數(shù)控車床維修及維護(hù)大學(xué)本科方案設(shè)計書69758

1、摘要 畢業(yè)設(shè)計（論文）作為大學(xué)所學(xué)知識的最后一次總結(jié)，其作用是很重要的。 它不但對我們所學(xué)的知識做了一次全面的檢查與鞏固， 而且是我們綜合利用所學(xué) 的全部理論與實踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)。本次設(shè)計（論文） 的內(nèi)容為數(shù)控車床維修的條件、 機(jī)床故障檢查與排除分析 的方法以及車床的保養(yǎng)和典型車床的診斷與維修等。在指導(dǎo)老師的耐心指導(dǎo)下， 為我們介紹了數(shù)控車床的原理與應(yīng)用， 并且講解了數(shù)控車床的維修方法與注意的 事項，以及實踐工作的方法和理論及解決實際問題的方法。 為我們整個畢業(yè)設(shè)計 （論文）取得了第一手資料。 在畢業(yè)設(shè)計過程中老師提出了寶貴的意見和糾正我 們的錯誤，從而使我們的畢業(yè)設(shè)計 （論文）得以圓滿成功

2、。 這次畢業(yè)設(shè)計（論文） 使我受益匪淺。首先，培養(yǎng)我們分析實際問題的能力和運用所學(xué)知識動手解決問題的能力， 從而達(dá)到鞏固， 擴(kuò)大和深化所學(xué)的理論知識， 為即將走向的工作崗位打下堅實的 基礎(chǔ)。其次，培養(yǎng)了我們深入實際，調(diào)整研究的工作方法。再次，培養(yǎng)我們熟悉有 關(guān)技術(shù)政策，運用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定的能力，獨立進(jìn)行查找資料的能力。 數(shù)控車床自身所具有的明顯優(yōu)勢使得它在工業(yè)中的應(yīng)用前景極為樂觀， 隨著數(shù)控 技術(shù)進(jìn)一步的開發(fā)和利用，我們深信，它必將在機(jī)械工程領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用。關(guān)鍵詞：數(shù)控車床的保養(yǎng) 硬件故障 軟件故障目錄摘要 1前言 3第一章數(shù)控車床的維修 4一、數(shù)控車床維修工作的基本條件 4二、數(shù)控車床

3、故障診斷 6第二章 數(shù)控車床故障的處置與分析排除的方法 15一、車床故障處置 15二、車床故障分析 18三、數(shù)控車床故障排除的方法 20第三章車床的保養(yǎng) 23一、數(shù)控車床的保養(yǎng)知識 23二. 數(shù)控車床系統(tǒng)的維護(hù) 24結(jié)論 26參考文獻(xiàn) 27、八前言數(shù)控機(jī)(車)床是機(jī)電一體化的高技術(shù)產(chǎn)品， 它的產(chǎn)生是 20 世紀(jì)中期計算機(jī) 技術(shù)，微電子技術(shù)和自動化技術(shù)高速發(fā)展的結(jié)果 ,是在機(jī)械制造業(yè)要求產(chǎn)品高精 度、高質(zhì)量、高生產(chǎn)率、低消耗和中、小批量、多品種產(chǎn)品生產(chǎn)實現(xiàn)自動化生產(chǎn) 的結(jié)果 ,機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，但在實現(xiàn)多品種、小批量產(chǎn)品 自動化生產(chǎn)方面曾遇到困難 ,對于大批大量生產(chǎn)，實現(xiàn)自動流

4、水作業(yè)比較容易， 但對于多品種小批量生產(chǎn)的自動化經(jīng)歷了漫長的道路,因為機(jī)械制造業(yè)屬于離散型生產(chǎn)，它與化工生產(chǎn)、電力生產(chǎn)等連續(xù)型生產(chǎn)類型截然不同,在機(jī)械加工中，產(chǎn)品是經(jīng)過一道道工序、多次換刀與一系列動作逐步累加而成型的,通過成組技術(shù)將產(chǎn)品分類， 力求把中、 小批量產(chǎn)品轉(zhuǎn)換成大批大量生產(chǎn)的形式， 組成流水生 產(chǎn)作業(yè)，在一定程度上可以使機(jī)械加工生產(chǎn)類型由離散型轉(zhuǎn)化為連續(xù)型。 但要把 這種連續(xù)型生產(chǎn)實現(xiàn)柔性自動化， 只有在數(shù)控車床誕生以后， 把計算機(jī)技術(shù)引入 金屬切削車床之中，才從根本上解決了 柔性制造”(Flexible Manufacturing)、自 動化生產(chǎn)的實際問題 ,因此，毫不夸張地說：數(shù)

5、控車床的產(chǎn)生是機(jī)械制造業(yè)領(lǐng)域 中的一場重大的技術(shù)革新 , 經(jīng)過半個世紀(jì)的不斷改進(jìn)、開拓與發(fā)展，數(shù)控車床已 形成品種齊全，種類繁多、性能完善與外觀造型完美的自動化生產(chǎn)裝備,而且正在邁向更高的層次 實現(xiàn)無人化工廠 .。目前，數(shù)控車床的應(yīng)用越來越廣泛，其加工柔性好，精度高，生產(chǎn)效率高， 具有很多的優(yōu)點，但數(shù)控車床是復(fù)雜的大系統(tǒng)，它涉及光、機(jī)、電、液等很多技 術(shù)，發(fā)生故障是難免的 ,機(jī)械銹蝕、機(jī)械磨損、機(jī)機(jī)械失效，電子元器件老化、 插件接觸不良、 電流電壓波動、 溫度變化、 干擾、噪聲，軟件丟失或本身有隱患、 灰塵等，但由于技術(shù)越來越先進(jìn)、復(fù)雜，且我國從事數(shù)控車床電氣設(shè)計、應(yīng)用與 維修技術(shù)工作的工程技

6、術(shù)人員數(shù)以萬計， 然而由于此項技術(shù)的復(fù)雜性、 多樣性和 多變性以及一些客觀環(huán)境因素的制約， 在數(shù)控車床電氣維修技術(shù)方面還沒有形成 一套成熟的、 完整的理論體系。 當(dāng)今控制理論與自動化技術(shù)的高速發(fā)展， 尤其是 微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的日新月異， 使得數(shù)控技術(shù)也在同步飛速發(fā)展， 數(shù)控系 統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式上的 PC 基、開放化和性能上的多樣化、復(fù)雜化、高智能化不僅給其 應(yīng)用從觀念到實踐 帶來了巨大變化，也在其維修理論、技術(shù)和手段上帶來了很 大變化。因此對維修人員的素質(zhì)要求很高的維修經(jīng)驗， 要求他們具有較深的專業(yè) 知識和豐富的維修經(jīng)驗 ,在數(shù)控車床出現(xiàn)故障才能及時排除，沒有理論指導(dǎo)的實 踐是盲目的實踐 ,沒

7、有實踐的理論空洞的理論。伴隨著數(shù)控車床的普遍應(yīng)用，數(shù)控車床的維修與保養(yǎng)技術(shù)也應(yīng)運而生，本文 旨在通過對數(shù)控車床故障的分析與維修保養(yǎng)等方面做了必要的介紹， 是因為每臺 數(shù)控車床經(jīng)過長時間使用后都會出現(xiàn)零部件的損壞， 且在首次使用數(shù)控車床或由 工人不熟練操作時，在一段時間里有 1/3 以上的故障是由操作不當(dāng)引起的 ，但 是即使開展有效的預(yù)防性維護(hù)可以延長元器件的工作壽命， 延長機(jī)械部件的磨損 周期，防止意外惡性事故的發(fā)生，延長車床的工作時間。數(shù)控車床具有集機(jī)、電、液于一身的特點， 是一種自動化程度高的先進(jìn)設(shè)備，為 了充分發(fā)揮其效益， 以減少故障延長系統(tǒng)的平均無故障時間， 所以要求數(shù)控車床 維護(hù)人員

