第9章數(shù)控機床的選用與維護

1、第九章 數(shù)控機床的選用與維護技能目標(biāo)：1、了解數(shù)控機床如何選型、安裝及調(diào)試以及驗收的主要內(nèi)容2、熟悉數(shù)控機床的使用要求與維護保養(yǎng)的常識3、了解數(shù)控機床故障診斷的概念維修基本原則及實例4、了解和掌握數(shù)控機床的精度檢測數(shù)控機床的選用 數(shù)控機床具體涉及到微電子、計算機、自動控制、自動檢測以及精密機械等方面最新技術(shù)成果，其使用、維護也不盡相同。一、數(shù)控機床的選用確定典型加工工件數(shù)控機床規(guī)格的選擇機床精度的選擇數(shù)控系統(tǒng)的選擇工時和節(jié)拍的估算自動換刀裝置的選擇及刀柄的配置數(shù)控機床驅(qū)動電動機的選擇機床選擇功能及附件的選擇1、確定典型加工工件 考慮到數(shù)控機床品種多，而且每一種機床的性能只適用于一定的使用范圍，

2、只有在一定的條件下，加工一定的工件才能達到最佳效果。因此選購數(shù)控機床首先必須確定用戶所要加工的典型工件。 用戶單位在確定典型工件時，應(yīng)根據(jù)添置設(shè)備部門的技術(shù)改造或生產(chǎn)發(fā)展要求，確定有哪些零件的哪些工序準(zhǔn)備用數(shù)控機床來完成，然后采用成組技術(shù)把這些零件進行歸類。 一般在工廠車間設(shè)備配置中，臥式機床占6070%，立式機床占3040%。2、數(shù)控機床規(guī)格的選擇 數(shù)控機床的規(guī)格應(yīng)根據(jù)確定的典型工件進行。 數(shù)控機床的最主要規(guī)格就是幾個數(shù)控坐標(biāo)的行程范圍和主軸電機功率。 機床的三個基本直線坐標(biāo)（X、Y、Z）行程反映該機床允許的加工空間。 一般情況下加工件的輪廓尺寸應(yīng)在機床的加工空間范圍之內(nèi)；選用工件臺比典型零

3、件稍大一些是考慮到安裝夾具所需的空間。 工件臺面的大小基本上確定了加工空間的大小。 主軸電動機反映了數(shù)控機床的切削效率，也從一個側(cè)面反映了機床在切削時的剛性。 功率較大的直流或交流調(diào)速電機可用于高速切削，但在低速切削中轉(zhuǎn)矩受到一定限制。 在選擇規(guī)格時，應(yīng)考慮產(chǎn)品發(fā)展趨勢，尺寸大一點，對產(chǎn)品開發(fā)的適應(yīng)能力也強一些。 對少量特殊工件僅靠三個直線坐標(biāo)加工的數(shù)控機床還不能滿足要求，要另外增加回轉(zhuǎn)坐標(biāo)（A、B、C），或附加坐標(biāo)（U、V、W）等。3、機床精度的選擇 選擇機床的精度等級應(yīng)根據(jù)典型零件關(guān)鍵部位加工精度的要求來定。 國產(chǎn)加工中心精度可分為普通型和精密型兩種。如表為加工中心精度項目中的關(guān)鍵項目機床

4、精度主要項目表精度項目精度項目普通型普通型精密型精密型單軸定位精度0.01/300或全長0.005/全長單軸重復(fù)定位精度0.0050.003銑圓精度0.030.040.02 定位精度和重復(fù)定位精度綜合反映了該軸各運動元部件的綜合精度。 重復(fù)定位精度反映了該控制軸在行程內(nèi)任意定位點的定位穩(wěn)定性。 銑圓精度是綜合評價數(shù)控機床有關(guān)數(shù)控軸的伺服跟隨運動特性和數(shù)控系統(tǒng)插補功能的指標(biāo)。 從機床的定位精度可估算出該機床在加工時的相應(yīng)有關(guān)精度。 普通型 數(shù)控機床進給伺服驅(qū)動機構(gòu)大都采用半閉環(huán)方式，對滾珠絲杠受溫度變化造成的位置伸長無法檢測，因此會影響工件的加工精度。4、數(shù)控系統(tǒng)的選擇 為了能使數(shù)控系統(tǒng)與所需機

