數(shù)控機(jī)床維護(hù)維修

1、第1章數(shù)控機(jī)床的維修維護(hù)基礎(chǔ)1.1【控機(jī)床基本概念1.1.1 數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控(Numerical ControlNC),是利用數(shù)字 化信息對機(jī)械運動及加工過程進(jìn)行控制的一種方法。由于現(xiàn)代數(shù)控都采 用了計算機(jī)進(jìn)行控制，因此，也可以稱為計算機(jī)數(shù)控(Computerized Numerical ControlCNC)。為了對機(jī)械運動及加工過程進(jìn)行數(shù)字化信息控制，必須具備相應(yīng)的 硬件和軟件。用來實現(xiàn)數(shù)字化信息控制的硬件和軟件的整體成為數(shù)控系 統(tǒng)(Numerical Control System),數(shù)控系統(tǒng)的核心是數(shù)控裝置 (Numerical Controller)。采用數(shù)控技術(shù)

2、進(jìn)行控制的機(jī)床，稱為數(shù)控機(jī)床(NC機(jī)床)。它是 一種綜合應(yīng)用了計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、精密測量技術(shù)和機(jī)床設(shè)計 等先進(jìn)技術(shù)的典型機(jī)電一體化產(chǎn)品，是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)?？刂茩C(jī)床 也是數(shù)控技術(shù)應(yīng)用最早、最廣泛的領(lǐng)域，因此，數(shù)控機(jī)床的水平代表了 當(dāng)前數(shù)控技術(shù)的性能、水平和發(fā)展方向。數(shù)控機(jī)床種類繁多，有鉆銃鍵床類、車削類、磨削類、電加工類、 鍛壓類、激光加工類和其他特殊用途的專用數(shù)控機(jī)床等等，凡是采用了 數(shù)控技術(shù)進(jìn)行控制的機(jī)床統(tǒng)稱為NC機(jī)床。帶有自動換刀裝置ATC (Automatic Tool ChangerATC)的數(shù) 控機(jī)床(帶有回轉(zhuǎn)刀架的數(shù)控車床除外)稱為加工中心(Machine Center

3、-MC) 0它通過刀具的自動交換，工件可以一次裝、夾完成多 工序的加工，實現(xiàn)了工序集中和工藝的復(fù)合，從而縮短了輔助加工時間, 提高了機(jī)床的效率；減少了工件安裝、定位次數(shù)，提高了加工精度,加 工中心是目前數(shù)控機(jī)床中產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的數(shù)控機(jī)床。在加工中心的基礎(chǔ)上，通過增加多工作臺(托盤)自動交換裝置 (Auto Pallet ChangerAPC)以及其他相關(guān)裝置，組成的加工單元 稱為柔性加工單元(Flexible Manufacturing CellFMC)。FMC 不僅是現(xiàn)了工序的集中和工藝的復(fù)合，而且通過工作臺(托盤)的自動 交換和較完善的自動監(jiān)測、監(jiān)控功能，可以進(jìn)行一定時間的無人化加工,

4、 從而進(jìn)一步提高了設(shè)備的加工效率。FMC既是柔性制造系統(tǒng)FMS(Flexible Manufacturing System)的基礎(chǔ)，又可以作為獨立的自動 化加工設(shè)備使用，因此其發(fā)展速度較快。在FMC和加工中心的基礎(chǔ)上，通過增加物流系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人以 及相關(guān)設(shè)備，并由中央控制系統(tǒng)進(jìn)行集中、統(tǒng)一控制和管理，這樣的制 造系統(tǒng)稱為柔性制造系統(tǒng)FMS (Flexible Manufacturing System)。 FMS不僅可以進(jìn)行長時間的無人化加工，而且可以實現(xiàn)多品種零件的 全部加工和部件裝配，實現(xiàn)了車間制造過程的自動化，它是一種高度自 動化的先進(jìn)制造系統(tǒng)。隨著科技發(fā)展，為了適應(yīng)市場需求多變的形勢，

5、對現(xiàn)代制造業(yè)來說， 不僅需要發(fā)展車間制造過程的自動化，而且要實現(xiàn)從市場預(yù)測、生產(chǎn)決 策、產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品制造直到產(chǎn)品銷售的全面自動化。將這些要求綜合、 構(gòu)成的完整的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，稱為計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(Computer Integrated Manufacturing SystemCIMS) 0 CIMS 將一個更長的 生產(chǎn)、經(jīng)營活動進(jìn)行了有機(jī)的集成，實現(xiàn)了更高效益、更高柔性的智能 化生產(chǎn)，是當(dāng)今自動化制造技術(shù)發(fā)展的最高階段。在CIMS中，不僅是 生產(chǎn)設(shè)備的集成，更主要的是以信息為特征的技術(shù)集成和功能集成。計 算機(jī)是集成的工具，計算機(jī)輔助的自動化單元技術(shù)是集成的基礎(chǔ)，信息 和數(shù)據(jù)的交換及共享是集

6、成的橋梁，最終形成的產(chǎn)品，可以看成是信息 和數(shù)據(jù)的物質(zhì)體現(xiàn)。1.1.2 數(shù)控系統(tǒng)及其組成1 .數(shù)控系統(tǒng)的基本組成數(shù)控系統(tǒng)是所有數(shù)控設(shè)備的核心。數(shù)控系統(tǒng)的主要控制對象是坐標(biāo)軸的位 移(包括移動速度、方向、位置等)，其控制信息主要來源于數(shù)控加工或運動 控制程序。因此，作為數(shù)控系統(tǒng)的最基本組成應(yīng)包括：程序的輸入/輸出裝置、 數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動這三部分。(1)輸入/輸出裝置 輸入/輸出裝置的作用是進(jìn)行數(shù)控加工或運動 控制程序、加工與控制數(shù)據(jù)、機(jī)床參數(shù)以及坐標(biāo)軸位置、檢測開關(guān)的狀態(tài)等數(shù) 據(jù)的輸入、輸出。鍵盤和顯示器是任何數(shù)控設(shè)備都必備的最基本的輸入/輸出 裝置。此外，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的不同，還可以配光電閱讀

7、機(jī)、磁帶機(jī)或軟盤驅(qū)動 器等。作為外圍設(shè)備，計算機(jī)是目前常用的輸入/輸出裝置之一。(2)數(shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心。它由輸入/輸出接口線 路、控制器、運算器和存儲器等部分組成。數(shù)控裝置的作用是將輸入裝置輸入 的數(shù)據(jù)，通過部的邏輯電路或控制軟件進(jìn)行編譯、運算和處理，并輸出各種信 息和指令，以控制機(jī)床的各部分進(jìn)行規(guī)定的動作。在這些控制信息和指令中，最基本的是坐標(biāo)軸的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和進(jìn) 給位移量指令。它經(jīng)插補運算后生成，提供給伺服驅(qū)動，經(jīng)驅(qū)動器放大，最終 控制坐標(biāo)軸的位移C它直接決定了刀具或坐標(biāo)軸的移動軌跡。此外，根據(jù)系統(tǒng)和設(shè)備的不同，如：在數(shù)控機(jī)床上，還可能有主軸的轉(zhuǎn)速、 轉(zhuǎn)向和起、停指令

