數(shù)控機(jī)床維護(hù)及數(shù)控系統(tǒng)故障診斷003

1、煙臺(tái)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 數(shù)控技術(shù) 系 數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù) 專業(yè) 08 級(jí)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目: 數(shù)控機(jī)床維護(hù)及數(shù)控系統(tǒng)故障診斷姓名 寇瑞軍 學(xué)號(hào) 2008080060 指導(dǎo)教師（簽名） 二一年 十月 十五 日 煙臺(tái)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文)誠(chéng) 信 承 諾 書本人慎重承諾：我所撰寫的論文 數(shù)控機(jī)床主軸部件及其維護(hù)維修 是在老師的指導(dǎo)下自主完成，沒(méi)有剽竊或抄襲他人的論文或成果。如有剽竊、抄襲，本人愿意為由此引起的后果承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的研究成果歸屬學(xué)校所有。 學(xué)生(簽名): 20 年 月 日目錄摘 要 4前 言 4一、 數(shù)控機(jī)床維護(hù)（一）數(shù)控機(jī)床概況5（二）數(shù)控維修的目的,要求,

2、特點(diǎn)5（三）數(shù)控機(jī)床維護(hù)內(nèi)容61.機(jī)床點(diǎn)檢 62.數(shù)控系統(tǒng)的日常維護(hù) 63.機(jī)床各部件的具體維護(hù)與保養(yǎng) 74.診斷常用的儀器儀表及工具 95.數(shù)控機(jī)床維護(hù)實(shí)例 9二、數(shù)控系統(tǒng)故障診斷（一）數(shù)控系統(tǒng)組成10（二）數(shù)控系統(tǒng)的日常維護(hù)10（三）數(shù)控系統(tǒng)故障診斷要求和方法101.診斷步驟和要求102.常用故障診斷方法11（四）數(shù)控系統(tǒng)診斷主要目標(biāo)及故障分析 131.主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 132.進(jìn)給伺服系統(tǒng) 16(五)數(shù)控系統(tǒng)故障診斷實(shí)例 21結(jié) 論22致 謝22參考文獻(xiàn) 23數(shù)控機(jī)床維護(hù)及數(shù)控系統(tǒng)故障診斷寇瑞軍摘 要：本文簡(jiǎn)要介紹了數(shù)控機(jī)床在日常工作中常出現(xiàn)的故障及其解決方法！還有在平日的工作中如何更好的去

3、維護(hù)我們的機(jī)床！數(shù)控機(jī)床是一種價(jià)格昂貴的精密設(shè)備，這影響到我們加工出來(lái)的工件的精度和工件是否合格！所以，對(duì)于機(jī)床的維護(hù)也是很重要的！科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品提出了高精度、高復(fù)雜性的要求，而且產(chǎn)品的更新?lián)Q代也在加快，這對(duì)機(jī)床設(shè)備不僅提出了精度和效率的要求，而且也對(duì)其提出了通用性和靈活性的要求。數(shù)控機(jī)床就是針對(duì)這種要求而產(chǎn)生的一種新型自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床集微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)于一體，是高度機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品。它本身又是機(jī)電一體化的重要組成部分，是現(xiàn)代機(jī)床技術(shù)水平的重要標(biāo)志。數(shù)控機(jī)床體現(xiàn)了當(dāng)前世界機(jī)床技術(shù)進(jìn)步的主流，是衡量機(jī)械制造工藝水平的重要指標(biāo)，在

4、柔性生產(chǎn)和計(jì)算機(jī)集成制造等先進(jìn)制造技術(shù)中起著重要的基礎(chǔ)核心作用。因此，如何更好的使用數(shù)控機(jī)床是一個(gè)很重要的問(wèn)題。由于數(shù)控機(jī)床是一種價(jià)格昂貴的精密設(shè)備，因此，其維護(hù)更是不容忽視。關(guān)鍵詞：數(shù)控故障、檢測(cè)、維護(hù)、解決方法 前 言要知道數(shù)控機(jī)床一般的故障出現(xiàn)在什么地方或者是如何去解決問(wèn)題，我們就必須得熟練的了解數(shù)控機(jī)床的工作原理及特點(diǎn)等相關(guān)的一些知識(shí)！這樣我們才能在遇到這些問(wèn)題的時(shí)候得心應(yīng)手。數(shù)控機(jī)床的工作原理就是將加工過(guò)程所需的各種操作（如主軸變速、工件的松開(kāi)與夾緊、進(jìn)刀與退刀、開(kāi)車與停車、自動(dòng)關(guān)停冷卻液）和步驟以及工件的形狀尺寸用數(shù)字化的代碼表示，通過(guò)控制介質(zhì)（如穿孔紙帶或磁盤等）將數(shù)字信息送入數(shù)

