數(shù)控機(jī)床的保養(yǎng)與維修.ppt

1、,第6章 數(shù)控機(jī)床的保養(yǎng)與維修,本章內(nèi)容： 6.1 概述 6.2 數(shù)控機(jī)床的保養(yǎng) 6.3 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修 6.4 數(shù)控機(jī)床故障分析與維修實(shí)例 6.5 小結(jié) 6.6 思考題與習(xí)題,本章教學(xué)要求： 本章讓學(xué)生了解關(guān)于數(shù)控機(jī)床保養(yǎng)、維護(hù)與故障修理的基本內(nèi)容，以及數(shù)控機(jī)床使用中的注意事項(xiàng)。重點(diǎn)掌握數(shù)控車床與加工中心的維護(hù)保養(yǎng)與故障診斷方法，熟悉機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)與伺服系統(tǒng)常見故障的處理方法，并通過對實(shí)際例子的學(xué)習(xí)掌握數(shù)控機(jī)床常見故障的診斷步驟與基本思路。,6.1 概述,數(shù)控機(jī)床的維護(hù)工作應(yīng)該包括 1. 設(shè)備管理 2. 維護(hù)保養(yǎng) 3. 故障修理,1. 數(shù)控機(jī)床的設(shè)備管理 設(shè)備管理是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它根據(jù)

2、企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展及經(jīng)營目標(biāo)，通過一系列技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、組織措施及科學(xué)方法來進(jìn)行。,主要包括設(shè)備選購、安裝、調(diào)試、驗(yàn)收、使用、維修以及改造更新，直至設(shè)備報(bào)廢等一系列管理工作。,具體包括：（1）為正確使用數(shù)控機(jī)床建立了必要的各項(xiàng)規(guī)章制度（2）根據(jù)數(shù)控機(jī)床的設(shè)備特點(diǎn)，制定各項(xiàng)操作、維修安全規(guī)程 （3）在設(shè)備保養(yǎng)上要求嚴(yán)格進(jìn)行記錄工作，對故障修復(fù)要認(rèn)真做好有關(guān)故障記錄與說明（4）做好為設(shè)備保養(yǎng)和維修用的各類備品配件的采購、管理工作（5）對電氣備用板要定期通電檢驗(yàn)，為維修添置必要的技術(shù)手冊、工作器具及測試儀器,2. 數(shù)控機(jī)床的維護(hù)保養(yǎng) 精心維護(hù)可使設(shè)備始終保持良好狀態(tài)，延緩劣化進(jìn)程，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消滅隱患于未然

3、，從而確保系統(tǒng)安全運(yùn)行，保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。 因此，機(jī)床的正確使用與維護(hù)，是貫徹設(shè)備管理以防為主的重要環(huán)節(jié)。,3. 數(shù)控機(jī)床的故障修理,做好數(shù)控機(jī)床的故障修理工作，使其發(fā)揮應(yīng)有的效率，不僅創(chuàng)造了實(shí)際價(jià)值，而且具有廣泛的社會效益。 維修工作開展得好壞，首先取決于維修人員的素質(zhì)。維修人員在設(shè)備出現(xiàn)故障后，要能迅速找出故障并排除，其難度是相當(dāng)大的。此能力并非一日之功就能達(dá)到的，需要維修人員做長期的技術(shù)儲備。,4. 數(shù)控機(jī)床維修安全規(guī)程 維修前的準(zhǔn)備工作 2) 維修工作中的注意事項(xiàng) 3) 維修工作結(jié)束后的注意事項(xiàng),6.2 數(shù)控機(jī)床的保養(yǎng) 主要包括以下幾個(gè)方面 ： 使機(jī)床保持良好的潤滑狀態(tài) (2) 定期

4、檢查液壓、氣壓系統(tǒng) (3) 對直流電動(dòng)機(jī)定期進(jìn)行電刷和換向器檢查、清洗和更換 (4) 適時(shí)對各坐標(biāo)軸進(jìn)行超程限位試驗(yàn) (5) 定期檢查電氣部件。檢查各插頭、插座、電纜、各繼電器的觸點(diǎn)是否接觸良好，檢查各印制電路板是否干凈,(6) 數(shù)控機(jī)床長期不用時(shí)的維護(hù) (7) 定期更換存儲器用電池 (8) 備用印制電路板的維護(hù) (9) 經(jīng)常監(jiān)視CNC裝置用的電網(wǎng)電壓 (10) 定期進(jìn)行機(jī)床水平和機(jī)械精度檢查并校正,數(shù)控車床的維護(hù)保養(yǎng) 數(shù)控車床的維護(hù)保養(yǎng)見教材表6-1 （1）每天檢查內(nèi)容： 切削液、液壓油、潤滑油 ；切屑槽 ；操作盤 ；CRT顯示屏 ；液壓裝置的壓力表 ；冷卻風(fēng)扇 ；刀具 ；主軸、滑板等 。