8、；刀具的選擇和交換指令；冷卻、潤滑裝置的起、停指令； 工件的松開、夾緊指令；工作臺的分度等輔助指令。在數(shù)控系統(tǒng)中，它們是通 過接口，以信號的形式提供給外部輔助控制裝置，由輔助控制裝置對以上信號 進(jìn)行必要的編譯和邏輯運算，放大后驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行器件，帶動機(jī)床機(jī)械部件、 液壓氣動等輔助裝置完成指令規(guī)定的動作。(3)伺服驅(qū)動伺服驅(qū)動通常由伺服放大器(亦稱驅(qū)動器、伺服單元) 和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分組成。在數(shù)控機(jī)床上，目前一般都采用交流伺服電動機(jī)作為 執(zhí)行機(jī)構(gòu)；在先進(jìn)的高速加工機(jī)床上，已經(jīng)開始使用直線電動機(jī)°另外，在 20世紀(jì)80年代以前生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床上，也有采用直流伺服電動機(jī)；對于簡易 數(shù)控機(jī)床，也

9、有用作為執(zhí)行器件。伺服放大器的形式?jīng)Q定于執(zhí)行器件，它必須 與驅(qū)動電動機(jī)配套使用。以上是數(shù)控系統(tǒng)最基本的組成部分。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和機(jī)床性能水平 的提高，對系統(tǒng)的功能要求也日益增強，為了滿足不同機(jī)床的控制要求，保證 數(shù)控系統(tǒng)的完整性和統(tǒng)一性，并方便用戶使用，常用較為先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)，一 般都帶有部可編程控制器作為機(jī)床的輔助控制裝置。此外，在金屬切削機(jī)床上, 主軸驅(qū)動裝置也可以成為數(shù)控系統(tǒng)的一個部分；在閉環(huán)數(shù)控機(jī)床上，測量、檢 測裝置也是數(shù)控系統(tǒng)必不可少的。對于先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)，有時甚至采用計算機(jī) 作為系統(tǒng)的人機(jī)界面和數(shù)據(jù)的管理、輸入/輸出設(shè)笛，從而使數(shù)控系統(tǒng)的功能 更強、性能更完善C總之，數(shù)控系統(tǒng)

10、的組成決定于控制系統(tǒng)的性能和設(shè)笛的具體控制要求，其 配置和組成具有很大的區(qū)別，除加工程序的輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服 驅(qū)動這三個最基本的組成部分外，還可能有更多的控制裝置。圖1-1的虛線框 部分表示計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。2 .NC、CNC、SV 與 PLC 的概念NC (CNC)、SV與PLC (PC、PMC)是數(shù)控設(shè)備中最為常用的英文縮 寫，在實際使用中，在不同的場合具有不同的含義。(1) NC (CNC) NC 與 CNC 分別是數(shù)控(Numerical Control) 與計算機(jī)數(shù)控(Computerized Numerical Control)的常用英文縮寫。由于 現(xiàn)代數(shù)控都采用了計算機(jī)

11、控制，因此，可以認(rèn)為NC和CNC的含義完全等同。 在工程應(yīng)用上，根據(jù)使用場合的不同，NC (CNC)通常有三種不同的含義： 在廣義上代表一種控制技術(shù)數(shù)控技術(shù)；在狹義上代表一種控制系統(tǒng)的實體 數(shù)控系統(tǒng)；此外，還可以代表一種具體的控制裝置數(shù)控裝置。(2) SV SV是伺服驅(qū)動(Servo Drive,簡稱伺服)的常用英文縮寫。 按日本JIS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的術(shù)語，它是“以物體的位置、方向、狀態(tài)作為控制量， 追蹤目標(biāo)值的任意變化的控制機(jī)構(gòu)”。簡言之，它是一種能夠自動跟隨目標(biāo)位 置等物理量的控制裝置。在數(shù)控機(jī)床上，伺服驅(qū)動的作用主要有兩個方面：一是使坐標(biāo)軸按照數(shù)控 裝置給定的速度運行；二是使坐標(biāo)軸按照數(shù)控裝置

12、給定的位置定位。伺服驅(qū)動的控制對象通常是機(jī)床坐標(biāo)軸的位移和速度；執(zhí)行機(jī)構(gòu)是伺服 或；對輸入指令信號進(jìn)行控制和功率放大的部分常稱為伺服放大器(亦稱為驅(qū) 動器、放大器、伺服單元等)，它是伺服驅(qū)動的核心。伺服驅(qū)動不僅可以和數(shù)控裝置配套使用，而且還可以單獨作為一個位置 (速度)隨同系統(tǒng)使用，故也常稱為伺服系統(tǒng)。在早期的數(shù)控系統(tǒng)上，位置控 制部分一般與CNC制成一體，伺服驅(qū)動只進(jìn)行速度控制，因此，伺服驅(qū)動又 常稱為速度控制單元。(3) PLC PC 是可編程序控制器(Programmable Controller)的 英文縮寫。隨著個人計算機(jī)的日益普及，為了避免和個人計算機(jī)(亦稱PC) 混淆，現(xiàn)在一般都

13、將可編程序控制器稱為可編程序邏輯控制器 (Programmalbe Logic ControllerPLC)或可編程序機(jī)床控制器(Programmable Machine ControllerPMC)。因此，在數(shù)控機(jī)床上，PC、PLC、PMC具有完全相同的含義。PLC具有響應(yīng)快、性能可靠、使用方便、編程和調(diào)試容易等特點，并可直 接驅(qū)動部分機(jī)床電器，因此，被廣泛用來作為數(shù)控設(shè)備的輔助控制裝置。目前, 大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)都帶有部PLC,用于處理數(shù)控機(jī)床的輔助指令，從而大大簡化 了機(jī)床的輔助控制裝置。此外，在很多場合，通過PLC的軸控制模塊、定位 模塊等特殊功能模塊，還可以直接利用PLC,實現(xiàn)點位控制、

14、直線控制以及簡 單的輪廓控制，組成數(shù)控專用機(jī)床或數(shù)控生產(chǎn)線。1.1.3數(shù)控機(jī)床的組成與加工原理1.數(shù)控機(jī)床的基本組成數(shù)控機(jī)床是最典型的數(shù)控設(shè)備。為了了解數(shù)控機(jī)床的基本組成，首先需要 分析數(shù)控機(jī)床加工零件的工作過程。在數(shù)控機(jī)床上，為了進(jìn)行零件的加工，可 以通過如下步驟進(jìn)行：據(jù)被加工零件的圖樣與工藝方案，用規(guī)定的代碼和程序格式，將 刀具的移動軌跡、加工工藝過程、工藝參數(shù)、切削用量等編寫成 數(shù)控系統(tǒng)能夠識別的指令形式，即編寫加工程序。將所編寫的加工程序輸入數(shù)控裝置。 數(shù)控裝置對輸入的程序（代碼）進(jìn)行譯碼、運算處理，并向各坐 標(biāo)軸的伺服驅(qū)動裝置和輔助機(jī)能控制裝置發(fā)出相應(yīng)的控制信號， 以控制機(jī)床的各部件

15、的運動。 在運動過程中，數(shù)控系統(tǒng)需要隨時檢測機(jī)床的坐標(biāo)軸位置、行程 開關(guān)的狀態(tài)等，并與程序的要求相比較，以決定下一步動作，直 到加工出合格的零件。 操作者可以隨時對機(jī)床的加工情況、工作狀態(tài)進(jìn)行觀察、檢查， 必要時還需要對機(jī)床動作和加工程序進(jìn)行調(diào)整，以保證機(jī)床安全、 可靠的運行。由此可知，作為數(shù)控機(jī)床的基本組成，它應(yīng)包括：輸入/輸出裝置、數(shù)控 裝置、伺服驅(qū)動和反饋裝置、輔助控制裝置以及機(jī)床本體等部分（如圖1-1所 示）。圖11中的虛線框部分統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對機(jī)床主機(jī)的加工控制。目前數(shù)控系統(tǒng)大部分采用計算機(jī)數(shù)控（即CNC）,圖中的輸入/輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動和反饋裝置構(gòu)成的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，

