數(shù)控銑床主運(yùn)動(dòng)調(diào)試與維修

1、湖南XXXXXXX學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：數(shù)控銑床主運(yùn)動(dòng)調(diào)試與維修 系 別： 航空維修工程系 專 業(yè)：機(jī)電設(shè)備維修與管理 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 10353115 指導(dǎo)老師： 2010年5月12日摘要 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在機(jī)械制造業(yè)中，普通機(jī)床逐漸被高精度、高效率、高自動(dòng)化的數(shù)控機(jī)床所替代。數(shù)控機(jī)床的普及使用以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，大幅度地縮短了產(chǎn)品的制造周期，提高了產(chǎn)品的加工質(zhì)量，加速了產(chǎn)品的更新?lián)Q代，提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，因而數(shù)控加工具有廣泛的發(fā)展前景和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)控機(jī)床是指裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)是一種控制系統(tǒng)，它能自動(dòng)閱讀輸入載體上按規(guī)定格式編

2、寫的數(shù)字化控制信息；能自動(dòng)譯解其中的指令進(jìn)行計(jì)算，并由輸出部分向所控制的執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，從而使機(jī)床動(dòng)作以加工零件。數(shù)控機(jī)床是一種高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品。從數(shù)控機(jī)床的控制方式上，決定了其加工方式與普通機(jī)床加工方式的不同。數(shù)控機(jī)床加工的特點(diǎn)是在對(duì)零件進(jìn)行工藝分析后，把編制好的加工程序輸入數(shù)控系統(tǒng)，由數(shù)控系統(tǒng)控制機(jī)床自動(dòng)地完成加工。因此，必須很好的診斷出系統(tǒng)的故障并且正確合理的維修，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的作用和效率。目錄摘要.3第一章：數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維修 1.1數(shù)控機(jī)床的組成.4 1.2數(shù)控機(jī)床故障及故障分類.7 1.3 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修基礎(chǔ)知識(shí).8 1.4數(shù)控機(jī)床診斷與維修的一般步驟與原

3、則.11第二章：進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障的診斷與維修 2.1進(jìn)給伺服系統(tǒng)的概述.13 2.2常見進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)介紹.14 2.3伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式.15 2.4進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障形式及診斷方法.17 2.5伺服電動(dòng)機(jī)的維護(hù).20 2.6進(jìn)給驅(qū)動(dòng)故障的診斷.21第三章FANUC數(shù)控系統(tǒng)故障分析與處理方法.25 3.1系統(tǒng)報(bào)警的原因和處理方法.26 3.3TH臥式加工中心全（半）閉環(huán)的修改. .30 3.4 VMC_1000C立式加工中心A軸回零的調(diào)整.30 3.5 FANUC-0i A關(guān)于報(bào)警履歷的顯示.31總結(jié).32參考文獻(xiàn).33第一章 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修基礎(chǔ)1. 概述數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)備。

4、目前，我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)了大量的數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控機(jī)床，同時(shí)，我國(guó)在數(shù)控系統(tǒng)的研究和開發(fā)上也做了也多年的研究，開發(fā)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)，并與多家機(jī)床生產(chǎn)廠進(jìn)行了配套，形成了一定的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)銷規(guī)模。隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，數(shù)控機(jī)床在制造領(lǐng)域的作用越來(lái)越重要。但是，數(shù)控機(jī)床是很復(fù)雜的設(shè)備，即使只是一般的操作使用人員也必須具備一定的專業(yè)知識(shí),而對(duì)于那些數(shù)控機(jī)床維護(hù)維修人員，則有相當(dāng)高的專業(yè)技術(shù)水平的要求。所以說(shuō)我們很有必要了解并掌握有關(guān)數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的基礎(chǔ)知識(shí)。1.1.1數(shù)控機(jī)床的組成圖1-1數(shù)控機(jī)床的組成l 輸入輸出設(shè)備輸入輸出設(shè)備主要實(shí)現(xiàn)程序編制、程序和數(shù)據(jù)的輸入以及顯示、存儲(chǔ)和打印。這

5、一部分的硬件配置視需要而定，功能簡(jiǎn)單的機(jī)床可能只配有鍵盤和發(fā)光二極管（LED）顯示器；功能普通的機(jī)床則可能加上紙帶閱讀機(jī)和紙帶穿孔機(jī)、磁帶和磁盤讀入器。人機(jī)對(duì)話編程操作鍵盤和視頻信號(hào)顯示器（CRT/LTD）；功能較高的可能還包括一套自動(dòng)編程機(jī)或計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助制造（CAD/CAM）系統(tǒng)。l 數(shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心。它接受來(lái)自輸入設(shè)備的程序和數(shù)據(jù)，并按輸入信息的要求完成數(shù)值計(jì)算。邏輯判斷和輸入輸出控制等功能。數(shù)控裝置通常是指一臺(tái)專用計(jì)算機(jī)或者通用計(jì)算機(jī)與輸入輸出接口板以及機(jī)床控制器（可編程序控制器）等所組成的控制裝置。機(jī)床控制器的主要作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)床輔助功能M、主軸轉(zhuǎn)速功能S

6、和換刀功能T的控制。數(shù)控裝置的主要功能有以下幾點(diǎn):a.多坐標(biāo)控制（多軸聯(lián)動(dòng)）。b.插補(bǔ)功能（如直線、圓弧和其他曲線插補(bǔ)）。c.程序輸入、編輯和修改功能（人機(jī)對(duì)話、手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入、上位機(jī)通信輸入）。d.故障自診斷功能。由于數(shù)控系統(tǒng)是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)，為使系統(tǒng)故障停機(jī)時(shí)間減至最少，數(shù)控裝置中設(shè)有各種診斷軟件，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行監(jiān)視，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并在故障出現(xiàn)后迅速查明故障類型和部位，發(fā)出報(bào)警，把故障源隔離到最小范圍。e.補(bǔ)償功能。補(bǔ)償包括刀具半徑補(bǔ)償、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償、傳動(dòng)間隙補(bǔ)償、螺距誤差補(bǔ)償?shù)取?f.信息轉(zhuǎn)換功能。主要包括EIA/JSO代碼轉(zhuǎn)換、英制/米制轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、絕對(duì)側(cè)增量值轉(zhuǎn)換等。 g.