5、（2）每月檢查內(nèi)容： 主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)情況 ；滾珠絲杠 ；超程限位開關(guān) ；刀架 ；導(dǎo)套內(nèi)孔 ；切削液槽 ；液壓裝置 ；潤滑油裝置 。,（3）每半年檢查內(nèi)容： 主軸 ；導(dǎo)套裝置 ；加工裝置 ；潤滑泵裝置浮子開關(guān) ；直流電動(dòng)機(jī)以及其他部位。 加工中心的維護(hù)保養(yǎng) 加工中心的維護(hù)保養(yǎng)見教材表6-1 （1）每天檢查內(nèi)容： 工作臺、機(jī)床表面 ；開關(guān) ；導(dǎo)軌潤滑油箱 ；主軸潤滑恒溫油箱 ；刀具 ；機(jī)床液壓系統(tǒng) ；壓縮空氣氣源壓力 ；氣源自動(dòng)分水濾氣器，自動(dòng)空氣干燥器 ；氣液轉(zhuǎn)換器和增壓器油面 ；導(dǎo)軌面 ；切削液 ；CNC輸入/輸出單元 ；各防護(hù)裝置 ；電氣柜各散熱通風(fēng)裝置 。,（2）不定期檢查內(nèi)容： 冷卻油箱、水

6、箱 ；廢油池 ；排屑器 （3）每月檢查內(nèi)容： 電氣控制箱 ；工作臺及床身基準(zhǔn) ；空氣濾網(wǎng) ；液壓裝置、管路及接頭 ；各電磁閥及開關(guān) ；過濾器 ；電纜及接線端子 ；連鎖裝置、時(shí)間繼電器、繼電器 ；數(shù)控裝置 。 （4）每半年檢查內(nèi)容： 各電動(dòng)機(jī)軸承 ；各進(jìn)給軸 ；所有電氣部件及繼電器 ；各伺服電動(dòng)機(jī) ；主軸驅(qū)動(dòng)皮帶 ；各軸導(dǎo)軌上的鑲條、壓緊滾輪 。 （5）每年檢查內(nèi)容： 檢查或更換電動(dòng)機(jī)電刷 ；液壓油路 ；主軸潤滑恒溫油箱 ；潤滑油泵、過濾器 ；滾珠絲杠 。,數(shù)控系統(tǒng)的使用與維護(hù) （1）數(shù)控系統(tǒng)的正確使用 各種數(shù)控系統(tǒng)在組成與結(jié)構(gòu)上都有各自的特點(diǎn)，操作人員在使用數(shù)控系統(tǒng)之前，應(yīng)仔細(xì)閱讀說明書中的有

7、關(guān)內(nèi)容，熟悉數(shù)控系統(tǒng)的基本組成與結(jié)構(gòu)，了解所用數(shù)控系統(tǒng)的性能，熟練地掌握數(shù)控系統(tǒng)和操作面板上各個(gè)開關(guān)的作用，從而可避免一些因操作不當(dāng)引起的故障。 具體包括通電前檢查與通電后檢查。,（2）數(shù)控系統(tǒng)的日常維護(hù) 為了在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能及時(shí)排除，應(yīng)在平時(shí)做好維修前的一系列準(zhǔn)備工作，主要包括如下幾個(gè)方面： a、技術(shù)文件的準(zhǔn)備 b、制定有關(guān)的規(guī)章制度防止無關(guān)人員操作數(shù)控系統(tǒng)，以避免造成事故 c、準(zhǔn)備好維修用器具 d、必要的備件,6.3 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修,6.3.1 數(shù)控機(jī)床故障診斷概述 數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的原因大致包括：機(jī)械銹蝕、磨損和失效；元器件老化、損壞和失效；電氣元件、接插件接觸不良；環(huán)境變化，

8、如電流或電壓波動(dòng)、溫度變化、液壓壓力和流量的波動(dòng)以及油污等；隨機(jī)干擾和噪聲；軟件程序丟失或被破壞等。此外，錯(cuò)誤的操作也會引起數(shù)控機(jī)床不能正常工作。,數(shù)控機(jī)床維修的基本概念 系統(tǒng)可靠性與故障 系統(tǒng)可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。 故障是指系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)喪失了規(guī)定的功能。,2) 平均故障間隔時(shí)間MTBF 它是指數(shù)控機(jī)床在使用中兩次故障間隔的平均時(shí)間，即數(shù)控機(jī)床在壽命范圍內(nèi)總工作時(shí)間和總故障次數(shù)之比， 即,3) 平均修復(fù)時(shí)間MTTR 它是指數(shù)控機(jī)床從出現(xiàn)故障開始直至能正常使用所用的平均修復(fù)時(shí)間。 4) 有效度A 這是從可靠度和可維修度方面對數(shù)控機(jī)床的正常工作概