16、作用在上面已經(jīng)敘述。下面再簡要介紹其他組成部分。計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床I/O電路和裝置操作面板 一 PLC 4主軸伺服單元T主軸驅(qū)動裝置輸入輸出裝置鍵盤 :匕T計算機(jī)-4進(jìn)給伺服單元進(jìn)給驅(qū)動裝置測量反饋裝置虛輔助控制機(jī)構(gòu)進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)機(jī)主運動機(jī)構(gòu)圖11數(shù)控機(jī)床的組成測量反饋裝置 它是閉環(huán)（半閉環(huán)）數(shù)控機(jī)床的檢測環(huán)節(jié)，其作用 是通過現(xiàn)代化的測量元件：脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光 柵、磁尺和激光測量儀等，將執(zhí)行元件（如、刀架等）或工作臺等的實 際位移的速度和位移量檢測出來，反饋回伺服驅(qū)動裝置或數(shù)控裝置，并 補償進(jìn)給的速度或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運動誤差，以達(dá)到提高運動機(jī)構(gòu)精度的目 的C檢測裝置的安裝、檢測

17、信號反饋的位置，決定于數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形 式，伺服裝式脈沖編碼器、測速機(jī)以及直線光柵等都是較常用的檢測部 件C由于先進(jìn)的伺服都采用了數(shù)字式伺服驅(qū)動技術(shù)（稱為數(shù)字伺服）， 伺服驅(qū)動和數(shù)控裝置間一般都采用總線進(jìn)行連接；反饋信號在大多數(shù)場 合都是與伺服驅(qū)動進(jìn)行連接，并通過總線傳送到數(shù)控裝置。只有在少數(shù) 場合或采用模擬量控制的伺服驅(qū)動（俗稱模擬伺服）時，反饋裝置才需 要直接和數(shù)控裝置進(jìn)行連接。輔助控制機(jī)構(gòu)、進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)它是介于數(shù)控裝置和機(jī)床機(jī)械、 液壓部件之間的控制部件。其主要作用是接受數(shù)控裝置輸出的主軸轉(zhuǎn) 速、轉(zhuǎn)向和啟停指令；刀具選擇交換；冷卻、潤滑裝置的啟停指令；工 件和機(jī)床部件的松開、夾緊工作臺轉(zhuǎn)

18、位等輔助指令信號，以及機(jī)床上檢 測開關(guān)的狀態(tài)等信號，經(jīng)必要的編譯、邏輯判斷、功率放大后直接驅(qū)動 相應(yīng)的執(zhí)行元件，帶動機(jī)床機(jī)械部件、液壓氣動等輔助裝置完成指令規(guī) 定的動作。它通常由PLC和強電控制回路構(gòu)成，PLC在結(jié)構(gòu)上可以與 CNC一體化（置式PLC）,也可以相對獨立（外置式PLC） o機(jī)床本體 就是數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)件，也是由主傳動系統(tǒng)、進(jìn) 給傳動系統(tǒng)、床身、工作臺以及輔助運動裝置、液壓氣動系統(tǒng)、潤滑系 統(tǒng)、冷卻裝置、排屑、防護(hù)系統(tǒng)等部分組成。但為了滿足數(shù)控的要求， 充分發(fā)揮機(jī)床性能，它在總體布局、外觀造型、傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、刀具系 統(tǒng)以及操作性能方面都已發(fā)生了很大的變化。機(jī)床機(jī)械部件包括床身、

19、 箱體、立柱、導(dǎo)軌、工作臺、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、刀具交換機(jī)構(gòu)等。2.數(shù)控加工的原理在傳統(tǒng)的金屬切削機(jī)床上，加工零件時需要操作者根據(jù)圖樣的要求，通過不斷改變刀具的運動軌跡和運動速度等參數(shù)，使刀具對工件進(jìn)行切削加工，最 終加工出合格零件。數(shù)控機(jī)床的加工，其實質(zhì)是應(yīng)用了 “微分”原理。其工作原理與過程可以 簡述如下（圖1-2）:數(shù)控裝置根據(jù)加工程序要求 的刀具軌跡，將軌跡按機(jī)床對應(yīng)的坐 標(biāo)軸，以最小移動量（脈沖當(dāng)量）進(jìn) 行微分（圖1-2中的/陽AY）,并 計算出各坐標(biāo)軸需要移動的脈沖數(shù)。通數(shù)控裝置的“插補”軟件或“插補”運算器，把要求的軌跡 用以“最小移動單位”為單位的等效 折線進(jìn)行擬合，并找出最接近理

20、論軌 跡的擬合折線。數(shù)控裝置根據(jù)擬合折線的軌跡，給相應(yīng)的坐標(biāo)軸連續(xù)不斷地分配進(jìn)給脈沖，并通過伺服驅(qū)動使機(jī)床坐標(biāo)軸按分配的脈沖運動。圖1-2 數(shù)控加工原理示意圖由上可見：第一，只要數(shù)控機(jī)床的最小移動量（脈沖當(dāng)量）足夠小，所用的擬合折線就可以等效代替理論曲線。第二，只要改變坐標(biāo)軸的脈沖分配方式, 即可以改變擬合折線的形狀，從而達(dá)到改變加工軌跡的目的。第三，只要改變 分配脈沖的頻率，即可改變坐標(biāo)軸(刀具)的運動速度。這樣就實現(xiàn)了數(shù)控機(jī) 床控制刀具移動軌跡的根本目的。以上根據(jù)給定的數(shù)學(xué)函數(shù)，在理想軌跡(輪廓)的已知點之間，通過數(shù)據(jù) 點的密化，確定一些中間點的方法，稱為插補。能同時參與插補的坐標(biāo)軸數(shù)，

21、稱為聯(lián)動軸數(shù)。顯然，當(dāng)數(shù)控機(jī)床的聯(lián)動軸數(shù)越多，機(jī)床加工輪廓的性能就越 強。因此，聯(lián)動軸的數(shù)量是衡量數(shù)控機(jī)床性能的重要技術(shù)指標(biāo)。1. 2數(shù)控機(jī)床維修的基本要求數(shù)控機(jī)床是一種綜合應(yīng)用了計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、精密測量 技術(shù)和機(jī)床設(shè)計等先進(jìn)技術(shù)的典型機(jī)電一體化產(chǎn)品，其控制系統(tǒng)復(fù)雜、 價格昂貴，因此它對維修人員的素質(zhì)、維修資料的準(zhǔn)備、維修儀器的使 用等方面提出了比普通機(jī)床更高的要求。1.1.1. 維修人員的素質(zhì)要求維修工作開展的好壞(高的效率和好的效果)首先取決于維修人員 的素質(zhì)。為了迅速、準(zhǔn)確判斷故障原因，并進(jìn)行及時、有效的處理，恢 復(fù)機(jī)床的動作、功能和精度，要求維修人員應(yīng)具備以下基本素質(zhì)：(1)

22、工作態(tài)度要端正。應(yīng)有高度的責(zé)任心和良好的職業(yè)道德。(2)具有較廣的知識面。由于數(shù)控機(jī)床是集機(jī)械、電氣、液壓、氣 動等為一體的加工設(shè)備，組成機(jī)床的各部分之間具有密切的聯(lián)系，其中 任何一部分發(fā)生故障都有可能影響其它部分的正常工作。而根據(jù)故障現(xiàn) 象，對故障的真正原因和故障部位盡快進(jìn)行判斷，是機(jī)床維修的第一步, 這是維修人員必須具備的素質(zhì)，同時如何快速的判斷也對維修人員素質(zhì) 提出了很高的要求。主要有如下方面：掌握或了解計算機(jī)原理、電子 技術(shù)、電工原理、自動控制與電動機(jī)拖動、檢測技術(shù)、機(jī)械傳動及機(jī)加 工工藝方面的基礎(chǔ)知識既要懂電、又要懂機(jī)。電包括強電和弱電；機(jī) 包括機(jī)、液、氣。維修人員還必須經(jīng)過數(shù)控技術(shù)

