機(jī)電數(shù)控大學(xué)本科方案設(shè)計(jì)書數(shù)控機(jī)床電氣故障分析與修護(hù)

1、濱州職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目：數(shù)控機(jī)床電氣故障分析與維修維護(hù)學(xué) 號(hào)：姓 名：專業(yè)班級(jí)：教學(xué)單位：指導(dǎo)教師：O一年六月濱州職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 數(shù) 控 專 業(yè) 08_年級(jí)年月日批 準(zhǔn)1畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：專業(yè)負(fù)責(zé)人： 發(fā)放經(jīng)手人： 數(shù)控機(jī)床電氣故障分析與維修維護(hù)2學(xué)生完成全部任務(wù)期限： 年月日3任務(wù)要求：4實(shí)驗(yàn)（調(diào)研）部分內(nèi)容要求：5文獻(xiàn)查閱及翻譯要求：6發(fā)出日期：年月日指 導(dǎo) 教 師：(_ 簽名)學(xué)生：(_簽名)濱州職業(yè)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程表學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 業(yè)年級(jí)： 旨導(dǎo)教師:論文設(shè)計(jì)題 目 ：序號(hào)日期工作安排要求濱州職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查登記表學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 業(yè)年級(jí)： 旨導(dǎo)教師:畢業(yè)設(shè)計(jì)

2、題目序號(hào)日期指導(dǎo)、檢查內(nèi)容學(xué)生簽名注：日期和指導(dǎo)、檢查內(nèi)容由指導(dǎo)教師填寫濱州職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)定書教學(xué)單位： 所屬行政班級(jí)： 學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號(hào)：_、設(shè)計(jì)（論文）題目： 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)共頁，附圖張 三、審閱意見及評(píng)語根據(jù)濱州職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)施意見，同意（不同意）該生參加畢業(yè)答辯名）（簽指導(dǎo)教師職 稱工作單位數(shù)控機(jī)床電氣故障分析與修護(hù)摘要： 隨著現(xiàn)在機(jī)械零件精度要求的大幅提高以及國外機(jī)械精加工對我國機(jī)械制 造業(yè)的影響，傳統(tǒng)型的機(jī)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(jī)床的 產(chǎn)生與普及無疑給世界機(jī)械制造業(yè)帶來了空前的革新，其加工精度、效率、復(fù)雜 曲面加工等等，是傳統(tǒng)機(jī)床所無法比擬的。我

3、國數(shù)控起步較晚，與德國、美國等 發(fā)達(dá)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(shí)產(chǎn)權(quán)，高檔數(shù)控 系統(tǒng)基本依賴進(jìn)口，如西門子、發(fā)那科、華中，凱恩帝，日本 FANUC等等。我國 在數(shù)控維修調(diào)試方面更是人才短缺，經(jīng)驗(yàn)匱乏，導(dǎo)致國內(nèi)許多高檔數(shù)控機(jī)床都要 聘請國外專家維修調(diào)試。本文從具體實(shí)踐出發(fā)，涵蓋系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)、電機(jī)、電路等內(nèi)容。在第一章節(jié)中， 順帶介紹了數(shù)控機(jī)床的維護(hù)維修基礎(chǔ)。第二、第三章節(jié)是本文的重點(diǎn)所在，在分 析系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)故障之前都是從原理著手，并且已將故障全部歸類，其中系統(tǒng)部分 歸為 5 大類，驅(qū)動(dòng)部分歸為 11 類，然后逐步展開細(xì)分，加以闡述。驅(qū)動(dòng)部分以伺 服驅(qū)動(dòng)為代表，因?yàn)槟壳皵?shù)控機(jī)

4、床在配置驅(qū)動(dòng)時(shí)都以伺服為主，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)由于精 度低的缺點(diǎn)而趨于淘汰。第四章節(jié)簡單敘述了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一般維護(hù)。本論文內(nèi)容 在結(jié)合理論知識(shí)的同時(shí)更注重平時(shí)經(jīng)驗(yàn)積累，故障分析通俗易懂，可作為數(shù)控操 作、維修、調(diào)試的參考資料。關(guān)鍵詞： 數(shù)控系統(tǒng)，伺服驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)，故障分析排除第一章 數(shù)控機(jī)床的概述1.1 數(shù)控技術(shù)數(shù)控技術(shù)，簡稱“數(shù)控”。英文：Numerical Control (NQ。是指用數(shù)字、 文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。它所控 制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的 產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。 1908 年，穿

5、孔的金屬薄片互 換式數(shù)據(jù)載體問世； 19 世紀(jì)末，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā) 明； 1938 年，香農(nóng)在美國麻省理工學(xué)院進(jìn)行了數(shù)據(jù)快速運(yùn)算和傳輸，奠定了現(xiàn)代 計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展 起來的。 1952 年，第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問世，成為世界機(jī)械工業(yè)史上一件劃時(shí)代的事 件，推動(dòng)了自動(dòng)化的發(fā)展。現(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)也叫計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)，目前它是采用 計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計(jì)算機(jī)按事先存貯的控制程序來執(zhí) 行對設(shè)備的控制功能。由于采用計(jì)算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置， 使輸入數(shù)據(jù)的存貯、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實(shí)

6、現(xiàn)，均可以通過 計(jì)算機(jī)軟件來完成。1.2 數(shù)控機(jī)床數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床( Computer numerical control machine tools ) 的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具 有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作數(shù)控折彎 機(jī)并加工零件。按工藝用途分類金屬切削類數(shù)控機(jī)床 ,包括數(shù)控車床 ,數(shù)控鉆床 ,數(shù)控銑床 ,數(shù)控磨床 ,數(shù)控鏜 床發(fā)及加工中心 . 這些機(jī)床都有適用于單件、小批量和多品種和零件加工，具有很 好的加工尺寸的一致性、很高的生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度，以及很高的設(shè)備柔性。金屬成型類數(shù)控機(jī)床；這類機(jī)床包括數(shù)控折

7、彎機(jī)，數(shù)控組合沖床、數(shù)控彎管 機(jī)、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)等。數(shù)控特種加工機(jī)床；這類機(jī)床包括數(shù)控線（電極）切割機(jī)床、數(shù)控電火花加 工機(jī)床、數(shù)控火焰切割機(jī)、數(shù)控激光切割機(jī)床、專用組合機(jī)床等。其他類型的數(shù)控設(shè)備；非加工設(shè)備采用數(shù)控技術(shù)，如自動(dòng)裝配機(jī)、多坐標(biāo)測 量機(jī)、自動(dòng)繪圖機(jī)和工業(yè)機(jī)器人等。按運(yùn)動(dòng)方式分類點(diǎn)位控制；點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)是機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件只能夠?qū)崿F(xiàn)從一個(gè)位 置到另一個(gè)位置的精確運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)和定位過程中不進(jìn)行任何加工工序。如數(shù)控 鉆床、數(shù)按坐標(biāo)鏜床、數(shù)控焊機(jī)和數(shù)控彎管機(jī)等。直線控制；點(diǎn)位直線控制的特點(diǎn)是機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件不僅要實(shí)現(xiàn)一個(gè)坐標(biāo)位置 到另一個(gè)位置的精確移動(dòng)和定位，而且能實(shí)現(xiàn)平行于坐標(biāo)軸的