7、多種加工方式的選擇?？梢詫?shí)現(xiàn)多種加工方式循環(huán)、重復(fù)加工，凸凹模加工和鏡像加工等。h.輔助功能。輔助功能也稱M功能，用來(lái)規(guī)定主軸的啟停和轉(zhuǎn)向、冷卻液的接通和斷開。刀具的更換等。 i.顯示功能。用CRT或LTD顯示程序、參數(shù)、各種補(bǔ)償量、坐標(biāo)位置、故障源以及圖形等。 j.通信和聯(lián)網(wǎng)功能。 l 伺服系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)是接受數(shù)控裝置的指令，驅(qū)動(dòng)機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件（如主軸驅(qū)動(dòng)、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)）。它包括伺服控制電路。功率放大電路和伺服電機(jī)等。伺服電機(jī)常用的是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。電液馬達(dá)、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)。一股來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)，要求有好的決速響應(yīng)性能，能靈敏而準(zhǔn)確地跟蹤由數(shù)控裝置發(fā)出的指令信號(hào)。

8、l 測(cè)量反饋裝置 該裝置由測(cè)量部件和響應(yīng)的測(cè)量電路組成，其作用是檢測(cè)速度和位移，并將信息反饋給數(shù)控裝置，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。沒(méi)有測(cè)量反饋裝置的系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。l 機(jī)床本體 機(jī)床本體是數(shù)控機(jī)床的主體，用于完成各種切削加工的機(jī)械部分，包括床身、立柱、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。機(jī)床是被控制對(duì)象，其運(yùn)動(dòng)的位移和速度以及各種開關(guān)量是被控制的。數(shù)控機(jī)床采用高性能的主軸及進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置，其機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)得到了簡(jiǎn)化。l 輔助裝置為了保證數(shù)控機(jī)床功能的充分發(fā)揮，還有一些配套部件（如冷卻、排屑、防護(hù)、潤(rùn)滑、照明、儲(chǔ)運(yùn)等一系裝置）和輔助裝置（編程機(jī)和對(duì)刀儀等）。 圖1-2典型數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)1.1.2數(shù)控機(jī)床的分類：

9、數(shù)控機(jī)床大致上可以分為兩大類。一類按伺服系統(tǒng)的控制特點(diǎn)可以分為開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床、閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床和半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床；另一類按控制系統(tǒng)的特點(diǎn)可以分為點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床、點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床和輪廓控制數(shù)控機(jī)床。下面讓我們分別以圖形和文字為例來(lái)逐一介紹一下各個(gè)類型的數(shù)控機(jī)床：開環(huán)控制：圖1-3開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)控制：圖1-4半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床閉環(huán)控制：圖1-5閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床點(diǎn)位控制：點(diǎn)位控制就是保證單點(diǎn)在空間的位置，而不保證點(diǎn)到點(diǎn)之間的路徑軌跡和精度的控制。這種控制主要用于數(shù)控沖床、數(shù)控鉆床、數(shù)控點(diǎn)焊設(shè)備中；還可以用在數(shù)控坐標(biāo)鏜銑床上。點(diǎn)位直線控制：直線控制就是不僅要保證點(diǎn)的位置精度，而且要保

10、證點(diǎn)與點(diǎn)之間的走直線精度。在數(shù)控鏜銑床上使用這種控制方法，可以在一次裝夾箱式零件中對(duì)其平面和臺(tái)階完成銑削，然后再進(jìn)行鉆孔、健孔加工。這樣可以大大提高生產(chǎn)率。輪廓控制：輪廓控制是對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上的坐標(biāo)軸同時(shí)進(jìn)行控制。它不僅能保證各點(diǎn)的位置精度，而且還要控制加工過(guò)程中各點(diǎn)的位移速度，也就是刀具移動(dòng)的軌跡。要保證尺寸精度，還要保證形狀精度。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，同時(shí)要向兩個(gè)坐標(biāo)軸分配脈沖，使它們走出所要求的形狀來(lái)，這叫插補(bǔ)運(yùn)算。它是一種軟仿形，而不是靠模仿形。所以大大縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，更重要的是這種軟仿形的精度要比硬仿形的高很多倍。1.2數(shù)控機(jī)床故障及故障分類定義：系統(tǒng)故障診斷技術(shù)，就是在系統(tǒng)運(yùn)行中或基本

11、不拆卸的情況下，即可掌握系統(tǒng)現(xiàn)行狀態(tài)的信息，查明產(chǎn)生故障的部位和原因或預(yù)知系統(tǒng)的異常和故障的動(dòng)向，采取必要的措施和對(duì)策的技術(shù)，診斷的目的就是要確定故障的原因和部位，以便維修人員或者操作人員盡快地進(jìn)行故障的修復(fù)。故障分類：故障分類按故障發(fā)生的部位分按故障的性質(zhì)分按故障發(fā)生后有無(wú)報(bào)警按發(fā)生故障的后果分按故障發(fā)生的原因分主機(jī)故障電氣部分故障驅(qū)動(dòng)裝置故障位置檢測(cè)裝置故障系統(tǒng)性故障隨機(jī)性故障按故障報(bào)警顯示故障按故障報(bào)警顯示故障破壞性故障非破壞性故障數(shù)控機(jī)床自身故障數(shù)控機(jī)床外部故障圖1-6故障的分類主機(jī)故障：數(shù)控機(jī)床的主機(jī)是指除電氣控制部分外的機(jī)床部分，如機(jī)械、液壓、氣動(dòng)、潤(rùn)滑、冷卻等部分。常見的主機(jī)故障

12、有自動(dòng)刀具交換裝置（ATC）故障、自動(dòng)工件交換裝置（APC）故障、液壓系統(tǒng)故障、氣動(dòng)管道堵塞、潤(rùn)滑系統(tǒng)供油中斷和冷卻液滲漏等。電氣部分故障： 電氣部分包括強(qiáng)電和弱電兩個(gè)部分，弱電部分主要由數(shù)字控制裝置（CNC）和可編程序控制器（PLC）組成。 常見的故障有硬件故障，如開關(guān)元件、接插件、顯示器、運(yùn)行器、存儲(chǔ)器等發(fā)生的故障；軟件故障，如程序出嗜、參數(shù)出嗜和運(yùn)算出嗜等造成的故障。1.3數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修基礎(chǔ)知識(shí)概述數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維修是一項(xiàng)技術(shù)含量高、專業(yè)性很強(qiáng)的工作，即使那些己經(jīng)掌握了數(shù)控機(jī)床使用的技術(shù)人員，很多時(shí)候?qū)?shù)控機(jī)床出現(xiàn)的故障也是束手無(wú)策的。所以，在最新制定的數(shù)控行業(yè)職業(yè)技能等級(jí)