23、方面的專門學(xué)習(xí)和培訓(xùn)I, 掌握數(shù)字控制、伺服驅(qū)動及PLC的工作原理，懂得NC和PLC編程。 此外，維修時為了對某些電路與零件進(jìn)行現(xiàn)場測試，作為維修人員還應(yīng) 當(dāng)具備一定的工程識圖能力。(3)具有一定的外語基礎(chǔ)和專業(yè)外語基礎(chǔ)。一個高素質(zhì)的維修人員， 需要能對國、外多種數(shù)控機(jī)床進(jìn)行維修。但國外數(shù)控系統(tǒng)的配套說明書、 資料往往使用原文資料，數(shù)控系統(tǒng)的報警文本顯示亦以外文居多。為了 能迅速根據(jù)說明書的所提供信息與系統(tǒng)的報警提示，確認(rèn)故障原因，加 快維修進(jìn)程，故要求具備專業(yè)外語的閱讀能力，以便分析、處理問題。(4)善于學(xué)習(xí)，勤于學(xué)習(xí)，善于思考。作為數(shù)控機(jī)床維修人員不僅 要注重分析問題與經(jīng)驗積累，還應(yīng)當(dāng)勤于

24、學(xué)習(xí)，善于學(xué)習(xí)，善于思考。 國外、國數(shù)控系統(tǒng)種類繁多，而且每種數(shù)控系統(tǒng)的說明書容通常也很多, 包括操作、編程、連接、安裝調(diào)試、維護(hù)維修、PLC編程等多種書明書。 資料容多，不勤于學(xué)習(xí)，不善于學(xué)習(xí)，很難對各種知識融會貫通。而每 臺數(shù)控機(jī)床，其部各部分之間的聯(lián)系緊密，故障涉及面很廣，而且有些 現(xiàn)象不一定反映出了故障產(chǎn)生的原因，作為維修人員，一定要透過故障 的表象，通過分析故障產(chǎn)生的過程，針對各種可能產(chǎn)生的原因，仔細(xì)思 考分析，迅速找出發(fā)生故障的根本原因并予以排除。應(yīng)作到“多動腦， 慎動手”，切記草率下結(jié)論，盲目更換元器件。(5)有較強的動手能力和實驗技能。數(shù)控系統(tǒng)的維修離不開實際操 作，首先要求能

25、熟練的操作機(jī)床，而且維修人員要能進(jìn)入一般操作者無 法進(jìn)入的特殊操作模式，如：各種機(jī)床以及有些硬件設(shè)備自身參數(shù)的設(shè) 定與調(diào)整，利用PLC編程器監(jiān)控等等。此外，為了判斷故障原因，維 修過程可能還需要編制相應(yīng)的加工程序，對機(jī)床進(jìn)行必要的運行試驗與 工件的試切削。其次，還應(yīng)該能熟練的使用維修所必需的工具、儀器和 儀表。(6)應(yīng)養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣。需要膽大心細(xì)，動手必須要有明確目 的、完整的思路、細(xì)致的操作。做到如下幾點：動手前應(yīng)仔細(xì)思考、觀察，找準(zhǔn)切入點；動手過程要做好記錄，尤 其是對于電器元件的安裝位置、導(dǎo)線號、機(jī)床參數(shù)、調(diào)整值等都必須做 好明顯的標(biāo)記，以便恢復(fù)；維修完成后，應(yīng)作好“收尾”工作，如：

26、 將機(jī)床、系統(tǒng)的罩殼、緊固件安裝到位；將電線、電纜整理整齊等。在系統(tǒng)維修時應(yīng)特別注意：數(shù)控系統(tǒng)的某些模塊是需要電池保持參 數(shù)的，對于這些電路板和模塊切勿隨意插拔；更不可以在不了解元器件 作用的情況下，隨意調(diào)換數(shù)控裝置、伺服、驅(qū)動等部件中的器件、設(shè)定 端子；任意調(diào)整電位器位置，任意改變設(shè)置參數(shù)，隨意更換數(shù)控系統(tǒng)軟 件版本，以避免產(chǎn)生更嚴(yán)重的后果。1.1.2. 必要的技術(shù)資料維修的效果、尋找故障的準(zhǔn)確性，也決定于維修人員對系統(tǒng)的熟悉程度和 運用技術(shù)資料的熟練程度。所以在平時應(yīng)認(rèn)真整理和閱讀有關(guān)數(shù)控系統(tǒng)的重要 技術(shù)資料。對于重大的數(shù)控機(jī)床故障維修，應(yīng)具備以下技術(shù)資料：(1)數(shù)控機(jī)床使用說明書它是由機(jī)

27、床廠家編制并隨機(jī)床提供的資料。通 常包括以下與維修有關(guān)的容：機(jī)床的操作過程與步驟；機(jī)床電氣控制原理圖；機(jī)床主要傳動系統(tǒng)以及主要部件的結(jié)構(gòu)原理示意圖；機(jī)床安裝和調(diào)整的方法與步躲； 機(jī)床的液壓、氣動、潤滑系統(tǒng)圖；機(jī)床使用的特殊功能及其說明等。(2)數(shù)控系統(tǒng)方面的資料應(yīng)有數(shù)控裝置安裝、使用(包括編程)、操作 和維修方面的技術(shù)說明書，其中包括：數(shù)控裝直操作面板布置及其操作； 數(shù)控裝置部各電路板的技術(shù)要點及其外部連接圖；系統(tǒng)參數(shù)的意義及其設(shè)定方法； 數(shù)控裝置的自診斷功能和報警清單； 數(shù)控裝直接口的分配及其含義等。通過上述資料，維修人員應(yīng)掌握CNC原理框圖、結(jié)構(gòu)布置、各電路板的 作用，板上發(fā)光管指示的意義

28、；通過面板對系統(tǒng)進(jìn)行各種操作，進(jìn)行自診斷檢 測，檢查和修改參數(shù)并能作出備份。能熟練地通過報警信息確定故障圍，對系 統(tǒng)供維修的檢測點進(jìn)行測試，充分利用隨機(jī)的系統(tǒng)診斷功能。(3)PLC的資料它是根據(jù)機(jī)床的具體控制要求設(shè)計、編制的機(jī)床輔助動 作控制軟件。PLC程序中包含了機(jī)床動作的執(zhí)行過程，以及執(zhí)行動作所需的條 件，它表明了指令信號、檢測元件與執(zhí)行元件之間的全部邏輯關(guān)系。另外一些高檔的數(shù)控系統(tǒng)(如國的華中數(shù)控的華中I型和世紀(jì)星系列、國 外的FUNAC系統(tǒng)、SEMENS系統(tǒng)中，利用數(shù)控系統(tǒng)的顯示器可以直接對PLC 程序的中間寄存器狀態(tài)點進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測和觀察，它為維修提供了極大的便利， 因此，在維修中一定

29、要熟悉掌握這方面的操作和使用技能°如果完整的話，一 般包括如下資料：PLC裝置及其編程器的連接、編程、操作方面的技術(shù)說明書；PLC用戶程序清單或梯形圖；I/O地址及意義清單； 報警文本以及PLC的外部連接圖。(4)伺服單元的資料 進(jìn)給伺服驅(qū)動系統(tǒng)和主軸伺服單元的原理、連接、 調(diào)整和維修方面的技術(shù)說明書，其中包括：電氣原理框圖和接線圖；所有報警顯示信息以及重要的調(diào)整點和測試點；各伺服單元參數(shù)的意義和設(shè)置。維修人員應(yīng)掌握伺服單元的原理，熟悉其連接。能從單元板上故障指示發(fā) 光管的狀態(tài)和顯示屏上顯示的報警號確定故障圍；測試關(guān)鍵點的波形和狀態(tài)， 并做出比較；檢查和調(diào)整伺服參數(shù)，對伺服系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)