5、床相匹配，在選擇數(shù)控系統(tǒng)時應(yīng)遵循以下基本原則：根據(jù)數(shù)控機床類型選擇相應(yīng)的數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)有適用于車、銑、鏜、磨、沖壓等加工根據(jù)數(shù)控機床的設(shè)計指標(biāo)選擇數(shù)控系統(tǒng)。 在可供選擇的數(shù)控系統(tǒng)中，它們的性能高低差別很大不宜片面地追求高水平、新系統(tǒng)，而應(yīng)該對性能和價格等作一個綜合分析，選用合適的系統(tǒng)。根據(jù)數(shù)控機床的性能選擇數(shù)控系統(tǒng)功能 一個數(shù)控系統(tǒng)具有很多功能，有的屬于基本功能，有的屬于 選擇功能。 對于選擇功能一定要根據(jù)機床性能需要來選擇，如果不加分析的都要，許多功能就用不上，會大幅度增加產(chǎn)品成本。訂購數(shù)控系統(tǒng)時要考慮周全 訂購時把需要的系統(tǒng)功能一次訂全，不能遺漏，避免由于漏訂而造成的損失。5、工時和的

6、估算 選擇機床時必須作可行性分析，一年之內(nèi)該機床能加工出多少典型零件。 對每個典型零件，可根據(jù)準(zhǔn)備給機床配置的刀具情況來確定切削用量。并計算每道工序的切削時間t切及相應(yīng)輔助時間t輔（ 1020% t切）。 中小型加工中心每次的換刀時間約為1020s，這時單工序時間為t工序 t切+ t輔+n（1020s）按300個工作日，兩班制，一天有效工件時間1415小時計算，可算出機床的年生產(chǎn)能力。6、自動換刀裝置的選擇及刀柄的配置 自動換刀裝置（ATC）是加工中心、車削中心和帶有交換沖頭數(shù)控沖床的基本特征。 自動換刀裝置的工作質(zhì)量掛接關(guān)系到加工中心的整機質(zhì)量，其投資往往占整機的3050%。 用戶在滿足使用

7、要示的前提下，盡量選用結(jié)構(gòu)簡單和可靠性高的ATC，也可相應(yīng)降低整機的價格。 ATC刀庫中儲存刀具的數(shù)量，有十幾把到40、60、100把等。 如果選用的加工中心不準(zhǔn)備用于柔性加工單元或FMS中，刀庫容量不宜選得太大。 用戶一般應(yīng)根據(jù)典型工件的工藝分析算出需用的刀具數(shù)，來確定刀庫的容量。 一般加工中心的刀庫只考慮能滿足一種工件 一次裝夾所需的全部刀具（即一個獨立的加工程序所需的全部刀具）。 在立式加工中心上選用20把左右刀具容量的刀庫，在臥式加工中心上選用 40把左右刀具容量的刀庫。 對于復(fù)雜工件，如果考慮一次完成全部加工則所需刀具數(shù)會超過刀庫容量，但全面考慮綜合工藝因素，把一個復(fù)雜工件分為兩個或

8、三個加工程序進行加工，每個程序所需刀具數(shù)就不一定超過40把。 主機和ATC選定后，就要選擇所需的刀柄和刀具。 加工中心專用的工件系統(tǒng)，我國由成都工具研究所制訂了TSG工具系統(tǒng)刀柄標(biāo)準(zhǔn)。 選擇刀柄需注意的問題為：標(biāo)準(zhǔn)刀柄與機床主軸連接的結(jié)合面是7：24錐面。 選擇刀柄必須了解機床主軸用的規(guī)格，機械手夾持尺寸及刀柄的拉釘尺寸。在TSG工具系統(tǒng)中有相當(dāng)部分產(chǎn)品是不帶刃具的，這些刀柄相當(dāng)于過渡連接桿。 它們必須再配置相應(yīng)的刀具（如立銑刀、鉆頭、鏜刀頭和絲錐等）和附件（如鉆夾頭、彈簧卡頭和絲錐夾頭等）用戶根據(jù)典型工件工藝所需的工序及其工藝卡片填制所需工具卡片，如表所示。 刀柄的選擇要慎重對待，它直接影響