9、率進(jìn)行綜合評價(jià)的尺度，是一臺可維修的機(jī)床，在某一段時(shí)間內(nèi)，維持其性能的概率。,數(shù)控機(jī)床的故障規(guī)律,1) 初始運(yùn)行期 初始運(yùn)行期的特點(diǎn)是故障發(fā)生的頻率高，系統(tǒng)的故障率為負(fù)指數(shù)曲線函數(shù)。,2) 有效壽命期 數(shù)控機(jī)床在經(jīng)歷了初期的各種老化、磨合和調(diào)整后，開始進(jìn)入相對穩(wěn)定的正常運(yùn)行期。在這個(gè)階段，故障率低而且相對穩(wěn)定，近似常數(shù)。 3) 衰老期 衰老期出現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床使用的后期，其特點(diǎn)是故障率隨著運(yùn)行時(shí)間的增加而升高。,圖6.1 數(shù)控機(jī)床的故障曲線,數(shù)控機(jī)床故障診斷的一般步驟,故障診斷是指在系統(tǒng)運(yùn)行或基本不拆卸的情況下，即可掌握系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的信息，查明產(chǎn)生故障的部位和原因，或預(yù)知系統(tǒng)的異常和劣化的動(dòng)向

10、并采取必要對策的一門技術(shù)。 （1）詳細(xì)了解故障情況。 （2）根據(jù)故障情況進(jìn)行分析，縮小范圍，確定故障源查找的方向和手段。 （3）由表及里進(jìn)行故障源查找。,6.3.2 數(shù)控機(jī)床常用的故障診斷方法,數(shù)控機(jī)床常見故障分類,數(shù)控機(jī)床的故障包括機(jī)械部分的故障、數(shù)控系統(tǒng)的故障、伺服與主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障以及輔助裝置的故障等。故障按其表現(xiàn)形式、性質(zhì)、起因等可作多種分類。 常見的故障類型有以下幾種。 (1) 按與故障的相互關(guān)系可分為關(guān)聯(lián)性故障和非關(guān)聯(lián)性故障。 (2) 按診斷方式可分為有診斷顯示故障和無診斷顯示故障。 (3) 按故障破壞性可分為破壞性故障和非破壞性故障。 (4) 按故障起因可分為硬故障和軟故障。,

11、數(shù)控機(jī)床常用故障診斷方法,現(xiàn)場故障處理,對故障現(xiàn)場應(yīng)做好如下記錄： 故障的種類 (2) 故障出現(xiàn)情況 (3) 數(shù)控機(jī)床操作及運(yùn)轉(zhuǎn)情況 (4) 環(huán)境狀況 (5) 數(shù)控機(jī)床和系統(tǒng)之間的接線情況 (6) 有關(guān)穿孔紙帶的檢查 (7) 程序檢查,故障診斷的原則,(1) 仔細(xì)調(diào)查故障現(xiàn)場，掌握第一手材料。 (2) 認(rèn)真查找各種故障因素。 (3) 綜合分析，查清故障。,故障診斷的一般方法,(1) 直觀檢查法 (2) 自診斷功能法 (3) 功能程序測試法 (4) 故障現(xiàn)象分析法,(5) 報(bào)警顯示分析法 (6) 換件診斷法 (7) 測量比較法 (8) 參數(shù)檢查法,(9) 敲擊法。 (10) 局部升溫法 (11)

12、 原理分析法 (12) 接口信號法,1) 啟動(dòng)診斷 指CNC系統(tǒng)每次從通電開始至進(jìn)入正常的運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)為止，系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序自動(dòng)執(zhí)行的診斷。 2) 在線診斷 指通過CNC系統(tǒng)的內(nèi)裝程序，在系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)對CNC系統(tǒng)本身及與CNC裝置相連的各個(gè)伺服單元、伺服電動(dòng)機(jī)、主軸伺服單元和主軸電動(dòng)機(jī)以及外部設(shè)備等進(jìn)行自動(dòng)診斷、檢查。,6.3.3 數(shù)控系統(tǒng)故障診斷與維修,數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷技術(shù),數(shù)控系統(tǒng)常見故障和處理,3) 離線診斷 指CNC系統(tǒng)制造廠家或?qū)I(yè)維修中心，利用專用的診斷軟件和測試裝置在CNC系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，進(jìn)行停機(jī)(或脫機(jī))檢查，力求把故障定位到盡可能小的范圍內(nèi)。,(1) 鍵盤故障。