30、化(5)機(jī)床主要配套功能部分的說明書與資料 在數(shù)控機(jī)床上往往會使用 較多功能部件，如：數(shù)控轉(zhuǎn)臺、自動換刀裝置、潤滑與冷卻系統(tǒng)、排屑器等。 這些功能部件，其生產(chǎn)廠家一般都提供較完整的使用說明書，機(jī)床生產(chǎn)廠家應(yīng) 將其提供給用戶，以便功能部件發(fā)生故障時進(jìn)行維修的參考。(6)維修記錄 這是維修人員對機(jī)床維修過程的記錄與維修的總結(jié)。最理 想的情況是：維修人員應(yīng)對自己所進(jìn)行的每一步維修情況進(jìn)行詳細(xì)的記錄，不 管當(dāng)時的判斷是否正確，這樣不僅有助于今后進(jìn)一步維修，而且有助于維修人 員的經(jīng)驗總結(jié)與提高。(7)其他有關(guān)元器件方面的技術(shù)資料，如數(shù)控設(shè)備所用的元器件清單， 備件清單以及各種通用的元器件手冊,維修人員應(yīng)

31、熟悉各種常用的元器件，一 旦需要，能夠較快地查閱有關(guān)元器件的功能、參數(shù)及使用型號，能對一些專用 器件生產(chǎn)廠家及訂貨編號。以上都是在理想情況下應(yīng)具備的技術(shù)資料，但是實際維修時往往難以做到 這一點。因此，在必要時，維修人員應(yīng)通過現(xiàn)場測繪、平時積累等方法完善、 整理有關(guān)技術(shù)資料。1.2.3. 必要的維修用器具與備件合格的維修工具是進(jìn)行數(shù)控機(jī)床維修的必備條件。數(shù)控機(jī)床是精密設(shè)備，不同的故障，所需要的維修工具亦不盡相同。常用的工具主要有：1 .常用測量儀器、儀表萬用表數(shù)控設(shè)備的維修涉及弱電和強電，萬用表不但要用于測量電壓、電流、電阻值，還需要用于判斷二極管、三極管、晶閘管、電解電容等元器件的好壞，并測量

32、三極管的放大倍數(shù)和電容值。(2) 示波器 用于檢測信號的動態(tài)波形，如：脈沖編碼器、光柵的輸出波形，伺服驅(qū)動、主軸驅(qū)動單元的各級輸入、輸出波形等；其次還需要用于 檢測開關(guān)電源、顯示器的垂直、水平震蕩與掃描電路的波形等。數(shù)控機(jī)床維修用的示波器通常選用頻帶寬為10100MHz的雙通道示波 器。(3) 數(shù)字轉(zhuǎn)速表轉(zhuǎn)速表用于測量與調(diào)整主軸的轉(zhuǎn)速，以及調(diào)整系統(tǒng)及 驅(qū)動器的參數(shù)，可以使編程的理想主軸轉(zhuǎn)速理與實際主軸轉(zhuǎn)速相符，它是主軸 維修與調(diào)整的測量工具之一。(4) 相序表 相序表主要用于測量三相電源的相序，它是進(jìn)給伺服驅(qū) 動與主軸驅(qū)動維修的必要測量工具之一。(5) 常用的長度測量工具 長度測量工具(如：千

33、分表、百分表等)用 于測量機(jī)床移動距離、反向間隙值等。通過測量，可以大致判斷機(jī)床的定位精 度、重復(fù)定位精度、加工精度等。根據(jù)測量值可以調(diào)整數(shù)控系統(tǒng)的電子齒輪比、 反向間隙等主要參數(shù)，以恢復(fù)機(jī)床精度。是機(jī)械部件維修測量的主要檢測工具 之一。以下為芯片級維修的常用儀器、儀表。(6) PLC編程器 不少數(shù)控系統(tǒng)的PLC控制器必須使用專用的編程器 才能對其進(jìn)行編程、調(diào)試、監(jiān)控和檢查。如：SIEMENS的PG710、PG750、 PG865,OMRON 的 GPC01 GPC04、PRO-13-PRO-27 等。這些編程器 可以對PLC程序進(jìn)行編輯和修改，監(jiān)視輸入和輸出狀態(tài)及定時器、移位寄存 器的變化值

34、。在運行狀態(tài)下修改定時器和計數(shù)器的設(shè)定值?？蓮娭撇枯敵觯瑢?定時器、計數(shù)器和位移寄存器進(jìn)行置位和復(fù)位等。有些帶圖形功能的編輯器還 可顯示PLC梯形圖。(7) IC測試儀 可用來離線快速測試集成電路的好壞，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn) 行芯片級維修時是必要的儀器。(8) 邏輯分析儀和脈沖信號筆它是專門用于測量和顯示多路數(shù)字信 號的測試儀器，通常分為8、16和64個通道，即可同時顯示8個、16個或64個邏輯方波信號。與顯示連續(xù)波形的通用示波器不同，邏輯分析儀顯示各被測點的邏輯電平，二進(jìn)制編碼或存儲器的容C2 .常用維修用器具(1) 電烙鐵 最常用的焊接工具，一般應(yīng)采用30W左右的尖頭、帶接 地保護(hù)線的熱式電烙鐵，

35、最好使用恒溫式電烙鐵。(2) 吸錫器 常用的是便攜式手動吸錫器，也可采用電動吸錫器。(3) 扁平集成電路拔放臺：防靜電SMD片狀元件、扁平集成電路熱風(fēng) 拆焊臺、可換多種噴嘴。(4) 旋具類 規(guī)格齊全的一字和十字螺絲刀各一套。旋具宜采用樹脂或 塑料手柄為宜。為了進(jìn)行伺服驅(qū)動器的調(diào)整與裝卸，還應(yīng)配備無感螺旋刀與梅 花形六角旋具各一套。(5) 鉗類工具 常用的是平頭鉗、尖嘴鉗、斜口鉗、剝線鉗、壓線 鉗、銀子。(6) 扳手類：大小活絡(luò)扳手、各種尺寸的、外六角扳手各一套等；(7) 其他：剪刀、刷子、吹塵器、清洗盤、卷尺等。(8) 化學(xué)用品松香、純酒精、清潔觸點用噴劑、潤滑油等。3 .常用的備件對于數(shù)控系

36、統(tǒng)的維修，備品備件是一個必不可少的物質(zhì)條件。如無備件可 調(diào)換，“巧媳婦難為無米之炊”。而且如果維修人員手頭上備有一些電路板的 話，將給排除故障帶來許多方便，采用電路板交換法通常可以快速判斷出一些 疑難故障發(fā)生在哪塊電路板上。數(shù)控系統(tǒng)備件的配制要根據(jù)實際情況，通常一些易損的電氣元器件如各種 規(guī)格的熔斷器、保險絲、開關(guān)、電刷，還有易出故障的大功率模塊和印刷電路 板等，均是應(yīng)當(dāng)配備的。1. 3常見故障分類數(shù)控機(jī)床是一種技術(shù)復(fù)雜的機(jī)電一體化設(shè)備，其故障發(fā)生的原因一般都比較復(fù)雜，這給故障診斷和排除帶來不少困難。為了便于故障分析和處理，本節(jié)按故障發(fā)生的部位、故障性質(zhì)及故障原因等對常見故障作如下分類。1.1