9、機床的開動率和設(shè)備投資大小。機床型號機床型號JCS048零件號零件號X-023程序編號程序編號刀具號工步號刀柄型號刀具型號刀具偏置值備注直徑長度T11JT45-M360直徑29錐柄鉆頭29實測H01T22JT45-T20251358X8鏜刀頭29.8實測H02T33JT45-TQW29135鏜刀頭TQW230H8實測H03適用模塊式刀柄和復(fù)合刀柄要有綜合考慮，模塊式刀柄必須按一個小的工件系統(tǒng)來考慮。 也非模塊式刀柄比較，使用單個普通刀柄是不合理的。 對一些批量較大，而年生產(chǎn)幾千到上萬件，又把反復(fù)生產(chǎn)的典型工件，應(yīng)盡可能考慮選用復(fù)合刀具。 盡管復(fù)合刀柄價格要高得多，但在加工中心上采用復(fù)合刀具加工

10、，可把多道工序并成一道工序，由一把刀具完成，大大減少了機加工時間。 采用復(fù)合刀具可以充分發(fā)揮數(shù)控機床的切削功能。提高生產(chǎn)效率和縮短生產(chǎn)節(jié)拍。選用刀具預(yù)調(diào)儀 用于測定刀具徑向尺寸和軸向尺寸，測量裝置有光學(xué)編碼器、光柵或感應(yīng)同步器等。 檢測精度：徑向為0.005mm，軸向為0.01mm左右。刀具預(yù)調(diào)儀對刀粘度的要求必須與刀具系統(tǒng)綜合加工精度全面考慮。因為預(yù)調(diào)儀上測得的刀具尺寸是在光屏投影下或接觸測量下，沒有承受切削力的靜態(tài)的結(jié)果，如果測定的是鏜刀精度，它并不等于加工的孔能達到此精度。7、數(shù)控機床驅(qū)動電動機的選擇 機床的驅(qū)動電動機包括進給伺服電動機和主軸電動機兩大類。一）進給驅(qū)動伺服電動機的選擇 原

11、則上應(yīng)根據(jù)負(fù)載條件來選擇伺服電動機。 在電動機軸上所加的負(fù)載有兩種，即阻尼轉(zhuǎn)矩和慣性負(fù)載。其值應(yīng)滿足以下條件：1）當(dāng)機床作空載運行時，加在伺服電動機軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩應(yīng)在轉(zhuǎn)矩速度我曲線的連續(xù)工作區(qū)。2）最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩、加載周期及過載時間都應(yīng)在提供的我曲線的允許范圍以內(nèi)3）電動機在加速或減速過程中的轉(zhuǎn)矩應(yīng)在加減速區(qū)（或間斷工作區(qū)）之內(nèi)。4）對要求頻繁起、制動及周期性變化的負(fù)載 ，必須檢查它在一個周期中的轉(zhuǎn)矩均方根值，并應(yīng)小于電動機的連續(xù)額定轉(zhuǎn)矩。5）加在電動機軸上的負(fù)載慣量大小對電動機的靈敏度和整個伺服系統(tǒng)精度將產(chǎn)生影響。 推薦對電動機慣量JM和負(fù)載慣量JL之間的關(guān)系為1 JL / JM 3二）主軸電

12、動機的選擇 選擇主軸電動機功率的原則按以下幾條原則，綜合考慮來選擇主軸電動機的功率。所選擇電動機應(yīng)能滿足機床設(shè)計切削功率要求。根據(jù)要求的主軸加減速時間計算出的電動機功率不應(yīng)超過電動色目人最大輸出功率。在要求主軸頻繁起、制動的場合，必須計算出平均功率，其值不能超過電動機連續(xù)額定輸出功率。在要示恒表面速度控制的場合，則恒表面速度控制所需的切削功率和加速所需功率兩者之和應(yīng)在電動機能夠提供的功率范圍之內(nèi)。8、機床選擇功能及附件的選擇 選擇選擇件、選擇功能及附件的基本原則是：全面配置、長遠綜合考慮。 對于一些價格增加不多，但對使用帶來很多方便的應(yīng)盡可能配置齊全，附件也應(yīng)配置成套。 用戶單位選用的機床，數(shù)

