數(shù)控機(jī)床技術(shù)第4章

第4章數(shù)控裝置的故障診斷與維修項(xiàng)目一FANUC-0i數(shù)控裝置項(xiàng)目二SINUMERIC840C數(shù)控裝置項(xiàng)目三華中HNC-21數(shù)控裝置項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修項(xiàng)目七進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修項(xiàng)目八位置檢測裝置的故障診斷與維修第4章數(shù)控裝置的故障診斷與維修進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)中具有代表性的有FANUC公司系統(tǒng)、SIEMENS公司系統(tǒng)以及MITSUBISHI公司系統(tǒng)、A-B公司系統(tǒng)、FAGOR公司系統(tǒng)等，國內(nèi)有華中數(shù)控、北航數(shù)控、藍(lán)天數(shù)控等為了用好這些產(chǎn)品，就需要對產(chǎn)品的主要功能、參數(shù)有所了解。在這一章中我們將圍繞FANUC-0i系統(tǒng)、SIEMENS8040系統(tǒng)和華中數(shù)控NNC-21系統(tǒng)作簡單介紹。返回項(xiàng)目一FANUC-0i數(shù)控裝置一、FANUC-0i數(shù)控裝置的特點(diǎn)

FANUC-0i(簡稱F-0i)系列數(shù)控裝置是多微處理器系統(tǒng)，主CPU為80386,內(nèi)置可編程控制器。它除了有標(biāo)準(zhǔn)的串行通信RS-232接口外，還增加了具有高速串行接口的遠(yuǎn)程緩沖器，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)分布式直接控制(DNC)。除此之外，還具有以下特點(diǎn)。下一頁返回項(xiàng)目一FANUC-0i數(shù)控裝置

(1)剛性攻絲。主軸控制回路為位置閉環(huán)控制，主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)與攻絲軸(Z軸)進(jìn)給完全同步，從而實(shí)現(xiàn)高速高精度攻絲。

(2)復(fù)合加工循環(huán)。復(fù)合加工循環(huán)可用簡單指令生成一系列的切削路徑。比如定義了工件的最終輪廓，可以自動生成多次粗車的刀具路徑，簡化了車床編程。

(3)圓柱插補(bǔ)。該功能最適用于切削圓柱上的槽，能夠按照圓柱表面的展開圖進(jìn)行編程。下一頁返回上一頁項(xiàng)目一FANUC-0i數(shù)控裝置

(4)直接編程?？芍苯又付ㄖT如直線的傾角、倒角值、轉(zhuǎn)角半徑值等尺寸，這些尺寸在零件圖上指定，這樣能簡化部件加工程序的編程。

(5)記憶型螺距補(bǔ)償。利用該補(bǔ)償功能，可對絲杠螺距誤差等機(jī)械系統(tǒng)中的誤差進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償數(shù)據(jù)以參數(shù)的形式存儲在CNC的存儲器中。下一頁返回上一頁項(xiàng)目一FANUC-0i數(shù)控裝置

(6)CNC內(nèi)裝PMC編程。PMC對機(jī)床和外部設(shè)備進(jìn)行程序控制。

(7)隨機(jī)存儲模塊。MTB(機(jī)床廠)可在CNC上直接改變PMC程序和宏執(zhí)行器程序。由于使用的是閃存芯片，故無須專用的RAM寫入器或PMC的調(diào)試RAM。下一頁返回上一頁項(xiàng)目一FANUC-0i數(shù)控裝置二、FANUC-0i數(shù)控裝置的結(jié)構(gòu)

1.主要硬件部件

(1)系統(tǒng)與操作面板，如圖4-1所示。

(2)電機(jī)與伺服系統(tǒng)，如圖4-2所示。

2.電氣連線

(1)綜合連線介紹。如圖4-3所示。

(2)數(shù)控系統(tǒng)的電源連接。如圖4-4所示。下一頁返回上一頁項(xiàng)目一FANUC-0i數(shù)控裝置

(3)數(shù)控系統(tǒng)與主軸單元的連接及控制信號。如圖4-5所示。系統(tǒng)提供兩種控制方式:①串行主軸接口。系統(tǒng)與主軸間采用串行電纜通信，串行主軸接口。如圖4-6所示。②模擬主軸接口。系統(tǒng)向主軸單元提供指令電壓及其他控制指令，主軸單元向系統(tǒng)輸出其狀態(tài)，模擬主軸接口。如圖4-7所示。

(4)I/O連接。內(nèi)裝I/O卡上的CB104、CB105、CB106、CB107四個接口連接操作面板及機(jī)床的輸入和輸出，這些地址有確定的含義，在PMC編程時要使用到。如圖4-8所示。下一頁返回上一頁項(xiàng)目一FANUC-0i數(shù)控裝置三、系統(tǒng)的參數(shù)及設(shè)定

1.參數(shù)的概念數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)完成數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床結(jié)構(gòu)和機(jī)床各種功能的匹配，這些參數(shù)在數(shù)控系統(tǒng)中按一定的功能組進(jìn)行分類，例如:伺服軸參數(shù)配置數(shù)控機(jī)床的軸數(shù)，各軸伺服電機(jī)數(shù)據(jù)、速度及位置反饋元件類型及反饋元件數(shù)據(jù)，串行通訊口參數(shù)對串行口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時的波特率、停止位等進(jìn)行賦值。下一頁返回上一頁項(xiàng)目一FANUC-0i數(shù)控裝置

2.參數(shù)的顯示、輸入方法及存儲

(1)參數(shù)的顯示:按MDI面板的“畫面SYSTEM"鍵幾次或一次后，再按軟鍵“參數(shù)”選擇參數(shù)畫面。定位期望參數(shù)的方法:按翻頁鍵直到期望的參數(shù)號，使用鍵盤輸入期望的參數(shù)號碼，再按“NO.搜索”。下一頁返回上一頁項(xiàng)目一FANUC-0i數(shù)控裝置

(2)參數(shù)的輸入:在MDI方式或急停狀態(tài)，首先修改參數(shù)寫保護(hù)設(shè)定，按“OFFSETSETTING”鍵，再按“SETTING”軟鍵，進(jìn)入設(shè)置畫面修改寫保護(hù)參數(shù):PARAMETERWRITE=1;再進(jìn)入?yún)?shù)顯示畫面，找到希望修改的參數(shù)，使用鍵盤輸入數(shù)據(jù)，按“INPUT”鍵。

(3)參數(shù)的存儲:人工抄錄參數(shù)清單、使用存儲卡、利用串行通信，將參數(shù)傳入計(jì)算機(jī)。下一頁返回上一頁項(xiàng)目一FANUC-0i數(shù)控裝置

3.參數(shù)的分類由于數(shù)控系統(tǒng)涉及的參數(shù)非常多，每個參數(shù)具體的設(shè)置一般是查閱數(shù)控系統(tǒng)附帶的參數(shù)說明手冊來進(jìn)行的。FANUC-0i數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)包括以下方面:有關(guān)“SETTING”的參數(shù)、有關(guān)閱讀機(jī)/穿孔機(jī)接口的參數(shù)、所有通道共用的參數(shù)、有關(guān)通道的參數(shù)、有關(guān)POWERMATE管理器的參數(shù)、有關(guān)軸控制及設(shè)定單位的參數(shù)、有關(guān)坐標(biāo)系的參數(shù)、下一頁返回上一頁項(xiàng)目一FANUC-0i數(shù)控裝置有關(guān)存儲式行程檢測的參數(shù)、有關(guān)進(jìn)給速度的參數(shù)、有關(guān)加減速控制的參數(shù)、有關(guān)伺服的參數(shù)、有關(guān)DI/DO的參數(shù)、有關(guān)MDI、顯示和編輯的參數(shù)、有關(guān)程序的參數(shù)、有關(guān)螺距誤差補(bǔ)償?shù)膮?shù)、有關(guān)主軸控制的參數(shù)、有關(guān)刀具補(bǔ)償?shù)膮?shù)、有關(guān)固定循環(huán)的參數(shù)、有關(guān)鉆削固定循環(huán)的參數(shù)、有關(guān)螺紋切削循環(huán)的參數(shù)、有關(guān)多重固定循環(huán)的參數(shù)、有關(guān)小孔鉆削循環(huán)的參數(shù)、有關(guān)剛性攻絲的參數(shù)、有關(guān)縮放/坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)的參數(shù)、有關(guān)單一方向定位的參數(shù)、有關(guān)極坐標(biāo)插補(bǔ)的參數(shù)等。下一頁返回上一頁項(xiàng)目一FANUC-0i數(shù)控裝置四、I/O接口及PMC系統(tǒng)

1.接口地址的意義及分配接口是連接CNC系統(tǒng)PLC機(jī)床本體的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)是信息傳遞和控制的通道。向PMC輸入的信號有從NC來的輸入信號(M功能，T功能信號)，從機(jī)床來的輸入信號(循環(huán)啟動，進(jìn)給暫停信號等)。從PMC輸出的信號有向NC的輸出信號(循環(huán)啟動，進(jìn)給暫停信號等)，向機(jī)床輸出的信號(刀架回轉(zhuǎn)，主軸停止等)。信號進(jìn)行傳輸，分別用不同的字母來表示信號的種類如下:下一頁返回上一頁項(xiàng)目一FANUC-0i數(shù)控裝置

X—由機(jī)床向PMC的輸入信號(MT→PMC);Y—由PMC向機(jī)床的輸出信號(PMC→MT);F—由NC向PMC的輸入信號(NC→PMC);G—由PMC向NC的輸出信號(PMC→NC);R—內(nèi)部繼電器;D—保持型存儲器的數(shù)據(jù)。下一頁返回上一頁項(xiàng)目一FANUC-0i數(shù)控裝置