8、不僅要有機(jī)械加工工藝以及液壓氣動方面的知識， 還要具備電子計算機(jī) 、自動控制、驅(qū)動及測量技術(shù)等方面的知識 ，這樣才能全面的了解和掌握數(shù)控 車床，及時搞好維護(hù)保養(yǎng)工作。第一章 數(shù)控車床的維修一、 數(shù)控車床維修 工作的基本條件數(shù)控車床的身價從幾十萬元到上千萬元，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，一旦故障停機(jī)，其影響和損失往往很大。但是，人們對這樣的設(shè)備 往往更多地是看重其效能， 而不僅對合理地使用不夠重視， 更對其保養(yǎng)及維修工 作關(guān)注太少， 日常不注意對保養(yǎng)與維修工作條件的創(chuàng)造和投入， 故障出現(xiàn)臨時抱 佛腳的現(xiàn)象很是普遍。 因此，為了充分發(fā)揮數(shù)控車床的效益， 我們一定要重視維 修工作，創(chuàng)

9、造出良好的維修條件。1人員條件 數(shù)控車床電氣維修工作的快速性、優(yōu)質(zhì)性關(guān)鍵取決于電氣維修人員的素質(zhì)條件。1）首先是有高度的責(zé)任心和良好的職業(yè)道德。2）知識面要廣， 要學(xué)習(xí)并基本掌握有關(guān)數(shù)控車床電氣控制的各學(xué)科知識， 如 計算機(jī)技術(shù)、模擬與數(shù)字電路技術(shù)、自動控制與拖動理論、控制技術(shù)、加工工藝 以及機(jī)械傳動技術(shù)，當(dāng)然還包括基本數(shù)控知識。3）應(yīng)經(jīng)過良好的技術(shù)培訓(xùn)， 數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)， 尤其是針對具體數(shù)控 車床的技術(shù)培訓(xùn)， 首先是參加相關(guān)的培訓(xùn)班和車床安裝現(xiàn)場的實際培訓(xùn)， 然后向 有經(jīng)驗的維修人員學(xué)習(xí)，而更重要且更長時間的是自學(xué)。4）勇于實踐， 要積極投入數(shù)控車床的維修與操作的工作中去， 在不斷的

10、實踐 中提高分析能力和動手能力。5）掌握科學(xué)的方法， 要做好維修工作光有熱情是不夠的， 還必須在長期的學(xué) 習(xí)和實踐中總結(jié)提高，從中提煉出分析問題、解決問題的科學(xué)的方法。6）學(xué)習(xí)并掌握各種電氣維修中常用的儀器、儀表和工具。7）掌握一門外語，特別是英語，起碼應(yīng)做到能看懂技術(shù)資料。2物質(zhì)條件1 ）準(zhǔn)備好通用的和某臺數(shù)控車床專用的電氣備件。2）非必要的常備電器元件應(yīng)做到采購渠道快速暢通。3）必要的維修工具、 儀器儀表等， 最好配有筆記本電腦并裝有必要的維修軟 件。4）每臺數(shù)控車床所配有的完整的技術(shù)圖樣和資料。5）數(shù)控車床使用 、維修技術(shù)資料檔案。3關(guān)于預(yù)防性維護(hù) 預(yù)防性維護(hù)的目的是為了降低故障率，其工

11、作內(nèi)容主要包括下列幾方面的工作：1）人員安排為每臺數(shù)控車床分配專門的操作人員、 工藝人員和維修人員， 所 有人員都要不斷地努力提高自己的業(yè)務(wù)技術(shù)水平。2）建檔針對每臺車床的具體性能和加工對象制定操作規(guī)章， 建立工作與維修 檔案，管理者要經(jīng)常檢查、總結(jié)、改進(jìn)。3）日常保養(yǎng)對每臺數(shù)控車床都應(yīng)建立日常維護(hù)保養(yǎng)計劃，包括保養(yǎng)內(nèi)容（ 如坐標(biāo)軸傳動系統(tǒng)的潤滑、磨損情況，主軸潤滑等，油、水氣路，各項溫度控制， 平衡系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，傳動帶的松緊 , 繼電器、接觸器觸頭清潔，各插頭、接線 端是否松動， 電氣柜通風(fēng)狀況等等 ）及各功能部件和元氣件的保養(yǎng)周期 （ 每日、每 月、半年或不定期 ） 。4）提高利用率數(shù)控

12、車床如果較長時間閑置不用， 當(dāng)需要使用時， 首先車床的 各運動環(huán)節(jié)會由于油脂凝固、 灰塵甚至生銹而影響其靜、 動態(tài)傳動性能， 降低車床精度， 油路系統(tǒng)的堵塞更是一大煩事； 從電氣方面來看， 由于一臺數(shù)控車床的 整個電氣控制系統(tǒng)硬件是由數(shù)以萬計的電子元器件組成的， 他們的性能和壽命具 有很大離散性，從宏觀來看分三個階段： 在一年之內(nèi)基本上處于所謂 “磨合 ”階段。 在該階段故障率呈下降趨勢，如果在這期間不斷開動車床則會較快完成“磨合 ”任務(wù)，而且也可充分利用一年的維修期； 第二階段為有效壽命階段， 也就是充分 發(fā)揮效能的階段。在合理使用和良好的日常維護(hù)保養(yǎng)的條件下,車床正常運轉(zhuǎn)至少可在五年以上；

13、 第三階段為系統(tǒng)壽命衰老階段， 電器硬件故障會逐漸增多， 數(shù) 控系統(tǒng)的使用壽命平均在810年左右。因此，在沒有加工任務(wù)的一段時間內(nèi)， 最好較低速度下空運行車床，至少也要經(jīng)常給數(shù)控車床通電,甚至每天通電。二、 數(shù)控車床故障診斷我們要學(xué)習(xí)車床的診斷首先要需要了解兩個概念：系統(tǒng)可靠性是指數(shù)控系統(tǒng) 在規(guī)定的條件和規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力， 故障是指系統(tǒng)在規(guī)定的條件 和規(guī)定的時間內(nèi)失去了規(guī)定的功能：1 診斷的內(nèi)容1 ）動作診斷：監(jiān)視車床各動作部分， 判定動作不良的部位。 診斷部位是 ATC、 APC和車床主軸。2）狀態(tài)診斷：當(dāng)車床電機(jī)帶動負(fù)載時，觀察運行狀態(tài)。3）點檢診斷：定期點檢液壓元件、氣動元

14、件和強(qiáng)電柜。4）操作診斷：監(jiān)視操作錯誤和程序錯誤。5）數(shù)控系統(tǒng)故障自診斷。2典型數(shù)控車床的故障診斷與維修1 ）伺服報警 414# 、 410#臺灣省產(chǎn) FTC-30 數(shù)控車床在加工過程中出現(xiàn) 414# 、 410# 報警 , 動 力停止。關(guān)閉電源再開機(jī) ,X 軸移動時車床振顫 , 后又出現(xiàn)報警并動力停止。 查系統(tǒng)維修手冊 , 報警信息為伺服報警、 檢測到 X 軸位置偏差大。 根據(jù)現(xiàn)象分 析，認(rèn)為可能有以下原因：伺服驅(qū)動器壞；X軸滾珠絲杠阻滯及導(dǎo)軌阻 滯。針對原因，調(diào)換同型號驅(qū)動器后試機(jī)，故障未能排除。針對故障，進(jìn) 入伺服運轉(zhuǎn)監(jiān)視畫面 , 移動軸觀察驅(qū)動器負(fù)載率 , 發(fā)現(xiàn)明顯偏大 , 達(dá)到 25

