數(shù)控機床的診斷與維修 - 副本

1、畢業(yè)綜合實踐報告題 目： 數(shù)控機床的診斷與維修 學(xué) 號： 姓 名： 汪 敏 系 別： 機電工程系 專業(yè)班級： 機電一班 指導(dǎo)教師： 盧志芳 2012年 月 日摘 要數(shù)控機床是采用數(shù)控技術(shù)的機床, 由硬件系統(tǒng)和控制軟件系統(tǒng)2部分組成，因此, 對數(shù)控機床進行故障診斷與維修, 必須綜合考慮軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)的相互影響, 才能確定正確的診斷與維修方法。本文主要講述了數(shù)控機床的故障分類、性質(zhì)，故障的診斷原則，故障的診斷方法，并具體講述了機械故障和電氣故障，介紹了故障的維修方法。關(guān)鍵字：數(shù)控機床 故障診斷 CNC系統(tǒng)目 錄 摘要 引言 41實習目的51.1 學(xué)習的任務(wù)51.2 實習基本要求 51.3 安全

2、教育 51.4 實習單位介紹72 數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)系統(tǒng) 73 數(shù)控機床故障的性質(zhì) 83.1 故障 83.2故障的分類 84 數(shù)控機床故障診斷原則 95診斷故障的方法125.1 機械故障的診斷方法 135.2 電氣故障 136 故障的維修方法 156.1 初始復(fù)位法 166.2 更改參數(shù)、程序更正法 166.3 調(diào)節(jié)調(diào)整法 166.4 備件替換法 166.5 改善電源質(zhì)量法167 實際生產(chǎn)中幾種典型數(shù)控機床常見故障分析177.1 DK7732數(shù)控線切割機(北京613所生產(chǎn))177.2 DK7732數(shù)控線切割機177.3 某銑削中心177.4 配備FUNAC 0i-B 數(shù)控系統(tǒng)的美國哈挺42機床配備

3、FUNAC 187.5 配備FUNAC 0i數(shù)控系統(tǒng)的美國哈挺42數(shù)控車床 187.6 銘龍c-1600型數(shù)控雕刻機198 結(jié)束語 199 總結(jié)21結(jié)束語22參考文獻 23致謝 24引 言機械制造業(yè)在世界經(jīng)濟發(fā)展中, 作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),具有重要的地位。在機械制造行業(yè)中, 長期以來, 人們探索如何實現(xiàn)自動化, 不僅可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量, 提高生產(chǎn)率, 降低成本, 而且能改善工人的勞動條件。數(shù)控機床綜合了電子計算機、自動控制、伺服驅(qū)動、精密檢測與新型機械結(jié)構(gòu)等方面的技術(shù)成果。它把刀具和工件之間的相對運動, 機床電機的起動和停止, 主軸變速, 工件松開夾緊, 刀具的選擇等各種操作和順序動作等信息用代碼化的

4、數(shù)字記錄在控制介質(zhì)上, 然后將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置或計算機, 經(jīng)過譯碼、運算、發(fā)出各種指令控制機床伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件, 使機床自動加工出所需工件, 具有高柔性、高精度和高度自動化的特點。數(shù)控機床的身價從數(shù)十萬到上千萬, 一般都是企業(yè)中關(guān)鍵產(chǎn)品關(guān)鍵工序的關(guān)鍵設(shè)備, 其一旦故障停機, 影響往往很大。查出故障的原因, 進行快速正確的維修是關(guān)鍵所在。因此,為了充分發(fā)揮數(shù)控機床的效益, 一定重視數(shù)控機床故障的診斷與維修工作。數(shù)控機床故障出現(xiàn)比較多的是機械故障和電氣故障。在此主要介紹其診斷與維修方法?！?】1實習目的通過這次生產(chǎn)實習，使我在生產(chǎn)實際中學(xué)習到了機床診斷和維修的一些相關(guān)知識及在學(xué)校無法學(xué)到

5、的實踐知識。在向工人學(xué)習時，培養(yǎng)了我們艱苦樸素的優(yōu)良作風。在生產(chǎn)實踐中體會到了嚴格地遵守紀律、統(tǒng)一組織及協(xié)調(diào)一致是現(xiàn)代化發(fā)展的需要，也是我們當代大學(xué)生所必須的，從而近一步的提高了我們的組織觀念。通過生產(chǎn)實習，對我們鞏固和加深所學(xué)理論知識，培養(yǎng)我們的獨立工作能力和加強勞動觀點起了重要作用。1.1學(xué)習的任務(wù)1較全面、綜合地了解企業(yè)的生產(chǎn)過程和生產(chǎn)技術(shù)；較深入、詳細地了解企業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備、產(chǎn)品等相關(guān)知識；了解企業(yè)的組織管理、企業(yè)文化、產(chǎn)品開發(fā)與銷售等方面的知識和運作過程。2在專業(yè)還算對口的實習崗位上，努力將所學(xué)的理論知識轉(zhuǎn)換的與實際工作密切結(jié)合，并能靈活應(yīng)用，使自己的專業(yè)知識、專業(yè)技能及工程實踐能力均

6、得到一次全面的提升。3積累一定的工作經(jīng)驗和社會經(jīng)驗，在職業(yè)道德、職業(yè)素質(zhì)、勞動觀念、工作能力等方面都有明顯的提高，逐步掌握從學(xué)生到員工的角色轉(zhuǎn)換，為畢業(yè)后的就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)，提高就業(yè)競爭力。1.2實習基本要求1學(xué)生在實習企業(yè)必須遵守企業(yè)的各種規(guī)章制度和相應(yīng)的勞動紀律，不能無故請假和擅自離崗位。有特殊情況需要請假或改變實習企業(yè)的必須征得實習企業(yè)和指導(dǎo)教師的同意。2學(xué)生在實習期間必須嚴格遵守崗位操作規(guī)程和安全管理制度，嚴防工作責任事故和人身安全事故的發(fā)生。3必須遵紀守法，模范遵守公民的社會公德，不得從事法律法規(guī)、廠紀廠規(guī)、校紀校規(guī)所不允許的各項活動。4努力工作，積極完成實習單位指定的工作任務(wù)，虛

