數(shù)控機床故障診斷及維護

1、張家界航空工業(yè)職業(yè)技術學院ZHANGJIAJIE INSTITUTE OF AERONAUTICAL ENGINEERING 張家界航空工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計課題名稱學生姓名學 號專業(yè)名稱指導教師完成日期 年 月 日摘 要數(shù)控機床是運用數(shù)控技術對零件進行加工控制的機床。經(jīng)過近幾十年國內(nèi)外廠家的發(fā)展，數(shù)控機床的種類繁多，其故障種類也多樣化。數(shù)控機床作為一種高精度自動化設備，其能否安全可靠運行，在很大程度上取決于機床的正確使用和日常維護維修，為了保證機床長期安全平穩(wěn)運行，降低維修費用，及時發(fā)現(xiàn)和消除故障，從而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。本文現(xiàn)介紹幾種實用的診斷、維修及保養(yǎng)方法供大家參考。主要有機床維護維

2、修，數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動、電氣控制等方面的故障診斷，以及故障處理。 關鍵詞：數(shù)控機床 維護維修 故障診斷 伺服驅(qū)動 故障處理 0目 錄前 言1第一章 緒 論21.1數(shù)控機床故障診斷及維護的目的21.2數(shù)控機床故障診斷及維護的內(nèi)容31.3數(shù)控機床故障診斷及維護的特點51.4數(shù)控機床診斷技術的發(fā)展81.5數(shù)控機床故障診斷及維護對技術人員的要求10第二章 數(shù)控機床維護及數(shù)控系統(tǒng)故障診斷112.1數(shù)控機床的維護112.2）床短短的論文很難盡述，但是我仍希望把一些基本方法與思路寫出來，故障處理142.3數(shù)控系統(tǒng)故障診斷的方法17第三章 故障診斷及維修實例193.1數(shù)控系統(tǒng)故障診斷及維修實例193.2 數(shù)控

3、機床潤滑系統(tǒng)的故障診斷20結(jié) 論23致 謝24參考文獻25前 言隨著現(xiàn)在機械零件精度要求的大幅提高以及國外機械精加工對我國機械制造業(yè)的影響，傳統(tǒng)型的機床已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代制造業(yè)的精度要求。而數(shù)控機床的產(chǎn)生與普及無疑給世界機械制造業(yè)帶來空前性的革新，其加工精度、效率、復雜曲面加工等等，是傳統(tǒng)機床所無法比擬的。我國數(shù)控起步較晚，與德國、美國等發(fā)達國家相比差了幾十年，現(xiàn)在國內(nèi)數(shù)控仍然沒有完全自主知識產(chǎn)權，高檔數(shù)控系統(tǒng)基本依賴進口.我國在數(shù)控維護維修調(diào)試，故障診斷與故障處理等方面更是人才短缺，經(jīng)驗匱乏，導致國內(nèi)許多高檔數(shù)控機床都要聘請國外專家維修調(diào)試。本文通過參考大量文獻，從具體實踐出發(fā)，涵蓋系統(tǒng)、伺服

4、驅(qū)動、電機、電路、電氣、液壓等內(nèi)容。在第一章節(jié)中，介紹了數(shù)控設備維護目的及診斷技術的發(fā)展。第二章節(jié)是本文的重點所在，在分析系統(tǒng)與驅(qū)動故障之前都是從原理著手，適當插入圖表，看起來也更為直觀，并且將故障歸類，然后逐步展開細分，加以闡述。驅(qū)動部分以伺服驅(qū)動為代表，因為目前數(shù)控機床在配置驅(qū)動時都以伺服為主，步進驅(qū)動由于精度低的缺點而趨于淘汰。第三章節(jié)簡單舉例介紹一些維修實例，以及維修時要注意的一些要點，步驟，方法等。周立軍第一章 緒 論數(shù)控機床的故障診斷及維護在內(nèi)容，手段和方法上與傳統(tǒng)機床的故障診斷及維護有很大的區(qū)別。學習和掌握數(shù)控機床故障診斷及維護的技術，已越來越引起相關企業(yè)和工程技術人員的關注。數(shù)

5、控機床故障診斷及維護已成為正確使用數(shù)控機床的關鍵因素之一。1.1數(shù)控機床故障診斷及維護的目的數(shù)控機床上是機電一體化在機械加工領域中的典型產(chǎn)品，它是將電子電力，自動化控制，電機，檢測，計算機，機床，液壓，氣動和加工工藝等技術集中于一體的自動化設備，具有高精度，高效率和高適應性的特點。要發(fā)揮數(shù)控機床的高效益，就要保障它的開動率，這就對數(shù)控機床提出了穩(wěn)定性和可靠性的要求，衡量該要求的指標是平均無故障時間MTBF，即為兩次故障間隔的時間；同時，當設備出了故障后，要求排除故障的修理時間MTTR越短越好，所以衡量上述要求的另一個指標是平均有效度：A=MTBF/(MTBF+MTTR)為了提高MTBF，降低M

