電器損壞或觸點接觸不良。524測試檢查主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)控制繼電器，找出故障點及原因，排除故障，更換

43、已損壞的繼電器525主軸控制電路接觸不良或有斷線。525按電氣圖冊中主軸控制電路進行測試檢查，排除故障。526 cnc控制主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)接口損壞沒有電壓輸出，控制繼電器不動作。526測試檢查輸出口（m12）的負載側(cè)有否短路，控制繼電器線圈并聯(lián)的二極管是否接反，找出故障原因，排除故障或更換輸出口，修改梯形圖（找機床制造廠家修理）。661 冷卻液漏。611 冷卻箱冷卻液加的過滿。611減少冷卻箱中的冷卻液。612 冷卻管老化破裂。612更換冷卻管。62冷卻液流量不夠。621 冷卻箱過臟，引起電泵堵塞。621 清洗冷卻箱和電泵，更換過臟的冷卻液。622冷卻管堵塞或變形。622 清洗冷卻管更換變形的冷

44、卻管。623冷卻箱中冷卻液過少。623加冷卻液。7液壓壓力不夠。71 液壓箱溫度過高，液壓油變稀，壓力下降。71 檢查引起油溫過高的原因，排除故障，關(guān)機冷卻后再啟動。72 液壓壓力調(diào)整不當(dāng)。72 按機床使用說明書中的要求，重新調(diào)整。73油路堵塞，壓力不夠。73清洗油路或更換堵塞的油管。74液壓箱中的液壓油過少。74加液壓油。8機床加工零件時，噪聲大。81棒料的不直度直接影響到機床的工作噪聲。81棒料的不直度直接影響到機床的工作噪聲。82 機床使用已久，滾珠絲桿間隙增大。82 機床使用已久，滾珠絲桿間隙增大。83 運動軸軸承座潤滑不良，軸承磨損或損壞。83 運動軸軸承座潤滑不良，軸承磨損或損壞。

45、84其它機械故障引起加工噪聲大。84其它機械故障引起加工噪聲大。85工裝夾具、刀具或切削參數(shù)遷擇不當(dāng)。85工裝夾具、刀具或切削參數(shù)遷擇不當(dāng)。83伺服電機、主軸電機軸承潤滑不良或損壞。83檢查確認，加潤滑脂，更換已損壞的軸承。伺服電機、主軸噪聲增大，應(yīng)停機檢查。991回零重復(fù)性不穩(wěn)。911 滾珠絲桿間隙增大。911 方法同8.2項。912回零軸軸承座潤滑不良，軸承磨損或損壞。912加潤滑脂，更換損壞的軸承。912回零軸軸承座潤滑不良，軸承磨損或損壞。912加潤滑脂，更換損壞的軸承。913 回零減速開關(guān)或擋塊松動,引起回零重復(fù)性不穩(wěn)。913 檢查回零減速開關(guān)或擋塊是否松動,并將其緊固牢固92機床返

46、回參考點操作時，crt顯示90號報警。9.2.1 返回參考點位置異常。參看“第3章第3節(jié)cnc系統(tǒng)的故障分析”。92.1參照“第3章第3節(jié)cnc系統(tǒng)的故障分析”中進行故障測試檢查與排除。93返回參考點位置出現(xiàn)偏差。931參看“第3章第3節(jié)cnc系統(tǒng)的故障分析”3.3項。932參考計數(shù)器的容量設(shè)置不正確。931參照“第3章第3節(jié)cnc系統(tǒng)的故障分析”中3.4項。932按beijing- fanuc seies 0-td維修說明書中3.3.17節(jié)方法重新設(shè)置。933回零減速開關(guān)或擋塊變動,引起參考點位置偏差。933 重新調(diào)整回零減速開關(guān)和擋塊位置,并固定牢靠。934 機床剛接通電源時，沒有執(zhí)行返回參考點。934重新進行返回參考點操作。935 相應(yīng)軸的伺服參數(shù)設(shè)置不正確或被修