7、心學(xué)習，主動、誠懇地向工人師傅、工程技術(shù)人員及企業(yè)管理人員求教，刻苦鉆研。5應(yīng)多與指導(dǎo)教師聯(lián)系交流，及時得到教師指導(dǎo)。1.3安全教育 電氣安全教育是為了使工作人員懂得電的基本知識，認識安全用電的重要性，掌握安全用電的基本方法，從而能安全地、有效地進行工作。新入廠的工作人員要接受廠、車間、生產(chǎn)小組等三級安全教育。對一般職工應(yīng)要求懂得電和安全用電的一般知識；對使用電氣設(shè)備的一般生產(chǎn)工人除懂得一般電氣安全知識外，還應(yīng)懂得有關(guān)的安全規(guī)程；對于獨立工作的電氣工作人員，更應(yīng)該懂得電氣裝置在安裝、使用、維護、檢修過程中的安全要求，應(yīng)熟知電氣安全操作規(guī)程，學(xué)會電氣滅火的方法，掌握觸電急救的技能，并應(yīng)通過考試，

8、取得合格證明。新參加電氣工作的人員、實習人員和臨時參加勞動的人員（干部和臨時工等），必須在經(jīng)過安全知識教育后，方可到現(xiàn)場隨同參加指定的工作，但不得單獨工作。 (1) 安全教育學(xué)習的目的強化員工的安全意識，加強安全知識的學(xué)習,增強員工的安全防范意識和自我保護能力，加大安全管理力度，貫徹和落實安全生產(chǎn)各項規(guī)章制度，切實落實安全生產(chǎn)責任制，將安全責任真正落實到每一位干部、每一位員工的頭上去，預(yù)防和杜絕各類安全事故的發(fā)生，從而促進施工生產(chǎn)的順利進行。(2) 入廠主要安全注意事項 1.防火防爆 2、防塵防毒 3、防止灼燙傷 4.防止觸電 5.防止機械傷害 6.防止高處墜落 7.防止車輛傷害 8.防止起重

9、機械傷害 9.防止物體打擊 10、班前班中不得飲酒。(3) 設(shè)備內(nèi)作業(yè)須知：1.在各種儲罐，槽車，塔等設(shè)備以及地下室，陰井，地坑，下水道或是其他密閉場所內(nèi)部進行工作均屬于設(shè)備內(nèi)作業(yè)；2.設(shè)備上與外界連通的管道，孔等均應(yīng)與外界有效的隔離；3.進入設(shè)備內(nèi)作業(yè)前，必須對設(shè)備內(nèi)進行清洗和置換；4.應(yīng)采取措施，保持設(shè)備內(nèi)空氣良好；5.作業(yè)前30分鐘內(nèi)，必須對設(shè)備內(nèi)氣體采取采樣分析，采樣應(yīng)有代表性；6.進入不能達到清洗和置換要求的設(shè)備內(nèi)作業(yè)時，必須采取相應(yīng)的防護措施；7.在容器內(nèi)工作時因照明良好，照明用電應(yīng)小于等于36V的防爆型燈具；8.多工種，多層次交叉作業(yè)應(yīng)采取互相之間避免傷害的措施，并且搭設(shè)安全梯或

10、是安全平臺，比要時由監(jiān)護人用安全繩栓作業(yè)人員進行施工；9.設(shè)備內(nèi)作業(yè)必須有專人監(jiān)護，并應(yīng)有入搶救的措施及有效保護手段；10.設(shè)備內(nèi)安全作業(yè)證由施工單位負責辦理，該項目的負責人或是技術(shù)員填寫作業(yè)證，上檢修作業(yè)單位應(yīng)填寫的各項內(nèi)容。1.4 實習單位介紹江鉆股份是國家重點高新技術(shù)企業(yè)，國家一級企業(yè)，亞洲最大的油用鉆頭、礦用鉆頭制造基地，世界油用鉆頭制造商三強之一，其主導(dǎo)產(chǎn)品油用牙輪鉆頭、金剛石鉆頭國內(nèi)市場占有率達65%以上，并出口美國、加拿大、伊朗、阿塞拜疆等16個國家。公司坐落于有著九省通衢的湖北省武漢東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)華工園一路5號。主營業(yè)務(wù)為石油鉆采、礦山、冶金專業(yè)設(shè)備、機電產(chǎn)品、光電產(chǎn)品、機械

11、設(shè)備、通用零部件、非金屬礦制品、金屬制品、合金材料、計算機硬件及軟件、燃氣設(shè)備、電子設(shè)備、儀器儀表、化工產(chǎn)品(不含危險品)、生物工程、新材料、木材產(chǎn)品的開發(fā)、研制、生產(chǎn)、銷售及相關(guān)服務(wù);貨物進出口等；兼營業(yè)務(wù)有燃氣工程及燃氣設(shè)施的施工、經(jīng)營(僅限有許可證的分支機構(gòu));天然氣汽車改裝(國家有專項規(guī)定的從其規(guī)定)、天然氣汽車鋼瓶、減壓閥及其他零部件的銷售、維修;天然氣汽車加氣、天然氣經(jīng)營(僅限有許可證的分支機構(gòu)經(jīng)營);自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計安裝與技術(shù)服務(wù);銘牌設(shè)計制造。 2 數(shù)控機床的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)控機床是采用數(shù)控技術(shù)的機床,它將待加工產(chǎn)品的幾何信息以特定的語言輸入數(shù)控系統(tǒng),數(shù)控系統(tǒng)相應(yīng)生成對加工主軸、