15、0%-300%。 判斷可能為機(jī)械故障。 拆開 X 軸防護(hù)罩 , 仔細(xì)檢查滾珠絲杠 和導(dǎo)軌均未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象。 車床 X 軸水平傾斜 45o 安裝 , 應(yīng)有防止其下滑的 平衡塊或制動裝置 , 檢查中未發(fā)現(xiàn)平衡塊 , 但車床說明書電器資料 顯示 PMC 確有 X 軸剎機(jī)釋放輸出接點 , 而對比同型車床該接點輸出正常。檢查車 床廠設(shè)置的 I/0 轉(zhuǎn)接板 , 該點輸出繼電器工作正常 , 觸點良好 , 可以輸出 110V 制動釋放電壓。據(jù)此可斷定制動線圈或傳輸電纜有故障。斷電后 , 用萬 用表檢測制動線圈直流電組及絕緣良好 , 兩根使用的電纜中有一根已斷掉。更 換新的電纜后開機(jī)試驗 , 一切正常。 此故障

16、雖然是有系統(tǒng)報警 , 但直接原因卻 是電纜斷線。這一故障并不常見車床廠家在安裝整機(jī)時處理不當(dāng)或電器件壓接不 牢靠通常卻都能引起一些故障而此類故障分析查找原因較麻煩。2 ）統(tǒng)制 # 報警1000 型加工中心在加工時出現(xiàn) 409# 報警 , 停機(jī)重開可繼續(xù)加工 , 加 工中故障重現(xiàn)。發(fā)生故障時，主軸驅(qū)動 放大器處于報警狀態(tài)，顯示5 6號報警。 維修手冊說明為控制系統(tǒng)冷卻風(fēng)扇不轉(zhuǎn)或故障。拆下放大器檢查 , 發(fā)現(xiàn)風(fēng)扇油 污較多 , 清洗后風(fēng)干 , 裝上試機(jī)故障未排除。拆下放大器打開檢查 , 發(fā)現(xiàn)電路 板油污嚴(yán)重 , 且有金屬粉塵附著。拆下電路板 , 用無水乙醇清洗 , 充分干燥后 裝機(jī)試驗 , 故障排

17、除。此例中 , 故障起因為設(shè)備工作環(huán)境因素 , 空氣濕度大、 干式加工、金屬粉塵大。數(shù)控車床的系統(tǒng)主板、電源模塊、伺服放大器等的電路 板由于高度集成 , 大都由多層印刷電路板復(fù)合而成 , 線間距離狹小 , 異物進(jìn) 入極易引起電路板故障 , 這應(yīng)該引起使用者的高度注意。 數(shù)控車床經(jīng)過近年來 發(fā)展，技術(shù)己日臻成熟，功能越來越強(qiáng)，維修越來越方便。作為數(shù)控系統(tǒng)的最終 用戶加工工廠來說 , 所要做的就是選取合適的系統(tǒng)配置 , 造就車床適 當(dāng)?shù)墓ぷ鳝h(huán)境 , 加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng) , 利用有效的設(shè)備資源 , 充分開發(fā)系統(tǒng)潛能 , 最大限度地為企業(yè)創(chuàng)造利潤。該車床在運行過程中顯示屏上突然出現(xiàn) 414 報警。查詢相關(guān)資

18、料得知 414 號報警指示意義為 “ 在 X 軸方向上 , 伺服驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)生故障 ” 。根 據(jù)經(jīng)驗 , 我們首先關(guān)掉總電源 , 然后將電柜門打開后 , 重新開機(jī) , 目測 X 軸驅(qū)動板工作狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)其板上 “ HC ”報警指示燈點亮。查閱相關(guān)資料得知 伺服放大器中發(fā)生電流異常。于是我們作了下列步驟的進(jìn)一步維修判斷。（1）檢查該車床參數(shù)表 , 對照廠家提供參數(shù)目錄 , 結(jié)果未發(fā)現(xiàn)異常參數(shù)。（ 2）重新關(guān)掉車床總電源 , 小心取下伺服驅(qū)動板。靜態(tài)檢查板后面的大功 率放大模塊 , 基本正常。然后將取下的伺服放大驅(qū)動板作靜態(tài)檢查 , 用萬用表 分別檢查板上的大電流元件 , 結(jié)果發(fā)現(xiàn)大功率放大模塊的 2

19、 只前置放 大晶體 管已擊穿 （ 型號為 R2662） 。將此管摘下 , 換上同型號新管后 , 重新裝入車 床的電柜內(nèi) , 通電試用后 , 顯示屏上報警號消失。同時伺服驅(qū)動板上 “ HC” 報警指示燈熄滅。此時 , 我們認(rèn)為故障已排除。但是沒有想到的是 , 當(dāng)車床作 空運行時 ,X 軸上可聽到明顯 “ 咯、咯、咯 ” 的聲音 , 似滾珠絲杠螺母中 的滾珠損壞的聲音 , 當(dāng)時我們公司機(jī)械電氣技術(shù)人員一致認(rèn)為 X 軸方向還存 在阻尼現(xiàn)象。初步判斷認(rèn)為螺母中滾珠有損壞 , 但當(dāng)我們用于轉(zhuǎn)動絲杠時 , 卻 顯得比較輕松 , 無明顯的卡阻現(xiàn)象。憑經(jīng)驗判斷伺服驅(qū)動部分有故障。于是我 們檢查伺服驅(qū)動板輸出線

20、到電動機(jī)的中間環(huán)節(jié) , 查出中間的保護(hù)開關(guān)常閉觸點 已呈開路狀態(tài)。在手邊無配件的情況下 , 用 1.5mm 的導(dǎo)線短接 , 重新開機(jī)運 行 , 車床工作正常。在數(shù)控車床維修過程中 , 有時會遇到一些比較特殊的故障 , 例如 : 有的車床在 剛開機(jī)時 , 系統(tǒng)和車床工作正常。但是 , 當(dāng)工作一段時間后 , 將出現(xiàn)某一故障。 這種故障有的通過關(guān)機(jī)后得以清除 , 有的必須經(jīng)過關(guān)機(jī)較長的時間后 , 車床才 能重新工作。 此類故障常常被人們稱為“軟故障”。 由于此類故障的不確定性和 發(fā)生故障的隨機(jī)性 , 使得車床時好時壞 , 這給檢查、測量帶來了相當(dāng)?shù)睦щy。 維修人員必須具備較高的業(yè)務(wù)水平和豐富的實踐經(jīng)

21、 驗 , 仔細(xì)分析故障現(xiàn)象 , 才能判定故障原因 , 并加以解決。下面是在數(shù)控車床維修中一起比較典型的 “ 軟故障”維修事例 , 現(xiàn)將故障現(xiàn)象、維修過程及分析思路介紹如下 , 供參 考。1 故障現(xiàn)象臺灣GOODWAY公司生產(chǎn)的 GCL-15型數(shù)控車床,采用FANUC 0 T 數(shù)控系統(tǒng)。 X 、 Z 分別采用 FANUC 5 、10 型 AC 伺服電動機(jī)驅(qū)動 , 主軸 采用 FANUC 8S AC 主軸驅(qū)動。車床帶液壓夾具、液壓支架和 15 把刀的自 動換刀裝置 , 全封閉防護(hù) , 自動排屑。車床本身價格高、 精度好 , 是該公司的主 要加工設(shè)備之一。該車床發(fā)生的故障現(xiàn)象為 : 車床開機(jī)時全部動