13、鑒定標(biāo)準(zhǔn)中， 將數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修作為一個(gè)相對(duì)比較高的標(biāo)準(zhǔn)，要求數(shù)控高級(jí)技師必須具備一定的故障診斷與維修能力。1.3.1數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修基礎(chǔ)知識(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修基礎(chǔ)知識(shí)必須具備的三個(gè)條件了解和掌握各種測(cè)試和維修工具的使用 包括測(cè)試儀器儀表（萬(wàn)用表，邏輯測(cè)試筆，示波器，PLC編程器，離線IC測(cè)試儀，在線IC測(cè)試儀，短路追蹤儀，邏輯分析儀，激光干涉儀），維修工具（電烙鐵，吸錫器，螺絲刀，鉗類工具，扳手），化學(xué)用品（松香，純酒精等），必要的備件。萬(wàn)用表： 數(shù)控設(shè)備的維修涉及弱電和強(qiáng)電領(lǐng)域，最好配備指針式和數(shù)字式萬(wàn)用表各一個(gè)。指針式萬(wàn)用表除用于測(cè)量強(qiáng)電回路之外，還用于判斷二極管、三

14、極管、可控硅、電解電容等元器件的好壞，測(cè)量集成電路引腳的靜態(tài)電阻值。數(shù)字式萬(wàn)用表可用來(lái)正確測(cè)量電壓、電流、電阻值，還可以測(cè)量三極管的放大倍數(shù)和電容值。它還有一個(gè)蜂鳴器檔測(cè)量電路的通斷判斷印刷電路的走向。邏輯測(cè)試筆：可測(cè)試電路是處于高電平還是低電平，或者是不高不低的浮空電平，判斷脈沖的極性是正脈沖還是負(fù)脈沖，輸出的脈沖是連續(xù)的還是單個(gè)的脈沖，還可以大概估計(jì)脈沖的占空比和頻事范圍。在選擇邏輯測(cè)試筆時(shí)應(yīng)該注意，一是它的頻帶要寬，二是它的耐壓要高。示波器：示波器主要用于模擬電路的測(cè)量，它可以顯示頻率相位、電壓幅值，雙頻示波器可以比較信號(hào)相位關(guān)系，可以測(cè)量測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出信號(hào)，調(diào)整光柵編碼器的前置信號(hào)處

15、理電路，進(jìn)行CRT顯示器電路的維修。數(shù)控系統(tǒng)修理通常先用頻帶寬度為10HZ100MHZ范圍內(nèi)的雙通道示波器,它不僅可以測(cè)量電平、脈沖上下沿、脈寬、周期、頻率等參數(shù),還可以進(jìn)行兩信號(hào)的相位和電平幅度的比較.常用來(lái)觀察主開關(guān)電源的振蕩波形,直流電源或測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出的紋波,何服系統(tǒng)的超調(diào)、振蕩波形；檢查、調(diào)整紙帶閱讀機(jī)的光電放大器的輸出波形，還可以檢查CRT電路垂直、水平振蕩和掃描波形、視放電路的視頻信號(hào)等。 普通示波器可以觀測(cè)周期性連續(xù)變化的電信號(hào)，但用它觀測(cè)時(shí)間短促的脈沖信號(hào)，進(jìn)行相位比較和圖案檢查則有困難。因此，需要根據(jù)觀測(cè)對(duì)象正確選擇示波器類型和型號(hào)。對(duì)于邏輯示波器，應(yīng)根據(jù)具體測(cè)試對(duì)象選擇以

16、下幾個(gè)主要特性：通道數(shù)、Y 通道頻域和時(shí)域晌應(yīng)、掃描速度。PLC 編程器： 不少數(shù)控系統(tǒng)的 PLC控制器必須使用專用的編程器才能對(duì)其進(jìn)行編程、調(diào)試、監(jiān)控和檢查。這類編程器型號(hào)不少，這些編程器可以對(duì) PLC 程序進(jìn)行編輯和修改，監(jiān)視輸入和輸出狀態(tài)及定時(shí)器、移位寄存器的變化值。在運(yùn)行狀態(tài)下修改定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的設(shè)置值，可強(qiáng)制內(nèi)部輸出，對(duì)定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和移位寄存器進(jìn)行置位和復(fù)位等。帶有圖形功能的編程器還可以顯示 PLC 梯形圖。離線IC 測(cè)試儀： 這類測(cè)試儀可離線快速測(cè)試集成電路的好壞，數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行片級(jí)維修時(shí)，它是必要的工具。它按測(cè)試的常用中、小、大規(guī)模的數(shù)字芯片和模擬芯片分類。國(guó)內(nèi)常用的有河洛公司的

17、 PRUFER 萬(wàn)藝- 20 型手持式常用芯片測(cè)試儀。在線IC測(cè)試儀：這是一種使用通用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的新型數(shù)字集成電路在線測(cè)試儀器，它的主要特點(diǎn)在于能夠?qū)附釉陔娐钒迳系男酒苯舆M(jìn)行功能、狀態(tài)和外特性測(cè)試，確認(rèn)其邏輯功能是否失效。它所針對(duì)的是每個(gè)器件的型號(hào)以及該型號(hào)器件應(yīng)該具備的全部邏輯功能而不管該器件應(yīng)用在何種電路中，因此它可以檢查各種電路板，而且無(wú)需圖紙資料或了解其工作原理，為缺乏圖紙而使維修工作無(wú)從下手的數(shù)控維修人員提供了一種有效手段，目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用日益廣泛。短路追蹤儀：短路追蹤儀是專門測(cè)試印制電路板上或元器件內(nèi)部短路故障的電子儀器，它可以快速地查找印制電路板上的任何短路，如多層板短路、