13、(2) 數(shù)控系統(tǒng)電源接通后CRT無輝度或無任何畫面。 (3) CRT無顯示。 (4) CRT顯示器顯示無規(guī)律的亮斑、線條或不正確的符號。,(5) 數(shù)控系統(tǒng)一接通電源，CRT顯示器就出現(xiàn)“NOT READY”顯示，過幾秒自動(dòng)切斷電源，有時(shí)數(shù)控系統(tǒng)接通電源后顯示正常，但在運(yùn)行程序的中途突然在CRT顯示器上顯示“NOT READY”，隨之電源被切斷。 (6) 當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)入用戶宏程序時(shí)出現(xiàn)超程報(bào)警或顯示“PROGRAM STOP”，但數(shù)控系統(tǒng)一旦退出用戶宏程序運(yùn)行就恢復(fù)正常。 (7) 數(shù)控系統(tǒng)的MDI方式、MEMORY方式無效，但在CRT畫面上卻無報(bào)警。 (8) 數(shù)控機(jī)床不能正常地返回基準(zhǔn)點(diǎn)，且有報(bào)

14、警產(chǎn)生。 (9) 手搖脈沖發(fā)生器(電手輪)不能工作。,(10) 一臺加工中心在攻螺紋或主軸電動(dòng)機(jī)作高低速切換時(shí)，引起附近另一臺加工中心自動(dòng)斷電 。 (11)加工中心的存儲器方式、手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式均無效，但CRT顯示器卻無報(bào)警發(fā)生。 (12) SIEMENS公司SINUMERIK810系統(tǒng)常見故障如下： CPU監(jiān)控報(bào)警。 EPROM的自診斷報(bào)警。 數(shù)據(jù)存儲器子模塊電池用盡報(bào)警。 輪廓監(jiān)控報(bào)警。 位置反饋回路硬件故障。,6.3.4 伺服系統(tǒng)故障診斷與維修,進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障約占整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)故障的三分之一。 故障報(bào)警現(xiàn)象有三種： 一是利用軟件診斷程序在CRT上顯示報(bào)警信息； 二是利用伺服系統(tǒng)上的硬件

15、(如發(fā)光二極管、熔絲熔斷等)顯示報(bào)警； 三是沒有任何報(bào)警指示。,進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修,軟件報(bào)警形式,(1) 伺服進(jìn)給系統(tǒng)出錯(cuò)報(bào)警 (2) 檢測出錯(cuò)報(bào)警 (3) 過熱報(bào)警,硬件報(bào)警形式,(1) 大電流報(bào)警 (2) 高電壓報(bào)警 (3) 電壓過低報(bào)警 (4) 速度反饋斷線報(bào)警,(5) 保護(hù)開關(guān)動(dòng)作 (6) 過載報(bào)警 (7) 速度控制單元上的熔 絲熔斷或斷路器跳閘,無報(bào)警顯示的故障,(1) 直流伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn) (2) 數(shù)控機(jī)床失控(飛車現(xiàn)象) (3) 數(shù)控機(jī)床振動(dòng) (4) 伺服超差 (5) 數(shù)控機(jī)床停止時(shí)，有關(guān)進(jìn)給軸振動(dòng) (6) 數(shù)控機(jī)床過沖 (7) 數(shù)控機(jī)床移動(dòng)時(shí)噪聲過大 (8) 快速移動(dòng)坐標(biāo)

16、軸時(shí)數(shù)控時(shí)機(jī)床出現(xiàn)振動(dòng)，有時(shí)還伴有大的沖擊 (9) 圓柱度超差,主軸伺服系統(tǒng)常見故障的處理,直流主軸伺服系統(tǒng),(1) 主軸電動(dòng)機(jī)振動(dòng)或噪聲太大 (2) 主軸不轉(zhuǎn) (3) 主軸速度不正常 (4) 發(fā)生過流報(bào)警 (5) 速度偏差過大 (6) 主軸定位時(shí)抖動(dòng) (7) 主軸停位不準(zhǔn)，換刀時(shí)甚至有掉刀現(xiàn)象,交流主軸伺服系統(tǒng),(1) 電動(dòng)機(jī)過熱 (2) 主軸電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)或達(dá)不到正常轉(zhuǎn)速 (3) 輸入電路的熔斷器熔斷 (4) 再生回路用的熔斷器熔斷 (5) 主軸電動(dòng)機(jī)有異常噪聲和振動(dòng) (6) 主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速偏離指令值,6.4 數(shù)控機(jī)床故障分析與維修實(shí)例,6.4.1 數(shù)控車床故障分析與維修,【例6.1】 一臺由

17、德國引進(jìn)的專用數(shù)控磨床，由于電壓波動(dòng)過大，波形幅值變化劇烈引起故障，無法啟動(dòng)。使用動(dòng)力線路限壓器使電壓穩(wěn)定，排除故障，啟動(dòng)機(jī)床。 【例6.2】 數(shù)控系統(tǒng)有顯示，有背光，無報(bào)警，主軸高低速、正反轉(zhuǎn)、刀庫(刀架)功能無輸出。 如圖6.2所示，沒有輸出的原因有：8155內(nèi)部異常；2803和2003短路燒壞；無+24V工作電壓。系統(tǒng)內(nèi)部+24V供電電路有問題 。為了防止通電瞬間S、M、T功能誤輸出，設(shè)計(jì)了一個(gè)保護(hù)電路，如圖6.3所示。,圖6.2 S、M、T功能輸出電路,圖6.3 保護(hù)電路,【例6.3】一數(shù)控滾齒機(jī)，初始故障為一檢測元件的供電變壓器斷線。更換變壓器后，伺服系統(tǒng)的供電模塊被損壞。再進(jìn)一步檢