22、作正常 , 伺服進(jìn)給系統(tǒng)高速運 動平穩(wěn)、低速無爬行 , 加工的零件 精度全部達(dá)到要求。當(dāng)車床正常工作 5-7h 后 ,Z 軸出現(xiàn)劇烈振蕩 ,CNC 報警 , 車床無法正常工作。這時 , 即使關(guān)機(jī)再 啟動 , 只要手動或自動移動 Z 軸 , 在所有速度范圍內(nèi) , 都發(fā)生劇烈振蕩。 但 是 , 如果關(guān)機(jī)時間足夠長 , 車床 又可以正常工作 5-7h, 并再次出現(xiàn)以上故 障 , 如此周期性重復(fù)。2 故障分析根據(jù)以上故障現(xiàn)象 , 分析其原因不外乎與 Z 軸有關(guān)的機(jī)械、電氣兩個方面。 在機(jī)械方面 , 可能是由于貼塑導(dǎo)軌的熱變形、脫膠 , 滾珠絲杠、絲杠軸承的局 部損壞或調(diào)整不當(dāng)?shù)仍蛞鸬姆蔷鶆蛐载?fù)載變

23、化 , 導(dǎo)致進(jìn)給系統(tǒng)的不穩(wěn)定。 在電氣方面 , 可能是由于某個元件的參數(shù)變化 , 引起系統(tǒng)的動態(tài)特性改變 , 導(dǎo) 致系統(tǒng)的不穩(wěn)定等。鑒于本車床采用的是半閉環(huán)伺服系統(tǒng) , 為了分清原因 , 維修的第一步是松開 Z 軸伺服電動機(jī)和滾珠絲杠之間的機(jī)械聯(lián)接。在 Z 軸無負(fù)載的情況下 , 運行加工 程序 , 以區(qū)分機(jī)械、電氣故障。經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn) : 故障仍然存在 , 但發(fā)生故障的時 間有所延長。因此 , 可以確認(rèn)故障為電氣原因 , 并且和負(fù)載大小或溫升有關(guān)。 由于數(shù)控車床伺服進(jìn)給系統(tǒng)包含了 CNC 、伺服驅(qū)動器、伺服電動機(jī)三大部分 , 為了進(jìn)一步分清原因 , 維修的第二步是將 CNC 的 X 軸和 Z 鈾的

24、速度給定和 位置反饋互換 （CNC 的 M6 與 M8,M7 與 M9 互換 ）, 即：利用 CNC 的 X 軸指令控制車床的 Z 軸伺服和電動機(jī)運動 ,CNC 的 Z 軸指令控制車床的 X 軸伺服和電動機(jī)運動 , 以判別故障發(fā) 生在 CNC 或伺服。經(jīng)更換發(fā)現(xiàn) , 此時 CNC 的 Z 軸 （ 帶 X 軸伺服及電動機(jī) ） 運動正常 , 但 X 軸 （ 帶 Z 軸伺 服及電動機(jī) ）運動時出現(xiàn)振蕩。據(jù)此 ,可以確認(rèn) : 控制 Z 軸的 CNC 正常, 故障 在 Z 軸伺服驅(qū)動或伺服電動機(jī)上。考慮到該車床 X 、 Z 軸采用的是同系列的 AC 伺服驅(qū)動 , 其伺服 PCB 板型 號和規(guī)格相同 ,

25、為了進(jìn)一步縮小檢查范圍 , 維修的第三步是在恢復(fù)第二步 CNC 和 X 、 Z 伺服間的正常連接后 , 將 X 、 Z 的 PCB 板經(jīng)過調(diào)整設(shè)定 后互換。經(jīng)互換發(fā)現(xiàn) , 這時 X 軸工作仍然正常 ,Z 軸故障依舊?？梢?,Z 軸 的 PCB 板正常。根據(jù)以上試驗和檢查 , 可以確認(rèn)故障是由于 Z 軸伺服主回路或伺服電動機(jī)的 不良而引起的。經(jīng)以上維修 , 車床恢復(fù)了正常。3結(jié)語數(shù)控車床的 " 軟故障 " 是維修過程中最難解決的問題之一。在條件許可時 使用 " 互換法 " 可以較快地判別故障所在 , 而根據(jù)原理進(jìn)行分析 , 是解決 問題的根本辦法。維修人員

26、應(yīng)根據(jù)實際情況 , 仔細(xì)分析故障現(xiàn)象 , 才能判定 故障原因 , 并加以解決。故障現(xiàn)象一是 CRT 顯示 414# 報警。報警信息為 :SERVO ALARM:X AXISDETECTIONSYSTEM ERROR同時 , 伺服驅(qū)動單元的 LED 報警顯示碼為 8 點亮。故障分析與處理通過查 看FANUC O系統(tǒng)維修說明書可知：414#報警為“X軸的伺服系統(tǒng)異常，當(dāng)錯 誤的信息輸出至 DGN0720 時 , 伺服系統(tǒng)報警”。根據(jù)報警顯示內(nèi)容 , 用車床 自我診斷功能檢查車床參數(shù) DGN072 上的信息 , 發(fā)現(xiàn)第 4 位為“1，”而正常 情況下該位應(yīng)為“0?！爆F(xiàn)該位由“0”變?yōu)椤?則”為異常電

27、流報警 , 同時伺服驅(qū)動 單元 LED 報警顯示碼為 8點亮 , 也表示該伺服軸過電流報警。檢查伺服驅(qū)動 器模塊，用萬用表測得電源輸入端阻抗只有6Q,低于正常值，因而可判斷該軸伺服驅(qū)動單元模塊損壞。更換后正常。故障現(xiàn)象二 轉(zhuǎn)塔刀架在換刀過程時出現(xiàn) 2011# 、 2014# 報警： 故障分析與處理查看電氣使用說明書可知2011# 報警表示轉(zhuǎn)塔有故障 ,2014# 報警指轉(zhuǎn)塔未卡緊。可能是由于精定位時接近開關(guān)未發(fā)出信號 , 電 磁鐵不能鎖緊。利用 FANUC 系統(tǒng)具有的 PLC 梯形圖動態(tài)顯示功能 , 發(fā)現(xiàn)精 定位接近開關(guān) X0021.2 未亮 （ 沒有接通 ） 。拆下此開關(guān)并檢查 , 通斷正常

28、。 估計是接近開關(guān)與感應(yīng)塊的距離不當(dāng)造成的。 調(diào)整兩者的距離使它們保持適當(dāng)?shù)?距離 0.8mm, 再查看 X0021.2 信號通斷正常 , 轉(zhuǎn)塔刀架能正常 使用。例1故障現(xiàn)象：Y軸速度異常，05 #、07 #和37 #報警。故障檢查及分析：查 FANUC-BESK 7M 系統(tǒng)維修手冊， 05 系統(tǒng)急停機(jī)信 號接通；07 #系速度控制單元報警；37 #系丫軸位置控制偏移過大。 從維修手冊中看， 05 報警是由緊急停機(jī)造成，排除其報警并不困難，對于 07 報警，維修手冊指出： 任意一軸的速度控制單元處于報警條件， 或電機(jī)電源線 的接觸器斷路，產(chǎn)生該報警?？煽紤]下列原因：電機(jī)過載：速度控制的電源 變