18、總線短路、電源對(duì)地短路、芯片內(nèi)部短路、元器件管腳短路以及電解電容內(nèi)部短路、非完全短路等故障“在CRT 顯示器的故障測(cè)試中，經(jīng)常會(huì)遇到電路中某元器件擊穿短路、某線路橋接短路、印制板上短路等現(xiàn)象。要想在線用萬(wàn)用表測(cè)出哪一個(gè)元器件或哪條線路短路困難很大。而且對(duì)于變壓器局部繞組發(fā)生的輕微短路故障，用一般萬(wàn)用表更是無(wú)能為力。對(duì)于這些清況，用短路追蹤儀則能方便、迅速地找出短路點(diǎn)。邏輯分析儀：邏輯分析儀是專門用于測(cè)量和顯示多路數(shù)字信號(hào)的測(cè)試儀器“通常分 8 個(gè)、16 個(gè)、64個(gè)通道，即可以同時(shí)顯示 8 個(gè)、 16 個(gè)或64個(gè)邏輯方波信號(hào)。它和顯示連續(xù)波形的通用示波器不同，邏輯分析儀顯示各被測(cè)點(diǎn)的邏輯電平，二

19、進(jìn)制編碼或存儲(chǔ)器的內(nèi)容。通過(guò)仿真頭它可仿真多種常用的系統(tǒng)，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)、地址或狀態(tài)值的預(yù)置、跟蹤檢查。維修時(shí)，它可用于檢查數(shù)字電路的邏輯關(guān)系是否正常，時(shí)序電路的各點(diǎn)信號(hào)的時(shí)序是否正確，信號(hào)傳輸中是否存在竟?fàn)?、毛刺和干擾。通過(guò)測(cè)試軟件的支持，對(duì)電路板輸入給定的數(shù)據(jù)，同時(shí)跟蹤測(cè)試它的輸出信息，顯示和記錄瞬間產(chǎn)生的錯(cuò)誤信號(hào)，找出故障所在。激光干涉儀：激光干涉儀可對(duì)機(jī)床、三測(cè)機(jī)及各種定位裝置進(jìn)行高精度的（位置和幾何）精度校正。具體說(shuō)來(lái)，它可完成按標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量各項(xiàng)參數(shù)，如線形位置精度、重復(fù)定位精度、角度、直線度、垂直度、平行度及平面度等。它還具有若干為機(jī)床制造廠和用戶所歡迎的選擇功能，如自動(dòng)螺距誤差補(bǔ)償、機(jī)

20、床動(dòng)態(tài)特性測(cè)量與評(píng)估、回轉(zhuǎn)坐標(biāo)分度精度標(biāo)定、觸發(fā)脈沖輸?shù)遁敵龉δ艿取 有必要的維修備件和維修技術(shù)資料：電烙鐵電烙鐵是最常用的焊接工具，焊IC 芯片用3OW左右的即可，常采用尖頭的長(zhǎng)壽命的烙鐵頭，使用恒溫式更好。使用時(shí)電焰鐵接地線非常重要，否則一亙電焰鐵漏電就有可能擊穿多個(gè)芯片。吸錫器將多個(gè)引出腳的IC芯片從電路板上焊下來(lái)，長(zhǎng)用的方法是采用吸錫器，目前有手動(dòng)和電動(dòng)兩種，手動(dòng)的價(jià)格比較便宜，但是效果不好，電動(dòng)吸錫器點(diǎn)電熱絲和吸錫泵，使用時(shí)對(duì)準(zhǔn)焊點(diǎn)，待錫熔化后按動(dòng)吸錫泵將錫抽凈。螺絲刀常用的螺絲刀是大、中、小尺寸的平口和十字口的各一套。在拆下某些數(shù)控零部件需要專用螺絲刀，如拆下SIEMENS何服模

21、塊需用頭部為六角形的螺絲刀。鉗類工具 常用的鉗類工具是平頭鉗、尖嘴鉗、斜口鉗和剝線鉗。扳手常用的有大小活絡(luò)扳手、各種尺寸的內(nèi)六角扳手。其他其他工具還有剪刀、鑷子、刷子、吹塵器、演洗盤、帶鱷魚鉗連接線。維修人員必須具備一定的素質(zhì)：1、 專業(yè)知識(shí)面要寬2、 有較強(qiáng)的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)技能3、 能閱讀英文技術(shù)文獻(xiàn)必要的備件： 對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)的維修，備件是一個(gè)必不可少的物質(zhì)條件。如果沒(méi)有備件可以調(diào)換，根多故障我們是無(wú)法診斷的，更談不上維修了。采用備件來(lái)替換我們認(rèn)為可能出現(xiàn)故障的元部件。將有助于我們迅速找出故障原因并找到排除故障的方法。但是，由于備件的價(jià)格普遍比較昂貴，基于成本控制方面的原因，我們又不可能保存

22、大量的備件，因此，數(shù)控系統(tǒng)的備件配置應(yīng)該根據(jù)實(shí)際清況，通常一些易損的電氣元器件，如各種規(guī)格的熔斷器、保險(xiǎn)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。 1.3.2數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的必備資料1、 設(shè)備的安裝調(diào)試資料2、 設(shè)備的使用操作資料3、 維修保養(yǎng)資料數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠提供的有關(guān)資料，主要有數(shù)控系統(tǒng)維修手冊(cè)、診斷手冊(cè)、參數(shù)手冊(cè)、固定循環(huán)手冊(cè)、何服放大器、何服電機(jī)的參數(shù)手冊(cè)和維護(hù)調(diào)整手冊(cè)以及一些特殊功能的說(shuō)明書、數(shù)控系統(tǒng)的安裝使用手冊(cè)等。設(shè)備的電氣圖紙資料，如設(shè)備的電氣原理圖，電氣接線圖，電器元件位置圖，可編程控制器部分的梯形圖或語(yǔ)句表，輸入輸出點(diǎn)的定義表，梯形圖中

23、的計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、保持繼電器的定義及詳細(xì)說(shuō)明，所用的各種電器的規(guī)格、型號(hào)、數(shù)量、生產(chǎn)廠家等明細(xì)表。機(jī)械維修資料，主要有設(shè)備結(jié)構(gòu)圖、運(yùn)動(dòng)部件的裝配圖、關(guān)鍵件、易耗件的零件圖，零件明細(xì)表等。氣動(dòng)部分的維修調(diào)整資料，主要有氣動(dòng)原理圖、氣動(dòng)管路圖、氣動(dòng)元件明細(xì)表，有關(guān)過(guò)濾、調(diào)壓、油化霧化三點(diǎn)組合的調(diào)整資料，使用的霧化油牌號(hào)等。有關(guān)液壓系統(tǒng)的維修調(diào)整資料，包括液壓系統(tǒng)原理圖、液壓元件安裝位置圖、液壓管路圖，液壓元件明細(xì)表，液壓馬達(dá)的調(diào)整資料，液壓油的標(biāo)號(hào)及檢驗(yàn)更換周期資料，液壓系統(tǒng)清理方法及周期等。潤(rùn)滑系統(tǒng)維修保養(yǎng)資料，數(shù)控設(shè)備一般采用自動(dòng)潤(rùn)滑單元，設(shè)備生產(chǎn)廠應(yīng)提供的資料有潤(rùn)滑單元管路圖、元件明細(xì)表、管