5、控裝置，數(shù)控裝置對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算，發(fā)出各種控制信號(hào)，控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他驅(qū)動(dòng)元件，使機(jī)床自動(dòng)加工出所需要的工件。所以，數(shù)控加工的關(guān)鍵是加工數(shù)據(jù)和工藝的獲取即數(shù)控編程。一、 數(shù)控機(jī)床維護(hù)（一）數(shù)控機(jī)床概況數(shù)控機(jī)床的工作原理 就是將加工過(guò)程所需的各種操作（如主軸變速、工件的松開(kāi)與夾緊、進(jìn)刀與退刀、開(kāi)車與停車、自動(dòng)關(guān)停冷卻液）和步驟以及工件的形狀尺寸用數(shù)字化的代碼表示，通過(guò)控制介質(zhì)（如穿孔紙帶或磁盤等）將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置，數(shù)控裝置對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算，發(fā)出各種控制信號(hào)，控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他驅(qū)動(dòng)元件，使機(jī)床自動(dòng)加工出所需要的工件。所以，數(shù)控加工的關(guān)鍵是加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的獲

6、取，即數(shù)控編程1.數(shù)控機(jī)床的組成數(shù)控機(jī)床由數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、檢測(cè)反饋裝置和機(jī)床本體四大部分組成，再加上程序的輸入/輸出設(shè)備、可編程控制器、電源等輔助部分。1.數(shù)控裝置(數(shù)控系統(tǒng)的核心)由硬件和軟件部分組成，接受輸入代碼經(jīng)緩存、譯碼、運(yùn)算插補(bǔ)）等轉(zhuǎn)變成控制指令，實(shí)現(xiàn)直接或通過(guò)PLC對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)裝置的控制。2.伺服驅(qū)動(dòng)裝置是數(shù)控裝置和機(jī)床主機(jī)之間的聯(lián)接環(huán)節(jié)，接受數(shù)控裝置的生成的進(jìn)給信號(hào)，經(jīng)放大驅(qū)動(dòng)主機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)動(dòng)。3.檢測(cè)反饋裝置是通過(guò)檢測(cè)元件將執(zhí)行元件（電機(jī)、刀架）或工作臺(tái)的速度和位移檢測(cè)出來(lái)，反饋給數(shù)控裝置構(gòu)成閉環(huán)或半閉環(huán)系統(tǒng)。4.機(jī)床本體是數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)件（床身箱體、立柱

7、、導(dǎo)軌、工作臺(tái)、主軸和進(jìn)給機(jī)構(gòu)等。(二) 數(shù)控維修的目的,要求,特點(diǎn)1. 數(shù)控機(jī)床維護(hù)目的 延長(zhǎng)元器件的壽命和零部件的磨損周期，預(yù)防各種故障，提高數(shù)控機(jī)床的平均無(wú)故障工作時(shí)間和使用壽命 。2. 數(shù)控維修的要求(1)數(shù)控機(jī)床的使用環(huán)境對(duì)于數(shù)控機(jī)床最好使其置于有恒溫的環(huán)境和遠(yuǎn)離震動(dòng)較大的設(shè)備（如沖床）和有電磁干擾的設(shè)備。(2)電源要求(3)數(shù)控機(jī)床應(yīng)有操作規(guī)程進(jìn)行定期的維護(hù)、保養(yǎng)，出現(xiàn)故障注意記錄保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)等。(4)數(shù)控機(jī)床不宜長(zhǎng)期封存(5)注意培訓(xùn)和配備操作人員、維修人員及編程人員3. 數(shù)控機(jī)床維修的特點(diǎn)(1)數(shù)控機(jī)床是高投入、高精度、高效率的自動(dòng)化設(shè)備；(2)一些重要設(shè)備處于關(guān)鍵的崗位和工序，因

8、故障停機(jī)時(shí)，影響產(chǎn)量和質(zhì)量；(3)數(shù)控機(jī)床在電氣控制系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)比普通機(jī)床復(fù)雜，故障檢測(cè)和診斷有一定的難度。(三) 數(shù)控機(jī)床的維護(hù)內(nèi)容1. 機(jī)床點(diǎn)檢點(diǎn)檢按有關(guān)維護(hù)文件的規(guī)定對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行定點(diǎn)、定時(shí)的檢查和維護(hù)點(diǎn)檢要求和內(nèi)容(1)專職點(diǎn)檢重點(diǎn)設(shè)備、部位（設(shè)備部門）(2)日常點(diǎn)檢一般設(shè)備的檢查及維護(hù)（車間）(3)生產(chǎn)點(diǎn)檢開(kāi)機(jī)前檢查、潤(rùn)滑、日常清潔、(4)緊固等工作（操作者）2. 數(shù)控系統(tǒng)的日常維護(hù)(1)機(jī)床電氣柜的散熱通風(fēng)(2)門上熱交換器或軸流風(fēng)扇對(duì)控制柜的內(nèi)外(3)進(jìn)行空氣循環(huán)。（少開(kāi)柜門）(4)紙帶閱讀機(jī)的定期維護(hù)(5)對(duì)光電頭、紙帶壓板定期進(jìn)行防污處理(6)支持電池的定期更換(7)在機(jī)床