2.常用PMC系統(tǒng)指令的解釋

PMC系統(tǒng)也就是我們常說的可編程控制器，在這里指的是FANUC數(shù)控系統(tǒng)中稱呼。

(1)基本指令見表4-1。

(2)功能指令。在編制數(shù)控機(jī)床的順序程序時，對一些復(fù)雜的問題僅靠基本指令實(shí)現(xiàn)起來是很困難的，例如澤碼，算術(shù)運(yùn)算，比較，回轉(zhuǎn)等。所以，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了功能指令，我們只需知道其功能、參數(shù)設(shè)置，而不用考慮其內(nèi)部復(fù)雜的運(yùn)行過程。返回上一頁項(xiàng)目二SINUMERIC840C數(shù)控裝置一、SINUMERIC840C數(shù)控裝置的特點(diǎn)

(1)顯示功能(Display)。屏幕文本可以在五種語言中切換(德，英，法，意，西);可顯示坐標(biāo)實(shí)際值和剩余距離值，多通道顯示，并具有屏幕保護(hù)功能。

(2)操作功能(Operation)。操作按操作區(qū)域劃分為:MACHINES,PARAMETERS，PROGRAMMINGS，SERVICES，DIAGNOSIS。下一頁返回項(xiàng)目二SINUMERIC840C數(shù)控裝置

(3)操作方式。自動方式:程序的自動運(yùn)行，加工程序中斷后從斷點(diǎn)恢復(fù)運(yùn)行;可進(jìn)行進(jìn)給保持及主軸停止，跳段功能，單段功能，空運(yùn)轉(zhuǎn)，JOG方式(SE‘PUP)，示教(TEACHIN)，手動輸入運(yùn)行(MDA)。

(4)驅(qū)動及軸的配置。適用于車床，銑床以及特殊應(yīng)用，具有公、英制兩種顯示系統(tǒng)，可進(jìn)行兩種系統(tǒng)的切換。位置控制輸出可選:模擬±10V/2mA或數(shù)字連接SIMODRIVE611-D;進(jìn)給及快移速度:最小進(jìn)給為0.01mm/min;最大速度為10000mm/min。下一頁返回上一頁項(xiàng)目二SINUMERIC840C數(shù)控裝置

(5)主軸配置功能。主軸定向，恒切削速度，變螺距螺紋，主軸轉(zhuǎn)速從0.1~99000rpm,最高8擋切換，可模擬±10V/2mA或數(shù)字連接SIMODRIVE611-D。

(6)CNC編程。加工的同時進(jìn)行程序的輸入、編輯、刪除、復(fù)制以及PLC報(bào)警文本的編輯，程序中插入注釋語句，絕對值及增量值編程。

(7)PLC編程。STEPS編程語言，帶有擴(kuò)展指令集，可用LAD,STL,CSF進(jìn)行編程，1024個輸入地址;1024個輸出地址;128個計(jì)數(shù)器;128個計(jì)時器。下一頁返回上一頁項(xiàng)目二SINUMERIC840C數(shù)控裝置

(8)存儲能力。硬盤可存儲32000個程序，1~3MB的RAM用于存儲用戶的加工程序及參數(shù)，32KB的PLC用戶程序存儲器;8KB的PLC參數(shù)存儲，硬盤上至少40MB的用戶數(shù)據(jù)存儲空間。

(9)數(shù)據(jù)交換。通用RS2320接口，通過附加RS2320接口，在加工的同時可進(jìn)行程序的讀入和輸出。

(10)安全和診斷功能。安全程序監(jiān)視測量電路、系統(tǒng)溫度、電池、電壓、存儲、限位開關(guān)、風(fēng)扇等接口診斷，帶有日期和時間的報(bào)警記錄存儲;輪廓監(jiān)視，主軸監(jiān)視，PLC內(nèi)部狀態(tài)顯示，可編程工作區(qū)域限制。下一頁返回上一頁項(xiàng)目二SINUMERIC840C數(shù)控裝置二、SINUMERIC840C數(shù)控裝置的結(jié)構(gòu)

1.SINUMERIC840(簡稱SIN8400)的硬件配置

SIN8400的基本配置分為三部分:操作顯示部分、主機(jī)框架及輸入/輸出設(shè)備。操作顯示部分有:PC鍵盤，機(jī)床操作面板。主機(jī)框架有兩種:框架1(雙子框架)和框架2(三子框架)，每個框架都帶有風(fēng)扇，六個插槽位置，主機(jī)框架上裝有電源模塊，CSB(中央服務(wù)單元)板，位置測量板，NCCPU板，PLCCPU板和MMCCPU板。系統(tǒng)的保護(hù)電池在CSB板上，其規(guī)格為:6LR61,550,9V)如圖4-9所示。下一頁返回上一頁項(xiàng)目二SINUMERIC840C數(shù)控裝置

2.電氣連線

SIN840C可以帶模擬伺服(611A)和數(shù)字伺服(611D)兩種。模擬伺服的指令電壓為模擬信號(±10V)由56、14端輸入;數(shù)字伺服時，系統(tǒng)和各模塊通過一根扁平電纜串起來，通過數(shù)字的形式，系統(tǒng)發(fā)出指令并接收各軸的狀態(tài)，如圖4-10所示。下一頁返回上一頁項(xiàng)目二SINUMERIC840C數(shù)控裝置

3.模擬伺服SIMDRIVE611A的功能模擬伺服SIMDRIVE611A的功能模塊主要由IR模塊、主軸驅(qū)動模塊和進(jìn)給伺服模塊構(gòu)成，各模塊通過一根扁平電纜串起來，如圖4-11所示。

(1)IR模塊:主要功能是產(chǎn)生直流母線電壓(600V)，供給主軸模塊和進(jìn)給伺服模塊，同時產(chǎn)生供各個模塊內(nèi)部使用的+24V和+5V電壓。下一頁返回上一頁項(xiàng)目二SINUMERIC840C數(shù)控裝置

(2)主軸驅(qū)動模塊:接受CNC來的控制信號和控制指令，將IR模塊提供的600V直流電壓轉(zhuǎn)換成三相交流電壓，驅(qū)動主軸電機(jī)。

(3)進(jìn)給伺服模塊:接受CNC來的控制指令和控制信號，將IR模塊產(chǎn)生的600V直流電壓逆變成三相交流電壓，驅(qū)動進(jìn)各伺服電機(jī)。下一頁返回上一頁項(xiàng)目二SINUMERIC840C數(shù)控裝置其中，要特別注意IR模塊的使能電路，下面的電路僅是該系列伺服連接的一個特例，不同的設(shè)備，選用的控制信號不同，連接方法也會不同，主要應(yīng)搞清模塊的信號的含義。圖4-12為標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的連線。對于標(biāo)準(zhǔn)用戶接口，三相380V交流電源通過平波電抗器后，送入模塊的U,V,W(電抗器未畫出)。當(dāng)380V電源送入IR模塊后，首先內(nèi)部邏輯電源電路開始工作(+24V,+5V),當(dāng)內(nèi)部電源正常后，端子9出現(xiàn)24V電壓。下一頁返回上一頁項(xiàng)目二SINUMERIC840C數(shù)控裝置由于總開關(guān)的輔助觸點(diǎn)閉合，端子111上出現(xiàn)24V電壓，當(dāng)在模塊內(nèi)部完成預(yù)充電過程后，模塊內(nèi)部觸點(diǎn)將閉合，端子113端上出現(xiàn)24V電壓，通過電路的短接連接到端子63，允許IR模塊的整流電路工作，產(chǎn)生600V直流電壓。端子64是驅(qū)動器使能端子，端子72~73.1是IR模塊的準(zhǔn)備輸出信號，當(dāng)IR模塊工作正常后，此觸點(diǎn)閉合。下一頁返回上一頁項(xiàng)目二SINUMERIC840C數(shù)控裝置脈沖使能63無效時，驅(qū)動裝置立即禁止所有軸運(yùn)行，伺服電機(jī)無制動自然停止;驅(qū)動器使能端子64無效時，驅(qū)動裝置立即置所有進(jìn)給軸的速度設(shè)定值為0，伺服電機(jī)進(jìn)入制動狀態(tài)，200ms后電機(jī)停轉(zhuǎn);軸使能端子65(注:此端子在伺服軸上)無效時，對應(yīng)軸的速度設(shè)定值為0，伺服電機(jī)進(jìn)入制動狀態(tài)，200ms后電機(jī)停轉(zhuǎn)。正常情況下伺服電機(jī)在外加參考電壓的控制下轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)電位改變指令電壓，可控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，參考電壓的正負(fù)決定電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。伺服模塊由控制板和功率模塊組成，控制板有用戶友好接口和標(biāo)準(zhǔn)接口兩個伺服控制模塊連接，控制板上插有參數(shù)板，當(dāng)控制板有故障，進(jìn)行更換后，還需將原參數(shù)板插上。下一頁返回上一頁項(xiàng)目二SINUMERIC840C數(shù)控裝置而對于用戶友好接口，IR模塊準(zhǔn)備好后，機(jī)床24V電源出現(xiàn)在端子673,如果驅(qū)動器正常，端子672會發(fā)出驅(qū)動準(zhǔn)備好信號。當(dāng)脈沖使能和驅(qū)動器使能信號接通后，伺服軸的端子56、端子14從系統(tǒng)接受到控制指令，可以實(shí)現(xiàn)軸的移動。下一頁返回上一頁項(xiàng)目二SINUMERIC840C數(shù)控裝置三、系統(tǒng)的參數(shù)由于數(shù)控系統(tǒng)涉及的參數(shù)非常多，每個參數(shù)具體的設(shè)置一般查閱數(shù)控系統(tǒng)附帶的參數(shù)說明手冊來進(jìn)行。SIN840C在軟件版本3以后，數(shù)據(jù)的顯示采用交互式顯示方式，即機(jī)床數(shù)據(jù)用表格和文本說明方式來顯示。數(shù)據(jù)的顯示不再按數(shù)據(jù)號的方式來排列，而是按數(shù)據(jù)的功能來分類。大部分?jǐn)?shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)是按“