24、道及分配器的安裝位置圖、潤(rùn)滑點(diǎn)位置圖、所用潤(rùn)滑油的標(biāo)號(hào)、潤(rùn)滑周期及潤(rùn)滑時(shí)間的調(diào)整方法等。冷卻部分的維修保養(yǎng)資料，數(shù)控設(shè)備冷卻部分有切削液循環(huán)系統(tǒng)、電器柜空調(diào)冷卻器、有關(guān)精密部件的恒溫裝置等，這些部分的主要資料是安裝調(diào)整維修說(shuō)明書。有關(guān)安全生產(chǎn)的資料，如安全警示圖、保護(hù)接地圖、設(shè)備安全事項(xiàng)、操作安全事項(xiàng)等。設(shè)備使用過(guò)程中的維修保養(yǎng)資料，如維修記錄、周期保養(yǎng)記錄、設(shè)備定期調(diào)試記錄等。1.3.3對(duì)診斷與維修人員的素質(zhì)要求一、專業(yè)知識(shí)面要寬 從事數(shù)控設(shè)備故障診斷與維修的技術(shù)人員必須掌握或了解計(jì)算機(jī)原理電子技術(shù)、電工原理、自動(dòng)控制與電機(jī)拖動(dòng)、檢測(cè)技術(shù)、機(jī)械傳動(dòng)及機(jī)加工工藝方面的基礎(chǔ)知識(shí)。既要灌電、又要灌

25、機(jī)。電包括強(qiáng)電和弱電；機(jī)包括機(jī)、液、氣。同時(shí)，還必須經(jīng)過(guò)了數(shù)控技術(shù)方面的培訓(xùn)，掌握數(shù)字控制、何服驅(qū)動(dòng)和 PLC 控制的工作原理，會(huì)數(shù)控編程和PLC編程。二、有較強(qiáng)的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維修，必須理論聯(lián)系實(shí)際，診斷與維修人員必須能結(jié)合實(shí)際的故障現(xiàn)象，通過(guò)實(shí)際動(dòng)手來(lái)檢查、判斷、測(cè)試來(lái)定位故障源，找出排除故障的方法，并采用一定的維修方法，最終使數(shù)控機(jī)床的故障排除。在這個(gè)過(guò)程中，要求診斷與維修人員能熟練運(yùn)用各種檢測(cè)儀器、儀表和維修工具。三、能閱讀英文技術(shù)文獻(xiàn)目前,我國(guó)應(yīng)用的數(shù)控系統(tǒng),大多數(shù)是從國(guó)外進(jìn)口的,如FANUC,SIEMENS的數(shù)控產(chǎn)品.隨著這些產(chǎn)品的技術(shù)手冊(cè)大多數(shù)也是英文

26、的,而且數(shù)控系統(tǒng)的操作面板、 CRT 顯示、數(shù)控系統(tǒng)的報(bào)警等，幾乎都是英文提示，所以要想成為一個(gè)合格的故障診斷與維修人員，必須能讀懂這些專業(yè)英語(yǔ)文獻(xiàn)。1.4數(shù)控機(jī)床診斷與維修的一般步驟與原則故障診斷與維修的一般步驟l 故障現(xiàn)場(chǎng)，掌握充分的故障信息l 分析故障原因，確定檢查的方法與步驟l 故障的檢測(cè)和排除故障現(xiàn)場(chǎng)，掌握充分的故障信息： 數(shù)控機(jī)床一旦發(fā)生了故障，切忌盲目處理，特別是在故障現(xiàn)象和故障發(fā)生經(jīng)過(guò)不清楚的情況下，重新給數(shù)控系統(tǒng)上電，開動(dòng)機(jī)床。首先，應(yīng)該詳細(xì)詢問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)操作人員故障發(fā)生的經(jīng)過(guò)，故障發(fā)生過(guò)程中的一些故障現(xiàn)象，故障發(fā)生時(shí)機(jī)床正在做什么樣的操作等，然后現(xiàn)場(chǎng)查看機(jī)床當(dāng)前的狀況，確認(rèn)通電不

27、會(huì)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)或機(jī)床造成損壞或帶來(lái)危險(xiǎn)的前提下，可以上電進(jìn)一步觀察。 發(fā)生時(shí)是否存在報(bào)警信息？如果有，報(bào)警信息的內(nèi)容是什么？報(bào)警信息包括CNC系統(tǒng)的報(bào)警號(hào)信息和機(jī)床上的一些報(bào)警指示燈的信息。如果沒(méi)有報(bào)警，系統(tǒng)處于何種工作狀態(tài)？故障發(fā)生在那個(gè)程序段？執(zhí)行何種指令？故障發(fā)生前進(jìn)行了何種操作？ 故障發(fā)生在何種速度下？軸處于什么位置？與指令值的誤差量有多大？以前是否發(fā)生過(guò)類似故障？現(xiàn)場(chǎng)有無(wú)異常現(xiàn)象？故障是否重復(fù)發(fā)生?分析故障原因，確定檢查的方法和步驟： 在調(diào)查故障現(xiàn)象，掌握第一手材料的基礎(chǔ)上分析故障的起因。故障分析可采用歸納法和演繹法。1. 歸納法是從故障原因出發(fā)摸索其功能聯(lián)系。調(diào)查原因?qū)Y(jié)果的影響。即