9、斷電期間，有電池供電保持存儲(chǔ)在(8)COMS器件內(nèi)的機(jī)床數(shù)據(jù)(9)檢測(cè)反饋元件的維護(hù)(10)光電編碼器、接近開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)與撞塊、(11)光柵等元件的檢查和維護(hù)(12)備用電路板的定期通電(13)備用電路板應(yīng)定期裝到CNC系統(tǒng)上通電運(yùn)行，長(zhǎng)期停用的數(shù)控機(jī)床也要經(jīng)常通電，利用電器元件本身的發(fā)熱來(lái)驅(qū)散電氣柜內(nèi)的潮氣。保證電器元件性能的穩(wěn)定可靠。3. 機(jī)床各部件的具體維護(hù)與保養(yǎng)3.1電源的維護(hù)與保養(yǎng)(1)三相電源的電壓值是否正常，有否偏相(2)所有電氣連接是否良好（3）各類開(kāi)關(guān)是否有效（4）各繼電器、接觸器是否正常工作（5）檢驗(yàn)熱繼電器、電弧抑制器等保護(hù)器件是否有效（6）檢查電氣柜防塵濾網(wǎng)、冷卻風(fēng)扇

10、是否正常附:圖 CNC的供電系統(tǒng)3.2刀庫(kù)及換刀機(jī)械手的維護(hù)（1）用手動(dòng)方式往刀庫(kù)上裝刀時(shí)，要保證裝到位，檢查刀座上的鎖緊是否可靠；（2） 嚴(yán)禁把超重、超長(zhǎng)的刀具裝入刀庫(kù)，防止機(jī)械手換刀時(shí)掉刀或刀具與工件、夾具等發(fā)生碰撞（3） 采用順序選刀方式須注意刀具放置在刀庫(kù)上的順序是否正確。其他選刀方式也要注意所換刀具號(hào)是否與所需刀具一致，防止換錯(cuò)刀具導(dǎo)致事故發(fā)生；（4）注意保持刀具刀柄和刀套的清潔（5） 經(jīng)常檢查刀庫(kù)的回零位置是否正確，檢查機(jī)床主軸回?fù)Q刀點(diǎn)位置是否到位，并及時(shí)調(diào)整，否則不能完成換刀動(dòng)作；（6）開(kāi)機(jī)時(shí)，應(yīng)先使刀庫(kù)和機(jī)械手空運(yùn)行，檢查各部分工作是否正常，特別是各行程開(kāi)關(guān)和電磁閥能否正常動(dòng)作

11、3.3滾珠絲杠副的維護(hù)（1）定期檢查、調(diào)整絲杠螺母副的軸向間隙，保證反向傳動(dòng)精度和軸向剛度；（2）定期檢查絲杠支撐與床身的連接是否松動(dòng)以及支撐軸承是否損壞。如有以上問(wèn)題要及時(shí)緊固松動(dòng)部位，更換支撐軸承；（3） 采用潤(rùn)滑脂的滾珠絲杠，每半年清洗一次絲杠上的舊油脂，更換新油脂。用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑的滾珠絲杠，每天機(jī)床工作前加油一次；（4）注意避免硬質(zhì)灰塵或切屑進(jìn)入絲杠防護(hù)罩和工作過(guò)程中碰擊防護(hù)罩，防護(hù)裝置一有損壞要及時(shí)更換。3.4主傳動(dòng)鏈的維護(hù)（1） 定期調(diào)整主軸驅(qū)動(dòng)帶的松緊程度；（2）防止各種雜質(zhì)進(jìn)入油箱。每年更換一次潤(rùn)滑油；（3）保持主軸與刀柄連接部位的清潔。需及時(shí)調(diào)整液壓缸和活塞的位移量；（4）要及

12、時(shí)調(diào)整配重。 3.5液壓系統(tǒng)維護(hù)（1）定期過(guò)濾或更換油液；（2） 控制液壓系統(tǒng)中油液的溫度；（3）防止液壓系統(tǒng)泄漏；（4）定期檢查清洗油箱和管路；（5） 執(zhí)行日常點(diǎn)檢查制度。3.6氣動(dòng)系統(tǒng)維護(hù)（1）清除壓縮空氣的雜質(zhì)和水分；（2）檢查系統(tǒng)中油霧器的供油量；（3） 保持系統(tǒng)的密封性；（4）注意調(diào)節(jié)工作壓力；（5） 清洗或更換氣動(dòng)元件、濾芯；4. 診斷常用的儀器儀表及工具（1）萬(wàn)用表可測(cè)電阻、交、直流電壓、電流指針式：有測(cè)量過(guò)程數(shù)字式：直接讀數(shù)（2）相序表可檢查直流驅(qū)動(dòng)裝置輸入電流的相序（3）雙蹤示波器檢查信號(hào)波形（4）鉗形電流表不斷線檢測(cè)電流（5）脈沖發(fā)生筆與邏輯測(cè)試筆對(duì)芯片或功能電路板的輸入注