29、壓器過熱； 速度控制電源變壓器的電源保險絲斷； 在控制部分電源輸入端 子板上，接線座XI的EMGI N1和EMGI N2之間的觸點開路；在控制部分 電源輸入支架上，交流100V保險絲（F5）斷；連接速度控制單元與控制部 分之間的信號電纜斷開或從觸頭中脫落； 由于某種原因其它伺服機(jī)構(gòu)報警， 電 機(jī)電源線上的接觸器（MCC）斷開。我們經(jīng)過對以上 7 項的宏觀分析， 認(rèn)為 07報警與 05 均是由于 丫 軸速度 異常之后，我們采用緊急停機(jī)手段所引起。因此，把以檢查的重點放在 37 報 警上。從維修手冊上看，37 #報警有兩條原因：伺服電機(jī)電源線斷線；位置檢 測器和伺服電機(jī)之間的連線松動。分析原因，伺

30、服電機(jī)有轉(zhuǎn)速，說明電源線未斷。與此同時，我們又將位置 控制環(huán)內(nèi)的偏移補(bǔ)償量調(diào)到 CRT 顯示器上，與正常值進(jìn)行比較，也無異常。從 而排除了 丫軸位置偏移量過大的問題。對于，我們根據(jù) 先外后內(nèi)”的維修原則， 用分段判定法對 NC 系統(tǒng)的 01 GN 710 位置控制器進(jìn)行了詳細(xì)的檢查，具體步 驟如下：根據(jù)X、Y、Z三個伺服驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)完全一致的特點，將 Y、Z兩個伺服驅(qū)動系統(tǒng)的NC中位置控制器的連線XC （Z軸）和XF （丫軸） 以及測速反饋線XE （Z軸）與XH （丫軸）對調(diào)，即在車床控制中，用 丫軸信 號控制 Z 軸，用 Z 軸信號控制 Y 軸，以檢查 NC 系統(tǒng)的好壞。調(diào)換后故障依

31、然 存在，說明NC系統(tǒng)無故障；將標(biāo)準(zhǔn)電柜中 Y、Z伺服驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行對調(diào)，即 用 Z 軸控制信號去驅(qū)動 丫 軸，故障同樣存在，又排除了伺服驅(qū)動系統(tǒng)的問題， 將故障范圍縮小到 丫軸直流伺服電機(jī)中。拆開直流伺服電機(jī)， 發(fā)現(xiàn)測速發(fā)電機(jī)與伺服電機(jī)之間的連接齒輪松動。 由于 在自動控制系統(tǒng)中測速發(fā)電機(jī)是一種產(chǎn)生加速或減速信號和對旋轉(zhuǎn)機(jī)械作恒速控制的元件。故它與伺服電機(jī)之間的連接松動便造成對恒速控制不準(zhǔn)，甚至對CNC 產(chǎn)生加速信號，從而造成 Y 軸速度異常。處理方法：將其連接齒輪緊固，故障排除。例 2 故障現(xiàn)象：主軸不能定向，負(fù)載表指針達(dá)紅區(qū)， 08 報警。 故障檢查及分析：查車床維修手冊， 08 報警為主

32、軸定位故障。根據(jù)維修 手冊的要求，我們打開車床電源柜，在交流主軸控制器線路板上，找到了 7 個 發(fā)光二極管（6綠1紅）。這7個指示燈（從左到右）分別表示；定向指令； 低速檔；磁道峰值檢測；減速指令；精定位；定位完成；以上為綠色）； 試驗方式。觀察這7個指示的情況如下：I#燈亮，3 #、5 #燈閃爍。這表明定位指令已經(jīng) 發(fā)出；磁道峰值已檢測到；定位信號也檢測到；但是系統(tǒng)不能完成定位，主軸仍 在低速運行， 故 3#、 5#燈不斷閃爍。 調(diào)節(jié)主軸控制器上的電位器 RV5、 RV6 、 RV7 ，仍不能定位。從以上情況分析，懷疑是主軸箱上的放大器有問題。打開主軸防護(hù)罩檢查放 大器時，發(fā)現(xiàn)主軸上的刀具夾

33、緊油缸軟管盤繞成絞形， 纏繞在主軸上， 分析這個 不正常的現(xiàn)象， 我們判斷就是該軟管盤繞致使主軸定位偏移而不能準(zhǔn)確定位， 造 成 08 #報警。解決方法： 將該軟管卸下捏直后裝好，又將主軸控制器中的調(diào)節(jié)器 RVII （定 位點偏移）進(jìn)行了重新調(diào)節(jié)。故障排除，報警消失，車床恢復(fù)正常運行。例 3 故障現(xiàn)象：主軸 12 #報警故障檢查與分析：查 JCS 一 018 加工中心交流主軸系統(tǒng)明書知：主軸 12# 報警為直流電路電流過大， 故障原因有如下三種情況： 輸出端或電機(jī)繞組短路； 功率晶體管不良；印刷板故障。在確認(rèn)輸出端或電機(jī)繞組無短路的情況下，斷開電源，檢查晶體管組件，檢 查方法如下：打開印刷板，

34、拆去電機(jī)動力線，用萬用表 xIO Q檔檢查晶體管組件 的集電極（C1 C2 ）和發(fā)射極（E1 E2 ）之間；集電極（C1 C2 ）和基極（B1 B2 ） 之間以及基極（B1 B2 ）和發(fā)射極（E1 E2 ）之間的電阻值。晶體管組件損壞時， C-E ； C-B 之間成短路狀態(tài)，檢查發(fā)現(xiàn) CI-EI 之間短路，即晶體管組件已燒毀。為確定故障源，又對印刷板上晶體管回路進(jìn)行了檢查。檢查情況如下：將直 流耦合熔斷器F7拆下，合上交流電源，輸入正轉(zhuǎn)指令。測定 8個晶體管（型 號為 ET191 ）U、V、W 相再生回路的基極 -射極電壓（ CN6， CN7 上測量）。以發(fā)射極為基準(zhǔn)，測量 B-E 正常值一般

35、在 2V 左右，有問題的回路與正?；芈?不同，發(fā)現(xiàn)了就可以判定。檢查 1C-1B 之間為短路，即 C-B 極擊穿。同時二極 管 D27 也擊穿。在更換上述部件后， 主軸報警變?yōu)?19 報警。查閱有關(guān)資料知： AL-19 報警為 U 相電流檢測電路偏置過流報警。對控制回路的電源進(jìn)行檢查，檢查印刷電路板上電源測試端子 19A-CT 為 AC19V ；19B- CT 為 AC19V ；交流輸入電源正常。直流輸出 +24V ， +15V ， +5V正常，而-15V電壓為“ 0。說明三端穩(wěn)壓管7915電源異常，檢查7915 端壓管已被擊穿。解決方法：更換 7915 后， -15V 輸出電壓正常，主軸 A

36、L-19 報警消除。 同時，主軸 AL-12 報警答也消除，車床恢復(fù)正常。例 4 故障現(xiàn)象：主軸定位后， ATC 無定位指示，機(jī)械手無換刀動作故障檢查 與分析，該故障發(fā)生后，車床無任何報警產(chǎn)生，除機(jī)械手不能正常工作外，車床 各部分都工作正常。用人工換刀后車床也能進(jìn)行正常工作。根據(jù)故障現(xiàn)象分析，認(rèn)為是主軸定位完成信號未送到 PLC，致使PLC中沒有得 到換刀指令。查車床連接圖，在 CN1 插座 22 、23上測到主軸定位完成信 號。該信號是在主軸定位完成后送至刀庫電機(jī)的一個信號，信號電壓為 +24V 。 這說明主軸定位信號已經(jīng)送出。在PLC梯形圖上看到，ATC指示燈亮的條件為：AINI （機(jī)械手