8、直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或控 制兩個(gè)坐標(biāo)軸實(shí)現(xiàn)斜線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。輪廓控制；輪廓控制數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)是機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)坐標(biāo)軸 同時(shí)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。它不僅要求控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的起點(diǎn)與終點(diǎn)坐標(biāo)位置，而且 要求控制整個(gè)加工過程每一點(diǎn)的速度和位移量，即要求控制運(yùn)動(dòng)軌跡，將零件加 工成在平面內(nèi)的直線、曲線或在空間的曲面。按控制方式分類開環(huán)控制；即不帶位置反饋裝置的控制方式。半閉環(huán)控制；指在開環(huán)控制伺服電動(dòng)機(jī)軸上裝有角位移檢測裝置，通過檢測 伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角間接地檢測出運(yùn)動(dòng)部件的位移反饋給數(shù)控裝置的比較器，與輸 入的指令進(jìn)行比較，用差值控制運(yùn)動(dòng)部件。閉環(huán)控制；是在機(jī)床的最終的運(yùn)動(dòng)部件的相應(yīng)位置直接直線或回轉(zhuǎn)式檢測裝

9、置，將直接測量到的位移或角位移值反饋到數(shù)控裝置的比較器中與輸入指令移量 進(jìn)行比較，用差值控制運(yùn)動(dòng)部件，使運(yùn)動(dòng)部件嚴(yán)格按實(shí)際需要的位移量運(yùn)動(dòng)。 按數(shù)控制機(jī)床的性能分類經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床； 中檔數(shù)控機(jī)床； 高檔數(shù)控機(jī)床； 按所用數(shù)控裝置的構(gòu)成方式分類硬線數(shù)控系統(tǒng)； 軟線數(shù)控系統(tǒng)；加工中心第一臺(tái)加工中心是 1958 年由美國卡尼 - 特雷克公司首先研制成功的。它在數(shù) 控臥式鏜銑床的基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)換刀裝置，從而實(shí)現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進(jìn) 行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工。加工中心是帶有刀庫 和自動(dòng)換刀裝置的一種高度自動(dòng)化的多功能數(shù)控機(jī)床。工件在加工中心上經(jīng)一次 裝夾后，能對兩個(gè)以上的表

10、面完成多種工序的加工，并且有多種換刀或選刀功能， 從而使生產(chǎn)效率大大提高。加工中心按其加工工序分為鏜銑和車削兩大類，按控制軸數(shù)可分為三軸、四 軸和五軸加工中心。1.3 數(shù)控機(jī)床維修的基本要求和基本步驟1.3.1 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(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、精密側(cè)量技術(shù)和機(jī) 床設(shè)計(jì)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(jià)格昂貴，因此它 對維修人員素質(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 高的要求這些要求主要包括以下幾個(gè)方面。1. 維修人員的素質(zhì)直接決定了維修效率和效果為了迅速、準(zhǔn)確判斷故障原因， 并進(jìn)行及時(shí)、有效的處理，恢復(fù)機(jī)床的動(dòng)作、功

11、能和精度作為數(shù)控機(jī)床的維修人員應(yīng)具備以下方面的基本條件。 具有較廣的知識(shí)面 由于數(shù)控機(jī)床通常是集機(jī)械、電氣、液壓、氣動(dòng)等干 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 故障均會(huì)影響其他部分的正常工作。 善于思考 數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各部分之間的聯(lián)系緊密。故障涉及面廣。 而且在有些場合故障所反映出的現(xiàn)象不一定是產(chǎn)生故障的根本原因。通俗地講，數(shù)控機(jī)床的維修人員從某種意義上說應(yīng)“多動(dòng)腦，慎動(dòng)手' , ， 切忌草率下結(jié)論，自月更換元器件特別是數(shù)控系統(tǒng)的模塊以及印刷電路板 重視急結(jié)積累 數(shù)控機(jī)床的維修速度在很大程度上要依靠平時(shí)經(jīng)驗(yàn)的積 累，維修人員遇到過的問題、解決過

12、的戰(zhàn)障越多，其維修經(jīng)驗(yàn)也就越豐富。 善于學(xué)習(xí) 作為數(shù)控機(jī)床維修人員不僅要注重分析與積累，還應(yīng)當(dāng)勤于學(xué) 習(xí)，善于學(xué)習(xí)。 具備外語基礎(chǔ)與專業(yè)外語基礎(chǔ) 雖然目前國內(nèi)生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的廠家已經(jīng)日 益增多，但數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵部分 數(shù)控系統(tǒng)還主要依靠進(jìn)口，其配套的說明書、 資料往往使用原文資料數(shù)控系統(tǒng)的報(bào)警文本顯示亦以外文居多。 能熟練操作機(jī)床和使用維修儀器數(shù)控機(jī)床的維修離不開實(shí)際操作，特別是 在維修過程中維修人員通常要進(jìn)入一般操作者無法進(jìn)行的特殊操作方式如： 進(jìn)行機(jī)床參數(shù)的設(shè)定與調(diào)整通過計(jì)算機(jī)以及軟件聯(lián)機(jī)調(diào)試?yán)?PLC 編程器監(jiān)控 等。 具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力 動(dòng)手是維修人員必須具備的素質(zhì)。但是，對于維修 數(shù)控

13、機(jī)床這樣約精密、關(guān)鍵設(shè)備，動(dòng)手必須有明確的目的、完整的思路、細(xì)致的 操作。2. 技術(shù)資料是維修的指南，它在維修工作中起著至關(guān)重要的作用借助于技 術(shù)資料可以大大提高維修工作的效率與維修的準(zhǔn)確勝。一般來說，對于重大的數(shù) 控機(jī)床故障維修。在理想狀態(tài)下，應(yīng)具備以下技術(shù)資料： 數(shù)控機(jī)床使用說明書 它是由機(jī)床生產(chǎn)廠家編制井隨機(jī)床提供的隨機(jī)資 料。機(jī)床使用說明書通常包括以 F 與維修有關(guān)的內(nèi)容。1) 機(jī)床的操作過程和步驟2) 機(jī)床主要機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)及主要部件的結(jié)構(gòu)原理示意圖。3) 機(jī)床的液壓、氣動(dòng)、潤滑系統(tǒng)圖4) 機(jī)床安裝和調(diào)整的方法與步驟5) 機(jī)床電氣控制原理圖6) 機(jī)床使用的特殊功能及其說明等。(2)數(shù)控

14、系統(tǒng)的操作、編程說明書(或使用手冊) ，它是由數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家 編制的數(shù)控系統(tǒng)使用手冊，通常包括以 F 內(nèi)容：1) 數(shù)控系統(tǒng)的面板說明2) 數(shù)控系統(tǒng)的具體操作步驟 (包括手動(dòng)，自動(dòng)、試運(yùn)行等方式的操作步驟 以 及程序、參數(shù)等的輸入、編輯、設(shè)置和顯示方法) 。3) 加工程序以及輸入格式，程序的編制方法，各指令的基本格式以及所代 表的意義等。在部分系統(tǒng)中它還可能包括系統(tǒng)調(diào)試、 維修用的大量信息， 如：“機(jī)床參數(shù)“的 說明、報(bào)警的顯不及處理方法、以及系統(tǒng)的連接圖等。它是維修數(shù)控系統(tǒng)與操作 機(jī)床中必須參考的技術(shù)資料之一。 PLC 程序清單 它是機(jī)床廠根據(jù)機(jī)床的具體控制要求設(shè)計(jì)、 編制的機(jī)床控制 軟件，