28、根據(jù)可能產(chǎn)生該故障的原因分析，看其最后是否與故障現(xiàn)象相符來(lái)確定故障點(diǎn)。2. 演繹法是從所發(fā)生的故障現(xiàn)象出發(fā)，對(duì)故障原因進(jìn)行分割式的分析方法，即從故障現(xiàn)象出發(fā)，根據(jù)故障機(jī)理，列出多種可能產(chǎn)生該故障的原因。然后，對(duì)這些原因逐點(diǎn)進(jìn)行分析，排除不正確的原因，最后確定故障點(diǎn)。充分調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)掌握第一手材料的基礎(chǔ)上，把故障問(wèn)題正確地列出來(lái)。俗話說(shuō)，能夠把問(wèn)題說(shuō)演楚，就己經(jīng)解決了問(wèn)題的一半。要思路開闊，無(wú)論是數(shù)控系統(tǒng)、強(qiáng)電部分、還是機(jī)械、液、氣等，要將有可能引起故障的原因以及每一種可能解決的方法全部列出來(lái)，進(jìn)行綜合、判斷和篩選。在對(duì)故障進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，預(yù)測(cè)故障原因并擬定檢查的內(nèi)容、步驟和方法。故障的檢測(cè)和

29、排除：在檢測(cè)故障的過(guò)程中，應(yīng)充分利用數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能，如系統(tǒng)的開機(jī)診斷、運(yùn)行診斷、 PLC 的監(jiān)控功能。根據(jù)需要隨時(shí)檢測(cè)有關(guān)部分的工作狀態(tài)和接口信息。同時(shí)還應(yīng)靈活應(yīng)用數(shù)控系統(tǒng)故障檢查的一些行之有效的方法，如交換法、隔離法等。故障診斷與維修的基本原則a. 先外部，后內(nèi)部b. 先機(jī)械，后電氣c. 先靜后動(dòng)d. 先公用，后專用e. 先簡(jiǎn)單，后復(fù)雜f. 先一般，后特殊先外部后內(nèi)部：數(shù)控機(jī)床是機(jī)械、液壓、電氣一體化的機(jī)床，故其故障的發(fā)生必然要從機(jī)械、液壓、電氣這三者綜合反映出來(lái)。數(shù)控機(jī)床的檢修要求維修人員掌握先外部后內(nèi)部的原則，即當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障后，維修人員應(yīng)先采用望、聞、問(wèn)等方法，由外向內(nèi)逐一進(jìn)

30、行檢查。比如在數(shù)控機(jī)床中，外部的行程開關(guān)、按鈕開關(guān)、液壓氣動(dòng)元件以及印刷線路板插座、邊緣接插件與外部或相互之間的連接部位，因其接觸不良造成信號(hào)傳遞失靈，是產(chǎn)生數(shù)控機(jī)床故障的主要因素。先機(jī)械后電氣：由于數(shù)控機(jī)床是一種自動(dòng)化程度高、技術(shù)復(fù)雜的先進(jìn)機(jī)械加工設(shè)備。一般來(lái)講，機(jī)械故障較易察覺(jué)而數(shù)控系統(tǒng)故障的診斷則難度要大些。先機(jī)械后電氣解釋在數(shù)控機(jī)床的檢修中，首先檢查機(jī)械部分是否正常，行程開關(guān)是否靈活，氣動(dòng)、液壓部分是否存在阻塞現(xiàn)象等等。從我們的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，數(shù)控機(jī)床的故障中有很大部分是由機(jī)械動(dòng)作失靈引起的。所以，在故障檢修之前，首先注意排除機(jī)械性的故障，往往可以達(dá)到事半功倍的效果。先靜后動(dòng)：維修人員本身要

31、做到先靜后動(dòng)，不可盲目動(dòng)手，首先，應(yīng)詢問(wèn)機(jī)床操作人員故障發(fā)生的原因和過(guò)程及狀態(tài)，閱讀機(jī)床說(shuō)明書、圖紙資料后，方可動(dòng)手查找處理故障。其次，對(duì)有故障的機(jī)床也要本著先靜后動(dòng)的原則，先在機(jī)床斷電的靜止?fàn)顟B(tài)，通過(guò)觀察測(cè)試、分析、確認(rèn)為非惡性循環(huán)性故障，或非破壞性故障后，方可給機(jī)床通電，在運(yùn)行工況下，進(jìn)行動(dòng)態(tài)的觀察、檢驗(yàn)和測(cè)試，查找故障。然而對(duì)惡性的破壞性故障。必須先行處理排除危險(xiǎn)后，方可進(jìn)入通電，在運(yùn)行工況下進(jìn)行動(dòng)態(tài)診斷。先公用后專用：公用性的問(wèn)題往往影響全局，而專用性的問(wèn)題只影響局部。如機(jī)床的幾個(gè)進(jìn)給軸都不能運(yùn)動(dòng)，這時(shí)應(yīng)該先檢查和排除各軸公用的 CNC、PLC 、電源、液壓等公用部分的故障；然后再設(shè)法

32、排除某軸的局部問(wèn)題,又如電網(wǎng)或主電源故障是全局性的，因此一般應(yīng)首先解決影響一大片的主要矛盾，局部的、次要的矛盾才有可能迎刃而解。先簡(jiǎn)單后復(fù)雜：當(dāng)出現(xiàn)多種故障互相交織掩蓋，一時(shí)無(wú)從下手時(shí)，應(yīng)先解決容易的問(wèn)題，后解決難度較大的問(wèn)題。常常在解決簡(jiǎn)單故障的過(guò)程中，難度大的問(wèn)題也有可能變得容易，或者在排除簡(jiǎn)易故障時(shí)受到啟發(fā)，對(duì)復(fù)雜故障的認(rèn)識(shí)更為清晰，從而也有了解決辦法。先一般后特殊：在排除某一故障時(shí)，要先考慮最常見的可能原因，然后再分析很少發(fā)生的特殊原因。第二章 進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障的診斷與維修2.1進(jìn)給伺服系統(tǒng)的概述進(jìn)給伺服系統(tǒng)由各坐標(biāo)軸的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置。位置檢測(cè)裝置及機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈等組成，進(jìn)給伺服系統(tǒng)的任

33、務(wù)就是要完成各坐標(biāo)油的位置控制。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)輸入的程序指令及數(shù)據(jù)，經(jīng)插補(bǔ)運(yùn)算后得到位置控制指令，同時(shí)，位置檢測(cè)裝置將實(shí)際位置檢測(cè)信號(hào)反饋于數(shù)控系統(tǒng)，構(gòu)成全閉環(huán)或半閉環(huán)的位置控制。經(jīng)位置比較后，數(shù)控系統(tǒng)輸出速度控制指令至各坐標(biāo)軸的驅(qū)動(dòng)裝置，經(jīng)速度控制單元驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠傳動(dòng)進(jìn)行進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。伺服電動(dòng)機(jī)上的測(cè)速裝置將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)與速度制指令比較，構(gòu)成速度環(huán)控制。因此，進(jìn)給伺服系統(tǒng)實(shí)際上是外環(huán)為位置環(huán)，內(nèi)環(huán)為速度環(huán)的控制系統(tǒng)。對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的維護(hù)及故障診斷將落實(shí)到位置環(huán)和速度環(huán)上。組成這兩個(gè)環(huán)的具體裝置有：用于位置檢測(cè)的光柵。光電編碼器。感應(yīng)同步器。旋轉(zhuǎn)變壓器和磁柵等；用于轉(zhuǎn)速檢測(cè)的測(cè)速發(fā)電