12、進給軸以及加工輔助部件的控制命令實現(xiàn)加工。數(shù)控機床由硬件系統(tǒng)和控制軟件系統(tǒng)2部分組成,不同的硬件和軟件系統(tǒng)的結(jié)合形成了具有不同控制方式和加工精度等級的數(shù)控機床, 因此, 對數(shù)控機床的維修要采用普遍性的診斷與實際機床個體相結(jié)合的原則。數(shù)控機床的硬件系統(tǒng)包括輸入/ 輸出設(shè)備、數(shù)控裝置、伺服 單元、驅(qū) 動裝置、可編程控 制器、電氣裝置、輔助裝置、機床 本體和測量裝 置等部分, 如圖 1所示。它在系統(tǒng)軟件的控制下完成所要求的加工動作和輔助動作, 實現(xiàn)對被加工對象的生產(chǎn)加工。數(shù)控機床的軟件系統(tǒng), 可分為管理軟件和控制軟件 2 部分, 主要產(chǎn)生軟件指令以實現(xiàn)對硬件系統(tǒng)的控制, 如圖 2 所示。因此, 對數(shù)

13、控機床進行故障診斷與維修, 必須綜合考慮軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)的相互影響, 才能確定正確的診斷與維修方法?！?】3 數(shù)控機床故障的性質(zhì)31 故障故障是指數(shù)控機床全部或部分喪失原有的功能。數(shù)控機床發(fā)生故障一般有一定的規(guī)律。如圖3所示可分為3個區(qū)域: 初期運行區(qū)T1, 系統(tǒng)的故障率較高, 故障的曲線呈上升趨勢, 發(fā)生的故障大多數(shù)是由于設(shè)計制造和裝配缺陷造成的; 正常運行區(qū)T2, 曲線趨近水平, 故障率低, 發(fā)生的故障一般是由操作和維護不良造成的; 衰老區(qū)T3, 故障率最大, 曲線上升快, 主要是運行過久, 機件老化和損耗過度造成的。設(shè)備使用壽命故障頻率曲線如下圖3【3】 圖3 故障頻率曲線3.2故障的

14、分類3.2.1 按故障發(fā)生的部位分按數(shù)控機床電氣故障發(fā)生的部位，一般分為硬件故障和軟件故障。硬件故障是指電子、電器件、印制電路板、電線電纜、接插件等的不正常狀態(tài)( 甚至損壞)，這是需要修理甚至更換才可排除的故障。而軟件故障一般是指PLC邏輯控制程序中產(chǎn)生的故障，需要輸入或修改某些數(shù)據(jù)(甚至修改PLC程序)方可排除的故障。3.2.2 按故障發(fā)生后有無報警顯示分有報警顯示的故障可分為硬件報警顯示與軟件報警顯示。硬件報警顯示通常是指各單元裝置（如控制操作面板、伺服控制單元、主軸單元等）上的警示燈的故障狀態(tài)指示。借助相應(yīng)部位上的警示燈可大致分析判斷出故障發(fā)生的部位與性質(zhì)。軟件報警顯示通常是指CRT顯示

15、器上顯示出來的報警號和報警信息，包括NC報警和PLC報警，可對照維修手冊有關(guān)故障報警的相關(guān)內(nèi)容進行故障查找和分析。對于無報警顯示的一類故障，分析診斷難度較大，要具體情況具體分析。3.2.3 按故障性質(zhì)分系統(tǒng)性故障是指只要滿足一定的條件或者超過某一設(shè)定的限度，數(shù)控機床必然會發(fā)生的故障如：潤滑油位過低報警而停機，機床加工時因切削量過大達到某一限度必然會發(fā)生過載或超溫警。隨機性故障是指數(shù)控機床偶發(fā)的故障，也叫軟故障，通常由于機械結(jié)構(gòu)局部松動錯位，印刷電路板上元器件松動變形或焊點的虛脫，繼電器觸點、開關(guān)觸頭由于腐蝕污染而接觸不良引起。3.2.4 按故障出現(xiàn)時有無破壞性分根據(jù)數(shù)控機床故障出現(xiàn)時有無破壞性

16、分可分為破壞性故障和非破壞性故障。對于破壞性故障，即損壞工件(甚至機床)的故障，維修時不允許重現(xiàn)，這時只能根據(jù)產(chǎn)生故障時的現(xiàn)象進行相應(yīng)的檢查、分析來排除，其技術(shù)難度較大且有一定風險。如果可能損壞工件，則應(yīng)卸下工件，試著重現(xiàn)故障過程，但要十分小心。 43.3數(shù)控機床的常見故障分析根據(jù)數(shù)控機床的構(gòu)成, 工作原理和特點, 結(jié)合實際中的經(jīng)驗, 常見的故障部位及故障現(xiàn)象如下。( 1) 位置環(huán)。由于工作頻率高, 又與外設(shè)相聯(lián)接,所以易發(fā)生故障。常見的故障有:a.位控環(huán)報警: 可能是測量回路開路、系統(tǒng)損壞或者位控單元內(nèi)部損壞;b.不發(fā)指令就運動: 可能是漂移過高或者測量元件損壞;c.測量元件故障。( 2)

17、伺服驅(qū)動系統(tǒng)。由于伺服系統(tǒng)處于頻繁的啟動和運行狀態(tài), 又與電源、機械系統(tǒng)相聯(lián), 因此易發(fā)生故障。伺服系統(tǒng)的故障一般都是由伺服控制單元、伺服電機、測速電機、編碼器等出現(xiàn)問題引起的。( 3) 電源部分。電源是維持數(shù)控機床正常運行的能源供給部分, 電源的故障可能直接造成停機、數(shù)據(jù)丟失或系統(tǒng)毀壞。主要由電磁波的干擾和供電線路、電壓等引起。( 4) 可編程序控制器邏輯接口。數(shù)控機床的運行控制, 如刀庫管理等, 主要由PLC 來實現(xiàn), 它需采集各控制點的狀態(tài)信息, 如斷電器、伺服閥等。它與外界的各種信號源和執(zhí)行元件相連接, 所以發(fā)生故障的可能性比較大。( 5)系統(tǒng)參數(shù)丟失故障。一臺FANUC-0i Mat