13、入邏輯電平脈沖，用邏輯測(cè)試筆檢測(cè)輸出電平，以判別其功能正常與否。（6）機(jī)械故障診斷儀對(duì)機(jī)械故障進(jìn)行檢測(cè)、分析與診斷。（7）“+”、“一”螺絲刀、鉗子、鑷子、烙鐵等 五、數(shù)控機(jī)床維護(hù)實(shí)例一臺(tái)FANUC10TE-F系統(tǒng)的AX15Z數(shù)控車床，系統(tǒng)上電后CRT上顯示故障信息： FS10TE 1399 ROM TEST：END RAM TEST：分析：這是系統(tǒng)啟動(dòng)自診斷未通過(guò)而發(fā)出的軟件報(bào)警。CRT的顯示表明ROM測(cè)試已通過(guò)，而RAM測(cè)試未能通過(guò)可能成因：RAM故障、RAM電池或充電回路不良故障，或是RAM中參數(shù)丟失?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查了解到：剛更換過(guò)電池。直接就檢查電池的安裝。發(fā)現(xiàn)：故障是電池接觸不良導(dǎo)致RAM

14、中參數(shù)的丟失。重新裝好電池并，重新輸入數(shù)據(jù)與參數(shù)，故障排除充分利用了啟動(dòng)自診斷。 第二章 數(shù)控系統(tǒng)故障診斷一、數(shù)控系統(tǒng)組成數(shù)控系統(tǒng)是由硬件控制系統(tǒng)和軟件控制系統(tǒng)兩大部分組成（一）硬件控制系統(tǒng)是以微處理器為核心，采用大規(guī)模集成電路芯片、可編程控制器、伺服驅(qū)動(dòng)單元、伺服電機(jī)、各種輸入輸出設(shè)備（包括顯示器、控制面板、輸入輸出接口等）等可見(jiàn)部件組成。（二）軟件控制系統(tǒng)即數(shù)控軟件，包括數(shù)據(jù)輸入輸出、插補(bǔ)控制、刀具補(bǔ)償控制、加減速控制、位置控制、伺服控制、鍵盤控制、顯示控制、接口控制等控制軟件及各種參數(shù)、報(bào)警文本等組成。二、數(shù)控系統(tǒng)的日常維護(hù)（一）機(jī)床電氣柜的散熱通風(fēng)（二）上熱交換器或軸流風(fēng)扇對(duì)控制柜的內(nèi)

15、外進(jìn)行空氣循環(huán)。（少開(kāi)柜門）紙帶閱讀機(jī)的定期維護(hù)，對(duì)光電頭、紙帶壓板定期進(jìn)行防污處理（三）支持電池的定期更換在機(jī)床斷電期間，有電池供電保持存儲(chǔ)在COMS器件內(nèi)的機(jī)床數(shù)據(jù)（四）檢測(cè)反饋元件的維護(hù)光電編碼器、接近開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)與撞塊、光柵等元件的檢查和維護(hù)（五）備用電路板的定期通電備用電路板應(yīng)定期裝到CNC系統(tǒng)上通電運(yùn)行，長(zhǎng)期停用的數(shù)控機(jī)床也要經(jīng)常通電，利用電器元件本身的發(fā)熱來(lái)驅(qū)散電氣柜內(nèi)的潮氣。保證電器元件性能的穩(wěn)定可靠。三、 數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法（一）診斷步驟和要求 1. 故障診斷 故障判斷（確定故障性質(zhì)）、 故障定位（確定故障部位）2. 故障診斷要求：（1）故障檢測(cè)方法簡(jiǎn)便有效（2）使用的診

16、斷儀器少而實(shí)用（3）故障診斷的所需的時(shí)間盡可能短（二）常用故障診斷方法1. 直觀法（望聞問(wèn)切）問(wèn)機(jī)床的故障現(xiàn)象、加工狀況等看CRT報(bào)警信息、報(bào)警指示燈、熔絲斷否、元器件煙熏燒焦、電容器膨脹變形、開(kāi)裂、保護(hù)器脫扣、觸點(diǎn)火花等聽(tīng)異常聲響（鐵芯、欠壓、振動(dòng)等）聞電氣元件焦糊味及其它異味摸發(fā)熱、振動(dòng)、接觸不良等2. CNC系統(tǒng)的自診斷功能開(kāi)機(jī)自診斷系統(tǒng)內(nèi)部自診斷程序通電后動(dòng)執(zhí)行對(duì)CPU、存儲(chǔ)器、總線和等模塊及功能板、CRT、軟盤等外圍設(shè)備進(jìn)行功能測(cè)試，確定主要硬件能正常工作。 運(yùn)行中的故障信息提示發(fā)生故障在CRT上報(bào)警信息，查閱維修手冊(cè)確定故障原因及排除方法。（不唯一，信息豐富則準(zhǔn)確）FANUC 10

17、TE系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，開(kāi)機(jī)后CRT顯示：FS107E 1399BROM TEST：ENDRAM TEST 未通過(guò)測(cè)試故障可能：參數(shù)丟失、支持電池失效或接觸不良等3. 數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查CNC系統(tǒng)的自診斷不但能在CRT上顯示故障報(bào)警信息，而且還能以多頁(yè)“診斷地址”和“診斷數(shù)據(jù)”的形式提供機(jī)床參數(shù)和狀態(tài)信息接口檢查接口檢查系統(tǒng)與機(jī)床、系統(tǒng)與PLC、機(jī)床與PLC的輸入/輸出信號(hào)，接口診斷功能可將所有開(kāi)關(guān)量信號(hào)的狀態(tài)顯示在CRT上，“1”表示通，“0”表示斷。 利用狀態(tài)顯示可以檢查數(shù)控系統(tǒng)是否將信號(hào)輸出到機(jī)床側(cè)，機(jī)床側(cè)的開(kāi)關(guān)信號(hào)是否已輸入到系統(tǒng)，從而確定故障是在機(jī)床測(cè)還是在系統(tǒng)側(cè)。例：NCP400L數(shù)控車床