MDNO”;數(shù)據(jù)的功能或作用;數(shù)據(jù)的值;結(jié)構(gòu)方式來顯示。機(jī)床數(shù)據(jù)分為以下幾大類:機(jī)床配置顯示頁面、NC配置與NC數(shù)據(jù)、PLC配置與PLC數(shù)據(jù)、驅(qū)動器配置與啟動器數(shù)據(jù)、固定循環(huán)數(shù)據(jù)、IKA數(shù)據(jù)(曲線插補(bǔ))、用戶數(shù)據(jù)等)。下一頁返回上一頁項(xiàng)目二SINUMERIC840C數(shù)控裝置四、I/O接口及PLC系統(tǒng)接口信號版本3及更高版本的調(diào)用方法是依次按軟鍵:Diagnosis→Services→PLCService，進(jìn)入接口信號調(diào)用畫面，通過此畫面，可以查看到輸入信號、輸出信號、標(biāo)志位(輔助繼電器)、數(shù)據(jù)塊的狀態(tài)，從而可根據(jù)語句表或梯形圖的來查找機(jī)床的故障原因。下一頁返回上一頁項(xiàng)目二SINUMERIC840C數(shù)控裝置

SIN840C的用戶PLC程序是用STEPS語言來編寫的，按照STEPS編程對輸入/輸出信號等的定義，在接口畫面中各軟鍵對應(yīng)的意義如下:IW——輸入字，機(jī)床的輸入到PLC的信號(按鈕，接近開關(guān)，壓力開關(guān)等);QW——輸出字，PLC輸出到機(jī)床的信號(信號指示，繼電器，電磁閥等);下一頁返回上一頁項(xiàng)目二SINUMERIC840C數(shù)控裝置

FW—標(biāo)志字，PLC程序中的中間結(jié)果，或稱為中間繼電器，它表示的狀態(tài)僅在程序內(nèi)部，使用及幫助進(jìn)行故障的邏輯分析，沒有物理的輸出;DB—數(shù)據(jù)字，在SIN840C系統(tǒng)中，PLC與NC之間的通信是通過調(diào)用與賦值數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)來完成的，NC將自己的狀態(tài)輸出到相應(yīng)的數(shù)據(jù)塊，PLC調(diào)用這些數(shù)據(jù)塊，通過PLC程序進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果輸出到對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊;下一頁返回上一頁項(xiàng)目二SINUMERIC840C數(shù)控裝置

DX—雙字節(jié)數(shù)據(jù)字;T—計(jì)時器;C一數(shù)器;IW,QW,FW,T,C—機(jī)床廠家在設(shè)計(jì)PLC程序時，根據(jù)機(jī)床功能、結(jié)構(gòu)、電路而定義的地址，西門子保留一部分?jǐn)?shù)據(jù)塊作為NC<->PLC通信，機(jī)床廠家編制PLC程序時對這一部分?jǐn)?shù)據(jù)塊進(jìn)行調(diào)用和賦值，了解這部分?jǐn)?shù)據(jù)塊的意義，在查找故障時可以確定入手點(diǎn)(例如機(jī)床進(jìn)給停止，主軸信號分析等)。返回上一頁項(xiàng)目三華中HNC-21數(shù)控裝置一、華中數(shù)控HNC-21的特點(diǎn)華中數(shù)控世紀(jì)星HNC-21系列數(shù)控裝置(-T/M)采用先進(jìn)的開放式體系結(jié)構(gòu)，內(nèi)置嵌入式工業(yè)PC機(jī)，高性能32位中央處理器，配置彩色液晶顯示屏和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床工程面板(如圖4-13所示)，主要適用于數(shù)控車銑床和加工中心的控制，具有高性能、配置靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、易于使用、可靠性高的特點(diǎn)。下一頁返回項(xiàng)目三華中HNC-21數(shù)控裝置

(1)最大聯(lián)動軸數(shù)為4軸。

(2)可選配各種類型的脈沖式、模擬式交流伺服驅(qū)動器或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器以及HSV-11系列串行式伺服單元。

(3)配置標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床工程面板，不占用PLC的輸入/輸出接口。

(4)配置40路輸入接口和32路功率放大光電隔離開關(guān)量輸出接口、手持單元接口、模擬主軸控制接口與編碼器接口以及遠(yuǎn)程I/O板擴(kuò)展接口。下一頁返回上一頁項(xiàng)目三華中HNC-21數(shù)控裝置

(5)采用7.5”彩色液晶顯示器，分辨率為640x480全漢字操作界面，具有故障診斷與報(bào)警，設(shè)置多種圖形加工軌跡顯示和仿真功能，操作簡便，易于掌握和使用。

(6)采用國際標(biāo)準(zhǔn)G代碼編程，與各種流行的CAD/CAM自動編程系統(tǒng)兼容，具有直線、圓弧、螺旋線插補(bǔ)、固定循環(huán)、旋轉(zhuǎn)、縮放、鏡像、刀具補(bǔ)償宏程序等功能。

(7)小線段連續(xù)加工功能，特別適合于復(fù)雜模具零件加工。

(8)加工斷點(diǎn)保存/恢復(fù)功能，為用戶安全、方便使用提供保證。下一頁返回上一頁項(xiàng)目三華中HNC-21數(shù)控裝置

(9)反向間隙和單、雙向螺距誤差補(bǔ)償功能，有效提高加工精度。

(10)巨量程序加工能力，使配置硬盤可直接加工高達(dá)2GB的G代碼程序。

(11)內(nèi)置以太網(wǎng)、RS232接口，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)床聯(lián)網(wǎng)。

(12)8MBFlashRAM(不需電池的存儲器可擴(kuò)至72MB)中的6MBRAM，可用作用戶程序存儲區(qū);8MBRAM(可擴(kuò)至64MB)可用作加工程序緩沖區(qū)。

(13)系統(tǒng)外形尺寸為:420mmx310mmx110mm，體積小巧、結(jié)構(gòu)牢靠、造型美觀。下一頁返回上一頁項(xiàng)目三華中HNC-21數(shù)控裝置二、華中數(shù)控HNC-21的結(jié)構(gòu)

1.主要硬件部件

(1)系統(tǒng)與操作面板。如圖4-14所示。

(2)電機(jī)與伺服系統(tǒng)。如圖4-15所示。下一頁返回上一頁項(xiàng)目三華中HNC-21數(shù)控裝置

2.電氣連線

(1)綜合連線。如圖4-16所示為HNC-21數(shù)控裝置與其他裝置單元連接的總體框圖。具體連線圖如圖4-17所示。

(2)各接口功能說明。作用:CNC與各個功能模塊之間進(jìn)行信息傳遞、交換、控制，如圖4-18所示。下一頁返回上一頁項(xiàng)目三華中HNC-21數(shù)控裝置

XS1—電源接口;XS2—外接PC鍵盤接口;XS3—以太網(wǎng)接口;XS4—軟驅(qū)接口;XS5—RS232接口;XS6—遠(yuǎn)程I/O板接口;XS8—手持單元接口;XS9—主軸控制接口;下一頁返回上一頁項(xiàng)目三華中HNC-21數(shù)控裝置

XS10,XS11——輸入開關(guān)量接口;XS20,XS21——輸出開關(guān)量接口;XS30~XS33—模擬式、脈沖式(含步進(jìn)式)進(jìn)給軸控制接口;XS40~XS43—串行式HSV-11型伺服軸控制接口。

(3)I/O連接。HNC-21數(shù)控具有開關(guān)量輸入/輸出接口，有本機(jī)輸入/輸出(可通過輸入/輸出端子板轉(zhuǎn)接)和遠(yuǎn)程輸入/輸出兩種，其中本機(jī)輸入有40位，本機(jī)輸出有32位，遠(yuǎn)程輸入/輸出各128位。下一頁返回上一頁項(xiàng)目三華中HNC-21數(shù)控裝置三、系統(tǒng)的參數(shù)及設(shè)定

1.參數(shù)的概念

HNC-21數(shù)控按功能和重要性劃分了參數(shù)的不同級別，數(shù)控裝置設(shè)置了三種級別的權(quán)限，允許用戶修改不同級別的參數(shù)。修改參數(shù)前，必須理解參數(shù)的功能和熟悉原設(shè)定值，不正確的參數(shù)設(shè)置與更改，可能造成嚴(yán)重的后果。參數(shù)修改后，必須重新啟動數(shù)控裝置方能生效。所以，更動參數(shù)后，一定要重新啟動數(shù)控裝置。

各級參數(shù)組成參數(shù)樹如圖4-19所示。下一頁返回上一頁項(xiàng)目三華中HNC-21數(shù)控裝置

2.參數(shù)的顯示、輸入方法及存儲參數(shù)查看與設(shè)置的具體操作步驟如下:(1)在參數(shù)功能子菜單下，按F1鍵，系統(tǒng)將彈出參數(shù)索引子菜單，移動光標(biāo)。

(2)用光標(biāo)選擇要查看或設(shè)置的選項(xiàng)，按Enter鍵進(jìn)入下一級菜單或窗口。

(3)如果所選的選項(xiàng)有下一級菜單，例如坐標(biāo)軸參數(shù)，系統(tǒng)會彈出該坐標(biāo)軸參數(shù)選項(xiàng)的下一級菜單。下一頁返回上一頁項(xiàng)目三華中HNC-21數(shù)控裝置

(4)用同樣的方法選擇，確定選項(xiàng)，直到所選的選項(xiàng)沒有更下一級的菜單。此時，圖形顯示窗口將顯示所選參數(shù)塊的參數(shù)名及參數(shù)值。