6、TTR，一方面要加強日常維護，延長無故障的時間；另一方面當出現(xiàn)故障后，要盡快診斷出故障的原因并加以修復。如果用人來比喻的話，就是平時要注意保養(yǎng)，避免生??；生病后，要及時看醫(yī)生，診斷出病因，對癥下藥，盡快康復。數(shù)控機床系統(tǒng)配置圖如下：現(xiàn)代化的設備需要現(xiàn)代化和科學化的管理，數(shù)控機床的綜合性和復雜性決定了數(shù)控機床的故障診斷及維護有其自身的方法和特點，掌握好這些方法，可以保證數(shù)控機床穩(wěn)定可靠地運行。特別是對柔性制造系統(tǒng)(FMS)，任何一臺數(shù)控機床出現(xiàn)故障都會影響到整條生產(chǎn)線的運行，其經(jīng)濟損失是相當大的，因此快速診斷出故障原因和加強日常維護就顯得特別重要了。1.2數(shù)控機床故障診斷及維護的內(nèi)容數(shù)控機床由機

7、床本體（包括液壓，氣動和潤滑裝置等）和電氣控制系統(tǒng)兩大部分。就機床本體而言，由于機械部件處于運動摩擦過程中，因此，對它的維護就顯得特別重要，如主軸箱的冷卻和潤滑，導軌副和絲杠螺母副的間隙調(diào)整，潤滑潤滑螺母別分。就機床本體而言，由于機械部件處于運動摩擦過程中那個及支承的預緊，液壓和氣動裝置的壓力和流量調(diào)整等。電氣控制系統(tǒng)由數(shù)控系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)，機床電器柜（也稱強電柜）及操作面板等組成。數(shù)控系統(tǒng)與機床及機床電器設備之間的接口有四個部分：1. 驅(qū)動電路主要指與坐標軸進給驅(qū)動和主軸驅(qū)動的連接電路。2. 位置反饋電路主要指數(shù)控系統(tǒng)與位置檢測裝置之間的連接電路。3. 電源及保護電路電源及保護電路由數(shù)控機床強

8、電線路中的電源控制電路構(gòu)成。強電線路由電源變壓器，控制變壓器，各種斷路器，保護開關，接觸器，熔斷器等連接而成，以便為交流電動機（如液壓泵電動機，冷卻泵電動機及潤滑泵電動機等），電磁鐵，離合器和電磁閥等功率執(zhí)行元件供電。伺服驅(qū)動系統(tǒng)圖4. 開/關信號連接電路開/關信號是數(shù)控系統(tǒng)與與信號是數(shù)控系統(tǒng)一個電磁鐵，離合器和電磁閥等功率執(zhí)行元件給弄個店機床之間的輸入/輸出控制信號。輸入/輸出信號在數(shù)控系統(tǒng)和機床之間的傳送通過I/O接口進行。數(shù)控系統(tǒng)中各種信號均可用機床數(shù)據(jù)“1”或“0”來表示。數(shù)控系統(tǒng)通過開關量的處理，向I/O接口輸出各種控制命令，控制強電線路的動作。數(shù)控機床從電氣角度看，最明顯的特征就是

9、用電氣驅(qū)動代替了普通機床的機械傳動，相應的主運動和進給運動由主軸電動機和伺服電動機執(zhí)行完成，而電動機的驅(qū)動必須有相應的驅(qū)動裝置及電源配置。由于受切削狀態(tài)，溫度及各種干擾因素的影響，使伺服性能，電氣參數(shù)發(fā)生變化或電氣元器件失效，從而引起故障。5. 可編程控制器替代了普通機床強電柜中大部分的機床電器，從而實現(xiàn)了對主軸，進給，換刀，潤滑，冷卻，液壓和氣動等系統(tǒng)的邏輯控制。特別要注意的是機床上各部位上的按鈕，行程開關，接近開關及繼電器，電磁閥等機床電器開關，因為這些開關信號作為可編程控制器的輸入和輸出控制，開關的可靠性將直接影響到機床能否正確執(zhí)行動作，這類故障是數(shù)控機床最常見的故障。數(shù)控機床最終是以位

10、置控制為目的的，所以，位置檢測裝置維護的好壞將直接影響到機床的運動精度和定位精度。因此，電氣系統(tǒng)的故障診斷及維護，內(nèi)容多，涉及面廣，是維護和故障診斷的重點部分。就數(shù)控系統(tǒng)來說，80年代中期以前，由于當時CPU性能低，采用硬件要比軟件快得多，所以硬件品質(zhì)的高低，就決定了當時數(shù)控系統(tǒng)品質(zhì)的高低。由于微電子技術的迅猛發(fā)展和微機進入數(shù)控系統(tǒng)，在數(shù)控系統(tǒng)性能水平方面，已由硬件競爭轉(zhuǎn)到軟件競爭。數(shù)控系統(tǒng)類似計算機產(chǎn)品。將外購的電子元器件焊（貼）到印刷電路板上成為板，卡級產(chǎn)品，由多塊板，卡通過插件等連接，再連接外設就成為系統(tǒng)級最終產(chǎn)品。其關鍵技術如元器件篩選，印刷電路板，焊接和貼附，生產(chǎn)過程及最終產(chǎn)品的檢驗

11、和整機的拷機等都極大地提高了數(shù)控系統(tǒng)的可靠性。有資料表明：數(shù)控機床操作，保養(yǎng)和調(diào)整不當占整個故障的57%，伺服系統(tǒng)，電源及電氣控制部分的故障占整個故障的37.5%，而數(shù)控系統(tǒng)的故障只占5.5%。1.3數(shù)控機床故障診斷及維護的特點 按照數(shù)控機床故障頻率的高低，整個使用壽命期大致可分為三個階段，即初始使用故障期，相對穩(wěn)定運行期和壽命終了期，如圖0-1。故障頻率設備使用壽命T1 T 2 T3圖0-1 設備使用壽命-故障頻率曲線T1初始使用期T2相對穩(wěn)定期T3 壽命終了期1. 初始使用期從整機安裝調(diào)試后，開始運行半年至一年期間，故障頻率較高，一般無規(guī)律可循。從機械角度看，在這段期間里，主機雖然經(jīng)過了試