18、接口狀態(tài)接口檢查數(shù)控機(jī)床的機(jī)床參數(shù)是經(jīng)一系列的試驗(yàn)和調(diào)整而獲得的重要參數(shù)，是機(jī)床正常運(yùn)行的保證。包括有增益、加速度、輪廓監(jiān)控及各種補(bǔ)償值等。當(dāng)機(jī)床長(zhǎng)期閑置不用或受到外部干擾會(huì)使數(shù)據(jù)丟失或發(fā)生數(shù)據(jù)混亂，機(jī)床將不能正常工作?？烧{(diào)出機(jī)床參數(shù)進(jìn)行檢查、修改或傳送。4.報(bào)警指示燈顯示故障除CRT軟報(bào)警外，還有許多“硬件”報(bào)警指示燈，分布在電源、主軸驅(qū)動(dòng)、伺服驅(qū)動(dòng)I/O裝置上，由此可判斷故障的原因。5. 備板置換法（替代法）用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模板。（故障被排除或范圍縮?。┳⒁猓簲嚯姞顟B(tài)下/選擇開(kāi)關(guān)/跨線一致6. 將功能相同的模板或單元相互交換，觀察故障的轉(zhuǎn)移情況，就能快速判斷故障的部位。7

19、. 敲擊法數(shù)控系統(tǒng)是由各種電路板組成，電路板上、接插件等處有虛焊或接口槽接觸不良都會(huì)引起故障?？捎媒^緣物輕輕敲打疑點(diǎn)處，若出現(xiàn)，則敲擊處很可能就是故障部位。8.升溫法設(shè)備運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間或環(huán)境溫度較高時(shí)，機(jī)床就會(huì)出現(xiàn)故障，可用電吹風(fēng)、紅外燈照射可疑的元件或組件。確定故障點(diǎn)。9. 功能程序測(cè)試法當(dāng)數(shù)控機(jī)床加工造成廢品而無(wú)法確定是編程、操作不當(dāng)還是數(shù)控系統(tǒng)故障時(shí)，或是閑置時(shí)間較長(zhǎng)的數(shù)控機(jī)床重新投入使用時(shí)。將G、M、S、T、F功能的全部指令編寫一個(gè)試驗(yàn)程序并運(yùn)行在這臺(tái)機(jī)床，可快速判斷哪個(gè)功能不良或喪失。10. 隔離法隔離法是將某些控制回路斷開(kāi)，從而達(dá)到縮小查找故障區(qū)域的目的。例：某加工中心，在JOG方式

20、下，進(jìn)給平穩(wěn)，但自動(dòng)則不正常。首先要確定是NC故障還是伺服系統(tǒng)故障，先斷開(kāi)伺服速度給定信號(hào)，用電池電壓作信號(hào)，故障依舊。說(shuō)明NC系統(tǒng)沒(méi)有問(wèn)題。進(jìn)一步檢查是Y軸夾緊裝置出故障。11. 測(cè)量比較法為了檢測(cè)方便，在模板或單元上設(shè)有檢測(cè)端子，用萬(wàn)用表、示波器等儀器對(duì)這些端子的電平或波形進(jìn)行測(cè)試，將測(cè)試值與正常值進(jìn)行比較，可以分析和判斷故障的原因和及故障的部位。各種故障診斷方法各有特點(diǎn)，要根據(jù)故障現(xiàn)象的特點(diǎn)靈活的組合應(yīng)用。四、數(shù)控系統(tǒng)診斷主要目標(biāo)及故障分析（一） 主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1. 常用主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)介紹FANUC公司主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要采用交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，有S、 H 、P三個(gè)系列（1.537 1.522 3

21、.737 kW）主要特點(diǎn)：（1）采用微處理控制技術(shù) （2）主回路采用晶體管PWM逆變器（3）具有主軸定向控制、數(shù)字和模擬輸入 2. 主軸伺服系統(tǒng)的故障形式及診斷方法 主軸伺服系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，有三種表現(xiàn)形式：（1）在CRT或操作面板上顯示報(bào)警內(nèi)容或報(bào)警信息（2）在主軸驅(qū)動(dòng)裝置上用報(bào)警燈或數(shù)碼管顯示故障（3）無(wú)任何故障報(bào)警信息3. 主軸伺服系統(tǒng)常見(jiàn)故障有：（1）外界干擾：（2）屏蔽和接地措施不良時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速或反饋信號(hào)受電磁干擾，使主軸驅(qū)動(dòng)出現(xiàn)隨機(jī)和無(wú)規(guī)律的波動(dòng)。判別方法，使主軸轉(zhuǎn)速指令為零再看主軸狀態(tài)（3）過(guò)載：切削用量過(guò)大，頻繁正、反轉(zhuǎn)等均可引起過(guò)載報(bào)警。表現(xiàn)為電動(dòng)機(jī)過(guò)熱、主軸驅(qū)動(dòng)裝置顯示過(guò)電流