18、e MC 系統(tǒng)的立式數(shù)控銑床， 在使用CAD CAM 軟件Master CAM 生成數(shù)控加工程序后，通過RS-232 接口，利用數(shù)據(jù)線進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，突然出現(xiàn)101#、1013#、417#、750#報警，此時程序不能繼續(xù)傳輸，而且機床不能運動。報警內(nèi)容：101# 報警為傳程序過程中突然掉電；1013# 報警為各軸需要回參考點；417# 報警為伺服參數(shù)設(shè)定不正確；750# 報警為串行主軸參數(shù)設(shè)定不正確。初步判斷是系統(tǒng)參數(shù)丟失。檢查系統(tǒng)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)許多參數(shù)丟失和發(fā)生變化。把系統(tǒng)參數(shù)全清，然后通過存儲卡進行數(shù)據(jù)恢復(fù)。進行返回參考點操作，發(fā)出正向硬超程506# 報警。把參數(shù)1 320# 設(shè)為99

19、999 999，參數(shù)1321# 設(shè)為99 999 999， 目的是回參考點時不進行軟限位檢測；手動離開參考點位置，再進行回參考點操作。進行反向間隙補償和螺距誤差補償，重新設(shè)置軟限位，機床工作正常。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，電腦一側(cè)的通信接口燒毀。造成該故障的可能原因是：臺式計算機的主機外殼不接地；通信電纜接口焊接不良；帶電狀態(tài)下起拔通信電纜；通信電纜沒有防護措施，系統(tǒng)通信過程中人為導(dǎo)致通信電纜斷線或短路； 廠房接地不良或雷擊。( 6)PMC 程序被破壞故障。南京日上自動化設(shè)備有限公司的數(shù)控綜合實驗臺RS-SY-0i C/0i mate C 出現(xiàn)不論指令輸入主軸轉(zhuǎn)速多少，主軸仍然以一個速度運行，顯示器顯示指令

20、速度故障。初步判斷故障可能出在系統(tǒng)、編碼器或PMC 程序，最可能是PMC 程序故障。經(jīng)查，PMC 程序被修改或丟失，重新編輯并保存后，系統(tǒng)斷電再上電，機床運行正常。( 7)主軸準停故障。一臺華中數(shù)控世紀星HNC-22 系統(tǒng)的數(shù)控銑床，開機后主軸不轉(zhuǎn)，其他正常。故障發(fā)生的可能原因是數(shù)控裝置發(fā)出的準停開關(guān)量信號ORT 沒傳到主軸驅(qū)動裝置中或發(fā)磁體與磁傳感器在主軸上的相對位置偏移。處理方法：按操作面板的【主軸定向】軟鍵、【主軸準停】軟鍵。這時主軸電動機帶動主軸慢速轉(zhuǎn)動，主軸停止后，按【主軸正轉(zhuǎn)】軟鍵，主軸正常旋轉(zhuǎn)。( 8)回參考點位置不準故障。一臺數(shù)控車床采用FANUC-0i Mate 數(shù)控系統(tǒng)，X

21、、Z 軸采用半閉環(huán)控制， 使用1 a 以后發(fā)現(xiàn)Z 軸每次回參考點，總有2、3 mm 的誤差，而且誤差沒有規(guī)律。調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)故障依然存在，判斷可能是機械原因所致。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)絲杠末端的螺母松動，擰緊螺母后機床正常。( 9)工作數(shù)小時后出現(xiàn)劇烈振動的故障。一臺數(shù)控車床采用FANUC-0i Mate 數(shù)控系統(tǒng)，半閉環(huán)控制，開機時全部動作正常，伺服進給系統(tǒng)高速運動平穩(wěn)、低速無爬行，加工的零件符合要求。機床正常工作6、7 h 后，Z 軸出現(xiàn)劇烈振蕩，CNC 報警，機床無法正常工作。斷電再上電后，故障依然存在。關(guān)機，第2 天開機工作正常，機床工作6、7 h 后，再次出現(xiàn)該故障。如此周期性重復(fù)。首先判斷是機械

22、故障還是電氣故障。機械故障可能是由于貼塑導(dǎo)軌熱變形、脫膠，滾珠絲杠、絲杠軸承的局部損壞或調(diào)整不當?shù)仍蛞鸬姆蔷鶆蛐载撦d變化，導(dǎo)致進給系統(tǒng)的不穩(wěn)定。電氣故障可能是因某個元器件不良或參數(shù)變化，引起系統(tǒng)的動態(tài)特性改變，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。松開Z 軸伺服電動機和滾珠絲杠間的連接，運行程序，故障依然存在，判斷是電氣故障。故障在CNC、伺服驅(qū)動器、伺服電動機組成的進給伺服系統(tǒng)。為區(qū)分是CNC 故障還是伺服故障，將CNC 的X軸和Z 軸的速度給定和位置反饋互換，此時Z 軸正常，X 軸振蕩，確認故障在Z 軸的伺服驅(qū)動器或伺服電動機上?；謴?fù)CNC 和X、Z 軸伺服間的正常連接，將X 軸和Z 軸的伺服板調(diào)整并設(shè)定后