12、生產(chǎn)磨合，但由于零件的加工表面存在著微觀和宏觀的幾何形狀偏差，在完全磨合前，表面還較粗糙；部件在裝配過程中還存在著形位誤差，在機床使用初期可能引起較大的磨合磨損，使機床相對運動部件之間產(chǎn)生過大間隙。另外，新的混凝土地基的內(nèi)應力還未平衡和穩(wěn)定，使機床產(chǎn)生某些精度偏差。從電氣角度看，數(shù)控機床控制系統(tǒng)及執(zhí)行部件使用大量的電子電力器件，這些元件和裝置在制造廠雖然經(jīng)過嚴格篩選和整機拷機等處理，但在實際運行時，由于交變負荷及電路開，關的瞬時“浪涌”電流和反電動勢等的沖擊，使某些元器件經(jīng)受不起初期考驗，因電流或電壓擊穿而失效，導致整個設備出現(xiàn)故障?？傊?，在這個時期，電氣，液壓和氣動系統(tǒng)故障頻率約占整個初始使

13、用期故障的90%，因此，要加強對機床的監(jiān)測，勤記錄，定期對機床進行機電調(diào)整，以保證設備各種運行參數(shù)處于技術規(guī)范之內(nèi)。 2. 相對穩(wěn)定運行期設備在經(jīng)歷了初期的各種老化，磨合和調(diào)整后，開始進入相對穩(wěn)定的正常運行期，此時各類元器件器質(zhì)性的故障較為少見，但不排除偶發(fā)性故障的產(chǎn)生，所以，在這個時期內(nèi)要堅持做好設備運行記錄，以備排除故障時作參考。另外，要堅持每隔6個月對設備做一次機電綜合檢測和復校，這個時期內(nèi)，機電故障發(fā)生的概率近乎相等，且大多數(shù)可以排除。相對穩(wěn)定運行期較長，一般為710年。3. 壽命終了期機床進入壽命終了期以后，各類元器件開始加速老化和磨損，故障頻率開始逐年遞增，故障性質(zhì)屬于漸發(fā)性和器質(zhì)

14、性的。例如，橡膠件的老化，軸襯和液壓缸的磨損，限位開關接觸靈敏度以及某些電子元件品質(zhì)因素開始下降等，大多數(shù)漸發(fā)性故障具有規(guī)律性，在這個時期內(nèi)，同樣要堅持做好設備運行記錄，所發(fā)生的故障大多數(shù)是可以排除的。由于數(shù)控機床屬于技術密集型和知識密集型的設備，因此，對它的維護和故障診斷，既有常規(guī)的方法和手段，又有專門的技術和檢測手段。故障診斷時往往不能單純地從機械方面或電氣方面來考慮，而必須加以綜合，全方位地加以考慮。例0-1某些數(shù)控機床的坐標軸在正，反方向進給時產(chǎn)生振動。綜合考慮故障因素為：(1)導軌副和滾珠絲杠螺母副的配合間隙過大。(2) 伺服電動機和絲杠的聯(lián)軸器松動。(3) 電氣參數(shù)，如加減速度時間

15、段設置過小，使伺服系統(tǒng)在換向時產(chǎn)生超調(diào)，從而引起機床震動。產(chǎn)生的除類元器件器質(zhì)性和化，磨合，行電源現(xiàn)故障?？傊谶@個失球例0-2某數(shù)控機床進給時出現(xiàn)伺服電動機電流過大的報警。綜合產(chǎn)生過電流報警的因素為：1. 進給傳動鏈(1)滾珠絲杠螺母副預緊過大。(2)導軌副預緊過大。2. 潤滑導軌潤滑不良，如潤滑系統(tǒng)的定量定時泵不正常，供油壓力不在正常范圍內(nèi)及濾油網(wǎng)堵塞等。3. 切削狀況切削用量過大，如進給速度或切削深度過大等。4. 電氣傳動(1)伺服電動機故障，如永久磁鋼退磁，熱敏電阻靈敏度下降等。(2)伺服驅(qū)動裝置故障，如主電路短路等。由此可見，數(shù)控機床故障具有綜合性和復雜性的特點，引起數(shù)控機床故障的

16、因素是多方面的，有時，故障現(xiàn)象是電氣方面的，但引起的原因是機械方面的；反之，故障現(xiàn)象是機械方面的，但故障原因是電氣方面的，或者兩者皆有。所以，要根據(jù)故障的現(xiàn)象和原因，采用合適的診斷方法和診斷用儀表儀器，做出正確的判斷。下圖是華中數(shù)控和廣州數(shù)控機床操作面板圖：華中數(shù)控機床操作面板圖廣州數(shù)控機床操作面板圖1.4數(shù)控機床診斷技術的發(fā)展1. 通信診斷通信診斷也稱遠距離診斷或“海外診斷”。用戶只需把CNC系統(tǒng)中的專用“通信接口”連接到普通電話線上，維修中心的專用通信診斷計算機的“數(shù)據(jù)電話”也連接到電話線路上。由通信診斷計算機向各用戶CNC系統(tǒng)發(fā)送診斷程序，并將測試數(shù)據(jù)送回診斷計算機進行分析并得出結(jié)論，最