22、報(bào)警等（4）主軸定位抖動(dòng)主軸準(zhǔn)停用于刀具交換、精鏜退刀及齒輪換檔等場(chǎng)合，有三種實(shí)現(xiàn)形式：(1）機(jī)械準(zhǔn)?？刂疲╒形槽和定位液壓缸）(2）磁性傳感器的電氣準(zhǔn)?？刂?（圖）(3)編碼器型的準(zhǔn)停控制（準(zhǔn)停角度可任意）上述準(zhǔn)停均要經(jīng)減速，減速或增益等參數(shù)設(shè)置不當(dāng)；限位開(kāi)關(guān)失靈；磁性傳感器間隙變化或失靈都會(huì)引起定位抖動(dòng)磁性傳感器主軸準(zhǔn)停裝置5. 主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給不匹配:當(dāng)進(jìn)行螺紋切削或用每轉(zhuǎn)進(jìn)給指令切削時(shí)，會(huì)出現(xiàn)停止進(jìn)給、主軸仍然運(yùn)轉(zhuǎn)的故障。6. 轉(zhuǎn)速偏離指令值：主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速超過(guò)所規(guī)定的范圍時(shí)要考慮，電機(jī)過(guò)載、CNC輸出沒(méi)有達(dá)到與轉(zhuǎn)速指令對(duì)應(yīng)值、測(cè)速裝置有故障、主軸驅(qū)動(dòng)裝置故障7. 主軸異常噪聲及振動(dòng)：電氣

23、驅(qū)動(dòng)（在減速過(guò)程中發(fā)生、振動(dòng)周期與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)）；主軸機(jī)械（恒轉(zhuǎn)速自由停車、振動(dòng)周期與轉(zhuǎn)速有關(guān)）8. 主軸電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)：CNC是否有速度信號(hào)輸出；使能信號(hào)是否接通、CTR觀察I/O狀態(tài)、分析PLC梯形圖以確定主軸的啟動(dòng)條件（潤(rùn)滑、冷卻）；主軸驅(qū)動(dòng)故障；主軸電機(jī)故障主軸直流驅(qū)動(dòng)的故障診斷1.控制電路控制回路采用電流反饋和速度反饋的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，內(nèi)環(huán)是電流環(huán)，外環(huán)是速度環(huán)。調(diào)速特點(diǎn)是速度環(huán)的輸出是電流環(huán)的輸入，可以根據(jù)速度指令電壓和轉(zhuǎn)速反饋電壓的差值及時(shí)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。在速度差值大時(shí)，轉(zhuǎn)矩大，速度變化快，轉(zhuǎn)速盡快達(dá)到給定值，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近給定值時(shí)，轉(zhuǎn)矩自動(dòng)減小，避免超調(diào)2. 主電路數(shù)控機(jī)床直流主軸電動(dòng)機(jī)

24、由于功率較大，切要求正、反轉(zhuǎn)及停止迅速，驅(qū)動(dòng)裝置采用三相橋式反并聯(lián)邏輯無(wú)環(huán)流可逆變調(diào)速系統(tǒng)，在制動(dòng)時(shí)，除了縮短制動(dòng)時(shí)間，還能將主軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能送回電網(wǎng)。還利用邏輯電路，使一組晶閘管工作時(shí)，另一組的觸發(fā)脈沖被封鎖，切斷兩組之間流通的電流主軸交流驅(qū)動(dòng)的故障診斷6SC650系列主軸交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1. 驅(qū)動(dòng)裝置的組成（原理圖）2. 故障診斷故障代碼 當(dāng)交流主軸驅(qū)動(dòng)變頻器在運(yùn)行中發(fā)生故障，變頻器面板上的數(shù)碼管會(huì)以代碼的形式提示故障的類型。輔助診斷 除故障代碼外，在控制和I/O模塊還有測(cè)試插座，作為輔助診斷的手段通過(guò)測(cè)試，可進(jìn)一步判斷變頻器是否缺相以及過(guò)電流等故障 （二） 進(jìn)給伺服系統(tǒng)任務(wù) 完成C

25、NC對(duì)各坐標(biāo)軸的位置控制組成 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)、位置檢測(cè)及機(jī)械傳動(dòng)裝置工作過(guò)程 程序指令經(jīng)插補(bǔ)運(yùn)算得位置指令，同時(shí)將檢測(cè)到的實(shí)際位置信號(hào)反饋數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)成半或閉環(huán)控制系統(tǒng)，是外環(huán)為位置環(huán)內(nèi)環(huán)為速度環(huán)的控制系統(tǒng)位置檢測(cè) 光柵、光電編碼器、感應(yīng)同步器、旋轉(zhuǎn)變壓器和磁柵、速度監(jiān)測(cè) 測(cè)速發(fā)電機(jī)和光電編碼器等1. 常見(jiàn)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（1）直流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)FANUC公司直流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。小慣量L、中慣量M系列直流伺服電動(dòng)機(jī)，采用PWM速度控制單元。大慣量H系列直流伺服電動(dòng)機(jī)，采用晶閘管速度控制單元均有過(guò)速、過(guò)流、過(guò)載等多種保護(hù)功能（2）交流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)FANUC公司交流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置：晶體管PWM控制的a系列交