34、機(jī)或光電編碼器等。進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由直流或交流驅(qū)動(dòng)裝置及直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)組成。2.2常見進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)介紹驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)交流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)FANUC公司直流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)SIEMENS直流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)FANUC公司交流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)SIEMENS交流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)A-B公司交流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)圖2-1常見的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)FANUC公司直流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：1980年開始， FANUC公司陸續(xù)推出了小慣量 L 系列，中慣量 M 系列和大慣量 H 系列的直流伺服電動(dòng)機(jī)。中、小慣量伺服電動(dòng)機(jī)采用 PWM速度控制單元，大慣量伺服電動(dòng)機(jī)采用晶閘管速度控制單元。驅(qū)動(dòng)裝置具有多種保護(hù)功能，如過(guò)速、過(guò)電流、

35、過(guò)電壓和過(guò)載等。SIEMENS公司直流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)SIEMENS公司在20世紀(jì)70年代中期推出了IHU系列永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)，規(guī)格有IHU504、 IHU305、IHU307和 IHU313。與伺服電動(dòng)機(jī)配套的速度控制單元有6RA20和6RA26兩個(gè)系列，前者采用晶閘管PWM控制，后者采用晶閘管控制。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)除了各種保護(hù)功能外，另具有熱效應(yīng)監(jiān)控等功能。FANUC公司交流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) FANUC公司在20世紀(jì)80年代中期推出了晶體管PWM控制的交流驅(qū)動(dòng)單元和永磁式三相交流同步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)有S系列、 L系列、 SP系列和T系列。驅(qū)動(dòng)裝置有a系列交流驅(qū)動(dòng)單元等。SIEMENS公司交流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

36、1983年以來(lái)，SIEMENS公司推出了交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，由6SC610系列進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置和6SC611A系列進(jìn)給驅(qū)動(dòng)模塊。IFT5和IFT6系列永磁式交流同步電動(dòng)機(jī)組成。驅(qū)動(dòng)采用晶閘管PWM控制技術(shù)，帶有熱效應(yīng)監(jiān)控等功能。另外，SIEMENS公司還有用于數(shù)字伺服系統(tǒng)的SIMODRIVE 611D系列進(jìn)給驅(qū)動(dòng)模塊。A-B公司交流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)A-B公司的交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有1391系統(tǒng)交流驅(qū)動(dòng)單元和1326型交流伺服電機(jī)，另外還有1391-DES系列數(shù)字式交流驅(qū)動(dòng)單元。相應(yīng)的伺服電機(jī)有1391-DES15、 1391-DES22、 1391-DES45這三種規(guī)格。2.3伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式圖2-2伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形

37、式一 數(shù)控系統(tǒng)位置控制模塊上X1 41 端口的 25 針插座為伺服輸出口，輸出 0 士 10V 的模擬信號(hào)及使能信號(hào)至進(jìn)給驅(qū)動(dòng)模塊上 56 、 14 速度控制信號(hào)接線端子和65 、9 使能信號(hào)接線端子；位控模塊上的X111 、X121 和X131 端口的 15 針插座為位置檢測(cè)信號(hào)輸入口，由 1FT5 伺服電動(dòng)機(jī)上的光電脈沖編碼器檢測(cè)獲得；速度反饋信號(hào)由 1FT5伺服電動(dòng)機(jī)上的三相交流測(cè)速發(fā)電機(jī)檢測(cè)反饋至驅(qū)動(dòng)模塊X311 插座中。圖2-3伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式二 伺服電動(dòng)機(jī)上的編碼器既作為轉(zhuǎn)速檢測(cè)，又作為位置檢測(cè)，位置處理和速度處理均在數(shù)控系統(tǒng)中完成。伺服電動(dòng)機(jī)上的脈沖編碼器將檢測(cè)信號(hào)直接反饋到數(shù)控

38、系統(tǒng)，經(jīng)位置處理和速度處理，輸出速度控制信號(hào)。速度反饋信號(hào)及使能信號(hào)至驅(qū)動(dòng)單元。 圖2-4伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式三 伺服電動(dòng)機(jī)上的編碼器同樣作為速度和位置檢測(cè)，檢測(cè)信號(hào)經(jīng)伺服驅(qū)動(dòng)單元一方面作為速度控制；另一方面輸出至數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行位置控制，驅(qū)動(dòng)裝置具有通用性。數(shù)控系統(tǒng)輸出速度控制模擬信號(hào)和使能信號(hào)至驅(qū)動(dòng)單元 CN1 B 插座中的 1、2 針腳和 5、8 針腳，伺服電動(dòng)機(jī)上的編碼器將檢測(cè)信號(hào)反饋至 CN2插座中，一方面用于速度控制；另一方面再通過(guò)CN1A 插座輸出至數(shù)控系統(tǒng)中的位置檢測(cè)輸入口，在數(shù)控系統(tǒng)中完成位置控制。圖2-5伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式四 數(shù)字式伺服系統(tǒng)，三菱MELDA50系列數(shù)控系統(tǒng)和 MDS-

39、SVJ2 伺服驅(qū)動(dòng)單元構(gòu)成的數(shù)字式伺服系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)伺服輸出口與驅(qū)動(dòng)單元上的CN1A 端口實(shí)行串行通信，通信信息經(jīng)CN1B端口再輸出至第二軸驅(qū)動(dòng)單元上的CN1A端口。伺服電動(dòng)機(jī)上的編碼器將檢測(cè)信號(hào)直接反饋至驅(qū)動(dòng)單元上的CN2端口中，在驅(qū)動(dòng)單元中完成位置控制和速度抑制。2.4進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障形式及診斷方法故障形式：故障形式超程過(guò)載躥動(dòng)爬行振動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)位置誤差漂移回參考點(diǎn)故障圖2-6進(jìn)給伺服系統(tǒng)常見的故障形式超程當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)超過(guò)由軟件設(shè)定的軟限位或由限位開關(guān)決定的硬限位時(shí)，就會(huì)發(fā)生超程報(bào)警，一般會(huì)在CRT上顯示報(bào)警內(nèi)容，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)說(shuō)明書，即可排除故障，解除報(bào)警。過(guò)載當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的負(fù)載過(guò)大、頻