17、后又將診斷結(jié)果和處理方法通知用戶。SIEMENS公司生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)就具有這種診斷功能。通信診斷不僅用于故障診斷發(fā)生之后對數(shù)控系統(tǒng)進行診斷，而且還可以用作用戶的定期預防性診斷，只需按預定的時間對機床做一系列的試運行檢查，將檢查的數(shù)據(jù)通過電話線送入維修中心的計算機進行分析處理，維修人員不必親臨現(xiàn)場，就可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障隱患。2. 自修復系統(tǒng)自修復系統(tǒng)就是在系統(tǒng)內(nèi)部設置備用模塊，在數(shù)據(jù)系統(tǒng)的軟件中裝有自修復程序。當軟件在運行時一旦發(fā)現(xiàn)某一個模塊有故障時，系統(tǒng)一方面將故障信息顯示在CRT面板上，同時自動尋找是否具有備用模塊，若有備用模塊，系統(tǒng)能自動使故障模塊脫機而連通備用模塊，從而使系統(tǒng)較快地

18、進入正常工作狀態(tài)。Cincinnati-Milacron公司生產(chǎn)的950CNC系統(tǒng)就采用了這種自修復技術。EM法測試數(shù)據(jù)送回診斷計算機進行分析幫你行分析幫你搞得出結(jié)論但面弄面的電器雜性的特點，引起數(shù)控機床故障的因素是多方面的，優(yōu)勢3. 人工智能（AI）專家故障診斷系統(tǒng)專家系統(tǒng)是一個或一組在某些特定領域內(nèi)，應用大量的專家知識和推理方法求解復雜問題的一種人工智能計算機程序。人工智能專家系統(tǒng)如圖0-2所示。知識庫推理機知識工程師 數(shù)據(jù)知識用戶領域?qū)＜?結(jié)果圖0-2 人工智能專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)主要包括兩大部分，即知識庫和推理機。其中知識庫中存放著求解問題所需的知識，推理機負責使用知識庫中的知識去解決實際

19、問題。知識庫的建造需要知識工程師和領域?qū)＜蚁嗷ズ献靼杨I域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗整理出來，并用系統(tǒng)的知識方法方法系統(tǒng)知識工程師和領域?qū)＜蚁嗷ズ献靼杨I域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗著呢管存放在知識庫中。當解決問題時，用戶為系統(tǒng)提供一些已知數(shù)據(jù)，就可以從系統(tǒng)中獲得專家水平的結(jié)論。從數(shù)控機床故障診斷的內(nèi)容看，故障診斷專家系統(tǒng)用于故障監(jiān)測，診斷分析和決策處理三個方面。在FANUC15系統(tǒng)中，已將專家故障診斷系統(tǒng)用于故障診斷。在使用時，操作者以簡單的會答方式，通過數(shù)控系統(tǒng)上的MDI/CRT操作，就能如同專家親臨現(xiàn)場一樣，診斷出系統(tǒng)的故障。4. 人工神經(jīng)元網(wǎng)絡診斷人工神經(jīng)元網(wǎng)絡，簡稱神經(jīng)網(wǎng)絡，是人們在對人腦思維研究的基礎上，

20、用數(shù)學方法將其簡化，抽象并模擬，能反映人腦基本功能特性的一種并行分布處理連接網(wǎng)絡模型。由于神經(jīng)元網(wǎng)絡具有聯(lián)想，容錯，記憶，自適應，自學習和處理復雜多模式故障的優(yōu)點，是數(shù)控機床故障診斷新的發(fā)展途徑。將神經(jīng)網(wǎng)絡和專家系統(tǒng)結(jié)合起來，發(fā)揮兩者各自的優(yōu)點，更有助于數(shù)控機床的故障診斷。1.5數(shù)控機床故障診斷及維護對技術人員的要求提高數(shù)控機床的開動率，縮短故障診斷的時間，維護及維修人員是關鍵。對維護及維修人員的要求如下：1. 維護及維修人員應熟練掌握數(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，這對判斷是操作不當或編程不當造成的故障十分必要。2. 維護及維修人員必須詳細熟讀數(shù)控機床

21、有關的各種說明書，了解有關規(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，電氣原理圖和機床梯形圖（PLC程序）等，實地觀察神將網(wǎng)絡模型稱神經(jīng)網(wǎng)絡，是人們在對人腦思維研究的基礎上，用數(shù)學放。爭轉(zhuǎn)到軟件競爭呢個方面，已有電子技術的迅猛發(fā)展和?？貦C床最中意可編程控制器各部位上的按鈕，行程開關，接近開關及繼電器，電磁閥，機床的運行狀態(tài)，使實物和資料相對應，做到心中有數(shù)。3.維護及維修人員除會使用傳統(tǒng)的儀器儀表工具外，還應具備使用多通道示波器，邏輯分析儀和頻道分析儀等現(xiàn)代化，智能化儀器的技能。4.維護及維修人員要提高工作能力和效率，必須借鑒他人的經(jīng)驗，從中獲得有益的啟發(fā)。在完成一次故障診斷