26、流驅(qū)動(dòng)單元電動(dòng)機(jī)：S、L、SP和T系列永磁式三相交流同步電動(dòng)機(jī)2. 伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式伺服系統(tǒng)不同的結(jié)構(gòu)形式，主要體現(xiàn)在檢測(cè)信號(hào)的反饋形式上，以帶編碼器的伺服電動(dòng)機(jī)為例：方式1轉(zhuǎn)速反饋與位置反饋信號(hào)處理分離方式2編碼器同時(shí)作為轉(zhuǎn)速和位置檢測(cè)，處理均在數(shù)控系統(tǒng)中完成方式3編碼器方式同上，處理方式不同方式4數(shù)字式伺服系統(tǒng) 3. 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障形式及診斷方法故障出現(xiàn)后的表現(xiàn)方式：CRT、驅(qū)動(dòng)單元、無(wú)4. 常見(jiàn)故障超程進(jìn)給運(yùn)動(dòng)超過(guò)軟限位或硬限位，CRT（1）過(guò)載進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的負(fù)載過(guò)大、頻繁正反轉(zhuǎn)以及傳動(dòng)鏈潤(rùn)滑不良等引起，CRT及伺服驅(qū)動(dòng)單元都會(huì)有報(bào)警信息竄動(dòng)測(cè)速信號(hào)或速度控制信號(hào)不穩(wěn)定、接線接觸不良等引

27、起（2）1爬行發(fā)生在起動(dòng)加速段或低速進(jìn)給時(shí)，一般是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的潤(rùn)滑不良、伺服系統(tǒng)增益過(guò)低及負(fù)載過(guò)大、聯(lián)軸器松動(dòng)等引起（3）振動(dòng)與進(jìn)給速度有關(guān)，速度環(huán)增益太高或速度反饋有故障；與速度無(wú)關(guān)，位置環(huán)增益太高或位置反饋有故障；在加速過(guò)程中產(chǎn)生，減速時(shí)間設(shè)定過(guò)?。?）伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)數(shù)控系統(tǒng)速度信號(hào)是否輸出；使能信號(hào)是否接通；冷卻潤(rùn)滑條件是否滿足；電磁制動(dòng)是否釋放；驅(qū)動(dòng)單元故障；伺服電動(dòng)機(jī)故障（5）位置誤差系統(tǒng)設(shè)置的允差過(guò)??；伺服增益設(shè)置不當(dāng)；位置檢測(cè)裝置有污染；進(jìn)給傳動(dòng)鏈累積誤差過(guò)大；主軸箱垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)平衡裝置不穩(wěn)（6）漂移當(dāng)指令值為零時(shí)，坐標(biāo)軸仍移動(dòng)從而造成位置誤差。通過(guò)漂移補(bǔ)償和驅(qū)動(dòng)單元上的零速調(diào)

28、整來(lái)消除（7）回參考點(diǎn)故障有找不到和找不準(zhǔn)參考點(diǎn)兩種故障，前者主要是回參考點(diǎn)減速開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的信號(hào)或零標(biāo)志脈沖信號(hào)失效所致，可用示波器檢測(cè)信號(hào)；后者是參考點(diǎn)開(kāi)關(guān)擋快位置設(shè)置不當(dāng)引起，只要重新調(diào)整即可5. 故障定位模塊交換法X和Y的驅(qū)動(dòng)單元一樣，當(dāng)一軸發(fā)生故障時(shí)，用另一軸代替看故障的轉(zhuǎn)移情況為確定是否伺服單元和伺服電動(dòng)機(jī)故障，可以脫開(kāi)位置環(huán)，檢查速度環(huán) 。有干電池和變阻器組成直流回路（1）驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)2. 驅(qū)動(dòng)方式直流PWM和晶閘管驅(qū)動(dòng)方式、交流變頻控制方式、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式（1） 直流進(jìn)給驅(qū)動(dòng) PWM調(diào)速是利用脈寬調(diào)制器對(duì)大功率晶體管的開(kāi)關(guān)時(shí)間進(jìn)行控制。將速度控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成一定頻率的電壓，加到直流伺服

29、電機(jī)電樞的兩端，通過(guò)對(duì)方波寬度的控制改變電樞兩端的平均電壓，從而達(dá)到控制電樞電流，進(jìn)而控制伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的直流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)晶閘管調(diào)速是利用速度調(diào)節(jié)器對(duì)晶閘管的導(dǎo)通角進(jìn)行控制，通過(guò)改變導(dǎo)通角的大小來(lái)改變電樞兩端的電壓，從而達(dá)到調(diào)速的目的（2）交流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)因采用交流同步電動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)質(zhì)上是一個(gè)電子換向的直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置 6. FANUC系統(tǒng)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)故障表示方式：（1）CRT有報(bào)警顯示的故障報(bào)警號(hào)400457伺服系統(tǒng)錯(cuò)誤報(bào)警報(bào)警號(hào)702704過(guò)熱報(bào)警機(jī)床切削條件差及機(jī)床摩擦力矩增大，引起主回路中的過(guò)載繼電器動(dòng)作切削時(shí)伺服電機(jī)電流太大或變壓器本身故障，引起變壓器熱控開(kāi)關(guān)動(dòng)作伺服電機(jī)電樞內(nèi)部短路或