15、 PLC 程序中包含了機(jī)床動(dòng)作的執(zhí)行過程，以及執(zhí)行動(dòng)作所需的條件，它表 明了指令信號(hào)、檢測元件與執(zhí)行元件之間的全部邏輯關(guān)系。借助 PLC 程序，維修 人員可以迅速找到故障原因，它是數(shù)控機(jī)床維修過程中使用最多、最重要的資料在某些系統(tǒng)(如FANU(系統(tǒng)、SIEMENS802等)中，利用數(shù)控系統(tǒng)的顯示器可 以直接對 PLC 程序進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測和觀察，它為維修提供了極大的便利，因此，在 維修中定要熟練掌握這方面的操作和使用技能 機(jī)床參數(shù)清單 它是由機(jī)床生產(chǎn)廠根據(jù)機(jī)床的實(shí)際情況，對數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行 的設(shè)置與調(diào)整。機(jī)床參數(shù)是系統(tǒng)與機(jī)床之間的“橋梁” ，它不僅直接決定了系統(tǒng)的 配置和功能，而且也關(guān)系到機(jī)床的動(dòng)、靜

16、態(tài)性能和精度因此也是維修機(jī)床的重要 依據(jù)與參考。在維修時(shí)，應(yīng)隨時(shí)參考系統(tǒng)“機(jī)床參數(shù)”的設(shè)置清況來調(diào)整、維修 機(jī)床；特別是在更換數(shù)控系統(tǒng)模塊時(shí)一定要記錄機(jī)床的原始設(shè)置參數(shù)，以便機(jī) 床功能的恢復(fù)。 數(shù)控系統(tǒng)的連接說明、功能說明 該資料由數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家編制通常只 提供給機(jī)床生產(chǎn)廠家作為設(shè)針資料。維修人員可以從機(jī)床生產(chǎn)廠家或系統(tǒng)生產(chǎn)、 銷售部門獲得。系統(tǒng)的連接說明、功能說明書不僅包含了比電氣原理圖更為詳細(xì)的系統(tǒng)各部 分之間連接要求與說明，而且還包括了原理圈中未反映的信號(hào)功能描述，是維修 數(shù)控系統(tǒng)，尤其是檢查電氣接線的重要參考資料。 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的使用說明書 它是伺服系統(tǒng)及主軸驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)

17、的原理與連接說明書，主要包括伺服、主軸的狀態(tài)顯示與報(bào)警顯示、驅(qū)動(dòng)器的 調(diào)試、設(shè)定要點(diǎn)，信號(hào)、電壓、電流的測試點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)器設(shè)置的參數(shù)及意義等方面 的內(nèi)容，可供伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)維修參考。(7) PLC使用與編程說明 它是機(jī)床中所使用的外置或內(nèi)置式 PLC的使用、編 程說明書。通過PLC的說明書，維修人員可以通過 PLC的功能與指令說明分析、 理解PLC程序并由此詳細(xì)了解、分析機(jī)床的動(dòng)作過程、動(dòng)作條件、動(dòng)作順岸以 及各信號(hào)之間的邏輯關(guān)系，必要時(shí)還可以對 PLC程序進(jìn)行部分修改。 機(jī)床主要配套功能部件的說明書與資料 在數(shù)控機(jī)床上往往會(huì)使用較多功 能部件如數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)、自動(dòng)換刀裝置、潤滑與冷卻系紐排

18、屑器等。這些功能部件， 其生產(chǎn)廠家一般都提供了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， 以硬功能部件發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行參考。3. 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，它對各方面的要求較普通機(jī)床高，不同的故障，所需要的維修工具亦不盡相同。 作為常用的工具主要有以下幾類1. 常用儀表類 數(shù)字萬用表 數(shù)字萬用表可用于大部分電氣參數(shù)的準(zhǔn)確測量，判別電氣元 件的勝能好壞數(shù)控機(jī)床維修對數(shù)宇萬用表的基本側(cè)量范圍以及精度要求一般如下 交流電壓：200mV- 700V, 200mV檔的分辨率應(yīng)不低于100?V。 直流電壓：200mV- 1000V 200mV檔的分辨率應(yīng)不低于1

19、00?V 交流電流：200?A20A, 200?A檔的分辨率應(yīng)不低于0.1? 直流電流：20?A20A, 20?A檔的分辨率應(yīng)不低于0.01?A 電阻： 200 Q200MQ , 200Q檔的分辨率應(yīng)不低于 0.1 Q 電容： 2nF20?F, 2nF檔的分辨率一股應(yīng)不低于1PF。 晶體管： hfe ： 0 1000。 具有二極管測試與蜂鳴器功能。 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,通過測量主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速, 以及調(diào)整系統(tǒng)及馭動(dòng)器的參數(shù)可以使編程的主軸轉(zhuǎn)速理論值與實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速值相 符它是主軸維修與調(diào)整的測量工具之一。 示波器 示波器用十檢測信號(hào)的動(dòng)態(tài)波形如脈沖編碼器、測速機(jī)、光柵的 輸出

20、波形,伺服驅(qū)動(dòng)、主軸驅(qū)動(dòng)單元的各級(jí)輸入、輸出波形等,其次還可以用十 檢測開關(guān)電源顯示器的垂直、水平振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。 相序表 相序表主要用于測量三相電源的相序,它是直流伺服馭動(dòng)、主軸 驅(qū)動(dòng)維修的必要測量工具之一。 常用的長度測量工具 長度測量工具（如：千分表、百分表等）用于測量 機(jī)床移動(dòng)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。占是機(jī)械部件維修測量的主要檢測工具之一。2. 常用工具類 電烙鐵 它是最常

21、用的焊接工其一般應(yīng)采用 30W 左右的尖頭、帶接地保護(hù) 線的內(nèi)鐵式電烙鐵，最好使用恒溫式電烙鐵。 吸錫器 常用的是便攜式手動(dòng)吸錫器，也可采用電動(dòng)吸錫器。 旋具類 規(guī)格齊全的一字與十字旋具各一套旋具以采用樹脂或塑料手柄為 宜為了進(jìn)行伺服驅(qū)動(dòng)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。 鉗類工具 各種規(guī)格的斜口鉗、尖嘴鉗、剝線鉗、鑷子、壓線鉗等。 扳手類 各種規(guī)格的米制、英制內(nèi)、外六角扳手各一套等 其他剪刀、吹塵器、卷尺、焊錫絲、松香、酒精、刷子等。3. 常用的各件數(shù)控機(jī)床的維修所涉及的元器件、零件眾多，備用的元器件不可能全部準(zhǔn)備充分、齊全，但是，若維修人員能準(zhǔn)備一些最為常見的易損