22、及排除故障過程后，應對診斷排故障工作進行回顧和總結(jié)，分析能否有更快，更好的解決方法，一個有代表性的診斷檢修捷徑是從“重復故障”中總結(jié)出來的，因此，維護及維修人員在經(jīng)過一定的實踐階段后，對一定的故障形式就很熟悉，那么，以后不需要很多測試就能識別故障癥狀。5.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，為以后的故障診斷提供技術數(shù)據(jù)。第二章 數(shù)控機床維護及數(shù)控系統(tǒng)故障診斷不同種類的數(shù)控機床雖然在結(jié)構(gòu)和控制上有所區(qū)別，但在機床維護，故障診斷及故障處理等方面有它們的共性。熟悉和掌握維護和故障診斷方法，所用工具和有關資料，對提高維護維修質(zhì)量和故障診斷效率是有很大幫助的。數(shù)控機床的

23、電源配置較一般機床復雜，也是故障易發(fā)生的部位。熟悉數(shù)控機床電源配置的組成，電源供給對象，電源故障診斷及維護是保證數(shù)控機床正常運行的前提條件。數(shù)控機床運行過程中另一個不可忽視的因素是干擾問題。了解干擾的因素及影響，加強抗干擾的措施，有助于數(shù)控機床穩(wěn)定可靠地運行。2.1數(shù)控機床的維護對數(shù)控機床進行維護保養(yǎng)的目的就是要延長機械部件的磨損周期，延長元器件的使用壽命，保證機床長時間穩(wěn)定可靠地運行。1.點檢由于數(shù)控機床集機，電，液，氣等技術為一體，所以對它的維護要有科學的管理，有計劃的，有目的的制定相應的規(guī)章制度。對維護過程中發(fā)現(xiàn)的故障隱患應及時清除，避免停機維修，從而延長平均無故障時間，增加機床的開動率

24、。點檢就是按照有關維護文件的規(guī)定，對數(shù)控機床進行定點，定時的檢查和維護。從點檢的要求和內(nèi)容上看，點檢可分為專職點檢，日常點檢和生產(chǎn)點檢三個層次，圖1-1為數(shù)控機床點檢維修過程示意圖。專職點檢生產(chǎn)點檢日常點檢數(shù)控機床故障隱患 專職點檢表 日常點檢表故障信息卡生產(chǎn)點檢表檢修處理綜合分析圖1-1 數(shù)控機床點檢維修過程示意圖2.專職點檢負責對機床的關鍵部位和重要部位按周期進行重點點檢和設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷，制定點檢計劃，做好診斷記錄，分析維修結(jié)果，提出改善設備維護管理的合理化建議。3.日常點檢負責對機床的一般部位進行點檢，處理和檢查機床在運行過程中出現(xiàn)的故障。4.生產(chǎn)點檢負責對生產(chǎn)運行中的數(shù)控機床點

25、檢，并負責潤滑，緊固等工作。點檢作為一項工作制度必須認真執(zhí)行并持之以恒，這樣才能保證數(shù)控機床的正常運行。（一）數(shù)控系統(tǒng)的日常維護1. 機床電氣柜的散熱通風通常安裝于電氣柜門上的熱交換器或軸流風扇，能對電控柜的內(nèi)外進行空氣循環(huán)，促使電控柜內(nèi)的發(fā)熱裝置或元器件，如驅(qū)動裝置等進行散熱。應定期檢查控制柜上的熱交換器或軸流風扇的工作狀況，風道是否堵塞，否則會引起柜內(nèi)溫度過高而使系統(tǒng)不能正常運行，甚至引起過熱報警。2. 盡量少開電氣控制柜門加工車間漂浮的灰塵，油霧和金屬粉末落在電器柜上容易造成元器件間絕緣電阻下降，從而出現(xiàn)故障。因此，除了定期維護和維修外，平時應盡量少開電氣控制柜門。3. 備用電池的定期更

26、換數(shù)控系統(tǒng)存儲的參數(shù)用的存儲器采用CMOS器件，其存儲的內(nèi)容在數(shù)控系統(tǒng)斷電期間靠備用電池供電。在一般情況下，即使電池尚未消耗完，也應每年更換一次，以確保系統(tǒng)能正常的工作。電池的更換應在CNC系統(tǒng)通電狀態(tài)下進行。4. 備用印刷電路板的定期通電對于已經(jīng)購置的備用印刷線路板，應定期裝到CNC系統(tǒng)上通電運行。實踐證明，印刷電路板長期不用時易出現(xiàn)故障。5. 數(shù)控系統(tǒng)長期處于不用時的保養(yǎng)每年更換一次情況下，即使電池尚未用件在電器柜身上那個數(shù)控系統(tǒng)處于長期閑置的情況下，要經(jīng)常給系統(tǒng)供電，在機床鎖住不動的情況下，讓系統(tǒng)空運行。系統(tǒng)通電可利用電器元件本身的發(fā)熱來驅(qū)散電氣柜內(nèi)的潮氣，以保證電器元件性能的穩(wěn)定可靠。