（5）如果在此之前，用戶沒有進(jìn)入輸入權(quán)限，或者輸入的權(quán)限級別比待修改的參數(shù)所需的權(quán)限低，則只能查看。

(6)如果完成了權(quán)限設(shè)置，輸入了修改此項(xiàng)參數(shù)所需的權(quán)限口令，若用戶按Enter鍵，則進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)。在參數(shù)值處出現(xiàn)閃爍的光標(biāo)，在輸入完參數(shù)值后，按Enter鍵確認(rèn)或按Esc鍵取消剛才的輸入或修改。下一頁返回上一頁項(xiàng)目三華中HNC-21數(shù)控裝置四、I/O接口及PMC系統(tǒng)在系統(tǒng)程序、PLC程序中，機(jī)床輸入的開關(guān)量信號定義為X，即各接口中的I信號;輸出到機(jī)床的開關(guān)量信號定義為Y，即各接口中的O信號。

HNC-21本地、遠(yuǎn)程I/)端子板中的I/O開關(guān)量定義為系統(tǒng)程序中的X,Y變量，需要通過設(shè)置參數(shù)中的硬件配置參數(shù)和PMC系統(tǒng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)。

HNC-21數(shù)控裝置的輸入/輸出開關(guān)量占用硬件配置參數(shù)中的三個部件，一般設(shè)為:部件20、部件21、部件22。下一頁返回上一頁項(xiàng)目三華中HNC-21數(shù)控裝置輸入量:

部件21為輸入模塊0，共30組，則占用X[00]~X[29]。

部件20為輸入模塊1，共16組，則占用X[30]~X[45]。

輸出量:

部件21為輸出模塊0，共28組，則占用Y[00]→Y[27]。部件22為輸出模塊1，共2組，則占用Y[28]~Y[29]。部件20為輸出模塊2，共8組，則占用Y[30]~Y[37]。返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)本節(jié)將對常用進(jìn)口數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷與維護(hù)作介紹，主要介紹故障診斷與維修用的方法與手段，并對數(shù)控系統(tǒng)在日常中的維護(hù)進(jìn)行說明。下一頁返回項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)一、數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能故障自診斷是CNC系統(tǒng)中十分重要的功能，當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時，借助CNC系統(tǒng)的自診斷功能，可以迅速、準(zhǔn)確地查明原因并確定故障部位。自診斷功能一般分為啟動自診斷、在線自診斷和離線診斷，下面結(jié)合實(shí)例分別介紹這三種自診斷功能。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)

1.啟動自診斷當(dāng)CNC裝置通電，系統(tǒng)自診斷軟件對CNC裝置中最關(guān)鍵的硬件和控制軟件，如CPU、RAM、只讀存儲器(ROM)等芯片，MDI、監(jiān)視器、I/O等模塊，系統(tǒng)軟件、監(jiān)控軟件等逐一進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果在監(jiān)視器上顯示出來。一旦檢測通不過，即在監(jiān)視器上顯示報(bào)警信息或報(bào)警號，指明故障部位。當(dāng)全部診斷項(xiàng)目都正常通過后，系統(tǒng)才能進(jìn)入正常運(yùn)行前的準(zhǔn)備狀態(tài)。啟動診斷過程通常在一分鐘內(nèi)結(jié)束，有些采用硬盤驅(qū)動器的數(shù)控系統(tǒng)，因要調(diào)用硬盤中的文件，時間要略長一些。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)啟動自診斷可以將故障定位到電路板或模塊，甚至可以定位到芯片。但是在多數(shù)情況下將故障原因定位在某一范圍內(nèi)，維修人員需要通過維修手冊進(jìn)一步查找故障原因并加以排除。維修人員要了解系統(tǒng)的自診斷所能檢測的內(nèi)容及范圍，對于級別較高的故障報(bào)警，可以采取重新開機(jī)，讓系統(tǒng)重新進(jìn)行啟動自診斷，檢測關(guān)鍵部位是否正常。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)

2.在線自診斷功能在線自診斷是在數(shù)控系統(tǒng)正常工作時，運(yùn)行內(nèi)部診斷程序，對系統(tǒng)本身、伺服驅(qū)動單元、PLC以及與數(shù)控裝置相連的其他外部裝置進(jìn)行自動檢測，顯示有關(guān)狀態(tài)信息和故障信息。只要數(shù)控系統(tǒng)不斷電，在線自診斷不停止。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)數(shù)控系統(tǒng)具有豐富的在線自診斷功能，CNC系統(tǒng)的自診斷能力不僅能在監(jiān)視器上顯示故障報(bào)警信息，而且還能以多頁的“診斷地址”和“診斷數(shù)據(jù)”的形式為用戶提供各種機(jī)床狀態(tài)信息。這些狀態(tài)信息有:CNC系統(tǒng)與機(jī)床之間的接口輸入/輸出信號狀態(tài);CNC與PLC之間輸入/輸出信號狀態(tài);PLC與機(jī)床之間輸入/輸出信號狀態(tài);各坐標(biāo)軸位置的偏差值;刀具距機(jī)床參考點(diǎn)的距離;CNC內(nèi)部各存儲器的狀態(tài)信息;伺服系統(tǒng)的狀態(tài)信息;MDI面板、機(jī)床操作面板的狀態(tài)信息等。充分利用CNC系統(tǒng)提供的這些狀態(tài)信息，就有可能迅速準(zhǔn)確地查明故障、排除故障。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)在線自診斷是對數(shù)控機(jī)床各部位的狀態(tài)進(jìn)行檢測，當(dāng)機(jī)床發(fā)生故障時，故障部位的狀態(tài)信息發(fā)生變化，通過這些變化能較準(zhǔn)確地確定故障的起因和部位。

20世紀(jì)80年代以來，一些數(shù)控系統(tǒng)采用內(nèi)裝式PLC,PLC自診斷監(jiān)控功能可將接口、內(nèi)部繼電器、定時器等狀態(tài)信息通過梯形圖直觀地顯示出來，為維修提供了方便。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)主電動機(jī)過一般是由于機(jī)床主軸銑頭切削深度過大或切削速度過快，導(dǎo)致主電動機(jī)過電流引起的。檢查主軸銑頭切削正常，電動機(jī)工作電流正常，用手觸摸電動機(jī)外殼，感覺溫升異常，判斷是主電動機(jī)通風(fēng)不良。檢查風(fēng)冷電動機(jī)及風(fēng)道，發(fā)現(xiàn)電動機(jī)風(fēng)道內(nèi)積滿塵埃。打開電動機(jī)風(fēng)道蓋，清除灰塵后故障消除。我國早期應(yīng)用的數(shù)控系統(tǒng)，如FANUC7系統(tǒng)，尚未采用PLC裝置，而多數(shù)采用繼電器邏輯控制。這類系統(tǒng)使用大量的小型繼電器，可靠性較差。它們的自診斷功能只能檢查數(shù)控裝置的輸入/輸出接口狀態(tài)。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)

3.離線診斷早期的一些數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時，要停機(jī)使用隨機(jī)附帶的專用診斷紙帶對系統(tǒng)進(jìn)行離線診斷。離線診斷時將紙帶上的診斷程序讀入數(shù)控裝置的RAM中，由數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行診斷程序，對故障部位進(jìn)行檢測。離線診斷一般是對以下部分進(jìn)行檢測:①CPU;②RAM;③軸控制口和I/O接口;④紙帶閱讀機(jī)。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)在進(jìn)行離線診斷時，原先存放在RAM中的系統(tǒng)程序、數(shù)據(jù)以及零件加工程序會被清除，離線診斷后要重新輸入系統(tǒng)程序、數(shù)據(jù)以及零件加工程序。數(shù)控系統(tǒng)除了啟動自診斷、在線自診斷和離線診斷外，還有通信診斷、專家診斷，這里不再一一詳述。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)二、其他故障診斷方法自診斷雖然是數(shù)控機(jī)床故障診斷很有效的方法，但是數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生故障的原因是復(fù)雜的，一個報(bào)警號往往提示諸多可能引起故障的因素，不能將故障定位到具體的部位或元器件上。因此，診斷故障還需要其他一些有效的方法，下面結(jié)合實(shí)例，介紹其他幾種故障診斷方法。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)

1.功能程序測試法功能程序測試法是將數(shù)控系統(tǒng)G、M、S、T、F功能的全部使用指令編成一個試驗(yàn)程序，穿成紙帶或存儲在軟盤上，故障診斷時運(yùn)行這個試驗(yàn)程序。功能程序測試法常應(yīng)用于以下場合:(1)在機(jī)床加工中出現(xiàn)廢品，無法確定是由于加工程序錯誤、操作不當(dāng)還是數(shù)控系統(tǒng)本身的故障引起。

(2)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)隨機(jī)故障，難以區(qū)別是外來干擾，還是系統(tǒng)穩(wěn)定性不好引起的。

(3)閑置時間較長的數(shù)控機(jī)床恢復(fù)使用時和對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行定期檢修后。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)

2.參數(shù)檢查法數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)是經(jīng)過試驗(yàn)和調(diào)整而取得的重要數(shù)據(jù)，通常存放在由電池保持的RAM中，當(dāng)電池電壓不足、數(shù)控裝置受干擾或數(shù)控系統(tǒng)長期不通電，數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)可能會丟失或出錯，影響機(jī)床的正常工作。因此，參數(shù)檢查是故障診斷的重要方法之一。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)

3.交換法交換法是在數(shù)控系統(tǒng)中，將相同型號的電路板、模塊、集成電路和其他零部件進(jìn)行交換，觀察故障轉(zhuǎn)移情況，確定故障部位。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)某個坐標(biāo)軸出現(xiàn)運(yùn)動不正常，如爬行、抖動、時動時不動、一個方向動另一個方向不動等故障時，可以采用換軸法來確定故障部位。交換法也可以通過改變參數(shù)設(shè)置或PLC程序來實(shí)現(xiàn)，這種使用軟件交換的方法更為方便。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)