22、元器件，可以給維修 帶來很大的方便，有助于迅速處理解決問題，這些元器件包括：1) 常用的二極管類，如： IN4007、 IN1004、 IN4148、IS9532) 各種規(guī)格的電阻(規(guī)格應(yīng)齊全)：常用的電位器(1KQ、2KQ、10KQ、47KQ 等)3) 常用的晶體三極管類， 如： 2S719、 2SC1983、 2SA6395、 2SC1152、 BCY59等。4) 常用的集成電路，主要有： 運(yùn)放類， 如： LM319、 LM339、 LM311、 LM248、 LM301、 LM308、 LM158、 LM324、LM393 RC455 RC747 ?A747 LF353 4858、145

23、8、NE5514 NE5512 TLC374等。 集成穩(wěn)壓源類：如： 7805、7812、7815、7915、LM317、LM337、14315、17815等 光耦器件類，如：TLP521、 TLP500、 TLP512、 SFH6001、 SFH610、 4N26、4N37 PC601 PC401 等。 線馭動(dòng)放大器接收器類，如： 75113、75115、75116、55114、54125、74125、74125、54265、MC3487等。 D/A 轉(zhuǎn)換器類，如： AD767、 BA17008、 =DAC080、0 DAC707DAC76、7DAC1020 輸出驅(qū)動(dòng)類，如：ULN2803

24、ULN2003 ULN2002 FT5461、DIA050000等。 模擬開關(guān)類，如：DG200 DG201 DG211 等。由于以上元器件與系統(tǒng)的外部輸入 / 輸出電路、電源等易損部件有關(guān)在連接 不當(dāng)、外部短路等情況下，比較容易引起損壞。對于專業(yè)維修人員一般均應(yīng)準(zhǔn)備 一部分，以便隨時(shí)進(jìn)行更換。5）常用規(guī)格的熔斷器及熔芯1.3.2 數(shù)控機(jī)床維修的基本步驟1.3.2.1 故障記錄 數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，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(shí)通知維修人員。故障的記錄可為維修人員排除故障 提供第一手材料，應(yīng)盡可能詳細(xì)。記錄內(nèi)容最好包括下述幾個(gè)方白： 故障發(fā)生時(shí)的情況

25、記錄1 ）發(fā)生故障的機(jī)床型號(hào)，采用的控制系統(tǒng)型號(hào)，系統(tǒng)的軟件版本號(hào)2）故障的現(xiàn)象，發(fā)生故障的部位，以及發(fā)生故障時(shí)機(jī)床與控制系統(tǒng)的現(xiàn)象，如： 是否有異常聲音、煙、味等。3）發(fā)生故障時(shí)系統(tǒng)所處的操作方式，如： AUT（自動(dòng)方式）、MDI（手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入 方式）、EDIT （編輯）、HANDLE手輪方式）、JOG（手動(dòng)方式）等4）若故障在自動(dòng)方式下發(fā)生，則應(yīng)記錄發(fā)生故障時(shí)的加工程序號(hào)，出現(xiàn)故障的程 序段號(hào)，加工時(shí)采用的刀其號(hào)等。5）若發(fā)生加工精度超差或輪廓誤差過大等故障，應(yīng)記錄被加工工件號(hào)，并保留不 合格工件工件6）在發(fā)生故障時(shí)，若系統(tǒng)有報(bào)警顯示，則記錄系統(tǒng)的報(bào)警顯示情況與報(bào)警號(hào)。通 過診斷畫面，記錄

26、機(jī)床故障時(shí)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7）記錄發(fā)生故障時(shí)，各坐標(biāo)軸的位置跟隨誤差的值8）記錄發(fā)生故障時(shí)各坐標(biāo)軸的移動(dòng)速度、移動(dòng)方向，主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向等等 故障發(fā)生的頻繁程度記錄1）故障發(fā)生的時(shí)例與周期，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2）故障發(fā)生時(shí)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(shí)數(shù)控機(jī) 未旁邊的其他機(jī)械設(shè)備下作是否正常3）若為加工零件時(shí)發(fā)生的故障，則應(yīng)記錄加工同類工件時(shí)發(fā)生故障的概率情況。4）檢查故障是否與“進(jìn)給速度”、

27、“換刀方式”或是“螺紋切削”等特殊動(dòng)作有關(guān) 故障的規(guī)律性記錄1）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2）檢查故障是否與機(jī)床的外界因素有關(guān)3）如果故障是在執(zhí)行某固定程序段時(shí)出現(xiàn)，可利用MDI 方式單獨(dú)執(zhí)行該程序段，檢查是否還存在同樣故障4）若機(jī)床故障與機(jī)床動(dòng)作有關(guān)，在可能的情況下，應(yīng)檢查在手動(dòng)情況下執(zhí)行該動(dòng) 作是否也有同樣的故障5）機(jī)床是否發(fā)生過同樣的故障？周圍的數(shù)控機(jī)床是否也發(fā)生同一故障等等 故障時(shí)的外界條件記錄1）發(fā)生故障時(shí)的周圍環(huán)境溫度是否超過允許溫度？是否有局部的高溫存在2）故障發(fā)生時(shí)，周圍是否有強(qiáng)烈的振動(dòng)源存在3）故障發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)是否受到陽光的直射4）檢查故障發(fā)生時(shí)

28、電氣柜內(nèi)是否有切削液、潤滑油、水的進(jìn)入5）故障發(fā)生時(shí)，輸入電壓是否超過了系統(tǒng)允許的波動(dòng)范圍6）故障發(fā)生時(shí)，車間內(nèi)或線路上是否有使用大電流的裝置正在進(jìn)行起、制動(dòng)7）故障發(fā)生時(shí)，機(jī)床附近是否存在吊車、高頻機(jī)械、焊接機(jī)或電加工機(jī)床等強(qiáng)電 磁干擾源8）故障發(fā)生時(shí)，附近是否正在安裝成修理、調(diào)試機(jī)床？是否正在修理、調(diào)試電氣 和數(shù)控裝置1.3.2.2 維修前的檢查 維修人員故障維修前，應(yīng)根據(jù)故障現(xiàn)象與故障記錄，認(rèn)真對照系統(tǒng)、機(jī)床使 用說明書進(jìn)行各頂檢查以便確認(rèn)故障的原因。這些檢查包括： 機(jī)沫的工作狀況檢查1）機(jī)床的調(diào)整狀況如柯，機(jī)沐工作條件是否符合要求2）加工時(shí)所使用的刀具是否符合要求，切削參數(shù)選擇是否合理

29、、正確3）自動(dòng)換刀時(shí)，坐標(biāo)軸是否到達(dá)了換刀位置，程序中是否設(shè)置了刀具偏移量4）系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償量等參數(shù)設(shè)定是否正5）系統(tǒng)的坐標(biāo)軸的間隙補(bǔ)償量是否正確6）系統(tǒng)的設(shè)定參數(shù)（包括坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)、比例縮放因子、鏡像軸、編程尺寸單位選擇 等）是否正確7）的工件坐標(biāo)系位置，“零點(diǎn)偏置值”的設(shè)置是否正確8）安裝是否合理，側(cè)量手段、方法是否正確、合理9）零件是否存在因溫度、加工而產(chǎn)生變形的現(xiàn)象等等 機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)清況檢查1）在機(jī)床自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中是否改變或調(diào)整過操作方式，是否插入了手動(dòng)操作2）機(jī)床側(cè)是否處于正常加工狀態(tài)，工作臺(tái)、夾具等裝置是否處于正常工作位置3）機(jī)床操作面板上的按扭、開關(guān)位置是否正確？機(jī)床是否處于錢住狀態(tài)，倍