27、實踐證明，在空氣濕度較大的地區(qū)，經(jīng)常通電是降低故障的一個有效措施。一. 技術資料從數(shù)控機床技術資料的完整性考慮，作為數(shù)控機床生產(chǎn)廠家，必須向用戶提供與使用及維修有關的技術資料，主要有：1） 數(shù)控機床電氣使用說明書。2） 數(shù)控機床電氣原理圖。如下圖：3） 數(shù)控機床電氣互連圖。4） 數(shù)控機床結(jié)構(gòu)簡圖。5） 數(shù)控機床電氣參數(shù)。6） 數(shù)控機床PLC控制程序。7） 數(shù)控系統(tǒng)操作手冊。8） 數(shù)控系統(tǒng)編程手冊。9） 數(shù)控系統(tǒng)安裝及維修手冊。10）伺服驅(qū)動系統(tǒng)使用說明書。維修人員必須對這些資料認真仔細地閱讀，對照機床本身，使實物與圖紙資料聯(lián)系起來，做到心中有數(shù)。當機床出現(xiàn)故障時，根據(jù)故障的性質(zhì)，一方面找到機床

28、故障發(fā)生的區(qū)域，另一方面翻閱相應的技術資料，作出正確的判斷。2.2）床短短的論文很難盡述，但是我仍希望把一些基本方法與思路寫出來，故障處理數(shù)控機床的故障有軟故障和硬故障之分，所謂軟故障，就是故障并不是由硬件損壞而引起的，而是由于操作，調(diào)整處理不當引起的。這類故障在設備使用初期發(fā)生的頻率較高，這和操作人員和維護人員對設備不是很熟悉有關。所謂硬故障，就是由外部硬件損壞引起的故障，包括檢測開關，液壓系統(tǒng)，氣動系統(tǒng)，電氣執(zhí)行元件及機械裝置等故障，這類故障是數(shù)控機床常見的故障。數(shù)控機床發(fā)生故障時，除非出現(xiàn)影響設備或人身安全的緊急情況，不要立即關斷電源。要充分調(diào)查故障現(xiàn)場，從系統(tǒng)的外觀，CRT顯示的內(nèi)容，

29、狀態(tài)報警指示及有無燒灼痕跡等方面進行調(diào)查，在確認系統(tǒng)通電無危險的情況下，可按系統(tǒng)復位（RESET）鍵，觀察系統(tǒng)是否有異常，報警是否消失，如能消失，則故障多為隨機性，或是操作錯誤引起的。CNC系統(tǒng)發(fā)生故障，往往是同一現(xiàn)象，同一報警號可以有多種起因，有故障根源在機床上，但現(xiàn)象卻反映在系統(tǒng)上，所以，無論是CNC系統(tǒng)，機床電器，還是機械，液壓及氣動裝置等，只要有可能引起該故障的原因，都要盡可能全面地列出來，進行綜合判斷，確定最有可能的原因，再通過必要的試驗，達到確診和排除故障的目的。為此，當故障發(fā)生后，要對故障的現(xiàn)象作詳細的記錄，這些記錄往往為分析故障原因，查找故障源提供重要依據(jù)。當機床出現(xiàn)故障時，往

30、往從以下方面進行調(diào)查：一.檢查機床的運行狀態(tài)1） 機床故障時的運行方式。2） MDI/CRT顯示的內(nèi)容。3） 各報警狀態(tài)指示的信息。4） 故障時軸的定位誤差。5） 刀具軌跡是否正常。6） 輔助機能必要的能判斷裝置等，只要有可能引起該故障的原因，都要盡可能全面的運行狀態(tài)。7） CRT顯示有無報警及相應的報警號。二.檢查加工程序及操作情況1）是否為新編的程序。2）故障是否發(fā)生在子程序部分。3）檢查程序單和CNC內(nèi)存中的程序。4）程序中是否有增量運動指令。5）程序段跳步功能是否正確使用。6）刀具補償量及補償指令是否正確。7）故障是否與換刀有關。8）故障是否與進給速度有關。9）故障是否與螺紋切削有關。

31、10）操作者的訓練情況。三.檢查故障的出現(xiàn)率和重復率1）故障發(fā)生的時間和次數(shù)。2）加工同類工件故障出現(xiàn)的概率。3）將引起故障的程序段重復執(zhí)行幾次，觀察故障的重復性。四.檢查系統(tǒng)的輸入電壓1）輸入電壓是否有波動，電壓值是否在正常的范圍內(nèi)。2）系統(tǒng)附近是否有使用大電流的裝置。五.檢查環(huán)境情況1）CNC系統(tǒng)周圍溫度。2）電氣控制柜的空氣過濾器的狀況。3）系統(tǒng)周圍是否有振動源引起系統(tǒng)的振動。六.外部因素1）故障前是否修理過或調(diào)整過機床。2) 故障前是否修理過或調(diào)整過CNC系統(tǒng)。3）機床附近有無干擾源。4）使用者是否調(diào)整過CNC系統(tǒng)的參數(shù)。5）CNC系統(tǒng)以前是否發(fā)生過同樣的故障。七.檢查運行情況1）在運

32、行過程中是否發(fā)生改變工作方式。2）系統(tǒng)是否處于急停狀態(tài)。3）熔絲是否熔斷。4）機床是否做好運行準備。5）系統(tǒng)是否處于報警狀態(tài)。6）方式選擇開關設定是否正確。7）速度倍率開關是否設定為零。8）機床是否處于鎖住狀態(tài)。9）進給保持按鈕是否按下。八.檢查機床狀況1）機床是否調(diào)整好。2）運行過程中是否有振動產(chǎn)生。3）刀具狀況是否正常。4）間隙補償是否合適。5）工件測量是否正確。6）電纜是否有破裂和損傷。7）信號線和電源線是否分開走線。九.檢查接口情況1）電源線和CNC系統(tǒng)內(nèi)部電纜是否分開安裝。2）屏蔽線接線是否正確。3）繼電器，接觸器的線圈和電動機等處是否加裝有噪聲抑制器。2.3數(shù)控系統(tǒng)故障診斷的方法數(shù)