23、，發(fā)現(xiàn)X 軸正常，Z 軸依舊。確認是Z 軸伺服主電路或伺服電動機不良。拆開伺服電動機發(fā)現(xiàn)該電動機繞組和引出線中間的連接部分由于長時間的冷卻水滲漏，絕緣已經(jīng)老化，處理后，機床恢復(fù)正常。( 10) 加工工件尺寸出現(xiàn)無規(guī)律變化的故障。一臺數(shù)控車床采用FANUC-0i 數(shù)控系統(tǒng)，在工作過程中，發(fā)現(xiàn)加工工件的X 向尺寸出現(xiàn)無規(guī)律的變化。產(chǎn)生加工尺寸不穩(wěn)定通常與機械傳動系統(tǒng)的安裝、連接以及伺服進給系統(tǒng)的設(shè)定與調(diào)整有關(guān)。用百分表測量X 軸的定位精度，發(fā)現(xiàn)絲杠每移動一個螺距，X 向的實際尺寸總是要增加幾十微米，此誤差不斷積累。檢查齒輪比、參考計數(shù)器容量、編碼器脈沖數(shù)等參數(shù)，設(shè)定正確，初步判定原因最可能是編碼器

24、不良，更換編碼器，機床恢復(fù)正常。( 11)伺服驅(qū)動器無準備好信號的故障。一臺采用FANUC-0i 數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控銑床，開機后出現(xiàn)伺服不能就緒401# 報警。該報警的含義是系統(tǒng)軸卡電路發(fā)出PRDY 信號而得不到伺服驅(qū)動器的伺服就緒DRDY 信號。檢查L/M/N 軸的伺服驅(qū)動器， 發(fā)現(xiàn)狀態(tài)指示燈不亮，伺服驅(qū)動電源正常；測量發(fā)現(xiàn)驅(qū)動器控制板上的輔助控制電壓24 V、15 V 異常。初步確定故障與驅(qū)動器的控制電源有關(guān)。檢查發(fā)現(xiàn)伺服驅(qū)動器的輸入電源熔斷器不良，更換熔斷器后，機床恢復(fù)正常。 6(12 ) 其他。一些環(huán)境條件, 如干擾、溫度、濕度超過允許范圍, 操作不當, 參數(shù)設(shè)定不當, 亦可能造成故障。

25、34 數(shù)控機床故障診斷原則數(shù)控機床主要由主機CNC裝置、PMC可編程控制器、主軸驅(qū)動單元、進給伺服驅(qū)動單元、顯示裝置、操作面板、輔助控制裝置、通信裝置等組成。故障原因不外乎是操作錯誤、參數(shù)錯誤、外界環(huán)境及電源造成的故障、線路故障、器件損壞等。通常的故障診斷原則有以下幾個：（1）先外部后內(nèi)部。根據(jù)維修體會，數(shù)控機床80%以上的故障來自于外部原因，只有不到20%的故障是內(nèi)部原因引起的。因此維修人員應(yīng)由外向內(nèi)進行排查，盡量避免隨意啟封、拆卸，否則可能會擴大故障，使機床喪失精度，降低性能。（2）先機械后電氣。一般來說，機械故障較易察覺，而數(shù)控系統(tǒng)故障的診斷難度較大，先排除機械性故障往往可以達到事半功倍

26、的效果。（3）先靜后動。先在機床斷電的靜止狀態(tài)下，通過觀察測量，分析確實為非破壞性故障后，方可給機床送電。在運行狀態(tài)下，進行動態(tài)的的觀察、檢驗和測試，查找故障點。而對破壞性故障，必須先排除危險后，方可送電。（4）先簡單后復(fù)雜。當出現(xiàn)多種故障互相交織掩蓋，一時無從下手時，應(yīng)先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。如果是功能性的故障就應(yīng)先從執(zhí)行元件入手，看看氣缸、電磁閥、電機、接觸器等是否存在卡滯等性能下降現(xiàn)象，然后是傳感器、行程開關(guān)等輸入信號元件，再次是電氣接頭、插件、活動的電線電纜等部位。這些外部元件受環(huán)境因素影響較大，比如磕碰、腐蝕、積塵等。還有元件本身的潤滑不良和機械磨損等原因都決定了他們

27、常是故障的根源。通常，簡單問題解決后，難度大的問題也就變得容易了?！?】具體來說就是： ( 1) 充分調(diào)查故障現(xiàn)象所謂CNC系統(tǒng)發(fā)生故障(或稱失效) 是指CNC系統(tǒng)喪失了規(guī)定的功能。故障可按表現(xiàn)形式、性質(zhì)、起因等分為多種類型。它包括兩個方面的內(nèi)容: 一是對操作者的調(diào)查,詳細詢問出現(xiàn)故障的全過程, 有些什么現(xiàn)象產(chǎn)生, 采取過什么措施等。調(diào)查過程中, 操作者坦誠的配合是極為重要的。另一方面, 要對現(xiàn)場做細致的勘測。無論是系統(tǒng)外觀, CRT 顯示內(nèi)容、各個印刷線路板上報警顯示、有無燒傷等痕跡, 不管多細微都應(yīng)查清,不能放過。在確認系統(tǒng)通電無危險的情況下, 可以通電并按下系統(tǒng)復(fù)位( RESET 鍵)

28、, 觀測系統(tǒng)有無異常, 報警是否消失; 如能消失, 則故障多為隨機發(fā)生的, 甚至是操作錯誤造成。( 2) 認真分析產(chǎn)生故障的原因CNC系統(tǒng)發(fā)生故障, 往往是同一現(xiàn)象、同一報警號卻可以有多種起因, 甚至有的故障根源在機床上, 但現(xiàn)象卻反映在系統(tǒng)上。所以在查找故障的起因時, 思路要開闊, 無論是CNC 系統(tǒng)、集成電器, 還是機械、液壓, 只要有可能引起該故障的原因, 都要盡可能全面地列出來。然后進行綜合判斷和優(yōu)化選擇, 確定最有可能產(chǎn)生故障的原因, 通過必要的試驗, 達到確診和排除故障的目的。5 診斷故障的方法5.1 機械故障的診斷方法5.1.1 直觀檢查法直觀檢查法是不借助任何儀器儀表就能診斷出