4.備板交換法利用備用電路板、模塊、集成電路芯處及其他元器件替換有疑點(diǎn)的部位，是一種快速而簡便找出故障的方法。有時若無備板，可借用同型號系統(tǒng)上的電路板來試驗(yàn)。備板置換前，應(yīng)檢查有關(guān)部分電路，以免由于短路造成好板損壞，還應(yīng)檢查試驗(yàn)板上的選擇開關(guān)和跨接線是否與原板一致，有些還應(yīng)注意板上電位器的調(diào)整。在置換計(jì)算機(jī)的存儲板后，往往需要對系統(tǒng)作存儲初始化操作，輸入機(jī)器參數(shù)等，否則系統(tǒng)仍不能正常工作。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)如調(diào)換FANUC10系列的主板后，必須按一定的操作步驟先輸入9000~9031選擇參數(shù)，然后才能輸入0000~8010系統(tǒng)參數(shù)和PC參數(shù)。又如當(dāng)調(diào)換FANUC7系統(tǒng)存儲器板后，需重新輸入?yún)?shù)紙帶并對存儲器區(qū)進(jìn)行分配操作。如果缺少后一步，一旦零件程序輸入，將產(chǎn)生60號報(bào)警(存儲器容量不夠)。還有一些系統(tǒng)，如口本東芝機(jī)械TOSNUC-600系統(tǒng)對N10000~N10103選擇參數(shù)的設(shè)置具有相當(dāng)特殊的操作步驟。這些情況在調(diào)換計(jì)算機(jī)的某些板卡時是應(yīng)該引起注意的。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)

5.隔離法有些故障，如軸抖動、爬行，一時難以區(qū)分是數(shù)控部分故障，還是伺服系統(tǒng)或機(jī)械部分故障造成的。通?？刹捎酶綦x法，將機(jī)電分離，數(shù)控與伺服分離，或?qū)⑽恢瞄]環(huán)分離作開環(huán)處理。這樣，復(fù)雜的問題就簡單了，就能較快地找到故障原因。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)

6.直觀法就是利用人的手、眼、耳、鼻等感覺器官來尋找故障原因。這種方法在維修中是常用的，也是首先使用的?！跋韧夂髢?nèi)”的維修原則要求維修人員在遇到故障時應(yīng)先采用望、聞、嗅、摸等方法，由外向內(nèi)逐一進(jìn)行檢查。有些故障采用這種直觀法可迅速找到故障原因，而采用其他方法要花費(fèi)不少時間，甚至一時難以解決。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)利用人體的視覺功能可觀察設(shè)備內(nèi)部器件或外部連接的形狀變化。如電氣方面可觀察元器件的連接是否松動，斷線或銅箔斷裂，繼電器、接觸器與各類開關(guān)的觸點(diǎn)是否燒蝕或壓力失常，發(fā)熱元器件的表面是否過熱變色，電解電容的表面是否膨脹變形，保護(hù)器件是否脫扣，耐壓元器件是否有明顯的擊穿點(diǎn)以及碳刷接觸表面與接觸壓力是否正常等。另外，對開機(jī)發(fā)生的火花、亮點(diǎn)等異常現(xiàn)象更應(yīng)重點(diǎn)檢查。機(jī)械故障方面，可主要觀察傳動鏈路組件是否存在間隙過大，固定鎖緊裝置是否松動，工作臺導(dǎo)軌面、滾珠絲杠、齒輪及傳動軸等表面的潤滑狀況是否正常，以及是否有其他明顯的碰鏜、磨損與變形現(xiàn)象等。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)利用人體的聽覺功能可查尋數(shù)控機(jī)床故障而產(chǎn)生的各種異常聲響的聲源，如電氣部分常見的異常聲響;電源變壓器、阻抗變換順與電抗器等因鐵芯松動、銹蝕等原因引起的鐵片振動的“吱吱”聲;繼電器、接觸器等磁回路間隙過大，短路環(huán)斷裂，動靜鐵芯或銜鐵軸線偏差，線圈欠壓運(yùn)行等原因引起的電磁“嗡嗡”聲或觸點(diǎn)接觸不好的“滋滋”聲以及元器件因過流或過壓運(yùn)行失常引起的擊穿爆裂聲。而伺服電機(jī)、氣控或液控器件等發(fā)生的異常聲響基本上和機(jī)械故障方面的異常聲響相同，主要表現(xiàn)為機(jī)械的摩擦聲、振動聲與撞擊聲等。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)另外，在現(xiàn)場維修中利用人體的嗅覺功能和觸覺功能可查尋因過流、過載或超溫引起的故障。例如:氣動、液壓與冷卻系統(tǒng)的管路因故發(fā)生阻塞、機(jī)械泵卡死或其他機(jī)械故障等原因引起的氣控與液壓器件及泵電動機(jī)過載超溫，嚴(yán)重時甚至?xí)鹁€圈燒損并伴有焦湖味散發(fā)出來。又如，電路中的元器件在運(yùn)行因漏電、過流、過載等原因也會引起異常溫度升高。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)

7.升降溫法人為地將元器件溫度升高(應(yīng)注意器件的溫度參數(shù))或降低，加速一些溫度特性較差的元器件產(chǎn)生“病癥”或使“病癥”消除來尋找故障原因。系統(tǒng)因故中斷又無報(bào)警顯示，經(jīng)分析，故障原因在CPU控制系統(tǒng)上的可能性比較大。查位控板(01GN710)，發(fā)現(xiàn)該板上的紅色LED發(fā)光警示故障，提示位控環(huán)或CPU系統(tǒng)存在異常。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)經(jīng)檢查連接電路無異常，更換位控板后試機(jī)，故障依舊，故確診CPU板已壞。因該故障的特點(diǎn)是系統(tǒng)中斷后，斷電停機(jī)冷卻10多分鐘后又能重新啟機(jī)工作，估計(jì)引起該故障的原因系CPU板上的某個元器件溫度特性太差。因無備板可供試機(jī)，故采用手背觸摸CPU板上元器件溫升情況的方法(采用此方法必須注意安全，雖然弱電不足為患，但仍應(yīng)站在絕緣墊上，采用單手觸摸方法，尤其是在通電狀態(tài)下檢查電源板時更應(yīng)如此，以防強(qiáng)電竄入)。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)經(jīng)仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)CPU板上的ROM存儲器區(qū)域有兩塊ROM集成電路塊(型號MB7122E)的溫升異常(與同板同型號的其他12塊集成塊相比較)。為進(jìn)一步確診芯片好壞，用酒精棉球不斷冷卻這兩塊集成塊，結(jié)果冷卻時故障始終沒有發(fā)生，一旦停止冷卻數(shù)分鐘后，故障即發(fā)生，證實(shí)上述判斷正常，經(jīng)調(diào)換這兩塊ROM集成電路塊后故障排除。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)

8.敲擊法數(shù)控系統(tǒng)由各種電路板和連接插座組成，每塊電路板上含有很多焊點(diǎn)，任何虛焊或接觸不良都可能引起故障。用絕緣物輕輕敲打有接觸不良疑點(diǎn)的電路板、插件或元器件時，若機(jī)器出現(xiàn)故障，則故障很可能就在敲擊的部位。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)

9.對比法本方法是以正確的電壓、電平或波形與異常的相比較來尋找故障部位。有時還可以將正常部分試驗(yàn)性地造成“故障”或報(bào)警(如斷開連線，拔去組件)，看其是否和相同部分產(chǎn)生的故障現(xiàn)象相似，以判斷故障原因。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)

10.原理分析法原理分析法是排除故障的最基本方法，當(dāng)其他檢查方法難以奏效時，可從電路基本原理出發(fā)，一步一步地進(jìn)行檢查，最終查出故障原因。運(yùn)用這種方法必須對電路的原理有清楚的了解，掌握各個時刻點(diǎn)的邏輯電平和特征參數(shù)(如電壓值、波形)，然后用萬用表、邏輯筆、示波器或邏輯分析儀對被每點(diǎn)進(jìn)行測量，并與正常情況相比較，分析判斷故障原因的可能性，再縮小故障范圍，直至找出故障。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)除上述10種故障檢查方法外，還有電壓拉偏法、拔板法、軟件檢測法等多種方法。這些檢查方法各有特點(diǎn)，可按不同的故障情況靈活應(yīng)用或數(shù)種方法結(jié)合使用，逐漸縮小故障的可疑范圍，最后找出故障之所在，“對癥下藥”，將故障排除。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)三、數(shù)控系統(tǒng)的日常維護(hù)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)在運(yùn)行一段時間之后，難免會出現(xiàn)一些故障，維護(hù)狀況較好的數(shù)控系統(tǒng)的故障率相對較低。系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)一些不正常現(xiàn)象，應(yīng)及時維護(hù)和維修，如級別較低的報(bào)警，雖然不影響系統(tǒng)一時運(yùn)行，但是如果不及時進(jìn)行維護(hù)和排除，就有可能造成大的事故。例如，電網(wǎng)質(zhì)量差，電壓波動大，如果對此現(xiàn)象不重視，數(shù)控系統(tǒng)長期在惡劣的供電環(huán)境中運(yùn)行，會造成主要模塊燒毀的嚴(yán)重后果。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)做了預(yù)防性的維護(hù)工作是使用好數(shù)控機(jī)床的一個重要環(huán)節(jié)，數(shù)控維修人員、操作人員及管理人員應(yīng)共同做好這項(xiàng)工作。

1.嚴(yán)格遵循操作規(guī)程數(shù)控系統(tǒng)編程、操作和維修人員必須經(jīng)過專門的技術(shù)培訓(xùn)，熟悉所用數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)、強(qiáng)電配置、機(jī)械、液壓、氣動等部分的原理和結(jié)構(gòu)，按機(jī)床和系統(tǒng)使用說明書的要求，正確合理地操作使用數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床，避免因使用不當(dāng)而引起的故障。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)