37、原位）ON ; ATCP （換刀條件滿足）ON。首先檢查 ATCP 換刀條件是否滿足。 查 PLC 梯形圖， 換刀條件滿足的條件為：OREND （主軸定位完成）ON :INPI （刀庫伺服定位正常） ON :ZPZ（z軸零點）ON。以上三個條件均已滿足，說明 ATCP已經(jīng)ON。其次檢查AINI條件是否滿足。從PLC梯形圖上看，AINI滿足的條件為： A75RLS （機(jī)械手75?；匦谐涕_關(guān)）ON :INPI （刀庫伺服定位正常）ON ； 180RLS （機(jī)機(jī)械手180°回行程開關(guān)）ON :AUPLS （機(jī)械手向上行程開 關(guān)）ON。檢查以上三個行程開關(guān)，發(fā)現(xiàn) A75RLS未壓到位。解決方

38、法：調(diào)整 A75RLS 行程開關(guān)檔塊，使之剛好將該行程開關(guān)壓好。此 時， ATC 指示燈亮，機(jī)械手恢復(fù)正常工作，故障排除。例5 故障現(xiàn)象： 99 報警故障 故障檢查與分析：該故障發(fā)生后，按車床任何鍵均不能工作，系統(tǒng)停止了任 何功能，也不能從手動數(shù)據(jù)輸入顯示燈面板執(zhí)行任何控制， 即整個系統(tǒng)處于 “死 機(jī)”狀態(tài)。同時，按清除鍵不能消除該報警，也不能熄滅上述指示燈。按R、 S+啟動鍵不能啟動系統(tǒng)。按I、L +啟動鍵，系統(tǒng)能啟動，通用顯示器I顯示IL 字符，也能用清除鍵消除和顯示器 I 上的字符及數(shù)碼， 但不能清除號碼顯示器的 99 報警，按操作面板上的按鈕可進(jìn)行轉(zhuǎn)換，但用手和紙帶輸入機(jī)不能輸入任 何

39、數(shù)據(jù)，車床仍不能工作。查閱 018 操作說明書，從 86到 99 報警均未提 示是何種報警，因此不能根據(jù)車床的報警表及其處理辦法是進(jìn)行解決。根據(jù)上述檢查以及系統(tǒng)工作原理，我們懷疑是 CNC 系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，于是 進(jìn)行了如下的工作：檢查系統(tǒng)電源，在 01GN700 、 01G705 、 01GN701 、 02GN710 、 01GN715 、 01GN820 、 01GN725 、 N01 、 N00 上測得+ 5 、±15V 、 + 24V 電壓均正常。查 018 車床維修手冊，在報警表上，未指明 99 為何種 報警，我們從報警分類欄上看到：99 #為p / S報警，表示程序誤差或

40、操作誤差 報警。根據(jù)該報警指示的范圍，我們首先將車床參數(shù)全部 清零（將 01GN700 板上的電池去掉）排除了程序誤差的故障， 99 報警未消除。其次，仔細(xì)檢查 車床的各參考位置，發(fā)現(xiàn)刀庫未回到參考點。為此，我們調(diào)整旋轉(zhuǎn)變壓器，使刀 庫重新回到參考點，排除了機(jī)械故障。 99 報答還是未消除?？紤]到刀庫電機(jī)是由附加位置控制器所控制，刀庫不回參考點這一故障的發(fā) 生是否將 CPU 數(shù)據(jù)總線鎖定，根據(jù) 018 7CM 系統(tǒng)為總結(jié)結(jié)構(gòu)的特點，我們采 用插拔法將 02GN710 板上的數(shù)據(jù)總線 AX2 拆下后，再重新開機(jī)，系統(tǒng)啟動成 功，通過顯示器 I 上無任何顯示，號碼顯示器上則顯示 02 、 07 報

41、警，按 N + 1 鍵， CRT 顯示： 02 ：數(shù)控柜過熱報警； 07 ：速度控制裝置報警。 對于 07報警我們認(rèn)為：因車床參數(shù)已經(jīng)消除，伺服電機(jī) X、 Y、 Z 的電磁接觸 器已處于斷開狀態(tài)， 必然會產(chǎn)生該報警。 只要將車床參數(shù)恢復(fù)， 該報警的消除是 不難的。 對于 02 報警，車床操作說明書上指出：（ 1 ）環(huán)境溫度過高；（ 2 ） 冷卻風(fēng)扇故障；（ 3 ）空氣過濾器不清潔。我們在排除上述因素后，利用 CRT 進(jìn)行接口診斷，在 T 地址下，查找到數(shù) 據(jù)號 16 的第 7 位為 0 。正常狀態(tài)下該位應(yīng)為 “1”。車床操作說明書上指出：該 位為數(shù)控柜過熱信號，當(dāng)輸入信號接通時（即數(shù)控柜過熱時

42、）它為0 。由此，我們認(rèn)為是數(shù)控柜中的熱控開關(guān)接通。 從數(shù)控柜中找到兩只熱控開關(guān)， 型號分別為： 60M139 60M1Y7 。一只在附加位置控制板 02GN710 上，另一只在 PC-C 主 板上。檢查熱控開關(guān)發(fā)現(xiàn) PC-c 主板上那只開關(guān)無 5V 工作電壓。故 T 地址 16 數(shù)據(jù)為 0。根據(jù) PC-C 印刷電路板電路檢查，在 PC 柜門上發(fā)現(xiàn) H50F PC 02 穩(wěn)壓裝置上無 24P 輸出電壓。 該電壓一路供 PC-C 主板工作；一路送車床側(cè)信 號。檢查穩(wěn)壓裝置，發(fā)現(xiàn)該裝置燒壞。更換該穩(wěn)壓裝置后，接上 PC-C 主板， 24P 電壓正常，同時號碼顯示器上 99 報警消除，但負(fù)載表旁的報

43、警指示為： 19 。再接上車床側(cè)信號，（即將 02GN710 板（附加軸位置控制）上的數(shù)據(jù) 總線 AX2 插上） 24P 電壓消失，同時 99 報警又出現(xiàn)。這說明 99 報警與 24P 電壓有關(guān)，其機(jī)理為：由于 PC-C 失去 24P 工作電壓，其輸入、輸出 動作產(chǎn)生紊亂，從而封鎖了 CPU 數(shù)據(jù)總線，產(chǎn)生 PS 操作誤差報警，使整個 系統(tǒng)“死機(jī)”。該機(jī)理也與刀庫不回參考點的故障現(xiàn)象相吻合。查車床側(cè)信號短路的原因， 在車床強(qiáng)電柜 XT2 接線柱上查到 XT2-1 、XT2-2 線有短路現(xiàn)象， 再查該線， 發(fā)現(xiàn)簡易位置控制器輸入信號線毛刺短路， 故使穩(wěn)壓 裝置燒壞。將該故障排除后，車床側(cè)信號 2

44、4P 電壓恢復(fù)正常， 99 報警消除， 系統(tǒng)恢復(fù)正常。通過對上述故障的維修，我認(rèn)為： FANUC-BESK 7M 系統(tǒng)具有自診斷功能， 在加工中可以在線診斷外部設(shè)備接口信號和車床控制輸入輸出信號，并由 CRT 顯示。 7M 系統(tǒng)有多達(dá) 80 多種報警，當(dāng)出現(xiàn)報警時，操作者和維修人員可查閱 操作說明書上的報警信息表， 根據(jù)具體報警號的提示來查找問題的癥結(jié)所在， 給 系統(tǒng)的維修和檢修帶來極大的方便第二章 數(shù)控車床故障的處置與分析排除的方法 一、車床故障處置 一旦CNC系統(tǒng)發(fā)生故障，系統(tǒng)操作人員應(yīng)采取急停措施，停止系統(tǒng)運行，保護(hù)好 現(xiàn)場處理故障。1故障的表現(xiàn)1）系統(tǒng)發(fā)生故障的工作方式工作方式有：Ta