18、查發(fā)現(xiàn)兩個(gè)軸向光電編碼器已損壞。更換后全部手動(dòng)正常。再自動(dòng)運(yùn)行，全部正常。本例說明，維修人員除能夠依照原印制電路板作測繪外，還要具有較廣泛的線路知識，能夠推導(dǎo)電路中元器件的參數(shù)值。 【例6.4】某加工中心在自動(dòng)或手動(dòng)狀態(tài)下，換04號刀具時(shí)刀庫(刀架)旋轉(zhuǎn)不停，系統(tǒng)出現(xiàn)E37報(bào)警。 系統(tǒng)E37報(bào)警解釋為：執(zhí)行T功能時(shí)無相應(yīng)的刀位信號返回。由于換刀是收發(fā)式控制，重點(diǎn)查找系統(tǒng)有無接收到刀具到位的反饋信號。該機(jī)床的刀庫(刀架)主要通過霍爾元件和磁鋼進(jìn)行反饋。當(dāng)磁鋼和霍爾元件靠近時(shí)，霍爾元件發(fā)出低電平反饋至系統(tǒng)。由此，可初步判斷應(yīng)該是以下原因造成該故障：霍爾元件失效，無到位信號輸出；反饋線斷路；系統(tǒng)接收

19、電路有問題。,圖6.4 換刀流程圖 圖6.5 磁鋼和霍爾元件布置圖,手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)刀庫(刀架)，使04號刀霍爾元件與磁鋼對應(yīng)，發(fā)現(xiàn)04號刀輸入顯示位置無變化，系統(tǒng)內(nèi)部接收電路異常。系統(tǒng)刀位反饋電路如圖6.6所示。測量光耦合器521發(fā)現(xiàn)1、2腳正反相無窮大，由此可判定521失效，更換后工作正常。,圖6.6 系統(tǒng)刀位反饋電路,【例6.5】一臺數(shù)控轉(zhuǎn)子銑床。機(jī)床X軸無指令而高速運(yùn)轉(zhuǎn)。經(jīng)分析后，認(rèn)為是正反饋造成此種故障。因?yàn)橄到y(tǒng)零點(diǎn)漂移，在反饋情況下，就會迅速累加，使電動(dòng)機(jī)在最高轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)。將反饋線反接，機(jī)床X軸運(yùn)行恢復(fù)正常。,【例6.6】 機(jī)床在自動(dòng)加工時(shí)，突然主軸停，進(jìn)給停止，系統(tǒng)出現(xiàn)E74報(bào)警。 E7

20、4報(bào)警，解釋為：系統(tǒng)檢測正向或負(fù)向限位輸入信號斷開。系統(tǒng)內(nèi)部超程接收電路和外部輸入電路如圖6.7所示。 據(jù)原理圖分析，造成以上故障有以下幾點(diǎn)原因： 行程超；撞塊壓住行程開關(guān)；線斷；系統(tǒng)內(nèi)部接收電路有問題；行程開關(guān)常閉觸點(diǎn)斷開。,圖6.7 系統(tǒng)內(nèi)部超程接收電路和外部輸入電路,壓住取消限位按鈕，系統(tǒng)復(fù)位后報(bào)警消除。由此可斷定，系統(tǒng)內(nèi)部接收電路正常，應(yīng)該是外部異常。用萬用表測量X正向行程開關(guān)觸點(diǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電阻無窮大，且開關(guān)常開，更換后，報(bào)警消除。,【例6.7】一臺數(shù)控鏜銑床，機(jī)床X軸有時(shí)不到位，一般需要幾分鐘，甚至長達(dá)幾小時(shí)才能到達(dá)給定位置，然后繼續(xù)執(zhí)行下一個(gè)程序段。檢查數(shù)控系統(tǒng)后卻發(fā)現(xiàn)有信號輸出。故