29、故障的一種簡便有效方法。（1）問問現(xiàn)場人員故障產(chǎn)生的過程、故障現(xiàn)象及后果，詢問故障是漸發(fā)性的還是突發(fā)性的等內(nèi)容。（2）看看機床各部分是否處于正常工作狀態(tài)，電控裝置有無報警信息，熔絲是否熔斷，元器件煙熏燒焦，電容器膨脹、開裂，電件有無斷腳、虛焊等；看工件的表面粗糙度、顏色、傷痕等。（3）聽聽異常響聲和機床運轉(zhuǎn)聲。（4）聞聞電氣元件焦糊味及其它異昧等。（5）摸在整機斷電條件下用手感來判別機床的故障，如溫升、振動、傷痕、波紋、爬行、松緊等。5.1 .2 CNC 系統(tǒng)的自診斷法CNC 的自診斷法是利用自診斷程序隨時監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)，一旦診斷到故障，立即顯示報警信息的一種方法。（1）開機自診斷。系

30、統(tǒng)通電后，自診斷程序自動執(zhí)行對CPU、存儲器、I/O 等模塊及功能模板、CRT、軟盤等外圍設(shè)備進行功能測試。（2）在線診斷。數(shù)控系統(tǒng)在工作狀態(tài)下，通過系統(tǒng)內(nèi)部的診斷程序和相應(yīng)的硬件環(huán)境，對數(shù)控機床運行的正確性進行診斷。發(fā)現(xiàn)故障后會在CRT I2 顯示出報警信息，查閱維修手冊就可確定故障原因。（3）離線診斷。數(shù)控機床出現(xiàn)故障時，數(shù)控系統(tǒng)停止運行系統(tǒng)程序的停機診斷。離線診斷是把專用診斷程序通過I/O 設(shè)備或通信接口輸入到CNC 裝置內(nèi)部，用專用診斷程序替代系統(tǒng)程序來診斷系統(tǒng)故障。5.1.3 綜合診斷法（1）儀器檢查法。利用萬用表等檢測儀器儀表，對故障疑點進行電流、電壓等測量，將測量值與正常值進行比

31、較，從中找尋故障所在位置。（2）接口狀態(tài)檢查法?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)多將PLC 內(nèi)置其中，而CHIC 與PLC 之間以接口信號相互通訊。（3）參數(shù)檢法。數(shù)控系統(tǒng)、PLC、伺服驅(qū)動系統(tǒng)都設(shè)置了許多可修改的參數(shù)，以適應(yīng)不同機床、不同工作狀態(tài)的要求，這些參數(shù)是保證機床正常運行的前提條件。一旦因電池電量不足或受到外界干擾，可能導(dǎo)致部分參數(shù)丟失或變化，使機床無法正常工作。5.1.4 部件替換法隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，電路的集成度越來越高，按常規(guī)方法很難查找故障，現(xiàn)代診斷數(shù)控機床故障方法中，越來越多的采用部件替換法。部件替換法就是在故障范圍大致確認，外部條件完全正確的情況下，利用同樣的印制電路板、集成電路芯片或元器件

32、替換有疑點部分，把故障范圍縮小到印刷電路板或芯片一級的方法。替換部件可以是系統(tǒng)的備件，也可用機床上相同部件。5.1.5 交叉換位法當發(fā)現(xiàn)了故障板或疑是故障板，又沒備件時，可將系統(tǒng)中兩個相同或相兼容的板互換，從中判斷出故障板或故障部位。注意硬件接線的正確交換和相應(yīng)的參數(shù)交換。5.1.6 功能測試法將系統(tǒng)的G、M、S、T、F 功能，用手工編程或自動編程方法，編制一個功能測試程序，診斷故障時送入數(shù)控系統(tǒng)并運行測試程序，以檢查機床執(zhí)行這些功能的準確性和可靠性，從而診斷出故障的方法。5.1.7 原理分析法從系統(tǒng)的工作原理上分析各點的電平和參數(shù)，用萬用表等儀器儀表對其進行測量和比較，進而對故障進行系統(tǒng)檢查

33、的一種方法。5.1.8 敲擊法當系統(tǒng)故障表現(xiàn)為時而正常時而不正常時，基本可以斷定為元器件接觸不良或焊點虛焊，用敲擊法敲擊到虛焊或接觸不良部位時，故障就會重現(xiàn)。5.1.9 局部升溫法當系統(tǒng)每次工作一段時間后就會出現(xiàn)相同故障時，可懷疑是某元件熱穩(wěn)定性差，性能變壞了，用電烙鐵或電吹風對懷疑元件進行局部加溫，會使故障快速出現(xiàn)。5.1.10 靜、動態(tài)測量比較法為了調(diào)整和維修方便，CNC 系統(tǒng)生產(chǎn)商在設(shè)計印刷線路板時設(shè)計了一些檢測端子，檢測這些測量端子的電壓或波形，可檢查有關(guān)電路的工作狀態(tài)是否正常。5.1.11 信號跟蹤法按照控制系統(tǒng)框圖從前往后或從后往前逐一跟蹤有關(guān)信號的有無、大小及不同運行方式下的狀態(tài)

34、，與正常情況進行比較。5.1.12 特殊處理法當今數(shù)控系統(tǒng)已進入PC 級、開放化的發(fā)展階段，軟件含量越來越豐富，有系統(tǒng)軟件、機床制造商軟件，甚至還有用戶軟件。軟件設(shè)計中存在一些不可避免的問題，會使有些現(xiàn)象無從分析，如死機。對于這種現(xiàn)象，可采取整機斷電的特殊方法將故障消除。5.1.13 遠程通信診斷法利用電話通訊線把帶故障的CNC 系統(tǒng)和專業(yè)維修中心的專用診斷計算機連接進行測試診斷?！?】5.2 電氣故障典型的數(shù)控機床全部的電氣控制系統(tǒng)如圖4所示。【1】圖4 電氣控制系統(tǒng)圖6.故障的維修方法6.1 初始復(fù)位法一般情況瞬時故障引起的報警, 用硬件復(fù)位或開關(guān)系統(tǒng)電源依次清除故障, 若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由