45、pe （紙帶方式）、MDI （手動數(shù)據(jù)輸入方式）、MEMORY存儲器 方式）、EDIT （編輯）、HANDL（手輪）、JOG（點動）方式2）MDI/DPL（手動數(shù)據(jù)輸入/顯示）。3）系統(tǒng)狀態(tài)顯示有時系統(tǒng)發(fā)生故障時卻沒有報警， 此時需要通過診斷畫面觀 察系統(tǒng)所處的狀態(tài)。4）定位誤差超差情況。5）在CRT上的報警及報警號。6）刀具軌跡出現(xiàn)誤差時的速度。2故障的頻繁程度1）故障發(fā)生的時間及頻率。2）加工同類工件時，發(fā)生故障的概率。3）故障發(fā)生的方式，判別是否與進(jìn)給速度、換刀方式或是與螺紋切削有關(guān)。4）出現(xiàn)故障的程序段。3故障的重復(fù)性1）將引起故障的程序段重復(fù)執(zhí)行多次進(jìn)行觀察，來考察故障的重復(fù)性。2）

46、將該程序段的編程值與系統(tǒng)內(nèi)的實際數(shù)值進(jìn)行比較， 確認(rèn)兩者是否有差異。3）本系統(tǒng)以前是否發(fā)生過同樣故障？4外界狀況1）環(huán)境溫度。2）周圍的振動源。3）系統(tǒng)的安裝位置檢查，出故障時是否受到陽光的直射等。4）切削液、潤滑油是否飛濺到了系統(tǒng)柜、系統(tǒng)柜里是否進(jìn)水，受到水的浸漬（如暖氣漏水）等。5）輸入電壓調(diào)查，輸入電源是否有波動、電壓值等。6）工廠內(nèi)是否有使用大電流的裝置。7）近處是否存在干擾源。8）附近是否正在修理或調(diào)試車床、安裝了新車床等。9）重復(fù)出現(xiàn)的故障是否與外界因素有關(guān)？5有關(guān)操作情況1）經(jīng)過什么操作之后才發(fā)生的故障？2）車床的操作方式對嗎？3）程序內(nèi)是否包含有增量指令？6車床情況1）車床調(diào)整

47、狀況。2）車床在運輸過程中是否發(fā)生振動？3）所用刀具的刀尖是否正常？4）換刀時是否設(shè)置了偏移量？5）間隙補(bǔ)償給的是否恰當(dāng)？6）機(jī)械零件是否隨溫度變化而變形？7）工件測量是否正確？7運轉(zhuǎn)情況1）在運轉(zhuǎn)過程中是否改變過或調(diào)整過運轉(zhuǎn)方式？2）車床是否處于報警狀態(tài)？是否已作好運轉(zhuǎn)準(zhǔn)備？3）車床操作面板上的售率開關(guān)是否設(shè)定為 "0" ？4）車床是否處于鎖住狀態(tài)？5）系統(tǒng)是否處于急停狀態(tài)？6）系統(tǒng)的保險絲是否燒斷？7）車床操作面板上的方式選擇開關(guān)設(shè)定是否正確？8車床和系統(tǒng)之間接線情況1）電纜是否完整無損？2）交流電源線和系統(tǒng)內(nèi)部電線是否分開安裝？3）電源線和信號線是否分開走線？4）信號

48、屏蔽線接地是否正確？5）繼電器、電磁鐵以及電動機(jī)等電磁部件是否裝有噪聲抑制器？9. CNC裝置的外觀檢查1）車床柜檢查破損情況和是否是在打開柜門的狀態(tài)下操作？2）車床柜內(nèi)部風(fēng)扇電機(jī)工作是否正常？3）紙帶閱讀機(jī)是否有污物？4）電源單元保險絲是否正常？5）電纜連接器插頭是否完全插入、擰緊？6）印刷線路板。印刷線路板數(shù)量有無缺損？7）MDI/CRT單元。二 、車床故障分析 1NC 系統(tǒng)故障1）硬件故障 硬件故障是指已損壞的器件就能排除的故障，有時由于 NC 系統(tǒng)出現(xiàn)硬件的損 壞，使車床停機(jī)。 對于這類故障的診斷， 首先必須了解該數(shù)控系統(tǒng)的工作原理及 各線路板的功能， 然后根據(jù)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析， 在有

49、條件的情況下利用交換法準(zhǔn) 確定位故障點。例一、一臺采用德國西門子 SINUMERIK SYSTEM 3 的數(shù)控車床，其 PLC 采 用S5- 130W/B，一次發(fā)生故障，通過NC系統(tǒng)PC功能輸入的R參數(shù)，在加工 中不起作用， 不能更改加工程序中 R 參數(shù)的數(shù)值。 通過對 NC 系統(tǒng)工作原理及故 障現(xiàn)象的分析，我們認(rèn)為 PLC 的主板有問題，與另一臺車床的主板對換后，進(jìn) 一步確定為 PLC 主板的問題。經(jīng)專業(yè)廠家維修，故障被排除。例二、另一臺車床也是采用 SINUMERIK SYSTEM 3 數(shù)控系統(tǒng)，其加工程序號 輸入不進(jìn)去， 自動加工無法進(jìn)行。 經(jīng)確認(rèn)為 NC 系統(tǒng)存儲器板出現(xiàn)問題， 維修后

50、， 故障消除。2）軟故障軟故障是指由于編程錯誤造成的軟件故障，只要 改變程序內(nèi)容，修改機(jī)床參數(shù) 設(shè)定就能排除故障， 數(shù)控車床有些故障是由于 NC 系統(tǒng)車床參數(shù)引起的， 有時因 為設(shè)置不當(dāng)， 有時因意外使參數(shù)發(fā)生變化或混亂， 這類故障只要調(diào)整好參數(shù)， 就 會自然消失。 還有些故障由于偶然原因使 NC 系統(tǒng)處于死循環(huán)狀態(tài)， 這類故障有 時必須采取強(qiáng)行啟動的方法恢復(fù)系統(tǒng)的使用。例一、一臺采用日本發(fā)那科公司 FANUC-OT 系統(tǒng)的數(shù)控車床， 每次開機(jī)都發(fā) 生死機(jī)現(xiàn)象， 任何正常操作都不起作用。 后采取強(qiáng)制復(fù)位的方法， 將系統(tǒng)內(nèi)存全 部清除后，系統(tǒng)恢復(fù)正常，重新輸入車床參數(shù)后，車床正常使用。這個故障就

51、是由于車床參數(shù)混亂造成的。例二、一臺采用西門子 SINUMERIK 810 的數(shù)控車床，一次出現(xiàn)問題，每次開 機(jī)系統(tǒng)都進(jìn)入 AUTOMATIC 狀態(tài)，不能進(jìn)行任何操作，系統(tǒng)出現(xiàn)死機(jī)狀態(tài)。經(jīng) 強(qiáng)制啟動后，系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。 這個故障就是因操作人員操作失誤或其它原因 使 NC 系統(tǒng)處于死循環(huán)狀態(tài)。3）因其它原因引起的 NC 系統(tǒng)故障有時因供電電源出現(xiàn)問題或緩沖電池失效 也會引起系統(tǒng)故障。例一 一臺采用德國西門子 SINUMERIK SYSTEM 3 的數(shù)控車床，一次出現(xiàn)故 障，NC系統(tǒng)加上電后，CRT不顯示，檢查發(fā)現(xiàn)NC系統(tǒng)上“COUPLING MODULE 板上左邊的發(fā)光二極管閃亮，指示故障。對