21、障顯然發(fā)生在數(shù)控系統(tǒng)與伺服系統(tǒng)之間的連接線上。結(jié)果發(fā)現(xiàn)是連接不良造成上述故障現(xiàn)象。,【例6.8】系統(tǒng)無顯示，無背光，但機(jī)床強(qiáng)電通電正常。 系統(tǒng)輸入電源是通過外部輸入380V經(jīng)隔離變壓器降為220V，供電電路如圖6.8所示。引起系統(tǒng)無顯示、無背光的很大可能是開關(guān)電源沒有電壓輸出。用萬用表交流電壓擋測量隔離變壓器次級，發(fā)現(xiàn)有交流220V輸出，開關(guān)電源盒也有交流220V輸入，但沒有直流電壓輸出，所以可以斷定故障原因有以下兩個(gè)方面：一是開關(guān)電源盒內(nèi)開關(guān)電路停止工作；二是開關(guān)電源盒的負(fù)載，即系統(tǒng)內(nèi)部電路有短路。,斷開開關(guān)電源盒的負(fù)載后上電，開關(guān)電源盒即時(shí)有直流電壓輸出，開關(guān)電路正常工作。打開系統(tǒng)的機(jī)箱，

22、聞到里面有燒焦氣味，發(fā)現(xiàn)功率輸出器件2803明顯有擊穿的痕跡。,圖6.8 供電電路,【例6.9】一臺CK6430數(shù)控機(jī)床配置GSK980T或GSK990M系統(tǒng)，運(yùn)行過程中突然停止工作，并且液晶顯示只有背光，沒有字符，而畫面沒有抖動(dòng)現(xiàn)象。 GSK980T或GSK990M系統(tǒng)液晶顯示器的背光電路如圖6.9所示。故障原因有以下兩方面：一是復(fù)位電路出問題，使系統(tǒng)處于復(fù)位狀態(tài)；二是時(shí)鐘電路停止工作，使系統(tǒng)處于休息狀態(tài)。復(fù)位電路如圖6.10所示，時(shí)鐘電路如圖6.11所示。,圖6.9 背光電路,圖6.10 復(fù)位電路,圖6.11 時(shí)鐘電路,【例6.10】某數(shù)控機(jī)床Z軸回機(jī)床原點(diǎn)時(shí)，行程到減速位置后系統(tǒng)并未減速

23、，并超出行程限位，出現(xiàn)準(zhǔn)備未緒報(bào)警。 將系統(tǒng)輸出XS40減速輸入信號DECZ焊接線脫開，使之與外部分離，重新上電，手動(dòng)使系統(tǒng)Z軸回機(jī)床原點(diǎn)，用短接線將DECZ與COM短接，進(jìn)給立即減速，并回原點(diǎn)正常。,圖6.12 回機(jī)床原點(diǎn)波形圖,圖6.13 回機(jī)床原點(diǎn)電路圖,【例6.11】某機(jī)床配置GSK928TA或GSK928M，自動(dòng)運(yùn)行時(shí)常出現(xiàn)E34報(bào)警。系統(tǒng)出現(xiàn)E34報(bào)警解釋為刀庫(刀架)不到位。說明此故障與刀庫(刀架)的刀位信號有關(guān)，可判定是計(jì)算機(jī)收不到工位信號。 此類故障的原因有：刀庫(刀架)故障，一般是發(fā)信盤的霍爾元件燒壞；刀庫(刀架)控制器內(nèi)部故障或其接口損壞； CNC系統(tǒng)內(nèi)部故障，接口電路部

24、分的光耦合器較易損壞。 復(fù)位后拆開刀庫(刀架)端蓋，檢查發(fā)現(xiàn)磁鋼離霍爾元件較遠(yuǎn)，懷疑霍爾元件因此感應(yīng)不到信號，將磁鋼位置調(diào)整，使之靠近霍爾元件到合理位置。,圖6.14 刀庫(刀架)控制器信號接口,用萬用表檢測Jl的1、2、3、4、10、11腳，11腳電壓為+24V，10腳電壓為0V，刀庫(刀架)控制器供電正常。同時(shí)不管刀庫(刀架)轉(zhuǎn)到何處，1、2、3、4腳一直為高電平(刀位信號為低電平有效)。再檢測J2，情況一樣。,刀庫(刀架)反轉(zhuǎn)和刀具補(bǔ)償同時(shí)進(jìn)行，而執(zhí)行刀具補(bǔ)償時(shí)系統(tǒng)會檢測刀位信號 。,圖6.15 系統(tǒng)檢測刀位信號,【例6.12】 一臺采用FANU CIIM系統(tǒng)的數(shù)控插齒機(jī)，在自動(dòng)循環(huán)工作

25、中突然停止工作，CRT顯示器無顯示，主板上的七段顯示器顯示報(bào)警A。表明MDI/CRT單元的連接異常。 一般處理辦法是檢查MDI/CRT的光纖電纜或連接器，否則問題出在主板上。但經(jīng)上述檢查，發(fā)現(xiàn)都不存在問題。再從CRT顯示器無顯示的角度來分析，認(rèn)為問題出在MDI/CRT的電源上。對MDI/CRT的電源板進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)+24V電源有短路現(xiàn)象。經(jīng)進(jìn)一步檢查，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)電容1000F/35V短路，兩個(gè)晶體管Q15擊穿，熔絲F21、F22熔斷。更換上述三項(xiàng)之后，系統(tǒng)恢復(fù)正常。 本例說明，排除故障時(shí)應(yīng)以提示作參考，再結(jié)合實(shí)際故障現(xiàn)象來分析，切不可受到提示的限制。,【例6.13】某臺日本生產(chǎn)的數(shù)控銑床有爬行