35、于掉電, 拔插線路板或電池欠壓造成混亂, 必須對系統(tǒng)進行初始化清除, 清除前應(yīng)注意做好數(shù)據(jù)拷貝記錄, 若初始化后故障仍無法排除, 則進行硬件診斷。6.2 更改參數(shù)、程序更正法系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù), 設(shè)定錯誤就會造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機, 對此可以采用系統(tǒng)的塊搜索功能進行檢查, 改正錯誤確保其正常運行。6.3 調(diào)節(jié)調(diào)整法調(diào)節(jié)是一種行之有效辦法。通過對電位計的調(diào)節(jié), 修正系統(tǒng)故障。如其主軸在啟動和制動時發(fā)生皮帶打滑, 原因是其主軸負載轉(zhuǎn)矩大, 而驅(qū)動裝置的斜升時間設(shè)定過小,經(jīng)調(diào)節(jié)后正常。最佳化調(diào)整是系統(tǒng)地對伺服驅(qū)動系統(tǒng)與被拖動的機械系統(tǒng)實現(xiàn)最佳匹配的

36、綜合調(diào)節(jié)方法, 用一臺多線記錄儀或具有存貯功能的雙蹤示波器, 分別觀察指令和速度反饋或電流反饋的響應(yīng)關(guān)系。通過調(diào)整速度調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)和積分時間, 來使伺服系統(tǒng)達到即有較高的動態(tài)響應(yīng)特性, 而又不振蕩的最佳工作狀態(tài)。在現(xiàn)場沒有示波器或記錄儀的情況下, 根據(jù)經(jīng)驗, 即調(diào)節(jié)使電機起振, 然后向反向慢慢調(diào)節(jié), 直到消除震蕩即可。6.4 備件替換法用好的備件替換診斷出壞的線路板, 并做相應(yīng)的初始化啟動, 使機床迅速投入正常運轉(zhuǎn), 然后將壞板修理或返修, 這是目前最常用的排故辦法。6.5 改善電源質(zhì)量法目前一般采用穩(wěn)壓電源, 來改善電源波動。對于高頻干擾可以采用電容濾波法, 通過這些預(yù)防性措施來減少電源

37、板的故障?！?】7 實際生產(chǎn)中幾種典型數(shù)控機床常見故障分析7.1 DK7732數(shù)控線切割機(北京613所生產(chǎn))北京613所生產(chǎn)的DK7732數(shù)控線切割機在使用過程中X 軸丟步, 加工完零件后機床不能回到坐標原點。（1）診斷過程首先設(shè)備在工作過程中X 軸的步進電動機聲音特別大, 懷疑步進電動機有問題, 但是, 經(jīng)單獨檢測電動機, 電動機工作正常。其次可能是X 軸的驅(qū)動電路有問題, 對驅(qū)動線路板進行全面檢查, 發(fā)現(xiàn)光電耦合器TLP521-4的輸出電壓與正常值不符(輸入端的額定電壓是1.4 V, 輸出端的最大壓降為0.4 V ),懷疑該元件損壞, 更換后, 驅(qū)動電路工作正常; 但是, 設(shè)備故障仍然沒

38、有排除。經(jīng)進一步檢測, 發(fā)現(xiàn)沒有高頻輸出, 懷疑高頻發(fā)生器有問題, 經(jīng)檢測, 發(fā)現(xiàn)高頻發(fā)生器電路中的7555和NE555集成電路損壞,更換后, 設(shè)備工作正常。（2）解決辦法因高頻發(fā)生器中集成電路7555和NE555損壞導(dǎo)致沒有高頻輸出, 以及X 軸驅(qū)動電路中的光電耦合器TLP521-4元件損壞, 更換這些元件, 故障排除,設(shè)備正常工作。7.2 DK7732數(shù)控線切割機北京電加工研究所生產(chǎn)的DK7732數(shù)控線切割機, 在加工過程中發(fā)現(xiàn)鉬絲帶電。（1）診斷過程首先懷疑某些部位聯(lián)電。打開控制柜, 先將灰塵清理干凈。檢測開關(guān)電源, 其線路連接較好, 沒有短路或聯(lián)電現(xiàn)象, 工作正常; 由于灰塵已經(jīng)清理干

39、凈,檢查控制線路板, 沒有發(fā)現(xiàn)線路板及元器件可能因為散熱不好或元件老化引起的短路等現(xiàn)象, 但故障依然沒有排除。經(jīng)與廠家溝通, 懷疑此故障由可能由高頻發(fā)生器引起, 經(jīng)檢測高頻發(fā)生器, 發(fā)現(xiàn)場效應(yīng)管IR-FP250N損壞, 更換后, 鉬絲帶電現(xiàn)象消失。（2）解決辦法高頻發(fā)生器中的場效應(yīng)管損壞導(dǎo)致鉬絲帶電, 更換IRFP250N型效應(yīng)管, 故障排除, 設(shè)備正常工作。7.3 某銑削中心某銑削中心在工作過程中顯示器屏幕跳動, 使設(shè)備無法正常工作。（1）故障判斷首先懷疑供電的開關(guān)電源電壓不穩(wěn)或插頭接觸不良。打開控制柜, 將灰塵清理干凈, 檢查各個插頭是否有接觸不良; 然后接通電源, 測量開關(guān)電源的輸出電壓

40、接近15 V (正常的輸出電壓為24 V), 同時發(fā)現(xiàn)開關(guān)電源的散熱器溫度非常高。停機后, 待機器完全冷卻后, 重新接通電源, 顯示器工作正常, 但工作一天后, 又出現(xiàn)上述現(xiàn)象。根據(jù)以往經(jīng)驗判斷, 因電源散熱器溫度較高, 懷疑因散熱不好導(dǎo)致故障出現(xiàn)。首先增加電源的散熱面積, 其次將顯示器及操作面板的柜體拆開, 清除灰塵并重新安裝散熱片, 接通電源,跳動現(xiàn)象消失。（2） 解決辦法因設(shè)備長時間工作, 元器件老化導(dǎo)致散熱量增大, 溫度升高; 另外, 電路板上長時間沒有清理, 灰塵較厚, 影響元器件的散熱, 也是產(chǎn)生故障的原因之一。將線路板清理干凈并安裝散熱片, 改善散熱條件, 故障消失, 設(shè)備工作正