30、率開 關(guān)是否設(shè)定為“ O”4）機(jī)床各操作面板上、數(shù)控系統(tǒng)上的“急停”按扭是否處十急停狀態(tài)5）電氣柜內(nèi)的熔斷器是否有熔斷，自動(dòng)開關(guān)、斷路器是否有跳閘6）機(jī)床操作面板上的方式選擇開關(guān)位置是否正確？進(jìn)給保持按鈕是否被按下 機(jī)床和系統(tǒng)之間連接清況的檢查1）檢查電纜是否有破損，電纜拐彎處是否有破裂、損傷現(xiàn)象2）電源線與信號(hào)線布置是否合理，電纜連接是否正確、可靠3）機(jī)床電源進(jìn)線是否可靠接地，接地線的規(guī)格是否符合要求4）信號(hào)屏蔽線的接地是否正確，端子板上接線是否牢固、可靠，系統(tǒng)接地線是否 連接可靠5）繼電器、電磁鐵以及電動(dòng)機(jī)等電磁部件是否裝有噪聲抑制器等等 CNC 裝置的外觀檢查1）是否在電氣柜門打開的狀態(tài)

31、下運(yùn)行數(shù)控系統(tǒng)， 有無切削液或切削粉末進(jìn)入柜內(nèi)， 空氣過沈器清潔狀況是否良好2）電氣柜內(nèi)部的風(fēng)扇、熱交換器等部件的工作是否正常3）電氣柜內(nèi)部系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)器的模塊、印制電路板是否有灰塵、金屬粉末等污染4）在使用紙帶閱讀機(jī)的場合，檢查紙帶閱讀機(jī)是否有污物，閱讀機(jī)上的制動(dòng)電磁 鐵動(dòng)作是否正常5）電源單元的熔斷器是否熔斷6）電纜連接器插頭是否完全插入、擰緊7）系統(tǒng)模塊、線路板的數(shù)量是否齊全，模塊、線路板安裝是否牢固、可靠8）機(jī)床操作畫板 MDl/CRT 單元上的按鈕有無破損，位置是否正確9）系統(tǒng)的總線設(shè)置，模塊的設(shè)定端的位置是否正確 有關(guān)穿孔紙帶的檢查 旱期的系統(tǒng)，加工程序一般是用紙帶讀入的。如果發(fā)現(xiàn)

32、是由于穿孔紙帶讀入的信息不對而引起故障時(shí)，需要檢查并記錄下述內(nèi)容1）紙帶閱讀機(jī)開關(guān)是否止常2）有關(guān)紙帶操作的設(shè)定是否正確，操作是否有誤3）紙帶是否有折、皺現(xiàn)象4）紙帶上的孔是否有破損5）紙帶上的接頭處連接是否平整6）紙帶以前是否用過7）使用的是黑色紙帶還是其他顏色的紙帶 總之維修時(shí)應(yīng)記錄、檢查的原始數(shù)據(jù)、狀態(tài)較多，記錄越詳細(xì)，維修就越方便， 用戶最好根據(jù)本廠的實(shí)際清況，編制一份故障維修記錄表，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)， 操作者可以根據(jù)表的要求及時(shí)填入各種原始材料，供維修時(shí)參考。1.4 數(shù)控機(jī)床的常見故障分類1. 按故障發(fā)生的部位分類 主機(jī)故障 數(shù)控機(jī)床的主機(jī)通常指組成數(shù)控機(jī)床的機(jī)械、潤滑、冷卻、排屑、

33、液壓、氣動(dòng)與防護(hù)等部分。主機(jī)常見的故障主要有：1）因機(jī)械部件安裝、調(diào)試、操作使用不當(dāng)?shù)仍蛞鸬臋C(jī)械傳動(dòng)故障2）因?qū)к墶⒅鬏S等運(yùn)動(dòng)部件的干涉、摩擦過大等原因引起的故障3）因機(jī)械零件的損壞、聯(lián)結(jié)不良等原因引起的故障，等等尤其應(yīng)引起重視的是，機(jī)床各部位標(biāo)明的注油點(diǎn)須定時(shí)、定量加注潤滑油（脂），這是機(jī)床各傳動(dòng)鏈正常運(yùn)行的保證。 電氣控制系統(tǒng)故障 從所使用的元器件類型上根據(jù)通常習(xí)慣，電氣控制 系統(tǒng)故障通常分為“弱電”故障和“強(qiáng)電”故障兩大類，“弱電”部分是指控制系統(tǒng)中以電子元器件、集成電路為主的控制部分。數(shù) 控機(jī)床的弱電部分包括 CNC PLG MDI/C RT以及伺服驅(qū)動(dòng)單元、輸為輸出單元等。 “弱

34、電”故障又有硬件故障與軟件故障之分硬件故障是指上述各部分的集成電 路芯片、分立電子元件、接插件以及外部連接組件等發(fā)生的故障。軟件故障是指 在硬件正常情況下所出現(xiàn)的動(dòng)作出鍺、數(shù)據(jù)丟失等故障，常見的有加工程序出 錯(cuò)，系統(tǒng)程序和參數(shù)的改變或丟失，計(jì)算機(jī)運(yùn)算出錯(cuò)等。“強(qiáng)電”部分是指控制系統(tǒng)中的主回路或高壓、大功率回路中的繼電器、接 觸器、開關(guān)、熔斷器、電源變壓器、電動(dòng)機(jī)、電磁鐵、行程開關(guān)等電氣元器件及 其所組成的控制電路。這部分的故障雖然維修、診斷較為方便，但由于它處于高 壓、大電流工作狀態(tài)，發(fā)生故障的幾率要高于“弱電”部分必須引起維修人員 的足夠的重視。2按故障的性質(zhì)分類系統(tǒng)性故障 ?系統(tǒng)性故障是指

35、控制系統(tǒng)主機(jī)中的硬件損壞或只要滿足一定 的條件，數(shù)控機(jī)床必然會(huì)發(fā)生的故障。這一類故障現(xiàn)象在數(shù)控機(jī)床上最為常見， 但由于它具有一定的規(guī)律，因此也給維修帶來了方便系統(tǒng)性故障具有不可恢復(fù)性，故障一旦發(fā)生，如不對其進(jìn)行維修處理，機(jī)床 不會(huì)自動(dòng)恢復(fù)正常但只要找出發(fā)生故障的根本原因，維修完成后機(jī)床立即可以 恢復(fù)正常。正確的使用與精心維護(hù)是杜絕或避免故障發(fā)生的重要措施。 隨機(jī)性故障 隨機(jī)性故障是指數(shù)控機(jī)床在工作過程中偶然發(fā)生的故障此類 故障的發(fā)生原因較隱蔽，很難找出其規(guī)律性，故常稱之為“軟故障” ，隨機(jī)性故障 的原因分析與故障診斷比較困難，一般而言，故障的發(fā)生往往與部件的安裝質(zhì)量、 參數(shù)的設(shè)定、元器件的品質(zhì)