2.輸入裝置紙帶閱讀機(jī)或磁盤閱讀機(jī)是數(shù)控系統(tǒng)的重要輸入裝置。數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)、用戶宏程序和零件加工程序都要通過它輸入到CNC內(nèi)部。紙帶閱讀機(jī)的讀帶部分有污物會使讀入的紙帶信息出現(xiàn)錯誤，所以操作者每天應(yīng)對閱讀頭、紙帶壓板、紙帶通道表面進(jìn)行檢查，用紗布蘸酒精擦凈污物。對紙帶閱讀機(jī)運(yùn)動部分，如主動輪滾軸、導(dǎo)向滾軸、壓緊滾軸等每周應(yīng)定時清擦。對導(dǎo)向滾軸、張緊臂滾軸等應(yīng)半年加注潤滑油一次。對于磁盤閱讀機(jī)中磁盤驅(qū)動器內(nèi)的磁頭應(yīng)用專用清洗盤定期進(jìn)行清洗。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)

3.防止數(shù)控裝置過熱定期清理數(shù)控裝置的通風(fēng)散熱系統(tǒng)。應(yīng)經(jīng)常檢查數(shù)控裝置上各冷卻風(fēng)扇工作是否正常，應(yīng)視車間環(huán)境狀況，每半年或一個季度檢查清掃一次，具體方法如下:(1)擰下螺釘，拆下空氣過濾器。

(2)在輕輕振動過濾器的同時，用壓縮空氣由里向外吹掉空氣過濾器內(nèi)的灰塵。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)

(3)過濾器臟時，可用中勝清潔劑(清潔劑和水的配方為5:95)沖洗(但不可揉擦)，然后置于陰涼處晾干即可。環(huán)境溫度過高造成數(shù)控裝置內(nèi)溫度超過40℃時，不利于數(shù)控系統(tǒng)正常工作。如果數(shù)控機(jī)床環(huán)境溫度高，應(yīng)改善通風(fēng)散熱條件，有條件的要加裝空調(diào)裝置。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)

4.經(jīng)常檢測電網(wǎng)電壓數(shù)控系統(tǒng)允許的電網(wǎng)電壓范圍為額定值的-15%~+10%，如果超出此范圍，輕則使數(shù)控系統(tǒng)不能穩(wěn)定工作，重則會造成重要電子部件損壞。因此，要經(jīng)常注意電網(wǎng)電壓的波動。對于電網(wǎng)質(zhì)量比較惡劣的地區(qū)，應(yīng)及時配置數(shù)控系統(tǒng)專用的交流穩(wěn)壓電源裝置。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)

5.防止灰塵進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)除了進(jìn)行檢修外，應(yīng)盡量少開電氣柜和強(qiáng)電柜門。如果空氣中飄浮的灰塵和金屬粉末落在印刷電路板和電氣接插件上，容易造成元件間絕緣電阻下降，甚至使元件損壞。有些數(shù)控機(jī)床的主軸控制系統(tǒng)安置在強(qiáng)電柜中，就有可能引起主軸控制失靈。當(dāng)夏天氣溫過高時，有些使用者干脆打開數(shù)控柜門，用風(fēng)扇往數(shù)控柜中吸風(fēng)，由于數(shù)控設(shè)備周圍金屬粉塵大，更應(yīng)注意防止外部塵埃進(jìn)入數(shù)控柜內(nèi)部。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)一些已受外部塵埃、油霧污染的電路板和接插件可用專用電子清潔劑噴洗。在清潔接插件時可對插孔噴射足夠的液霧后，將原插頭或插腳插入，再拔出，即可將臟物帶出，可反復(fù)進(jìn)行，直至內(nèi)部清潔為止。接插部位插好后，多余的噴液會自然滴出，將其擦干即可。經(jīng)過一段時間之后自然干燥的噴液會在非接觸表面形成絕緣層，使其絕緣良好。在清洗已污染的電路板時，可用清潔劑對電路板進(jìn)行噴洗，噴完后將電路板豎放，使塵污隨多余的液體一起流出，待晾干后之即可使用。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)

6.存儲器用電池定期檢查和更換數(shù)按系統(tǒng)中部分互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)存儲器中的存儲內(nèi)容在斷電時靠電池供電保持。一般采用鋰電池或可充電的鎳鎘電池。當(dāng)電池電壓下降至一定值時就會造成參數(shù)丟失。因此，要定期檢查電池電壓，當(dāng)該電壓下降至限定值或出現(xiàn)電池電壓報(bào)警時，應(yīng)及時更換電池。更換電池時一般要在數(shù)控系統(tǒng)通電狀態(tài)下進(jìn)行，這樣才不會造成存儲的參數(shù)丟失。一旦參數(shù)丟失，在調(diào)換新電池后，可重新將參數(shù)輸入。下一頁返回上一頁項(xiàng)目四數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法與日常維護(hù)

7.數(shù)控系統(tǒng)長期不用時的維護(hù)當(dāng)數(shù)控機(jī)床長期閑置不用時，也應(yīng)定期對數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。首先，應(yīng)經(jīng)常將數(shù)控系統(tǒng)通電，在機(jī)床鎖住不動的情況下，讓其空運(yùn)行。在空氣濕度較大的梅雨季節(jié)應(yīng)該天天通電，利用電器元件本身的發(fā)熱驅(qū)走數(shù)控柜內(nèi)的潮氣，以保證電子部件的性能穩(wěn)定可靠。長期停置不用的機(jī)床，在梅雨天后開機(jī)往往容易發(fā)生各種故障。如果數(shù)控機(jī)床閑置半年以上不用，應(yīng)將直流伺服電機(jī)的電刷取出來，以免由于化學(xué)腐蝕作用，使換向器表面腐蝕，換向性能變壞，甚至損壞電動機(jī)。返回上一頁項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷數(shù)控機(jī)床的電源裝置通常由電源變壓器、機(jī)床控制變壓器、斷路器、熔斷器和開關(guān)電源等組成。通過電源配置提供給數(shù)控機(jī)床各種電源、以滿足各種不同負(fù)載的要求。電網(wǎng)電壓波動，負(fù)載對地短路均會影響到電源的正常供電。下一頁返回項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷一、電源配置數(shù)控機(jī)床從供電線路上取得電源后，在電器控制柜中進(jìn)行再分配，根據(jù)不同的負(fù)載性質(zhì)和要求，提供不同容量的交、直流電壓。圖4-20所示為系列CNC裝置及伺服驅(qū)動的電源配置。下一頁返回上一頁項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷動力電網(wǎng)的三相交流380V,50Hz電源經(jīng)斷路器QF1引入，分別轉(zhuǎn)換成部分電源、電機(jī)電源、控制變壓器電源、支流電源和照明電源。伺服驅(qū)動單元需要三相交流220V電源，由斷路器QF2和變壓器TC2將三相交流380V電源變換為三相交流220V電源。變壓器TC1將380V電源變換為單相220V電源和24V電源。下一頁返回上一頁項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷單相220V電源有兩個用途:一是用于交流接觸器的線圈電壓，二是經(jīng)整流器輸出直流+24V電源;交流24V電源，經(jīng)整流器輸出直流+24V電源。直流+24V電源分別用于機(jī)床操作面板上帶燈顯示按鈕的電源和數(shù)控系統(tǒng)I/O電源。I/O電源是作為中間繼電器的線圈電壓、接近開關(guān)電源、各類按鈕和行程開關(guān)的對地電壓。由于多個負(fù)載共用同一直流電源，因此一個負(fù)載對地短路會引起另一個負(fù)載的短路，這是電源容易發(fā)生的故障。下一頁返回上一頁項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)電源故障時，首先要查看熔斷器、斷路器等保護(hù)裝置是否因短路、過載引起的熔斷或跳閘。斷路器相當(dāng)于刀開關(guān)、熔斷器、熱繼電器的組合，是一種既有手動開關(guān)作用又能自動進(jìn)行欠電壓、失電壓、過載和短路保護(hù)的電器。在機(jī)床線路中，常用塑殼式斷路器作為電源開以及控制、保護(hù)電動機(jī)作頻繁啟停的開關(guān)。其操作方式多為手動操作，主要有扳動式和按鈕式兩種。斷路器要定期檢修，以保證性能良好、動作可靠。下一頁返回上一頁項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷熔斷器在配電線路中作為短路保護(hù)之用，當(dāng)通過熔斷器的電流大于熔斷器的規(guī)定值時，它產(chǎn)生熱量使熔體熔化而自動分?jǐn)嚯娐罚跀?shù)控機(jī)床的配電線路中常用螺旋式熔斷器和扳動式熔斷器，螺旋式熔斷器有熔體熔斷的信號指示器，熔體熔斷后，帶色標(biāo)的指示器彈出，便于發(fā)現(xiàn)更換。扳動式熔斷器的熔絲可使用萬用表來檢驗(yàn)其是否熔斷。在更換熔絲時，要選擇電流等級合適的熔斷器，避免過電流引起線路中的誤動作。下一頁返回上一頁項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷二、電源故障診斷當(dāng)機(jī)床運(yùn)行中停電或無法啟動，可以通過電氣原理圖從電源方面查找原因。下一頁返回上一頁項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷三、負(fù)載對地短路的故障診斷當(dāng)一個電源同時供幾個負(fù)載使用時，若其中一個負(fù)載發(fā)生短路，就可能引起其他負(fù)載的失電故障，如圖4-21所示，F(xiàn)14為電源單元中保險絲。下一頁返回上一頁項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷四、數(shù)控機(jī)床的抗干擾干擾是影響數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)行的一處重要因素，常見的干擾有電磁干擾，供電線路干擾和信號傳輸干擾。

1.電磁干擾電火花、高頻電源等設(shè)備會產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁波，這種高頻輻射能量通過空間傳播，干擾附近的設(shè)備。如果數(shù)控系統(tǒng)受到電磁波的干擾，數(shù)控機(jī)床就不能正常工作。下一頁返回上一頁項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷

2.供電線路干擾數(shù)控系統(tǒng)對輸入電壓的允許范圍有要求，如果過電壓或欠電壓都會引起電源電壓監(jiān)控報(bào)警而停機(jī)。如果線路受到干擾，會產(chǎn)生諧波失真，頻率與相位漂移。下一頁返回上一頁項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷供電線路的另一種干擾就是由大電感負(fù)載所引起的，大電感在斷電時要把存儲的能量釋放出來，在電網(wǎng)中形成高峰尖脈沖，它的產(chǎn)生是隨機(jī)的。電感負(fù)載產(chǎn)生的干擾脈沖頻域?qū)?，特別是高頻窄脈沖，峰值高，能量大，干擾嚴(yán)重。這類干擾脈沖變化迅速，可能不會引起電源監(jiān)控的報(bào)警。如果干擾脈沖通過供電線路竄入數(shù)控系統(tǒng)，會引起的錯誤信息，導(dǎo)致CPU停止運(yùn)行，系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失。下一頁返回上一頁項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷

3.信號傳輸干擾數(shù)控機(jī)床電氣控制信號如果在傳遞的過程中受到外界干擾，會產(chǎn)生差模干擾和共模干擾。差模干擾的表現(xiàn)形式有:(1)通過泄露電阻產(chǎn)生干擾。最常見的因素是元件支架、檢測元件、檢測元件、接線柱、印刷線路及電容絕緣不良，使噪聲源得以通過這些漏電阻作用于有關(guān)元器件而造成干擾。

(2)通過電阻抗藕合產(chǎn)生干擾。常見的是通過接地線阻抗的共阻藕合干擾。下一頁返回上一頁項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷

(3)經(jīng)電源配電回路引入的干擾。干擾電壓對雙輸入信號線的干擾大小相等，相位相同時稱為共模干擾。一般來講數(shù)控系統(tǒng)的共模抑制比均較高，所以UN1對數(shù)控系統(tǒng)的影響不大。但是數(shù)控系統(tǒng)的電路中有些雙輸入端出現(xiàn)不平衡，共模電壓的一部分將轉(zhuǎn)換為差模干擾電壓。下一頁返回上一頁項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷

4.抗干擾的措施

(1)減少供電線路干擾。數(shù)控機(jī)床要遠(yuǎn)離中頻、高頻電氣設(shè)備，采用獨(dú)立的動力供電，避免和啟動頻繁的大功率設(shè)備、電火花設(shè)備使用同一條供電干線在電網(wǎng)電壓變化較大的地區(qū)，數(shù)控機(jī)床要使用穩(wěn)壓器。動力線和信號線要分離，信號線采用雙絞線，以減少電磁場藕合的干擾。變頻器中的控制線路接線要遠(yuǎn)離電源線至少100mm以上，兩者不可以放在同一導(dǎo)線槽內(nèi)，控制線路配線和主電路配線相交時要成直角，控制電路的配線應(yīng)采用屏蔽雙絞線。下一頁返回上一頁項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷

(2)減少機(jī)床電氣控制的干擾①壓敏電阻保護(hù)。壓敏電阻又稱浪涌吸收器，是一種非線性過電壓保護(hù)元件，對干擾線路的瞬變、尖峰等噪聲起一定的抑制作用。壓敏電阻漏電流很小，放電能力大，可通過數(shù)千安培電流，且能重復(fù)使用。圖4-22為數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動裝置的電源引入壓敏電阻的保護(hù)電路。下一頁返回上一頁項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷②阻容電路保護(hù)。交流接觸器和交流電動機(jī)頻繁啟停時，其電磁感應(yīng)現(xiàn)象會在機(jī)床的電路中產(chǎn)生浪涌或尖峰等噪聲，干擾數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的正常工作。在這些電路上加上阻容吸收回路，會改變電感元件的線路阻抗，使交流接觸器線圈兩端和交流電動機(jī)各相的電壓在啟停時平穩(wěn)，抑制電器產(chǎn)生的干擾噪聲，如圖4-23所示。交流接觸器的阻容吸收回路，其電阻一般為220Ω，電容一般為0.2μF/380V;交流電動機(jī)各相之間的阻容吸收回路，電阻一般為300Ω

，電容一般為0.47μF/380V需要注意的，變頻器輸出端與電動機(jī)之間的連線中不可加入阻容吸收回路，否則會損壞變頻器。下一頁返回上一頁項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷有些交流接觸器配備有標(biāo)準(zhǔn)的阻容吸收器件，如TE公司的D2系列接觸器的LA4線圈抑制模塊，可直接插入接觸器規(guī)定的部位，如圖4-24所示。下一頁返回上一頁項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷③續(xù)流二極管保護(hù)。圖4-25中是關(guān)于數(shù)控機(jī)床電氣控制中的直流電器、直流電磁閥使用續(xù)流二極管保護(hù)的電路。直流電感元件在斷電時線圈中將產(chǎn)生較大的感應(yīng)電動勢，在電感元件兩端并聯(lián)一個續(xù)流二極管，釋放線圈斷電時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，可減少線圈感應(yīng)電動勢對控制電路的干擾噪聲。有些廠家的直流繼電器已將續(xù)流二極管并接在線圈兩端，如FUJI中間繼電器DC24HH53P-FL，給使用安裝帶來了方便。下一頁返回上一頁項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷

(3)屏蔽技術(shù)。利用金屬材料制成容器，將需要防護(hù)的電路或線路包在其中，以防止電場和磁場的藕合干擾，此方法稱為屏蔽。屏蔽可能分為靜電屏蔽、電磁屏蔽和低頻屏蔽等幾種。通常使用的銅質(zhì)網(wǎng)狀屏蔽電纜能起到電磁屏蔽和靜電屏蔽的作用，將屏蔽線穿在鐵質(zhì)的蛇皮管或者普通鐵管內(nèi)，達(dá)到電磁屏蔽和低頻屏蔽的目的;儀器的鐵皮外殼接地能同時起到靜電屏蔽和電磁屏蔽的作用，如圖4-26所示。下一頁返回上一頁項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷

(4)保證“接地”良好。數(shù)控機(jī)床安裝中的“接地”有嚴(yán)格要求，如果數(shù)控裝置、電氣柜等設(shè)備不能按照使用手冊要求接地，一些干擾會通過“接地”這條途徑對機(jī)床起作用。數(shù)控機(jī)床的地線系統(tǒng)有三種:①信號地。用來提供電信號的基準(zhǔn)電位(0v)。下一頁返回上一頁項(xiàng)目五電源維護(hù)及故障診斷②框架地?？蚣艿厥欠乐雇鈦碓肼暫蛢?nèi)部噪聲為目的的地線系統(tǒng)，它是設(shè)備的面板、單元的外殼、操作盤及各裝置間連接的屏蔽線。③系統(tǒng)地。是將框架地和大地相連接。在進(jìn)行接地過程中，很多時候采用的方法是不正確的，正確的接地方法如圖4-27所示。不正確的接地方法如圖4-28所示。返回上一頁項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修