41、常。7.4 配備FUNAC 0i-B 數(shù)控系統(tǒng)的美國哈挺42機床配備FUNAC 0i-B數(shù)控系統(tǒng)的美國哈挺42機床加工時“401”報警。（1）診斷過程按照設(shè)備維修手冊所提供的信息, 引起“401報警后需要檢查項目有9項:( 1) PSM 控制電源是否接通? ( 2) 急停是否解除? ( 3) 最后的放大器JX1B 插頭上是否有最終插頭? ( 4) MCC 是否接通? ( 5) 驅(qū)動MCC 的電源是否接通? ( 6) 斷路器是否接通? ( 7) PSM 或SPM 是否有報警發(fā)生?( 8) 更換伺服放大器。如果伺服放大器周圍的電源驅(qū)動回路沒有發(fā)現(xiàn)問題, 就更換伺服放大器。( 9) 更換軸控制卡。如

42、果以上措施都不能解決問題, 那么更換軸控制卡。清除線路板上的灰塵, 按照順序, 經(jīng)現(xiàn)場檢測,除( 8) 和( 9) 兩項外, 其他部位都工作正常, 可以排除這7種原因引起故障的可能。仔細檢查伺服放大器及其周圍的驅(qū)動回路, 檢測各坐標軸驅(qū)動控制單元, 發(fā)現(xiàn)X 軸的驅(qū)動控制單元某個元件黏連, 懷疑該元件損壞, 更換該元件, 報警解除【1】 。（2）解決辦法因設(shè)備長期使用使元件老化及灰塵長時間沒有清理導(dǎo)致元件散熱不良, 溫度升高, 電子元件粘連, 損壞, 導(dǎo)致X 軸伺服放大器的驅(qū)動回路出現(xiàn)故障。更換該元件, 故障消失, 設(shè)備工作正常。7.5 配備FUNAC 0i數(shù)控系統(tǒng)的美國哈挺42數(shù)控車床配備FU

43、NAC 0i數(shù)控系統(tǒng)的美國哈挺42 數(shù)控車床, 加工完零件后, 測量零件發(fā)現(xiàn)在X 軸方向誤差太大, 精度超差。使用千分表檢測X 軸的重復(fù)定位精度, 最大誤差接近50um。（1） 故障判斷由于X 軸的重復(fù)定位精度超差, 懷疑X 軸的滾珠絲杠螺母副磨損導(dǎo)致誤差變大。打開絲杠螺母副,使用激光干涉儀檢測滾珠絲杠螺母副, 分段調(diào)整螺母的間隙, 同時調(diào)整軸承的間隙, 將絲杠螺母副的最大間隙控制在工作間隙以內(nèi), 即小于20 um。合上絲杠螺母副, 將機床恢復(fù)正常, 通電后試切工件, 測量工件的精度, 完全符合技術(shù)要求。（2） 解決辦法由于長期使用機床, 絲杠和螺母局部磨損太大出現(xiàn)超差, 使X 軸方向誤差太大

44、。使用檢測儀器調(diào)整絲杠和螺母及軸承的間隙在工作范圍內(nèi), 超差現(xiàn)象消失, 設(shè)備工作正常。7.6 銘龍c-1600型數(shù)控雕刻機銘龍c-1600型數(shù)控雕刻機被水浸泡, 經(jīng)過清理、吹干, 安裝調(diào)試后, X 軸不能移動。（1）故障判斷因X 軸不能移動, 首先懷疑是X 軸的機械傳動或電氣控制出現(xiàn)問題。將控制柜打開, 將X 軸的電機驅(qū)動板分別與Y、Z 軸的驅(qū)動板調(diào)換( 3個驅(qū)動板相同, 可以通用) , 通電后發(fā)現(xiàn), X 軸驅(qū)動板控制Y軸時, Y軸不能移動, 控制Z 軸時, Z 軸不能移動,而此時X 軸可以正常移動。所以, 可以判斷X 軸的機械傳動部分工作正常, 可能是X 軸的驅(qū)動板導(dǎo)致此類故障。卸下此板,

45、單獨進行檢測, 同時與其他兩軸的驅(qū)動板比較各個參數(shù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 驅(qū)動板上的大功率三極管的參數(shù)與正常值不符, 懷疑三極管損害,更換相同型號的元件, 重新測試, 與另外兩個控制卡的參數(shù)完全相同。將控制板重新安裝, 啟動機床, 機床各軸工作正常, 故障排除。（2）解決辦法因雕刻機控制柜被水浸泡, 使控制卡的電氣元件短路、損壞, 導(dǎo)致機床X 軸不能正常移動。更換損壞的元件, 故障消失, 設(shè)備工作正常?！?】8 結(jié)束語在數(shù)控機床的故障診斷和維修保養(yǎng)中, 雖然可用多種診斷方法發(fā)現(xiàn)故障, 但是扎實的理論知識和豐富的實踐經(jīng)驗對于高效、快速地進行故障診斷仍然是十分必要的。同時, 建立良好的維修保養(yǎng)管理制度和故障診斷歷史檔案, 對于數(shù)控設(shè)備的長期使用和企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展也具有積極的意義, 值得在實踐中推廣和應(yīng)用。9 總結(jié)時光總是匆匆而逝！我們踩著大三的尾巴步入了社會，這是我人生中第一次在公司里學(xué)習技術(shù)和知識，面臨就業(yè)了，就業(yè)單位不會像老師那樣點點滴滴細致入微地