13、控系統(tǒng)不宜太多太雜，否則會給修理帶來極大困難。 對可以多臺機床合用的附件，只要接口通用，應(yīng)多臺機床合用，可減少投資。 要選擇與生產(chǎn)能力相應(yīng)的冷卻、防護及排屑裝置。安裝與調(diào)試數(shù)控機床的安裝、調(diào)試與驗收是設(shè)備前期管理的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)數(shù)控機床運輸?shù)焦さ睾?，進行安裝、調(diào)試、并進行試運行，精度驗收合格后才能交付使用。對于小型數(shù)控機床不要組裝連接，只要接通電源、調(diào)整床身水平就可以投入使用。對于大中型數(shù)控機床，一般發(fā)貨時都是將數(shù)控機床分解幾個部分，要進行重新組裝和調(diào)試1、數(shù)控機床的安裝安裝基地和安裝環(huán)境的要求拆箱、就位、找平清理、組裝、連接外部電纜的連接2、數(shù)控機床的調(diào)試通電試車前的檢查和調(diào)整1）檢查電氣柜2

14、）檢查數(shù)控柜3）檢查電磁閥4）檢查所有開關(guān)、按鈕及接線的質(zhì)量5）檢查電源電壓、頻率與及相序6）檢查數(shù)控系統(tǒng)各種參數(shù)與廟宇的一致性通電試車 對于大型設(shè)備，為了安全，采用分別供電。接通總電源后，觀察無異常現(xiàn)象后，用手動方式陸續(xù)啟動各部件 。機床精度和功能的調(diào)試1）用地腳螺栓和墊鐵精調(diào)機床床身的水平，移動床身上的各運動件觀察變化，相應(yīng)調(diào)整機床精度使之在公關(guān)范圍內(nèi)。在調(diào)整時以調(diào)整墊鐵為主，必要時可稍微改變導(dǎo)軌上的鑲條和預(yù)緊滾輪，使機床達到精度要求。2）調(diào)整機械手、刀庫和主軸的相對位置，讓機床自動再手動，檢查抓刀、裝刀、拔刀等動作是否準(zhǔn)確調(diào)整時用心棒檢測，有誤差時調(diào)整機械手的行程或機械手的支座或刀庫的位

15、置。3）檢查數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)值是否符合隨機資料中的規(guī)定，然后試驗各主要操作功能、運行行程、常用指令執(zhí)行情況等，如手動操作方式、點動方式、自動運行方式、行程的極限保護、主軸掛檔指令和各級轉(zhuǎn)速指令等，執(zhí)行應(yīng)正確無誤。4）檢查機床輔助功能及附件的正常工作。照明燈是否亮，能否出切削液。5）帶有APC工作臺的機床把工作臺運動到交換位置，調(diào)整托盤與交換臺的相對位置，使工作臺自動交換時動作平穩(wěn)、可靠、正確。然后在工作臺面上裝有7080%的允許負(fù)載，進行多次承載交換，達到正確無誤后緊固各有關(guān)螺釘。機床試運行 數(shù)控車床在其安裝調(diào)試結(jié)束后，必須對其工作可靠性進行檢驗，一般可通過對整機在一定條件下較長時間的自動運行來

16、檢驗。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)控機床連續(xù)運轉(zhuǎn)時間一般為16小時，加工中心為32小時。自動運行期間不應(yīng)發(fā)生任何故障，如出現(xiàn)故障或排除故障超出規(guī)定時間，應(yīng)在調(diào)整后重新進行自動運行實驗。3數(shù)控機床的驗收 設(shè)備驗收是指用戶根據(jù)設(shè)備生產(chǎn)廠檢驗合格證上所驗收項目及實際可能采取的檢驗手段，全部或部分地檢測各項技術(shù)指標(biāo)是否符合合格證上規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，并將檢測到的數(shù)據(jù)記入設(shè)備技術(shù)檔案，作為日后維修的依據(jù)。這一過程稱為設(shè)備驗收。設(shè)備的幾何精度檢查 數(shù)控加工設(shè)備的檢查通?？砂赐ㄓ脵C床的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行，使用的檢測工具和方法也與普通機床幾何精度檢查基本類似。定位精度的檢查 設(shè)備定位精度是表面加工設(shè)備各運動部件在數(shù)控裝置下所能達到的運