36、、軟件設(shè)計(jì)不完善、工作環(huán)境的影響等諸多因素有關(guān)加強(qiáng)數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)檢查，確保電氣箱的密封，可靠的安裝、連接，正確的接地和屏蔽是減少、避免此類故障發(fā)生的重要措施。3按故障的指示形式分類 有報(bào)帶顯示的故障 數(shù)控機(jī)床的故障顯示可分為指示燈顯示與顯示器顯示 兩種情況：1）指示燈顯示報(bào)警 指示燈顯示報(bào)警是指通過控制系統(tǒng)各單元上的狀態(tài)指示 燈（一般由 LED 發(fā)光管或小型指示燈組成）顯示的報(bào)警根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的狀態(tài)指 示燈，即使在顯示器故障時(shí)， 仍可大致分析判斷出故障發(fā)生的部位與性質(zhì)， 因此在 維修、排除故障過程中應(yīng)認(rèn)真檢杳這些狀態(tài)指示燈的狀態(tài)。2）顯示器顯示報(bào)警顯示器顯示報(bào)警是指可以通過 CNC顯示器顯示出報(bào)

37、警號(hào) 和報(bào)警信息的報(bào)警。由于數(shù)控系統(tǒng)一般都具有較強(qiáng)的自診斷功能，如果系統(tǒng)的診 斷軟件以及顯示電路工作正常，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可以在顯示器上以報(bào)警號(hào)及 文本的形式顯示故障信息。數(shù)控系統(tǒng)能進(jìn)行顯示的報(bào)警少則幾十種，多則上千種， 它是故障診斷的重要信息。在顯示器顯示報(bào)警中，又可分為 NC 的報(bào)警和 PLC 的報(bào)等兩類。前者為數(shù)控 生產(chǎn)廠家設(shè)置的故降顯示它可對照系統(tǒng)的“維修手冊” ，來確定可能產(chǎn)生該故障 的原因。后者是由數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)廠家設(shè)置的 PLC 報(bào)警信息文本，屬于機(jī)床側(cè)的故 降顯示。它可對照機(jī)床生產(chǎn)廠家所提供的“機(jī)床維修手冊”中的有關(guān)內(nèi)容確定 故障所產(chǎn)生的原因。 無報(bào)警顯示的故障 這類故障發(fā)生時(shí)

38、機(jī)床與系統(tǒng)均無報(bào)警顯示，其分析 診斷難度通常較大需要通過仔細(xì)、認(rèn)真的分析判斷才能予以確認(rèn)。特別是對于 一些早期的數(shù)控系統(tǒng)，由于系統(tǒng)本身的診斷功能不強(qiáng)，或無 PLC 報(bào)警信息文本， 出現(xiàn)無報(bào)警顯示的故障情祝則更多對于無報(bào)警顯示故障，通常要具體情況具體分析，根據(jù)故障發(fā)生前后的變 化進(jìn)行分析判斷，原理分析法與 PLC 程序分析法是解決無報(bào)警顯示故障的主要 方法4按故障產(chǎn)生的原因分類 數(shù)控機(jī)床自身故障 這類故障的發(fā)生是由于數(shù)控機(jī)床自身的原因所引起 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。 數(shù)控機(jī)床外部故障 這類故障是由于外部原因所造成的。供電電壓過低、過高，波動(dòng)過大：電源相

39、序不正確或三相輸入電壓的不平衡；環(huán)境溫度過高：有 害氣體、潮氣、粉塵授入：外來振動(dòng)和干擾等都是引起故障的原因。此外，人為因素也是造成數(shù)控機(jī)床故障的外部原因之一，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)， 首次使用數(shù)控機(jī)床或由不熟練工人來操作數(shù)控機(jī)床，在使用的第一年，操作不當(dāng) 所造成的外部故障要占機(jī)床總故障的三分之一以上。除上述常見故障分類方法外，還有其他多種不同的分類方法。如：按故障發(fā) 生時(shí)有無破壞性可分為破壞性故障和非破壞性故障兩種按故障發(fā)生與需要維 修的具體功能部位可分為數(shù)控裝置故障，進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障，主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故 障，白動(dòng)換刀系統(tǒng)故障等等，這一分類方法在維修時(shí)常用第二章 數(shù)控系統(tǒng)2.1 數(shù)控系統(tǒng)的概述數(shù)控系統(tǒng)是

40、數(shù)字控制系統(tǒng)簡稱，英文名稱為 Numerical Control System ，早 期是由硬件電路構(gòu)成的稱為硬件數(shù)控（ Hard NC），19 世紀(jì) 70 年代以后，硬件電路 元件逐步由專用的計(jì)算機(jī)代替稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)數(shù)控（Computerized numerical control,簡稱CNC系統(tǒng)是用計(jì)算機(jī)控制加工功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)值控制的系統(tǒng)。CNC系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的控制程 序，執(zhí)行部分或全部數(shù)值控制功能，并配有接口電路和伺服驅(qū)動(dòng)裝置的專用計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)一般由輸入 /輸出裝置、 數(shù)控裝置、主軸單元、伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置、PLC及電氣控制裝置、輔助裝置、測量裝置組成。2

41、.2數(shù)控系統(tǒng)的常見故障分析排除221電源類故障及排除方法具體如下表2-1故障現(xiàn)故障原因排除方法象系統(tǒng)上電源指示燈沒有提供外部電源，電源電壓過低、缺相或外部形成檢查外部電后系不亮了短路電源統(tǒng)沒有電源的保護(hù)裝置跳閘或熔斷形成了電源開路合上開反應(yīng)，電關(guān)，更換源不能熔斷器接通PLC的地址錯(cuò)誤或者互鎖裝置使電源不能正常接通更換PLC地址或接線系統(tǒng)上電按鈕接觸不良或脫落更換按鈕或重新安裝電源模塊不良、元器件的損壞引起的故障更換元器件或電源模塊電源指示燈接通電源的條件未滿足檢查電源亮系統(tǒng)無反的接通條應(yīng)件是否滿足系統(tǒng)黑屏詳見系統(tǒng)顯示類故障的維修系統(tǒng)文件被破壞，沒有進(jìn)入系統(tǒng)修復(fù)系統(tǒng)強(qiáng)電部機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)選擇的空氣開關(guān)

42、容量過小，或空氣開關(guān)的電流選擇撥碼更換空氣分接通開關(guān)選擇了一個(gè)較小的電流開關(guān)，或后馬上重新選擇跳閘使用電流機(jī)床上使用了較大頻率的變頻器或伺服驅(qū)動(dòng)，并且在變頻器或伺服在使用時(shí)驅(qū)動(dòng)的電源進(jìn)線前沒有使用隔離變壓器或電感器，變頻器或伺服驅(qū)需外接一動(dòng)在上強(qiáng)電時(shí)電流有較大的波動(dòng)，超過了空氣開關(guān)的限定電流，引電抗起跳閘系統(tǒng)強(qiáng)電電源接通條件未滿足逐步檢查電源上強(qiáng)電所需要的各種條件，排除故障電源模整流橋損壞引起電源短路更換塊故障續(xù)流二極管損壞引起的短路更換電源模塊外部電源短路調(diào)整線路濾波電容損壞引起的故障更換供電電源功率不足使電源模塊不能正常工作增大供電電源的功率系統(tǒng)在切削力太大，使機(jī)床過載引起空氣開關(guān)跳閘調(diào)整