37、.1 按數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的部件分類1.主機(jī)故障數(shù)控機(jī)床的主機(jī)部分，主要包括機(jī)械、潤滑、冷卻、排屑、液壓、氣動與 防護(hù)裝置。常見的主機(jī)故障有：因機(jī)械安裝、調(diào)試及操作使用不當(dāng)?shù)仍蛞?的機(jī)械傳動故障與導(dǎo)軌副摩擦過大故障。故障表現(xiàn)為傳動噪聲大，加工精度差, 運行阻力大。例如：傳動鏈的撓性連軸器松動，齒輪、絲杠與軸承缺油，導(dǎo)軌 塞鐵調(diào)整不當(dāng)，導(dǎo)軌潤滑不良以及系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)仍蚓稍斐梢陨瞎?障。尤其應(yīng)引起重視的是，機(jī)床各部位標(biāo)明的注油點（注油孔）須定時、定量 加注潤滑油（脂），這是機(jī)床各傳動鏈正常運行的保證。另外，液壓、潤滑與 氣動系統(tǒng)的故障主要是管路阻塞或密封不良，引起泄漏，造成系統(tǒng)無常工作。

38、 2.電氣故障電氣故障分弱電故障與強點故障C弱電部分主要指CNC裝置、PLC控制 器、CRT顯示器以及伺服單元、輸入/輸出裝置等電子電路，這部分又有硬件 故障與軟件故障之分。硬件故障主要是指上述各裝置的印制電路板上的集成電 路芯片、分立元件、接插件以及外部連接組件等發(fā)生的故障。常見的軟件故障 有：加工程序出錯，系統(tǒng)程序和參數(shù)的改變或丟失、計算機(jī)的運算出錯等。強 電故障是指繼電器、接觸器、開關(guān)、熔斷器、電源變壓器、電磁鐵、行程開 關(guān)等電器元器件及其所組成的電路故障。這部分的故障十分常見，必須引起足 夠的重視C1.1.2 按數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的性質(zhì)分類1 .系統(tǒng)性故障系統(tǒng)性故障，通常是指只要滿足一定

39、的條件或超過某一設(shè)定的限度，工作 中的數(shù)控機(jī)床必然會發(fā)生的故障。這一類故障現(xiàn)象極為常見。例如：液壓系統(tǒng) 的壓力值隨著液壓回路過濾器的阻塞而降到某一設(shè)定參數(shù)時，必然會發(fā)生液壓 系統(tǒng)故障報警使系統(tǒng)斷電停機(jī)；又如：潤滑、冷卻或液壓等系統(tǒng)由于管路泄漏 引起游標(biāo)下降到使用限值，必然會發(fā)生液位報警使機(jī)床停機(jī)；再如：機(jī)床加工 中因切削用量過大達(dá)到某一限值是必然會發(fā)生過載或超溫報警，導(dǎo)致系統(tǒng)迅速 停機(jī)。因此，正確的使用與精心維護(hù)是杜絕或避免這類系統(tǒng)性故障發(fā)生的切實 保障。2 .隨機(jī)性故障隨機(jī)性故障，通常是指數(shù)控機(jī)床在同樣的條件下工作時只偶然發(fā)生一次或 兩次的故障。有的文獻(xiàn)上稱此為“軟故障”。由于此類故障在各種

40、條件相同的 狀態(tài)下只偶然發(fā)生一兩次，因此，隨機(jī)性故障的原因分析與故障診斷較其它故 障困難得多。一般而言，這類故障的發(fā)生往往與安裝質(zhì)量、組件排列、參數(shù)設(shè) 定、元器件品質(zhì)、操作失誤與維護(hù)不當(dāng)，以及工作環(huán)境影響等諸因素有關(guān)。例 如：接插件與連接組件因疏忽未加鎖定，印制電路板上的元器件松動變形或焊 點虛脫，繼電器觸點、各類開關(guān)觸頭因污染銹蝕以及直流電刷不良等所造成的 接觸不可靠等。另外，工作環(huán)境溫度過高或過低、濕度過大、電源波動與機(jī)械 振動、有害粉塵與氣體污染等原因均可引發(fā)此類偶然性故障。因此，加強數(shù)控 系統(tǒng)的維護(hù)檢查，確保電器箱門的密封，嚴(yán)防工業(yè)粉塵及有害氣體的侵襲等， 均可避免此類故障的發(fā)生。1.

41、3.3按數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的有無報警顯示分類1 .有報警顯示的故障這類故障又可分為硬件報警顯示與軟件報警顯示兩種。(1)硬件報警顯示的故障 硬件報警顯示通常是指各單元裝置上的警示燈(一般由LED發(fā)光管或小型指示燈等組成)的指示。在數(shù)控系統(tǒng)中有許 多用以指示故障部位的警示燈，如控制操作面板、位置控制印制線路板、伺服 控制單元、主軸單元、電源單元等部位以及光電閱讀機(jī)、穿孔機(jī)等外設(shè)裝置上 常設(shè)有這類警示燈。一旦數(shù)控系統(tǒng)的這些警示燈指示故障狀態(tài)后，借助相應(yīng)部 位上的警示燈均可大致分析判斷出故障發(fā)生的部位與性質(zhì)，這無疑給故障分析 診斷帶來極大方便。因此，維修人員日常維護(hù)和排除故障時應(yīng)認(rèn)真檢查這些警 示燈的

42、狀態(tài)是否正常。(2)軟件報警顯示的故障軟件報警顯示通常是指CRT顯示屏上顯示 出來的報警號和報警信息。由于數(shù)控系統(tǒng)具有自診斷功能，一旦檢測到故障， 即按故障的級別進(jìn)行處理，同時在CRT上以報警號形式顯示該故障信息。這 類報警顯示常見的有：存儲器警示、過熱警示、伺服系統(tǒng)警示、軸超程警示、 程序出錯警示、主軸警示、過載警示以及短路警示等，通常，少則幾十種，多 則上千種，這無疑為故障判斷和排除提供極大的幫助。上述軟件報警有來自NC的報警和來自PLC的報警，前者為數(shù)控部分的 故障報警，可通過所顯示的報警號，對照維修手冊中有關(guān)NC故障報警及說明， 來確定可能產(chǎn)生該故障的原因。后者PLC報警顯示由PLC的

43、報警信息文本所 提供，大多數(shù)屬于機(jī)床側(cè)的故障報警，可通過所顯示的報警號，對照維修手冊 中有關(guān)PLC故障報警信息、PLC接口說明以及PLC程序等容、檢查PLC有 關(guān)接口和部繼電器狀態(tài)，確定該故障所產(chǎn)生的原因。通常，PLC報警發(fā)生的可 能性要比NC報警高得多。2 .無報警顯示的故障這類故障發(fā)生時無任何硬件或軟件的報警顯示，因此分析診斷難度較大。 例如：機(jī)床通電后，在手動方式或自動方式運行X軸時出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，無任何 報警顯示。又如機(jī)床在自動方式運行時突然停止，而CRT顯示器上無任何報 警顯示。還有在運行機(jī)床某軸時發(fā)生異常聲響，一般也無報警顯示等。一些早 期的數(shù)控系統(tǒng)由于自診斷功能不強；尚未采用PLC