17、動精度。切削加工精度的檢查 加工精度的檢查是指在切削加工條件下對加工設(shè)備幾何精度和定位精度的綜合檢查。設(shè)備性能及數(shù)控功能檢查 不同類型的加工設(shè)備，其機床本體性能和數(shù)控功能的檢查項目不同。數(shù)控機床的維護和保養(yǎng) 數(shù)控設(shè)備是一種自動程度較高、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的先進加工設(shè)備，是企業(yè)重點、關(guān)鍵設(shè)備。要發(fā)揮數(shù)控設(shè)備的高效益，就必須正確的操作和精心的維護，才能保證設(shè)備的利用率。正確的操作使用能夠防止機床非正常磨損，避免突發(fā)故障；做好日常維護保養(yǎng)，可使設(shè)備保持良好的技術(shù)狀態(tài)，延緩劣化進程，及時發(fā)現(xiàn)和消滅故障隱患，從而保證安全運行。1、機床本體部件主軸部件 為了適應(yīng)主軸轉(zhuǎn)速向更高速化發(fā)展的需要，又有了新的潤滑冷卻方式

18、： 1）油氣潤滑方式 2）噴注潤滑方式主傳動鏈 定期調(diào)整主軸驅(qū)動帶的松緊程度，防止因帶打滑造成的丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象；檢查主軸潤滑的恒溫油箱、調(diào)節(jié)溫度范圍，及時補充油量，并清洗過濾器；主軸中刀夾緊裝置長時間使用后，會產(chǎn)生間隙，影響刀具的夾緊，需及時調(diào)整液壓缸活塞的位移量。滾珠絲杠螺紋副刀庫及換刀機械手導(dǎo)軌 1）潤滑方法，一般是人工定期加油或用油杯供油。 2）導(dǎo)軌的防護，為了防止切屑，磨?；蚶鋮s液散落在導(dǎo)軌面上面引起磨損，擦傷和銹蝕，導(dǎo)軌面上應(yīng)有可靠的防護裝置液壓、氣壓系統(tǒng) 定期對各潤滑、液壓、氣壓系統(tǒng)的過濾的過濾器或分濾網(wǎng)進行清洗或更換； 定期對液壓系統(tǒng)進行油質(zhì)化驗檢查和更換液壓油，控制油液污染。 對氣壓

19、系統(tǒng)要保證供給潔凈的壓縮空氣；保證空氣中含有適量的潤滑油；保持氣動系統(tǒng)的密封性；保證氣動元件中運動零件的靈敏性；保證氣動裝置具有合適的工作壓力和運動速度；要點檢管路系統(tǒng)；對氣動元件要定檢，檢查有無漏氣現(xiàn)象等。2、數(shù)控系統(tǒng)紙帶閱讀裝置 如果閱讀裝置的閱讀帶部分有污物會使讀入信息出現(xiàn)錯誤，所以操作人員應(yīng)系于對閱讀頭表面、紙帶板及紙帶通道表面進行檢查，用酒精紗布擦去污物，對導(dǎo)向滾軸、張緊臂滾軸應(yīng)每半年加注一次潤滑油。保證數(shù)控柜、電氣柜空氣、空氣過濾器、電路 散熱通風(fēng)系統(tǒng)正常工作，有灰塵、油污時，要根據(jù)使用環(huán)境定期清掃，一般情況下每812個月清掃一次。如環(huán)境潮濕、灰塵較多，6個月必須清掃一次。伺服電機

20、 要每1012個月進行一次維護保養(yǎng)：加減速變化頻繁的機床，要每4個月份就進行一次維護保養(yǎng)。定期更換伺服電機的電刷。主要檢查開關(guān)、按鈕、電纜線 移動接頭、拐彎處是否出現(xiàn)接觸不良、防止斷線或短路等故障。 有些數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)存儲器是采用CMOS元件，其存儲內(nèi)容在斷電時靠電池供電保持。一般一年應(yīng)更換一次電池，并且一定要在數(shù)控系統(tǒng)通電狀態(tài)下進行，否則可能會使存儲參數(shù)丟失，數(shù)控系統(tǒng)不能工作。數(shù)控機床的故障診斷與維修一、設(shè)備平均有效度 關(guān)于設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，國際上通用的指標(biāo)為平均有效度(A)，并由下式來定義：式中，MTBF兩次故障間隔的時間，即平均無故障時間；MTTR排除故障的修復(fù)時間。顯然，正確的操作