30、絕緣不良等，引起變壓器熱控開(kāi)關(guān)動(dòng)作（2）報(bào)警指示燈指示的報(bào)警（7個(gè)燈）BRK無(wú)熔絲斷路器切斷報(bào)警HVAL過(guò)電壓報(bào)警HCAL過(guò)電流報(bào)警（伴有401號(hào)報(bào)警）OVC過(guò)載報(bào)警（401或702報(bào)警）LVAL欠壓報(bào)警TGLS速度反饋信號(hào)斷線報(bào)警DCAL放電報(bào)警（3）無(wú)報(bào)警顯示的故障機(jī)床失控 速度反饋信號(hào)為正反饋信號(hào)機(jī)床振動(dòng) 與位置有關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤檢測(cè)裝置有故障（隨進(jìn)給速度）定位精度低 傳動(dòng)鏈誤差大；伺服增益太低電動(dòng)機(jī)運(yùn)行噪聲過(guò)大 換向器的表面粗糙度過(guò)低、油液灰塵等侵入電刷或換向器、電動(dòng)機(jī)軸向竄動(dòng)等五、數(shù)控系統(tǒng)故障診斷實(shí)例配FANUC7CM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，系統(tǒng)又無(wú)報(bào)警時(shí)

31、。故障分析：我們使用功能程序測(cè)試法，將功能測(cè)試帶輸入系統(tǒng)，并空運(yùn)行。測(cè)試過(guò)程如右圖所示。當(dāng)運(yùn)行到含有G01、G02、G03、G18、G19、 G41、G42等指令的四角帶圓弧的長(zhǎng)方形典型圖形程 序時(shí)，發(fā)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)行軌跡與所要求的圖形尺寸不符，從而確認(rèn)機(jī)床刀補(bǔ)功能不良。該系統(tǒng)的刀補(bǔ)軟件存放 在EPROM芯片中，調(diào)換該集成電路后機(jī)床加工恢復(fù)正常。 l-所加工零件尺寸不對(duì)  2-自動(dòng)回零功能正常否  3-直線插補(bǔ)功能正常否  4-圓弧插補(bǔ)功能正常否 5-刀補(bǔ)功能正常否  6-自動(dòng)換刀功能正常否  7-固定循環(huán)功能正常否  8-功能齊全正常&#

32、160; 9-自動(dòng)回原點(diǎn)故障  10-直線插補(bǔ)故障  11-圓弧插補(bǔ)故障  12-刀補(bǔ)功能故障  13-自 動(dòng)換刀故障  14-固定循環(huán)故障結(jié) 論隨著數(shù)控技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控設(shè)備已大量使用。在數(shù)控機(jī)床維修中推廣應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新材料，做好數(shù)控的技術(shù)改造和局部改裝設(shè)計(jì)管理工作，搞好數(shù)控機(jī)床維修用工、檢、量具的管理，搞好數(shù)控設(shè)備維修的質(zhì)量管理等工作。只有這樣，才能做好數(shù)控機(jī)床的維修工作，保障數(shù)控機(jī)床的正常運(yùn)行，從而保障企業(yè)生產(chǎn)的順利運(yùn)行。所以，無(wú)論是CNC系統(tǒng)，機(jī)床強(qiáng)電，還是機(jī)械、液壓、氣路等，只要有可能引起該故障的原因，都要盡可能全面地列出來(lái)

33、，進(jìn)行綜合判斷和篩選，然后通過(guò)必要的實(shí)驗(yàn)達(dá)到確診和最終排除故障的目的。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們大學(xué)期間所學(xué)知識(shí)的一次總結(jié)與運(yùn)用，是對(duì)以前每門課程設(shè)計(jì)的綜合，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的徹底檢驗(yàn)。也是我們走向工作崗位的最后一次練兵，是一次理論和實(shí)踐完美結(jié)合的過(guò)程。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，自己在查閱資料、運(yùn)用資料、運(yùn)用專業(yè)知識(shí)及CAD繪圖等方面的能力有了較大地提高，對(duì)如何將機(jī)、電結(jié)合起來(lái)有了較深刻的認(rèn)識(shí)，彌補(bǔ)了原來(lái)學(xué)習(xí)中的很多不足之處，為以后從事機(jī)械方面的工作打下了一定的基礎(chǔ)，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)?？傊?，這次設(shè)計(jì)順利完成使我受益匪淺，不但鞏固了我以前學(xué)習(xí)的東西，而且學(xué)到了很多新東西，為我走向社會(huì)打下了深厚的基礎(chǔ)。致 謝經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的忙碌和學(xué)習(xí)，本次畢業(yè)論文已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)?？粕漠厴I(yè)論文，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，有許多考慮不周全的地方，在張一老師的督促指導(dǎo)下，無(wú)論從論文的選題到論文的正式結(jié)束，都進(jìn)行的比較順利同時(shí)也得到了王