44、控制器，無PLC報警信息 文本，出現(xiàn)無報警顯示的故障情況會更多一些。對于無報警顯示故障，通常要具體情況具體分析，要根據(jù)故障發(fā)生的前后 變化狀態(tài)進(jìn)行分析判斷。例如：上述X軸在運行時出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，可首先判斷 是數(shù)控部分故障還是伺服部分故障。具體做法是：在手搖脈沖進(jìn)給方式中，可 均勻地旋轉(zhuǎn)手搖脈沖發(fā)生器，同時分別觀察比較CRT顯示器上V軸、Z軸與 X軸進(jìn)給數(shù)字的變化速率。通常，如數(shù)控部分正常，三個軸的上述變化速率應(yīng) 基本相同，從而可確定爬行故障是X軸的伺服部分還是機(jī)械傳動所造成。有關(guān) 伺服系統(tǒng)進(jìn)一步檢查可參閱后續(xù)介紹的“交換法”和“隔離法”。1.3.4按數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的原因分類1 .數(shù)控機(jī)床自身故

45、障這類故障的發(fā)生是由于數(shù)控機(jī)床自身的原因引起的，與外部使用環(huán)境條件 無關(guān)。數(shù)控機(jī)床所發(fā)生的極大多數(shù)故障均屬此類故障，但應(yīng)區(qū)別有些故障并非 機(jī)床本身而是外部原因所造成的。2 .數(shù)控機(jī)床外部故障這類故障是由于外部原因造成的。例如：數(shù)控機(jī)床的供電電壓過低，波動 過大，相序不對或三相電壓不平衡；周圍的環(huán)境溫度過高，有害氣體、潮氣、 粉塵侵入；外來振動和干擾，如電焊機(jī)所產(chǎn)生的電火花干擾等均有可能使數(shù)控 機(jī)床發(fā)生故障。還有人為因素所造成的故障，如操作不當(dāng)，手動進(jìn)給過快造成 超程報警，自動切削進(jìn)給過快造成過載報警。又如操作人員不按時按量給機(jī)床機(jī)械傳動系統(tǒng)加注潤滑油，易造成傳動噪聲或?qū)к壞Σ料禂?shù)過大，而使工作

46、臺 進(jìn)給超載C據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，首次采用數(shù)控機(jī)床或由不熟練工人來操作，在使 用第一年，由于操作不當(dāng)所造成的外部故障要占三分之一以上。除上述常見故障分類外，還可按故障發(fā)生時有無破壞性來分，可分為破壞 性故障和非破壞性故障；按故障發(fā)生的部位分，可分為數(shù)控裝置故障，進(jìn)給伺 服系統(tǒng)故障、主軸系統(tǒng)故障、刀架、刀庫、工作臺故障等。1. 4數(shù)控機(jī)床故障的排除思路和原則1.4.1數(shù)控機(jī)床故障的排除思路數(shù)控系統(tǒng)型號頗多，所產(chǎn)生的故障原因往往比較復(fù)雜，這里介紹故障處理 的一種思路，程序大致如下:1 .確認(rèn)故障現(xiàn)象，調(diào)查故障現(xiàn)場，充分掌握故障信息。當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時，維護(hù)維修人員進(jìn)行故障的確認(rèn)是很有必要的，特 別是

47、操作使用人員不熟悉機(jī)床的情況下，尤其重要。不該也不能讓非專業(yè)人士 隨意開動機(jī)床，特別是出現(xiàn)故障后的機(jī)床，以免故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。專業(yè)維護(hù)維修人員對于數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，也不要急于動手盲目處理， 首先要查看故障記錄，向操作人員詢問故障出現(xiàn)的全過程。在確認(rèn)通電對系統(tǒng) 無危險的情況下，再通電親自觀察，特別要注意確定一下主要故障信息，包括 系統(tǒng)有何異常，CRT顯示的報警容是什么等：故障發(fā)生時報警號和報警提示是什么？有哪些指示燈和發(fā)光管指示了什么報 警？如無報警，系統(tǒng)處于何種工作狀態(tài)？系統(tǒng)的工作方式和診斷結(jié)果？故障發(fā)生在哪個程序段？執(zhí)行何種指令？故障發(fā)生前進(jìn)行了何種操作？故障發(fā)生在何種速度下？機(jī)床軸處于什

48、么位置？與指令值的誤差量有多大？ 以前是否發(fā)生過類似故障？現(xiàn)場有無異常現(xiàn)象？故障是否重復(fù)發(fā)生? 觀察系統(tǒng)的外觀、部各部分是否有異常之處；2 .根據(jù)所掌握故障信息，明確故障的復(fù)雜程度并列出故障部位的全部疑點。在充分調(diào)查現(xiàn)場掌握第一手材料的基礎(chǔ)上，把故障問題正確地列出來。俗 話說，能夠把問題說清楚，就已經(jīng)解決了問題的一半。3 .分析故障原因，制定排除故障的方案。分析故障時，維修人員不應(yīng)局限于CNC部分，而是要對機(jī)床強電、機(jī) 械、液壓、氣動等方面都作詳細(xì)的檢查，并進(jìn)行綜合判斷，制定出故障排除 的方案，達(dá)到快速確診和高效率排除故障的目的。分析故障原因時應(yīng)注意：思路一定要開闊，無論是數(shù)控系統(tǒng)、強電部分、

49、還是機(jī)、液、氣等，只要將有可 能引起故障的原因以及每一種可能解決的方法全部列出來，進(jìn)行綜合、判斷和篩 選；在對故障進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，預(yù)測故障原因并擬定檢查的容、步驟和方法， 制定故障排除方案。4 .檢測故障，逐級定位故障部位。根據(jù)預(yù)測的故障原因和預(yù)先確定的排除方案，用試驗的方法驗證，逐級定 位故障部位。最終找出故障的真正發(fā)生源。為了準(zhǔn)確、安全、快速的定位故障, 應(yīng)遵循下面幾個原則。5 .故障的排除根據(jù)故障部位及準(zhǔn)確的原因，采用合理的故障排除方法，高效高質(zhì)量的恢 復(fù)故障現(xiàn)場，盡快讓機(jī)床投入生產(chǎn)。6 .解決故障后的資料的整理故障排除后，應(yīng)迅速恢復(fù)機(jī)場現(xiàn)場，并做好相關(guān)資料的整理，以便提高自 己的

50、業(yè)務(wù)水平和機(jī)床的后續(xù)維護(hù)和維修。1.4.2故障的排除應(yīng)遵循的原則在檢測故障過程中，應(yīng)充分利用數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能，如系統(tǒng)的開機(jī)診 斷、運行診斷、PLC的監(jiān)控功能。根據(jù)需要隨時檢測有關(guān)部分的工作狀態(tài)和接 口信息。同時還應(yīng)靈活應(yīng)用數(shù)控系統(tǒng)故障檢查的一些行之有效的方法，如交換 法、隔離法等。在本書以后章節(jié)中在介紹這些方法。另外，從監(jiān)測排除故障中還應(yīng)掌握以下若干原則：1 .先方案后操作（或先靜后動）維護(hù)維修人員碰到機(jī)床故障后,先靜下心來, 考慮出分析方案再動手。維修人員本身要做到先靜后動，不可盲目動手，應(yīng)先 詢問機(jī)床操作人員故障發(fā)生的過程及狀態(tài)，閱讀機(jī)床說明書、圖樣資料后，方 可動手查找和處理故障。如

51、果上來就碰這敲那連此斷彼，徒勞的結(jié)果也許尚可 容忍，但造成現(xiàn)場破壞導(dǎo)致誤判或者引入新的故障導(dǎo)致更大的后果則后患無 窮。2 .先安檢后通電確定方案后，對有故障的機(jī)床仍要秉著先靜后動的原則， 先在機(jī)床斷電的靜止?fàn)顟B(tài)，通過觀察測試、分析，確認(rèn)為非惡性循環(huán)性故障， 或非破壞性故障后，方可給機(jī)床通電，在運行工況下，進(jìn)行動態(tài)的觀察、檢驗 和測試，查找故障。然而對惡性的破壞性故障，必須先排除危險后，方可通電, 在運行工況下進(jìn)行動態(tài)診斷C3 .先軟件后硬件 當(dāng)發(fā)生故障的機(jī)床通電后，應(yīng)先檢查軟件的工作是否仍正 常。有些可能是軟件的參數(shù)丟失或者是操作人員使用方式、操作方法不對而造 成的報警或故障。切忌一上來就大拆