33、控系統(tǒng)的故障診斷有故障檢測，故障判斷及隔離和故障定位三個階段。第一階段的故障檢測就是對數(shù)控系統(tǒng)進行測試，判斷是否存在故障；第二階段是判定故障性質(zhì)，并分離出故障的部件或模塊；第三階段是將故障定位到可以更換的模塊或印制線路板，以縮短修理時間。為了及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，快速確定故障所在的部位并及時處理，要求：1）故障檢測應簡便，不需要復雜的操作和指示。2）故障診斷所需要的儀器設備應盡可能少且簡單實用。3）故障診斷所需的時間應盡可能短。為此，可以采用以下的診斷方法：一直觀法利用感覺器官，注意發(fā)生故障時的各種現(xiàn)象，如故障時有無火花，亮光產(chǎn)生，有無異常響聲，何處異常發(fā)熱及有焦糊味等。仔細觀察可能發(fā)生的每

34、塊印制線路板的表面狀況，有無燒毀和損傷痕跡，以進一步縮小檢查范圍，這是一種最基本，最常用的方法。二CNC系統(tǒng)的自診斷功能依靠CNC系統(tǒng)快速處理數(shù)據(jù)的能力，對出錯部位進行多路，快速的信號采集和處理，然后由診斷程序進行邏輯分析判斷，以確定系統(tǒng)是否存在故障，及時對故障進行定位?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)自診斷功能可分為兩類：一類為“開機自診斷”，它是指從每次通電開始至進入正常的運行準備狀態(tài)為止，系統(tǒng)內(nèi)部的診斷程序自動執(zhí)行對CPU，存儲器，總線和I/O單元等模塊，印刷線路板，CRT單元，閱讀機及軟盤驅(qū)動器等外圍設備進行運行前的功能測試，確認系統(tǒng)的主要硬件是否可以正常工作。例如，配置FANUC 10TE數(shù)控系統(tǒng)的機床

35、，開機后CRT顯示：FS10TE 1399BROM TEST :ENDRAM TESTCRT顯示表明ROM測試通過，RAM測試未通過。這需要從RAM本身參數(shù)是否丟失，外部電池失效或接觸不良等方面進行檢查。另一類是故障信息提示。當機床運行發(fā)生故障時，在CRT上會顯示編號和內(nèi)容。根據(jù)提示，查閱有關維修手冊，確認引起故障的原因及排除方法。但要注意的是，有些故障根據(jù)故障內(nèi)容提示和查閱手冊課直接確認故障原因，而有些故障的真正原因與故障內(nèi)容提示不相符，或一個故障顯示有多個故障原因，這就要求維修人員必須找出它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，間接地確認故障原因。一般來說，數(shù)控機床診斷功能提示的故障信息越豐富，越能給故障診斷

36、帶來方面。三報警指示燈顯示故障現(xiàn)代數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部，除了上述的自診斷功能和狀態(tài)顯示等“軟件”報警外，還有許多“硬件”報警指示燈，它們分布在電源，伺服驅(qū)動和輸入/輸出等裝置上，根據(jù)這些報警燈的指示可判斷故障的原因。四備板置換法利用備用的電路板來替換有故障疑點的模板，是一種快速而方便的判斷故障原因的方法，常用于CNC系統(tǒng)的功能模塊，如CRT模塊，存儲器模塊等。五交換法在數(shù)控機床中，常有功能相同的模塊或單元，將相同模塊或單元互相交換，觀察故障轉(zhuǎn)移的情況，就能快速確定故障的部位。這種方法常用于伺服進給驅(qū)動裝置的故障檢查，也可用于兩臺相同數(shù)控系統(tǒng)間相同模塊的互換。六敲擊法數(shù)控系統(tǒng)由各種電路板組成，

37、每塊電路板上會有很多焊點，任何虛焊或接觸不良都可能出現(xiàn)故障。若用絕緣物輕輕敲打不良疑點的電路板，接插件或元器件時，若故障出現(xiàn)，則故障很可能就在敲擊的部位。很障件何虛焊或接觸不良都可能出現(xiàn)故障。若用絕緣物輕輕敲打不亮一點一. 測量比較法為檢測方便，模塊或單元上設有檢測端子，利用萬用表，示波器等儀表儀器，通過這些端子檢測到的電平或波形，將正常值與故障時的值作比較，可以分析出故障的原因及故障的所在位置。對上述故障診斷方法有時要幾種方法同時應用，進行故障綜合分析，快速診斷出故障的部位，從而排除故障。第三章 故障診斷及維修實例3.1數(shù)控系統(tǒng)故障診斷及維修實例1. 故障現(xiàn)象一配置SINUMERIK820T