21、、完善的設(shè)備管理與維護，可減少停機時間，即增大了MTBF；高效的診斷故障與修復(fù)設(shè)備則是減小了MTTR。于是設(shè)備的平均有效度A越大，表明設(shè)備利用率高，企業(yè)的效益就增大。MTTRMTBFMTBFA一、設(shè)備平均有效度1.增大MTBF措施1）電源電壓正常，遠離干擾源、振動源2）溫度、濕度適宜，通風(fēng)良好，避免灰塵、煙霧進入機床（電控柜門不要常打開）3）正確使用、操作（開關(guān)機、裝夾、換刀對刀、編程、校驗等）4）好的保養(yǎng)、維護（清潔、潤滑（油量、油質(zhì)）、冷卻風(fēng)扇及通風(fēng)裝置（檢查、清潔）、松動情況、數(shù)控機床不易長期封存）一、設(shè)備平均有效度2.減小MTTR措施1）資料2）維修工具3）備件4）提高維修人員、操作人

22、員故障診斷能力（自學(xué)、培訓(xùn)）5）管理（RCM、TPM）二、數(shù)控機床維修的基本要求1.必要的技術(shù)資料1）數(shù)控機床編程、操作說明書2）機床手冊機：安裝與調(diào)整、傳動系統(tǒng)及主要部件、潤滑與冷卻系統(tǒng)、液壓氣動、自動換刀裝置、數(shù)控轉(zhuǎn)臺、排屑器等電：主要元器件明細、機床電氣控制原理圖等3）數(shù)控系統(tǒng)方面的資料接口與連接、參數(shù)意義與設(shè)定、報警清單等4）PLC的資料梯形圖、I/O地址及意義、報警信息等5）伺服單元的資料伺服驅(qū)動器、主軸驅(qū)動器使用說明書6）維修記錄二、數(shù)控機床維修的基本要求2.必要的維修器具與備件1)常用測量儀器、儀表如萬用表、示波器、相序表、長度測量工具等。2)常用維修器具如電烙鐵、旋具類工具、鉗

23、類工具、扳手類工具等。3)常用備件配置數(shù)控系統(tǒng)的備件要根據(jù)實際情況來處理。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。 三、故障分類 1.按發(fā)生故障的部件分主機故障和電氣故障主機故障又稱機床本體故障，主要包括機械、潤滑、冷卻、排屑、液壓、氣動、防護裝置。三、故障分類2.按性質(zhì)分系統(tǒng)性故障和隨機性故障3.按有無報警顯示分有報警顯示（硬件報警和軟件報警）和無報警顯示（如某軸運動中突然停止、某軸運動時快時慢）4.按原因分?jǐn)?shù)控機床自身故障和外部故障大多為自身故障，外部故障有：供電電壓、環(huán)境（溫度、濕度、粉塵等）、外來振動和干

24、擾、人為因素（操作或維護不當(dāng)）等。 四、數(shù)控機床故障排除思路與步驟 1.思路掌握信息、尋找特征；查看故障記錄、維修檔案、技術(shù)資料、詢問操作人員故障全過程、現(xiàn)場親自觀察。據(jù)理析象、判斷類型；羅列成因、確定步驟；羅列所有可能原因（CNC、機械、強電、液壓、氣動等），綜合判斷、分析，確定步驟。合理測試、故障定位；運用故障排除原則，高效、準(zhǔn)確的定位。排除故障、恢復(fù)設(shè)備?；謴?fù)設(shè)備、現(xiàn)場，整理相關(guān)資料，做好修后檔案工作。四、數(shù)控機床故障排除思路與步驟2.步驟1）診斷與維修前的準(zhǔn)備工作2）現(xiàn)場工作3）修后檔案工作五、故障排除應(yīng)遵循的原則1.先靜后動(或先方案后操作)2.先軟后硬3.先外后內(nèi)4.先機后電5.先