CNC裝置和驅(qū)動系統(tǒng)組成了數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)，其性能直接影響生產(chǎn)效率和加工零件的質(zhì)量。根據(jù)不同的控制方式，伺服系統(tǒng)可以分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動系統(tǒng)主要有兩種，即主軸驅(qū)動系統(tǒng)和進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng);根據(jù)電氣控制原理和伺服電機(jī)控制的不同類型，驅(qū)動系統(tǒng)可能分為直流驅(qū)動系統(tǒng)和交流驅(qū)動系統(tǒng)。根據(jù)控制信號的不同形式，閉環(huán)控制系統(tǒng)可以分為模擬控制和數(shù)字控制。下一頁返回項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修開環(huán)控制系統(tǒng)是不需要位置與速度檢測功能的控制系統(tǒng)，一般采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動元件。CNC裝置發(fā)出的指令脈沖通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器(也稱步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源)，使步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生角位移，再通過傳動齒輪、滾珠絲杠等傳動鏈?zhǔn)箼C(jī)床的工作臺發(fā)生位移或使執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動。開環(huán)控制系統(tǒng)的控制簡單、價格低廉，但是精度低。由于開環(huán)控制系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性難以保證，所以一般適用于機(jī)床改造和經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。下一頁返回上一頁項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修閉環(huán)控制系統(tǒng)一般采用伺服電機(jī)作為驅(qū)動元件，根據(jù)檢測元件在機(jī)床上安裝位置的不同，可以分為全閉環(huán)控制系統(tǒng)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)。全閉環(huán)控制系統(tǒng)是將位置檢測元件安裝在機(jī)床工作臺或某些部件上，直接測量實(shí)際位移量并且將其反饋到CNC裝置的比較器，與CNC的指令脈沖進(jìn)行比較，比較后的差值經(jīng)過放大后控制伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)，直到差值為0。下一頁返回上一頁項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修半閉環(huán)控制系統(tǒng)的位置和速度檢測元件一般是安裝在伺服電機(jī)制非輸出軸端上，伺服電機(jī)的角位移通過機(jī)械傳動鏈控制機(jī)床工作臺移動或執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動，位置檢測元件和速度檢測元件間接地計(jì)算出工作臺或執(zhí)行機(jī)構(gòu)位移量和速度，然后反饋到CNC裝置的比較器，與指令脈沖進(jìn)行比較，比較后的差值經(jīng)過放大后控制伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)，直到差值消除為止。下一頁返回上一頁項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修對于全閉環(huán)控制系統(tǒng)，機(jī)械傳動鏈包含在反饋回路中，摩擦系統(tǒng)、傳動潤滑狀況、間隙大小等因素的變化會引起閉環(huán)控制系統(tǒng)不穩(wěn)定。與全閉環(huán)控制系統(tǒng)相比，半閉環(huán)控制系統(tǒng)的精度要低于全閉環(huán)控制系統(tǒng)的精度，但是穩(wěn)定性相對較好，調(diào)試、維修相對簡單，所以半閉環(huán)控制系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床中得到廣泛使用。下一頁返回上一頁項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修閉環(huán)控制系統(tǒng)是由位置環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)組成的三環(huán)結(jié)構(gòu)。位置環(huán)稱為外環(huán)，它的輸入信號有兩個，一個是CNC裝置給出的指令信號;另一個是由位置檢測元件反饋的實(shí)際位移量信號，該信號是負(fù)反饋信號。速度環(huán)稱為中環(huán)，其輸入信號有兩個，一個是位置環(huán)的輸出信號;另一個是速度檢測元件反饋的信號，該信號也是負(fù)反饋信號。電流環(huán)稱為內(nèi)環(huán)，它也有兩個輸入信號，一個是速度環(huán)輸出的信號;另一個是電流檢測元件反饋的信號。下一頁返回上一頁項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修在實(shí)際應(yīng)用中，速度環(huán)和電流環(huán)制作成一個整體單元，稱為速度伺服單元或簡稱為伺服單元，也可以稱為伺服放大器。三環(huán)的具體結(jié)構(gòu)和各類檢測元件在實(shí)際的數(shù)控機(jī)床中會有較大的變化，但是實(shí)現(xiàn)控制的基本思想是大體一致的。伺服單元和伺服電機(jī)是配套使用的，不同種類的伺服單元和伺服電機(jī)之間沒有互換性，同一類但不同型號的伺服單元和伺服電機(jī)一般也不能互換使用。下一頁返回上一頁項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修伺服系統(tǒng)根據(jù)伺服電機(jī)的不同類型，分為直流驅(qū)動系統(tǒng)和交流驅(qū)動系統(tǒng)。在20世紀(jì)70年代，直流驅(qū)動系統(tǒng)就應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床。直流驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是具有良好的調(diào)速性能、抗過載能力強(qiáng)和容易控制。缺點(diǎn)是直流伺服電機(jī)內(nèi)的機(jī)械換向機(jī)構(gòu)在運(yùn)行時產(chǎn)生的火花，可能造成電極間短路，而且電刷易磨損，需要經(jīng)常維修。這些問題使得直流驅(qū)動系統(tǒng)的使用受到限制。下一頁返回上一頁項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修與直流伺服電機(jī)相比，交流伺服電機(jī)具有免維護(hù)、低損耗、體積小的特點(diǎn)。但是交流驅(qū)動系統(tǒng)對伺服電機(jī)的三相電源要實(shí)現(xiàn)從低頻到高頻的控制，其實(shí)現(xiàn)的難度和系統(tǒng)的復(fù)雜性比直流驅(qū)動系統(tǒng)要高，所以交流驅(qū)動系統(tǒng)的成本要比直流驅(qū)動系統(tǒng)的成本高。目前直流驅(qū)動系統(tǒng)已逐步被交流驅(qū)動系統(tǒng)所取代。下一頁返回上一頁項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修交流伺服電機(jī)根據(jù)不同的工作原理可以分為永磁同步型伺服電機(jī)和感應(yīng)異步型伺服電機(jī)。目前進(jìn)給伺服電機(jī)使用較多的異步型伺服電機(jī)，異步型伺服電機(jī)在低速運(yùn)行時存在發(fā)熱量大和效率低等缺點(diǎn)，目前很少用于進(jìn)給系統(tǒng)，僅用于主軸伺服系統(tǒng)。但是與同步型伺服電機(jī)相比異步型伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、成本低，所以具有很好的發(fā)展前景。下一頁返回上一頁項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修一、主軸伺服系統(tǒng)的概述主軸驅(qū)動系統(tǒng)分為直流驅(qū)動系統(tǒng)和交流驅(qū)動系統(tǒng)，目前數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動多采用交流主軸電動機(jī)配備變頻器控制的方式。主軸要求調(diào)速范圍寬，當(dāng)數(shù)控機(jī)床有螺紋加工、準(zhǔn)停和恒線速度加工等功能時，主軸電動機(jī)需要裝配脈沖編碼器位置檢測元件，這時主軸驅(qū)動系統(tǒng)就稱為主軸伺服系統(tǒng)。下一頁返回上一頁項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修直流主軸電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與永磁式電動機(jī)不同，由于要輸出較大的功率，所以一般采用他激式。為了防止直流主軸電動機(jī)在工作中過熱，常采用軸向強(qiáng)迫風(fēng)冷卻或采用熱管冷卻技術(shù)。直流主軸電動機(jī)的功率一般較大，因此直流主軸驅(qū)動多半采用三相全控可控硅調(diào)速。下一頁返回上一頁項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修交流主軸伺服電機(jī)大多數(shù)采用感應(yīng)異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，這是因?yàn)橛来攀诫妱訖C(jī)的容量還不能做得很大，對主軸電動機(jī)的性能要求還沒有對進(jìn)給伺服電機(jī)的性能要求那么高。感應(yīng)異步電動機(jī)是在定子上安裝一套三相繞組，各繞組之間角度相差120°，其轉(zhuǎn)子是用合金鋁澆鑄的短路條與端環(huán)。這樣的結(jié)構(gòu)簡單，與普通電動機(jī)相比，它的機(jī)械強(qiáng)度和電氣強(qiáng)度得到了加強(qiáng)。在通風(fēng)結(jié)構(gòu)上也有很大的改進(jìn)，定子上穿了通風(fēng)孔，電動機(jī)外殼使用成形的硅鋼片疊片，有利于散熱。電動機(jī)尾部安裝了脈沖編碼器等位置檢測元件。下一頁返回上一頁項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修二、通用變頻器控制的故障診斷目前，國內(nèi)有部分經(jīng)濟(jì)型數(shù)控(包括機(jī)床改造)的主軸是使用通用變頻器調(diào)速，提高了加工效率。變頻器的作用是將50Hz的交流電源整流成直流電源，然后通過PWM技術(shù)，逆變成頻率可變的交流電源，驅(qū)動普通三相異步電動機(jī)變速旋轉(zhuǎn)。下一頁返回上一頁項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修變頻器在使用之前，要通過變頻器操作面板對電機(jī)的額定功率、工作電壓、工作電流、控制方式、最小頻率、最大頻率、斜坡上升和下降時間、V/f控制以及滑差補(bǔ)償?shù)葏?shù)進(jìn)行設(shè)定，使電機(jī)工作在較佳的狀態(tài)。當(dāng)主軸電機(jī)、變頻器、電源發(fā)生故障或出現(xiàn)異常時，變頻器顯示板上的LED指示燈顯示故障狀態(tài)，同時變頻器操作面板顯示故障碼，根據(jù)故障顯示可以分析和查找故障原因。下一頁返回上一頁項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修值得一提的是，目前通用變頻器一般具有較好的可靠性，但是變頻器本身是一個干擾源，因此對變頻器的接線要考慮采取屏蔽措施，既要防止電源進(jìn)線、外界干擾源對變頻器的干擾，也要防止變頻器對CNC、伺服系統(tǒng)、機(jī)床其他電氣設(shè)備的干擾。下一頁返回上一頁項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修三、主軸伺服裝置控制的常見故障分析與排除數(shù)控機(jī)床主軸伺服系統(tǒng)故障有兩種表現(xiàn)形式，一種是無報(bào)警信息故障;另一種是有報(bào)警信息故障。報(bào)警信息故障分為兩種，一種是由監(jiān)視器顯示故障信息的故障;另一種是由主軸驅(qū)動裝置的數(shù)碼管或指示燈顯示故障信息的故障。下一頁返回上一頁項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修

1.無報(bào)警信息的故障

(1)主軸轉(zhuǎn)速與指示值不符。故障的原因一般是CNC裝置輸出的0~±10V轉(zhuǎn)速模擬量偏離轉(zhuǎn)速指令對應(yīng)的數(shù)值。檢查CNC裝置模擬量輸出是否有問題，如有問題檢查模擬量輸出電纜線連接是否松動。如果模擬量輸出正常，則檢查CNC裝置和變頻器模擬量的參數(shù)是否正確設(shè)置。下一頁返回上一頁項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修

(2)主軸噪聲和振動。如果在主軸恒速運(yùn)行過程中，反饋信號正常，主軸電動機(jī)在自由停車的過程中有異常噪聲和振動，那么這種情況一般屬于主軸機(jī)械的問題。如果噪聲和振動周期與主軸轉(zhuǎn)速有關(guān)，那么基本上也是主軸機(jī)械部分的問題。

(3)干擾。當(dāng)CNC沒有輸出速度指令時，主軸有往返運(yùn)動，調(diào)整零速平衡和漂移補(bǔ)償不能消除該故障，這多半是由電磁干擾、屏蔽和接地措施不良造成的。因此，電源進(jìn)線要采取抗干擾措施，走線要合理，信號線和反饋線要進(jìn)行屏蔽，接地要可靠。下一頁返回上一頁項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修

2.有報(bào)警信息的故障

(1)過載。故障的原因可能是在加工過程中，因切削量過大、主軸正反轉(zhuǎn)頻繁、主軸電動機(jī)冷卻系統(tǒng)不良、主軸電動機(jī)內(nèi)部風(fēng)扇損壞、主電動機(jī)與主軸驅(qū)動裝置之間的連線斷開或接觸不良等因素引起的。過載時，主軸電動機(jī)過熱，CNC和主軸驅(qū)動裝置提示報(bào)警信息。檢查上述可能引起故障的各種因素，逐一排除。下一頁返回上一頁項(xiàng)目六主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修

(2)主軸異常噪聲的振動①如果故障發(fā)生在主軸減速過程，可能是由于主軸驅(qū)動裝置內(nèi)的再生回路的晶體管模塊損壞