26、現(xiàn)象。由于編程時(shí)采用了G61指令，即每加工一段就要進(jìn)行一次到位停止檢查，結(jié)果使機(jī)床出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。用G64(連續(xù)切削方式)指令代替G61之后，上述故障現(xiàn)象消失。 【例6.14】 某數(shù)控機(jī)床，配置GSK928TA或GSK928MDF3A系統(tǒng)，在加工工件時(shí)X軸有失步現(xiàn)象。 用戶有兩臺相同配置的機(jī)床，更換另一臺CNC系統(tǒng)以后，故障排除，由此可以判定是CNC系統(tǒng)故障。 CNC系統(tǒng)引起加工尺寸變化，失步問題無非是脈沖有丟失或參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，甚至有可能是有外部干擾，從而引起輸出脈沖波形失真。,GSK928系統(tǒng)脈沖輸出方式是：脈沖+符號，它是標(biāo)準(zhǔn)的矩形波，占空比是11，如圖6.16所示。 當(dāng)有干擾輸入或有脈沖丟

27、失時(shí)，波形呈現(xiàn)不規(guī)則失真，如圖6.17所示。,圖6.16 矩形波,圖6.17 不規(guī)則波,DF3A驅(qū)動(dòng)器上有三個(gè)相序指示燈，如圖6.18所示。通?？瓷厦娴南嘈蛑甘緹簦梢耘袛嘤袥]有脈沖丟失。程序自動(dòng)運(yùn)行前，記下驅(qū)動(dòng)器上的相序指示燈的狀態(tài)。程序運(yùn)行結(jié)束后，相序指示燈的狀態(tài)和運(yùn)行前不同，證明確實(shí)有脈沖丟失。,圖6.18 相序指示燈,【例6.15】 美國一家公司生產(chǎn)的數(shù)控磨床不能運(yùn)行，但CRT顯示器無任何報(bào)警顯示。這類故障產(chǎn)生的原因是多方面的。從大的方面來說，首先應(yīng)該區(qū)分故障是發(fā)生在機(jī)床側(cè)還是在數(shù)控系統(tǒng)側(cè)。利用自診斷功能檢查PLC和CNC系統(tǒng)之間的接口信號，結(jié)果發(fā)現(xiàn)診斷號No4.7 (MLK)=1，說

28、明機(jī)床鎖住信號已經(jīng)送入CNC系統(tǒng)內(nèi)，從而造成機(jī)床不能運(yùn)動(dòng)。但實(shí)際上沒有機(jī)床鎖住信號送入。于是再查CNC裝置內(nèi)的連接單元，也未發(fā)現(xiàn)問題。最后查出是由于外界干擾引起磁泡存儲器內(nèi)的參數(shù)丟失或混亂而造成的。因此，將磁泡存儲器內(nèi)容全部清除，重新輸入數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)后，數(shù)控機(jī)床即恢復(fù)正常運(yùn)行。從本例可看出系統(tǒng)參數(shù)的重要性，用戶一定要把有關(guān)數(shù)控機(jī)床的各種文件包括數(shù)控參數(shù)、PLC參數(shù)、用戶宏程序等妥善保存。,6.4.2 伺服系統(tǒng)故障分析與維修,【例6.16】 一臺配置有FANU C7CM系統(tǒng)的數(shù)控銑床，Y軸移動(dòng)時(shí)機(jī)床發(fā)生振動(dòng)，在快速移動(dòng)時(shí)甚至伴有大的沖擊。用示波器測量故障軸Y軸和正常軸X軸的測速發(fā)電機(jī)的輸出電壓波

29、形，進(jìn)行比較，兩軸波形不一致，Y軸有明顯的波動(dòng)。拆開Y軸測速發(fā)電機(jī)，發(fā)現(xiàn)其電樞被電刷粉末污染。將其清理后，波形正常，故障排除。,【例6.17】 某數(shù)控機(jī)床配有GSK980T或GSK990MDF3A驅(qū)動(dòng)器，系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)21號報(bào)警，有時(shí)候又正常。 21號報(bào)警解釋為：X軸驅(qū)動(dòng)器報(bào)警。系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)連接是通過X軸和Z軸驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)X軸和Z軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)給實(shí)現(xiàn)的。引起驅(qū)動(dòng)器報(bào)警的原因如圖6.19所示。,圖6.19 引起驅(qū)動(dòng)器報(bào)警原因框圖,驅(qū)動(dòng)器報(bào)警,超 溫,過 流,通風(fēng)條 件不好 引起風(fēng) 扇壞,步進(jìn)電動(dòng)機(jī),外部接插件,驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部,電動(dòng)機(jī) 進(jìn)水,輸出 插座 壞,線圈 短路,外部接插件 電路有短路,報(bào)警電路有問