52、 PLC 進(jìn)行熱啟動后，系統(tǒng)正常工作。 但過幾天后， 這個故障又出現(xiàn)了， 經(jīng)對發(fā)光二極管閃動頻率的分析， 確定為電池 故障，更換電池后，故障消除。例二 另一臺也是采用西門子 SINUMIK 810 的數(shù)控車床， 出現(xiàn)這樣的故障， 當(dāng) 系統(tǒng)加上電源后，系統(tǒng)開始自檢，當(dāng)自檢完畢進(jìn)入基本畫面時，系統(tǒng)掉電。經(jīng)分 析和檢查，發(fā)現(xiàn) X 軸抱閘線圈對地短路。系統(tǒng)自檢后，伺服條件準(zhǔn)備好，抱閘 通電釋放。抱閘線圈采用 24V 電源供電，由于線圈對地短路，致使 24V 電壓瞬 間下降， NC 系統(tǒng)采取保護(hù)措施自動斷電。2伺服系統(tǒng)的故障由于數(shù)控系統(tǒng)的控制核心是對車床的進(jìn)給部分進(jìn)行數(shù)字控制，而進(jìn)給是由伺 服單元控制伺

53、服電機(jī)，帶動滾珠絲杠來實現(xiàn)的，由旋轉(zhuǎn)編碼器做位置反饋元件， 形成半閉環(huán)的位置控制系統(tǒng)。 所以伺服系統(tǒng)在數(shù)控車床上起的作用相當(dāng)重要。 伺 服系統(tǒng)的故障一般都是由伺服控制單元、 伺服電機(jī)、測速電機(jī)、 編碼器等出現(xiàn)問 題引起的。下面介紹幾例：例 伺服電機(jī)損壞一臺采用 SINUMERIK 810T 的數(shù)控車床，有一次刀塔出現(xiàn)故障， 轉(zhuǎn)動不到位， 刀塔轉(zhuǎn)動時，出現(xiàn) 6016號報警“SLIDE POWER PACK NO OPERATION，根據(jù) 工作原理和故障現(xiàn)象進(jìn)行分析， 刀塔轉(zhuǎn)動是由伺服電機(jī)驅(qū)動的， 電機(jī)一啟動， 伺 服單元就產(chǎn)生過載報警，切斷伺服電源，并反饋給 NC 系統(tǒng)，顯示 6016報警。 檢

54、查機(jī)械部分， 更換伺服單元都沒有解決問題。 更換伺服電機(jī)后， 故障被排除。3外部故障由于現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)可靠性越來越高，故障率越來越低，很少發(fā)生故障。大 部分故障都是非系統(tǒng)故障， 是由外部原因引起的。 這類故障是數(shù)控車床常見故障， 一般都是由于檢測開關(guān)、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、電氣執(zhí)行元件、機(jī)機(jī)械裝置等出 現(xiàn)問題引起的。有些故障可產(chǎn)生報警，通過報答信息，可查找故障原因。現(xiàn)代的 數(shù)控設(shè)備都是機(jī)電一體化的產(chǎn)品， 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜， 保護(hù)措施完善， 自動化程度非 常高。有些故障并不是硬件損壞引起的， 而是由于操作、 調(diào)整、處理不當(dāng)引起的。 這類故障在設(shè)備使用初期發(fā)生的頻率較高， 這時操作人員和維護(hù)人員對設(shè)備都

55、不 特別熟悉例 一臺數(shù)控車床一次出現(xiàn)故障， 負(fù)載門關(guān)不上， 自動加工不能進(jìn)行， 而且無 故障顯示。這個負(fù)載門是由氣缸來完成開關(guān)的，關(guān)閉負(fù)載門是PLC輸出Q2.0控制電磁閥Y2.0來實現(xiàn)的。用NC系統(tǒng)的PC功能檢查PLC Q2.0的狀態(tài)，其狀態(tài) 為 1 。發(fā)現(xiàn)問題是解決問題的第一步， 而且是最重要的一步。 特別是對數(shù)控車床的外 部故障，有時診斷過程比較復(fù)雜，一旦發(fā)現(xiàn)問題所在，解決起來比較輕松。對外 部故障的診斷， 我們總結(jié)出兩點經(jīng)驗， 首先應(yīng)熟練掌握車床的工作原理和動作順 序。其次要熟練運用廠方提供的 PLC 梯圖，利用 NC 系統(tǒng)的狀態(tài)顯示功能或用 機(jī)外編程器監(jiān)測 PLC 的運行狀態(tài)，根據(jù)梯形

56、圖的鏈鎖關(guān)系，確定故障點，只要 做到以上兩點，一般數(shù)控車床的外部故障，都會被及時排除 . 三、數(shù)控車床故障排除的方法 1直觀法這是一種最基本的方法。維修人員通過對故障發(fā)生時的各種光、聲、味等異 常現(xiàn)象的觀察以及認(rèn)真察看系統(tǒng)的每一處， 往往可將故障范圍縮小到一個模塊或 一塊印刷線路板。 這要求維修人員具有豐富的實際經(jīng)驗， 要有多學(xué)科的較寬的知 識和綜合判斷的能力。2自診斷功能法現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)雖然尚未達(dá)到智能化很高的程度， 但已經(jīng)具備了較強(qiáng)的自診斷功 能。能隨時監(jiān)視數(shù)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 上報警信息或用發(fā)光二極管批示出故障的大致起因。 利用自診斷功能， 也能顯

57、示 出系統(tǒng)與主機(jī)之間接口信號的狀態(tài)， 從而判斷出故障發(fā)生在機(jī)械部分還是數(shù)控系 統(tǒng)部分，并批示出故障的大致部位。這個方法是當(dāng)前維修時最有效的一種方法。 3功能程序測試法所謂功能程序測試法就是將數(shù)控系統(tǒng)的常用功能和特殊功能，如直線定位、 圓弧插補(bǔ)、螺紋切削、固定循環(huán)、用戶宏程序等用手工編程或自動編程方法，編 制成一個功能程序測試紙帶， 通過紙帶閱讀機(jī)送入數(shù)控系統(tǒng)中， 然后啟動數(shù)控系 統(tǒng)使之進(jìn)行運行， 藉以檢查車床執(zhí)行這些功能的準(zhǔn)確性和可靠性， 進(jìn)而判斷出故 障發(fā)生的可能起因。 本方法對于長期閑置的數(shù)控車床第一次開機(jī)時的檢查以及車 床加工造成廢品但又無報警的情況下，一時難以確定是編程錯誤或是操作錯誤

58、， 還是車床故障時的判斷是一較好的方法。4交換法這是一種簡單易行的方法，也是現(xiàn)場判斷時最常用的方法之一。所謂交換法 就是在分析出故障大致起因的情況下， 維修人員可以利用備用的印刷線路板、 模 板，集成電路芯片或元器件替換有疑點的部分， 從而把故障范圍縮小到印刷線路 板或芯片一級。 它實際上也是在驗證分析的正確性。 在備板交換之前， 應(yīng)仔細(xì)檢 查備板是否完好， 并應(yīng)檢查備板的狀態(tài)應(yīng)與原板狀態(tài)完全一致。 這包括檢查板上 的選擇開關(guān)，短路棒的設(shè)定位置以及電位器的位置。在置換CNC裝置的存儲器板 時，往往還需要對系統(tǒng)作存儲器的初始化操作 （如日本FANU公司的FS 6系統(tǒng) 用的磁泡存儲器就需要進(jìn)行這項工作） ，重新設(shè)定各種數(shù)控數(shù)據(jù)， 否則系統(tǒng)仍將 不能正常地工作。又如更換FANU（公