43、切削工作過參數(shù)程中突機(jī)床設(shè)計(jì)時(shí)選擇的空氣開關(guān)容量過小，引起空氣開關(guān)跳閘更換空氣然斷電開關(guān)機(jī)床出現(xiàn)漏電檢杳線路表2-1急停報(bào)警類故障(1) 機(jī)床一直處于急停狀態(tài)，不能復(fù)位(2) 數(shù)控系統(tǒng)在自動(dòng)運(yùn)行的過程中，跟蹤誤差過大報(bào)警引起的急停故障(3) 伺服單元報(bào)警引起的故障(4) 主軸單元報(bào)警引起的急停故障操作類故障分析(舉例說明)例1數(shù)控車床在使用中手動(dòng)移動(dòng)正常，自動(dòng)回零時(shí)移動(dòng)一段距離后不動(dòng)，重 開手動(dòng)移動(dòng)又正常。故障分析 該車床使用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，手動(dòng)移動(dòng)時(shí)由于速 度稍慢，移動(dòng)正常，自動(dòng)回零時(shí)快速移動(dòng)距離較長，出現(xiàn)機(jī)械卡住現(xiàn)象。根據(jù)故 障進(jìn)行維修，主要是機(jī)械原因，后經(jīng)詢問才得知該機(jī)床

44、因加工時(shí)尺寸不準(zhǔn)，將另 一臺(tái)機(jī)床上的電動(dòng)機(jī)拆來使用后出現(xiàn)了該故障，經(jīng)仔細(xì)檢查是因變速箱中的齒輪 間隙太小引起，重新調(diào)整后正常。這是一例人為因素造成的故障，在修理中如不 加注意會(huì)經(jīng)常發(fā)生，因此在工作中應(yīng)引以重視，避免這種現(xiàn)象的發(fā)生。例2配備FANUC-7C系統(tǒng)的XK715F型數(shù)控立銑床，其旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(B軸)低 速時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)正常，中、高速時(shí)出現(xiàn)抖動(dòng)故障分析 采用隔離法將電動(dòng)機(jī)從轉(zhuǎn)盤上拆下后再運(yùn)轉(zhuǎn)， 仍有抖動(dòng)現(xiàn)象再將位 置環(huán)脫開，外加VCM給定信號(hào)給速度單元，再運(yùn)轉(zhuǎn)，還是抖動(dòng)?？梢?，故障在電 動(dòng)機(jī)或速度單元上。先打開電動(dòng)機(jī)，發(fā)現(xiàn)大量冷卻油進(jìn)入內(nèi)部。洗刷電動(dòng)機(jī)內(nèi)部 后再裝好，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電動(dòng)機(jī)不再抖動(dòng)。例3某加

45、工中心在JOG方式下進(jìn)給平穩(wěn)，但自動(dòng)方式下則不正常。故障分析首先要確定是NC故障還是伺服系統(tǒng)故障，先斷開伺服速度給定信 號(hào)，用電池電壓作信號(hào)，故障依舊，說明 NC系統(tǒng)沒有問題。進(jìn)一步檢查是 丫軸夾 緊裝置出故障。224回參考點(diǎn)故障及排除具體如下表2-2故障現(xiàn)象故障原因排除方法機(jī)床回原參考點(diǎn)發(fā)生單個(gè)螺距偏移減速開關(guān)與減速檔塊安裝不合調(diào)整減速開點(diǎn)后，原點(diǎn)理，使減速信號(hào)與零脈沖信號(hào)關(guān)或者擋塊漂移或參相隔距離過近的位置，使考點(diǎn)發(fā)生機(jī)床軸開始整螺距偏減速的位置移大概處在一個(gè)柵距或一個(gè)螺距的中間位置機(jī)械安裝不到位調(diào)整機(jī)械部分參考點(diǎn)發(fā)生多個(gè)螺距偏移參考點(diǎn)減速信號(hào)不良引起的故檢查減速信障號(hào)是否有效，接觸是否良

46、好減速檔塊固定不良引起找零脈重新固疋減沖的初始點(diǎn)發(fā)生了漂移速檔塊零脈沖不良引起對碼盤進(jìn)行清洗系統(tǒng)開機(jī)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤重新設(shè)置系回不了參統(tǒng)參數(shù)考點(diǎn)、回參零脈沖不良引起的故障，回零時(shí)找不到零脈沖對編碼器進(jìn)考點(diǎn)不到行清洗或者位更換減速開關(guān)損壞或者短路維修或更換減速開關(guān)數(shù)控系統(tǒng)控制檢測放大的線路板出錯(cuò)更換線路板導(dǎo)軌平行度、導(dǎo)軌與壓板面平行度、導(dǎo)軌與絲杠的平行度超差重新調(diào)整平行度當(dāng)采用全閉環(huán)控制時(shí)的光柵尺沾了油污清洗光柵尺找不到零回參考點(diǎn)位置調(diào)整不當(dāng)引起的故障，減速擋塊距離限位開關(guān)行程調(diào)整減速擋點(diǎn)或回參過短塊的位置考點(diǎn)時(shí)超零脈沖不良引起的故障，回零時(shí)找不到零脈沖對編碼器進(jìn)程行清洗或者更換減速開關(guān)損壞或者

47、短路維修或更換減速開關(guān)數(shù)控系統(tǒng)控制檢測放大的線路板出錯(cuò)更換線路板導(dǎo)軌平行度、導(dǎo)軌與壓板面平行度、導(dǎo)軌與絲杠的平行度超差重新調(diào)整平行度當(dāng)采用全閉環(huán)控制時(shí)的光柵尺沾了油污清洗光柵尺回參考點(diǎn)干擾找到并消除的位置隨干擾機(jī)性變化編碼器的供電電壓過低改善供電電源電動(dòng)機(jī)與絲杠的連軸節(jié)松動(dòng)緊固連軸節(jié)電動(dòng)機(jī)扭矩過低或由于伺服調(diào)整不良，引起跟蹤誤差過大調(diào)節(jié)伺服參 數(shù)，改變其 運(yùn)動(dòng)特性零脈沖不良對編碼器進(jìn)行清洗或者更換滾珠絲杠間隙增大修磨滾珠絲 杠螺母調(diào)整 墊片，重調(diào) 間隙攻絲時(shí)或零脈沖不良引起的故障對編碼器進(jìn)車螺紋時(shí)行清洗或者出現(xiàn)亂扣更換時(shí)鐘不冋步出現(xiàn)的故障更換主板或更改程序主軸部分沒有調(diào)試好重新調(diào)試主軸主軸定向

48、脈沖編碼器出現(xiàn)問題維修或更換不能夠完編碼器成，不能夠機(jī)械部分出現(xiàn)問題調(diào)整機(jī)械部進(jìn)行鏜孔、分換刀等動(dòng)PLC調(diào)試不良，定向過程沒有處理好重新調(diào)試作PLC表2-2參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤引起的故障（1）數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)丟失（2）系統(tǒng)不能正常啟動(dòng)（3）數(shù)控機(jī)床不能正常運(yùn)行（4）數(shù)控機(jī)床運(yùn)行時(shí)經(jīng)常報(bào)跟蹤誤差（5）數(shù)控機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)方向或回零方向反（6）運(yùn)行程序不正常（7）螺紋加工不能夠進(jìn)行（8）系統(tǒng)顯示不正常（9）死機(jī)第三章數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的故障診斷與維修3.1進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)概述進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能在一定程度上決定了數(shù)控系統(tǒng)的性能，決定了數(shù)控機(jī)床 的檔次，因此，在數(shù)控技術(shù)發(fā)展的歷程中，進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研制和發(fā)展總是放在 首要的位