30、題,管子被擊穿,【例6.18】 一臺CJK0630機(jī)床，配有GSK980T或GSK990MDF3A系統(tǒng)，當(dāng)Z軸進(jìn)給時(shí)，低速振動(dòng)非常大，高速時(shí)按Z正方向進(jìn)給，有時(shí)向負(fù)方向運(yùn)行。 造成低速振動(dòng)一般是由以下兩個(gè)原因造成：一是驅(qū)動(dòng)器缺相；二是機(jī)械傳動(dòng)阻力大。 Z軸高速進(jìn)給時(shí)，有時(shí)向負(fù)方向運(yùn)行，從這一點(diǎn)可以說明步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相序亂，極有可能是缺相。將X軸驅(qū)動(dòng)器與Z軸驅(qū)動(dòng)器互換。上電后，試機(jī)，發(fā)現(xiàn)Z軸進(jìn)給時(shí)正常，按X軸進(jìn)給時(shí)出現(xiàn)上述故障現(xiàn)象，證明是Z軸驅(qū)動(dòng)器有故障。 驅(qū)動(dòng)器伴有報(bào)警現(xiàn)象，證明很有可能有功放管短路，引起驅(qū)動(dòng)器過流報(bào)警。斷電后，用萬用表的電阻擋(大于100k擋)，測量驅(qū)動(dòng)器電動(dòng)機(jī)接口的插頭上的A+

31、與A、B+與B、C+與C之間的電阻值。然后，用萬用表正極對被測點(diǎn)的負(fù)極，萬用表負(fù)極對被測點(diǎn)的正極測量，發(fā)現(xiàn)A相阻值比B相、C相電阻小，證明A相功放管有損壞。,【例6.19】 某機(jī)床配置交流伺服DA98驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行中，X軸驅(qū)動(dòng)器偶爾出現(xiàn)Err9報(bào)警。全數(shù)字式交流伺服驅(qū)動(dòng)器是一個(gè)半閉環(huán)控制系統(tǒng)，原理框圖如圖6.19所示。 Err9報(bào)警解釋為：編碼器故障。造成Err9報(bào)警是由于以下幾個(gè)原因：編碼器接線錯(cuò)誤；編碼器損壞；編碼器電纜不良；編碼器電纜過長，造成編碼器供電電壓偏低。 用萬用表電阻擋檢查編碼器連線，沒有錯(cuò)誤。反饋線長3m也屬于正常范圍。將伺服電動(dòng)機(jī)上的電動(dòng)機(jī)插頭和編碼器線插頭拔去。在電動(dòng)機(jī)編碼器

32、插頭上加直流5V，用示波器測量A相、B相、C相、U相、V相、W相，波形均正常，說明電動(dòng)機(jī)無故障。用萬用表電阻擋檢查反饋線，發(fā)現(xiàn)抖動(dòng)線時(shí)，其中有一根線有時(shí)通有時(shí)斷。于是更換編碼器反饋線，上電后正常運(yùn)行。,【例6.20】 數(shù)控龍門銑床，當(dāng)X軸正常運(yùn)行時(shí)，因液壓泵突然關(guān)閉，使臺面運(yùn)行中斷，并顯示報(bào)警。按復(fù)位鍵之后可清除該故障，但重新啟動(dòng)液壓泵，X軸仍不運(yùn)行，且持續(xù)十幾秒后液壓泵又自動(dòng)關(guān)閉，熒光屏上再次顯示同樣的報(bào)警信息。發(fā)現(xiàn)晶閘管控制部分有輸入信號，但無輸出信號，從而判斷輸出接線端子松動(dòng)引起上述故障。,【例6.21】 某數(shù)控機(jī)床配置DA98伺服系統(tǒng)，運(yùn)行中X軸驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)Err12報(bào)警，偶爾出現(xiàn)X軸驅(qū)動(dòng)器無現(xiàn)象。 Err12報(bào)警解釋為：過電流。Err12報(bào)警由以下原因造成：驅(qū)動(dòng)器U、V、W相線之間短路，接地不良，電動(dòng)機(jī)絕緣損壞，驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部電路損壞。 將X軸伺服電動(dòng)機(jī)從驅(qū)動(dòng)器上拆下來，檢查插頭和插座均沒有打火現(xiàn)象，但發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)上有切削液，故懷疑切削液進(jìn)入電動(dòng)機(jī)，使電動(dòng)機(jī)絕緣度降低。,圖6.20 DA98原理框圖,輸入 電源 220V,三相 整流,軟啟動(dòng),功率 模塊,輸出U、V、 W 電壓,開關(guān) 電源,控制板電壓,