25、公后專6.先簡后繁7.先一般后特殊8.先查輸入后查負(fù)載 六、故障診斷與排除的基本方法1.直觀法(常規(guī)檢查法)這是一種最基本的方法。問：機床的故障現(xiàn)象、加工狀況等看：報警信息、報警指示燈、電子元器件、機械部分等聽：異常聲響(振動、撞擊聲等)觸：發(fā)熱、振動、接觸不良等嗅：電器元件焦糊味及其他異味六、故障診斷與排除的基本方法例例 WY203型自動換向數(shù)控組合機床，Z軸一啟動就出現(xiàn)跟隨誤差過大而報警停機。故故障分析障分析 經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)位置控制環(huán)反饋元件光柵電纜由于運動中受力而拉傷斷裂，造成丟失反饋信號所致。 六、故障診斷與排除的基本方法2.系統(tǒng)自診斷法現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)已具備了較強的自診斷功能，能隨時監(jiān)視數(shù)

26、控系統(tǒng)的硬件和軟件的工作狀況。一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即在CRT上顯示報警信息或用發(fā)光二極管指示出故障的大致起因。利用自診斷功能，也能顯示出系統(tǒng)與主機之間接口信號的狀態(tài)，可以檢查數(shù)控系統(tǒng)是否將信號輸出到機床側(cè)，機床側(cè)的開關(guān)信號是否已輸入到數(shù)控系統(tǒng)，從而判斷出故障發(fā)生在機床側(cè)還是CNC側(cè)，并指示出故障的大致部位。此方法是當(dāng)前維修最有效的一種方法。六、故障診斷與排除的基本方法1)軟件報警CRT顯示，CNC報警、PLC報警。2)硬件報警伺服單元、主軸伺服、電源單元、操作面板等報警燈及數(shù)碼管等。3)信號診斷的實時狀態(tài)表 (1通0斷)PLC輸入輸出X、Y（PLC與MT信息交換）六、故障診斷與排除的基本方法3.參

27、數(shù)檢查法在CRT上調(diào)用參數(shù)設(shè)置畫面，利用檢查參數(shù)來判斷故障類型、診斷與排除故障的方法。參數(shù)是整個數(shù)控系統(tǒng)中很重要的一部分，如果參數(shù)出現(xiàn)了問題可以引起各種各樣的問題，所以在維修調(diào)試的時候一定要注意檢查參數(shù)：首先排除因為參數(shù)設(shè)置不合理而引起的故障，再從別的位置查找問題的根源。 六、故障診斷與排除的基本方法參數(shù)通常存放在磁泡存儲器或需由電池保持的CMOS RAM中，一旦電池不足或外界某種干擾等因素，會使個別參數(shù)丟失或變化，發(fā)生混亂，使機床無法正常工作。此時，通過核對、修正參數(shù)就能將故障排除。機床因長期閑置，工作時無緣無故地出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象或有故障而無報警時，就應(yīng)根據(jù)故障特征，檢查和校對有關(guān)參數(shù)。經(jīng)過長

28、期運行的數(shù)控機床，由于其機械傳動部件磨損，電氣元件性能變化等原因，也需對其有關(guān)參數(shù)進行調(diào)整。有些機床的故障往往就是由于未及時修改某些不適應(yīng)的參數(shù)所致。六、故障診斷與排除的基本方法例例 配置某系統(tǒng)的XK715型數(shù)控立銑床，開機后不久出現(xiàn)403伺服未準(zhǔn)備好、420、421、422號(X、Y、Z各軸超速)報警。故障分析故障分析 這種現(xiàn)象常與參數(shù)有關(guān)。檢查參數(shù)后，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)混亂。將參數(shù)重新輸入，上述報警消失。再對存儲器重新分配后，機床恢復(fù)正常。 六、故障診斷與排除的基本方法4.功能測試法 常應(yīng)用于：1)機床加工造成廢品而一時無法確定是編程、操作不當(dāng)，還是數(shù)控系統(tǒng)故障。2)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)隨機性故障，一時難以