38、數(shù)控系統(tǒng)的車床在通電后，數(shù)控系統(tǒng)起動失敗，所有功能操作鍵都失效，CRT上只顯示系統(tǒng)頁面并鎖定，同時,CPU模塊上的硬件出錯紅色指示燈點亮，如圖所示。2. 故障診斷（1）故障了解經(jīng)過對現(xiàn)場操作人員的詢問，了解到故障發(fā)生前，維護人員在機床通電的情況下，曾經(jīng)按過系統(tǒng)位控模塊上的伺服軸位置反饋的插頭，并用螺釘旋具緊固了插頭的緊固螺釘，之后就造成了上述故障。(2)故障分析無論在斷電或通電的情況下，如果用帶電的螺釘旋具或人的肢體去接觸數(shù)控系統(tǒng)的連接接口，都容易使靜電竄入數(shù)控系統(tǒng)而造成電子元器件的損壞。在通電的情況下緊固或拔插數(shù)控系統(tǒng)的連接插頭，很容易引起插件短路從而造成數(shù)控系統(tǒng)的中斷保護或電子元器件的損壞

39、，故判斷故障是由上述原因引起的。3.解決方法（1）在機床通電的狀態(tài)下，一手按住電源模塊上的復位按鈕（RESET），另一手按數(shù)控系統(tǒng)啟動按鈕引起系統(tǒng)用帶電的螺釘旋具或人的肢體去接觸數(shù)控系統(tǒng)的連接接口，的剖，系統(tǒng)即恢復正常，頁面可翻轉(zhuǎn)。另一種方法是，在按下系統(tǒng)啟動按鈕的同時，按住系統(tǒng)面板上的“眼睛鍵”，直到CRT上出現(xiàn)頁面，該方法同樣適用于810系統(tǒng)。（2）通過INITIAL CLEAR(初始化)及SET UP END PW(設定結(jié)束)軟鍵操作，進行系統(tǒng)的初始化，系統(tǒng)即進入正常運行狀態(tài)。如上述解決方法無效，則說明系統(tǒng)已損壞，必須更換相應的模塊甚至系統(tǒng)。4.故障總結(jié)1）安裝，調(diào)試和維修人員必須熟悉相

40、關的數(shù)控系統(tǒng)及技術資料。2）安裝，調(diào)試和維修人員必須嚴格按規(guī)范操作。3）記錄故障發(fā)生的經(jīng)過，以便能及時查找故障原因。3.2 數(shù)控機床潤滑系統(tǒng)的故障診斷1.故障現(xiàn)象某數(shù)控機床在運行過程中，潤滑中斷并發(fā)出報警。該機床的潤滑系統(tǒng)采用FANUCPM進行自動控制。2.故障分析潤滑系統(tǒng)的電氣控制原理圖如下圖所示。 潤滑電氣控制原理圖在進行故障分析時可以進行跟蹤記錄，一般數(shù)控機床故障分析記錄表舉例如下表：數(shù)控機床修理記錄表使用部門工業(yè)中心S207教學車間資產(chǎn)編號200710026設備名稱ZK7640鉆銑床設備型號ZK7640修理時間2008年11月10日維修人員´´´故障現(xiàn)象及

41、部位ZK7640鉆銑床在機床手動運行中，出現(xiàn)潤滑不足報警更換零件明細1 2 3 4 5 故障原因一是潤滑油杯的油量不足，二是潤滑泵工作異常，三是潤滑時間和油量的PLC控制調(diào)整導致潤滑油消耗過快，四是潤滑油路存在阻塞等。6 7 8 9 10 維修小結(jié)（簡要說明維修實施前后的機床狀況及其維修過程）實際診斷后，確認是潤滑時間和油量的PLC控制調(diào)整導致潤滑油消耗過快。調(diào)整潤滑時間并重新添加潤滑油，報警解除。3. 故障總結(jié)數(shù)控機床潤滑系統(tǒng)狀態(tài)的好壞直接影響到機床導軌，主軸等機械裝置的潤滑。它是伺服驅(qū)動一個

42、必要的使能條件，否則容易引起機械磨損及伺服性能的下降。本例潤滑系統(tǒng)的控制，由于PLC控制及報警狀態(tài)的完善，故很容易判斷出故障的原因。但對于有些報警不完善的數(shù)控機床，一旦出現(xiàn)這方面的報警，就要從過載，潤滑油不足，油路泄露和油路阻塞等方面進行檢查。同時，很重要的一個方面，就是要加強日常維護，以保持潤滑系統(tǒng)的正常運行。系統(tǒng)明法無效數(shù)控系統(tǒng)起法是，在按下系統(tǒng)起FANUC系統(tǒng)進給驅(qū)動故障報警有下列表達方式：1. CRT有報警顯示的故障。2. 報警指示燈指示的報警：1) 無熔絲斷路器切斷報警。2) 高電壓報警。3) 大電流報警。4) 過載報警。5) 電源電壓下跌報警。6) 速度反饋信號斷線報警。7) 放電報警。8) 潤滑報警。3. 無報警顯示的故障1） 機床失控2） 機床振動冷卻潤滑系統(tǒng)保養(yǎng) 檢查導軌潤滑油箱的油量，潤滑油泵是否能定時啟動、停止。定期檢查油泵、清洗過濾器、油箱、更換潤滑油。如切削液太臟，應清洗切削液箱、更換切削液。在使用過程中，因此，要求除了掌握數(shù)控機床的性能及精心操作外，還要注意消除各種不利的影響因素。 應該強調(diào)的是，雖然數(shù)控機床的系統(tǒng)種類繁多，但是各類數(shù)控機床的保養(yǎng)方法基本相同。只要操作者與維修人員做到認真操作，精心維護，就可以及時發(fā)現(xiàn)和消除隱患，減少維修費用，從而保證了數(shù)控機床更長時間安全可靠的運行，切實貫徹了設備管理以防為主的主