49、置。數(shù)控系統(tǒng)所發(fā)出的控制指令，是通過進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)機(jī)械執(zhí)行部件，最 終實(shí)現(xiàn)機(jī)床精確的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一種位置隨動(dòng)與定位 系統(tǒng)，它的作用是快速、準(zhǔn)確地執(zhí)行由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的運(yùn)動(dòng)命令，精確地控制機(jī) 床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)。它的性能決定了數(shù)控機(jī)床的許多性能，如最高移動(dòng)速 度、輪廓跟隨精度、定位精度等。1. 數(shù)控機(jī)床對進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求1）調(diào)速范圍要寬調(diào)速范圍rn是指進(jìn)給電動(dòng)機(jī)提供的最低轉(zhuǎn)速n min和最高轉(zhuǎn)速 Z之比，即:r n=nmin/nmax。在各種數(shù)控機(jī)床中，由于加工用刀具、被加工材料、主軸轉(zhuǎn)速以及零件加工 工藝要求的不同，為保證在任何情況下都能得到最佳切削條件，就要求

50、進(jìn)給驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)必須具有足夠?qū)挼臒o級(jí)調(diào)速范圍（通常大于1 ： 10000）。尤其在低速（如<0.1r/min ）時(shí)，要仍能平滑運(yùn)動(dòng)而無爬行現(xiàn)象。脈沖當(dāng)量為1卩m/P情況下，最先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給速度從 0240m/min連 續(xù)可調(diào)。但對于一般的數(shù)控機(jī)床，要求進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在 024m/min 進(jìn)給速度下工 作就足夠了。（ 2）定位精度要高使用數(shù)控機(jī)床主要是為了:保證加工質(zhì)量的穩(wěn)定性、一致性，減少廢品率； 解決復(fù)雜曲面零件的加工問題；解決復(fù)雜零件的加工精度問題，縮短制造周期等。 數(shù)控機(jī)床是按預(yù)定的程序自動(dòng)進(jìn)行加工的，避免了操作者的人為誤差，但是，它 不可能應(yīng)付事先沒有預(yù)料到的情況。就是說，數(shù)控

51、機(jī)床不能像普通機(jī)床那樣，可 隨時(shí)用手動(dòng)操作來調(diào)整和補(bǔ)償各種因素對加工精度的影響。因此，要求進(jìn)給驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)具有較好的靜態(tài)特性和較高的剛度，從而達(dá)到較高的定位精度，以保證機(jī)床 具有較小的定位誤差與重復(fù)定位誤差（目前進(jìn)給伺服系統(tǒng)的分辨率可達(dá)1卩m或 0.1 卩m甚至0.01卩m）；同時(shí)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還要具有較好的動(dòng)態(tài)性能，以保證機(jī)床具有較高的輪廓跟隨精度（3）快速響應(yīng)，無超調(diào) 為了提高生產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量，除了要求有較高的定位精度外，還要求有 良好的快速響應(yīng)特性，即要求跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)要快。一方面，在啟、制動(dòng)時(shí)， 要求加、減加速度足夠大，以縮短進(jìn)給系統(tǒng)的過渡過程時(shí)間，減小輪廓過渡誤差。 一般電動(dòng)機(jī)的

52、速度從零變到最高轉(zhuǎn)速，或從最高轉(zhuǎn)速降至零的時(shí)間在200ms以內(nèi),甚至小于幾十毫秒。這就要求進(jìn)給系統(tǒng)要快速響應(yīng)，但又不能超調(diào)，否則將形成 過切,影響加工質(zhì)量；另一方面,當(dāng)負(fù)載突變時(shí),要求速度的恢復(fù)時(shí)間也要短, 且不能有振蕩,這樣才能得到光滑的加工表面。要求進(jìn)給電動(dòng)機(jī)必須具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,盡可能小的機(jī)電時(shí)間常數(shù)和起動(dòng)電壓。電動(dòng)機(jī)具有 4000r/s2 以上的加速度。（4）低速大轉(zhuǎn)矩,過載能力強(qiáng) 數(shù)控機(jī)床要求進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有非常寬的調(diào)速范圍,例如在加工曲線和曲面時(shí), 拐角位置某軸的速度會(huì)逐漸降至零。這就要求進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在低速時(shí)保持恒力矩 輸出,無爬行現(xiàn)象,并且具有長時(shí)間內(nèi)較強(qiáng)的過載能力

53、,和頻繁的起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、 制動(dòng)能力。一般,伺服驅(qū)動(dòng)器具有數(shù)分鐘甚至半小時(shí)內(nèi) 1.5 倍以上的過載能力, 在短時(shí)間內(nèi)可以過載 46倍而不損壞?？煽啃愿?數(shù)控機(jī)床,特別是自動(dòng)生產(chǎn)線上的設(shè)備要求具有長時(shí)間連續(xù)穩(wěn)定工作的能力, 同時(shí)數(shù)控機(jī)床的維護(hù)、維修也較復(fù)雜,因此,要求數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠 性高、工作穩(wěn)定性好,具有較強(qiáng)的溫度、濕度、振動(dòng)等環(huán)境適應(yīng)能力,具有很強(qiáng) 的抗干擾的能力。3.2 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本形式進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分為開環(huán)和閉環(huán)控制兩種控制方式,根據(jù)控制方式,我們把進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分為步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。開環(huán)控制與閉環(huán)控制的主要 區(qū)別為是否采用了位置和速度檢測反饋元件組成了反饋系統(tǒng)。

54、閉環(huán)控制一般采用 伺服電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件，根據(jù)位置檢測元件所處在數(shù)控機(jī)床不同的位置，它可 以分為半閉環(huán)、全閉環(huán)和混合閉環(huán)三種。1.開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)無位置反饋裝置的控制方式就稱為開環(huán)控制，采用開環(huán)控制作為進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，則稱開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。一般使用步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（包括電液脈沖馬達(dá)）作為伺服 執(zhí)行元件。所以也叫步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在開環(huán)控制系統(tǒng)中，數(shù)控裝置輸出的脈沖, 經(jīng)過步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的環(huán)形分配器或脈沖分配軟件的處理，在驅(qū)動(dòng)電路中進(jìn)行功率放圖3-1開環(huán)控制的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)大后控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，最終控 制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移。步進(jìn) 電動(dòng)機(jī)再經(jīng)過減速裝置（一般 為同步帶，或直接連接）帶動(dòng) 絲杠旋轉(zhuǎn)，通過絲杠將角位移轉(zhuǎn)換為移動(dòng)部件的直線位移。因此，控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速，就可以間接 控制移動(dòng)部件的移動(dòng)，俗稱位移量。圖 3-1為開環(huán)控制伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。采用開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低，但是由于系