29、區(qū)別是外來干擾，還是數(shù)控系統(tǒng)穩(wěn)定性不好。如不能可靠執(zhí)行各加工指令。3)閑置時間較長的數(shù)控機床再投入使用時，或?qū)?shù)控機床進行定期檢修時。 六、故障診斷與排除的基本方法功能測試流程圖如下六、故障診斷與排除的基本方法例例 在配備FANUC-7CM數(shù)控系統(tǒng)的加工中心加工中，出現(xiàn)零件尺寸相差甚大，數(shù)控系統(tǒng)又無報警時，可使用功能程序測試法，將功能測試代輸人數(shù)控系統(tǒng)空運行。故障分析故障分析 當(dāng)運行到含有G01、G02、G03、G41等指令的四角帶圓弧的長方形典型程序時，發(fā)現(xiàn)機床運行軌跡與所要求的圖形尺寸不符，從而確認(rèn)機床刀補功能不良。該系統(tǒng)的刀補軟件存放在EPROM芯片中，調(diào)換該集成電路后機床加工恢復(fù)正常。

30、 六、故障診斷與排除的基本方法5. 交換部件法和部件替換法 在大致確認(rèn)了故障范圍，并確認(rèn)外部條件完全相符的情況下，利用裝置上同樣的印制電路板、模塊、集成電路芯片或元器件來替換有疑點部分的方法。它是電器修理中常用的一種方法，主要優(yōu)點是簡單和方便。 當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)某軸運動不正常，常采用換軸法來確定故障部位。六、故障診斷與排除的基本方法注意：1) 必須斷電后才能更換電路板或組件。2)有些電路板，例如PLC的I/O板上有地址開關(guān)，交換時要相應(yīng)改變設(shè)置值。3)有的電路板上有跳線及橋接調(diào)整電阻、電容，應(yīng)調(diào)整到與原板相同時方可交換。4)模塊的輸入、輸出必須相同。以驅(qū)動器為例，互換時型號要相同，若不同，則要考慮接

31、口、功能的影響，避免故障擴大。 六、故障診斷與排除的基本方法另外：1)最好是相同規(guī)格的電子元件，最起碼應(yīng)技術(shù)參數(shù)相近；2)注意拆接線；3)注意反饋環(huán)路的連接；4)不要在拆卸中造成被拆件的損壞。 六、故障診斷與排除的基本方法例例 某數(shù)控車床，X軸不動（其機械部分正常），其他功能正常。 故障分析故障分析 可以采用交換法。X軸不能動，故障可能發(fā)生在數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動器或電動機。將X、Z兩軸電動機驅(qū)動電纜交換，發(fā)現(xiàn)X軸運動正常，而Z軸不動，說明原X軸電動機正常，數(shù)控系統(tǒng)到驅(qū)動器之間信號也正常。由此判斷原X軸驅(qū)動器損壞。后經(jīng)更換相同型號驅(qū)動器，故障排除。 六、故障診斷與排除的基本方法6.隔離法當(dāng)某些故障(如

32、軸抖動、爬行等)，因一時難以區(qū)分是數(shù)控部分，還是伺服系統(tǒng)或機械部分造成的，常采用隔離法來處理。隔離法將機電分離，數(shù)控系統(tǒng)與伺服系統(tǒng)分開，或?qū)⑽恢瞄]環(huán)分開做開環(huán)處理等。這樣，將復(fù)雜的問題就化為簡單的問題，就能較快地找出故障原因。 六、故障診斷與排除的基本方法例例 配置某系統(tǒng)的JCS-018立式加工中心，Z軸忽然出現(xiàn)異常振動聲，馬上停機，將Z軸電動機與絲杠分開，試車時仍然振動，可見振動不是由機械傳動機構(gòu)的原因所造成。為區(qū)分是伺服單元故障，還是電動機的故障，采用了Y軸伺服單元控制Z軸電動機的方法，還是振動，所以初步可判斷為Z軸電動機故障。更換后，故障排除。 六、故障診斷與排除的基本方法7.測量比較法(對比法)為了調(diào)整、維修的便利，在數(shù)控系統(tǒng)的印制電路板上，通常都設(shè)置有檢測用的端子。維修人員利用這些檢測端子，可以測量、比較正常的印制電路板和有故障的印制電路板之間的電壓或波形的差異，進而分析、判斷故障原因及故障所在位置。 六、故障診斷與排除的基本方法例例 某數(shù)控立銑床，Y軸移動時出現(xiàn)振動，快速時尤為明顯，甚至伴有大的沖擊，而其他軸皆運行正常。將故障軸Y與正常軸X進行對比，用示波器觀察低速時X軸和Y軸測速發(fā)電機的輸出電壓波形。發(fā)現(xiàn)，Y軸測速