52、大卸，一直造成更大的后果。4 .先外部后部數(shù)控機(jī)床是機(jī)械、液壓、電氣一體化的機(jī)床，故其故障的發(fā) 射管必然要從機(jī)械、液壓、電氣這三者綜合反映出來。數(shù)控機(jī)床的檢修要求維 修人員掌握先外部后部的原則。即當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障后，維修人員應(yīng)先采用 望、聞、聽、問等方法，由外向逐一進(jìn)行檢查。比如：數(shù)控機(jī)床中，外部的行 程開關(guān)、按鈕開關(guān)、液壓氣動元件以及印制電路板插頭座、邊緣接插件與外部 或相互之間的連接部位、電控柜插座或端子排這些機(jī)電設(shè)備之間的連接部位， 因其接觸不良造成信號傳遞失靈，是產(chǎn)生數(shù)控機(jī)床故障的重要因素。此外，由 于工業(yè)環(huán)境中，溫度、濕度變化較大，油污或粉塵對元件及線路板的污染，機(jī) 械的振動等，對

53、于信號傳送通道的接插件都將產(chǎn)生嚴(yán)重影響。在檢修中重視這 些因素，首先檢查這些部位就可以迅速排除較多的故障c另外，盡量避免隨意 地啟封、拆卸，不適當(dāng)?shù)拇蟛鸫笮?，往往會擴(kuò)大故障，使機(jī)床大傷元氣，喪失 精度，降低性能。5 .先機(jī)械后電氣 由于數(shù)控機(jī)床是一種自動化程度高、技術(shù)較復(fù)雜的先進(jìn)機(jī) 械加工設(shè)備。一般來講，機(jī)械故障較易察覺，而數(shù)控系統(tǒng)故障的診斷則難度要 大些。先機(jī)械后電氣就是在數(shù)控機(jī)床的檢修中，首先檢查機(jī)械部分是否正常， 行程開關(guān)是否靈活，氣動、液壓部分是否正常等。從經(jīng)驗看來，數(shù)控機(jī)床的故 障中有很大部分是由機(jī)械動作失靈引起的。所以，在故障檢修之前，首先逐一 排除機(jī)械性的故障，往往可以達(dá)到事半功

54、倍的效果。6 .先公用后專用公用性的問題往往影響全局，而專用性的問題只影響局 部。如機(jī)床的幾個進(jìn)給軸都不能運動，這時應(yīng)先檢查和排除各軸公用的CNC、 PLC、電源、液壓等公用部分的故障，然后再設(shè)法排除某軸的局部問題。又如 電網(wǎng)或主電源故障是全局性的，因此一般應(yīng)首先檢查電源部分，看看保險絲時 候正常，直流電壓輸出是否正常?？傊?，只有先解決影響一大片的主要矛盾， 局部的，次要的矛盾才有可能迎刃而解。7 .先簡單后復(fù)雜 當(dāng)出現(xiàn)多種故障相互交織掩蓋、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。常常在解決簡單故障的過程中，難度 大的問題也可能變得容易，或者在排除簡易故障時受到啟發(fā)，對復(fù)雜

55、故障的認(rèn) 識更為清晰，從而也有了解決辦法。8 .先一般后特殊 在排除某一故障時，要先考慮最常見的可能原因，然后再 分析很少發(fā)生的特殊原因。例如：當(dāng)數(shù)控車床Z軸回零不準(zhǔn)時，常常是由于降 速檔塊位置走動所造成。一旦出現(xiàn)這一故障，應(yīng)先檢查該檔塊位置，在排除這 一常見的可能性之后，再檢查脈沖編碼器、位置控制等環(huán)節(jié)?？傊?，在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障后，視故障的難易程度，以及故障是否屬于常 見性故障，合理的采用不同的分析問題和解決問題的方法。1. 5維修的基本步驟1.5.1故障記錄數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時，操作人員應(yīng)首先停止機(jī)床，保護(hù)現(xiàn)場，然后對故障進(jìn)行盡可能詳細(xì)的記錄，并及時通知維修人員。故障的記錄可為維修人員排除故

56、障提供第一手材料。記錄容應(yīng)包括下述幾個方面：1 .故障發(fā)生時的情況記錄 發(fā)生故障時的機(jī)床型號，采用的控制系統(tǒng)型號，系統(tǒng)的軟件版本號。 故障的現(xiàn)象，發(fā)生故障的部位，以及發(fā)生故障時機(jī)床與控制系統(tǒng)的現(xiàn)象，如： 是否異常聲音、煙、味等。 發(fā)生故障時系統(tǒng)所處的操作方式，如：AUTO/SINGLE （自動/單段方式）、 MDI （手動數(shù)據(jù)輸入方式）、STEP （步進(jìn)方式）、HANDLE （手輪方式）、 JOG （手動方式）、HOME （回零方式）等。 如故障在自動方式下發(fā)生，則應(yīng)記錄發(fā)生故障時的加工程序號，出現(xiàn)故障的程 序段號，加工時采用的刀具號以及刀具的位置等。 若故障發(fā)生在精度超差或輪廓誤差過大時，應(yīng)

57、記錄被加工工件號，并保留不合 格工件。 在發(fā)生故障時，若系統(tǒng)有報警顯示，則應(yīng)記錄報警顯示情況與報警號。 通過診斷畫面，記錄機(jī)床故障時所處的工作狀態(tài)。如：系統(tǒng)是否在執(zhí)行M、S、 T等功能？系統(tǒng)是否進(jìn)入暫停狀態(tài)或是急停狀態(tài)？系統(tǒng)坐標(biāo)軸是否處于“互 鎖”狀態(tài)？進(jìn)給倍率是否為0% ?等等。 記錄發(fā)生故障時，各坐標(biāo)抽的位置跟隨誤差的值。 記錄發(fā)生故障時，各坐標(biāo)軸的移動速度、移動方向，主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向，等等c 2.故障發(fā)生的頻繁程度的記錄 故障發(fā)生的時間與周期，如：機(jī)床是否一直存在故障？若為隨機(jī)故障，則一天 發(fā)生幾次？是否頻繁發(fā)生？ 故障發(fā)生時的環(huán)境情況，如：是否總是在用電高峰期發(fā)生？故障發(fā)生時（如雷 擊后），周圍其他機(jī)械設(shè)備的工作情況？若為加工零件時發(fā)生的故障，則應(yīng)記錄加工同類工件時發(fā)生故障的概率情況。 檢查故障是否與“進(jìn)給速度”、“換刀方式”或是“螺紋切削”的等特殊動作 有關(guān)。3 .故障的規(guī)律性記錄在不危及人身安全和設(shè)備安全的情況下，是否可以重演故障現(xiàn)象？檢查故障是否與機(jī)床的外界因素有關(guān)？ 檢查故障如果是在執(zhí)行某固定程序段時出現(xiàn)，則可利用MDI方式單獨執(zhí)行該 程序段，檢查是否還存在同樣故障？ 若機(jī)床故障與機(jī)床動作有關(guān)，在可能的情況下，應(yīng)檢查在手動情況下執(zhí)行該動 作，是否也有同樣的故障？ 機(jī)床是否發(fā)生過同樣的故障？周圍的數(shù)控機(jī)