40、繁正、反向運(yùn)動(dòng)以及進(jìn)給傳動(dòng)鏈潤(rùn)滑狀態(tài)不良時(shí)，均會(huì)引起過(guò)載報(bào)警。一股會(huì)在CRT上顯示伺服電機(jī)過(guò)載、過(guò)熱或過(guò)流等報(bào)警信息。同時(shí)，在強(qiáng)電柜中的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元上，用指示燈或數(shù)碼管提示驅(qū)動(dòng)單元過(guò)載、過(guò)電流等信息。竄動(dòng)在進(jìn)給時(shí)出現(xiàn)竄動(dòng)現(xiàn)象，有如下原因：測(cè)速信號(hào)不穩(wěn)定，如測(cè)速裝置故障、測(cè)速反饋信號(hào)干擾等。 速度控制信號(hào)不穩(wěn)定或受到干擾。接線端子接觸不良，加螺釘松動(dòng)等。 當(dāng)竄動(dòng)發(fā)生在由正向運(yùn)動(dòng)向反向運(yùn)動(dòng)的瞬間，一般是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過(guò)大所致。爬行發(fā)生在啟動(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)滑狀態(tài)不良。伺服系統(tǒng)增益過(guò)低及外加負(fù)載過(guò)大等因索所致。尤其要注意的是，伺服電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠連

41、接用的聯(lián)軸器，由于連接松動(dòng)或聯(lián)軸器本身的缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)和伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)不同步，從而使進(jìn)給運(yùn)動(dòng)忽快忽饅，產(chǎn)生爬行振動(dòng)現(xiàn)象。分析機(jī)床振動(dòng)周期是否與進(jìn)給速度有關(guān)。 如與進(jìn)給速度有關(guān)，振動(dòng)一股與該軸的速度環(huán)增益太高或速度反饋故障有關(guān)。 若與進(jìn)給速度無(wú)關(guān)，振動(dòng)一股與位置環(huán)增益太高或位置反饋故障有關(guān)。如振動(dòng)在加減速過(guò)程中產(chǎn)生，往往是系統(tǒng)加減速時(shí)間設(shè)定過(guò)小造成的。伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)數(shù)控系統(tǒng)至進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元除了速度控制信號(hào)外，還有使能控制信號(hào)，一般為DC+24V繼電器線圈電壓。檢查數(shù)控系統(tǒng)是否有速度控制信號(hào)輸出。檢查使能信號(hào)是否接通。通過(guò)CRT觀察I/O 狀態(tài)，分析機(jī)床 PLC 梯形圖，以確定進(jìn)

42、給軸的啟動(dòng)條件，如潤(rùn)滑、冷卻等是否滿足。對(duì)帶電磁制動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)，應(yīng)檢查電磁制動(dòng)是否釋放。位置誤差當(dāng)伺服軸運(yùn)動(dòng)超過(guò)位量允差范圍時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生位置誤差過(guò)大的報(bào)警，包括跟隨誤差、輪廊誤差和定位誤差等。主要原因?yàn)椋合到y(tǒng)設(shè)定的允差范圍過(guò)??；伺服系統(tǒng)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)。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)整來(lái)消除?；貐⒖键c(diǎn)故障在全數(shù)字式的數(shù)控系統(tǒng)中，由于數(shù)控系統(tǒng)與伺服系統(tǒng)的通信聯(lián)系，伺服系統(tǒng)的狀態(tài)可通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的CRT來(lái)監(jiān)控。 伺服監(jiān)控參數(shù)含義 故障定位的方法有兩種：圖2-7模塊交換

43、法 圖2-8外接參考電壓法首先斷開閉環(huán)控制模塊上X331-56速度給定輸入正端和X331-14速度給定值輸入負(fù)端外加由 9V 干電池和電位器組成的直流回路；再短接該模塊上X331一9使能電壓24v和X331一65使能信號(hào)兩接點(diǎn)。接通機(jī)床電源，啟動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)，再短接電源和監(jiān)控模塊上X141一63 脈沖使能和X141一9使能電壓24V 兩接點(diǎn)，X141一64驅(qū)動(dòng)使能和X141一9使能電壓24V。 2.5伺服電動(dòng)機(jī)的維護(hù) 圖2-9直流伺服電動(dòng)機(jī)對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的電刷進(jìn)行定期檢查，檢查步驟：在數(shù)控系統(tǒng)處于斷電狀態(tài)且電動(dòng)機(jī)己經(jīng)完全冷卻的清況下進(jìn)行檢查。 取下橡膠刷帽，用螺釘旋具刀擰下刷蓋取出電刷。測(cè)量電刷長(zhǎng)度

44、，如小于某給定值必須更換同型號(hào)的新電刷。仔細(xì)檢查電刷弧形接觸面是否有深溝或裂痕，以及電刷彈簧上有無(wú)打火痕跡。用不含金屬粉末及水分的壓縮 空氣導(dǎo)入裝電刷的刷握孔，吹凈粘在刷孔璧上的電刷粉末。重新裝上電刷，擰緊刷蓋。交流電動(dòng)機(jī)的維護(hù)：常見故障：接線故障。由于接線不當(dāng)，在使用一段時(shí)間后 就可能出現(xiàn)一些故障，主要為插座脫焊，端子接線松開引起接觸不良。 轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)裝置故障。當(dāng)霍爾開關(guān)或光電脈沖編碼器發(fā)生故障時(shí)，會(huì)引起電動(dòng)機(jī)失控，進(jìn)給有振動(dòng)。電磁制動(dòng)故障。帶電磁制動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電磁制動(dòng)器出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)出現(xiàn)得電不松開，失電不制動(dòng)的現(xiàn)象。故障判斷方法：用萬(wàn)用表或電橋測(cè)量電樞繞組的直流電阻，檢查是否斷路，

45、并用兆歐表查絕緣是否良好。 將電動(dòng)機(jī)與機(jī)械裝置分離，用手轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，正常情況下感覺(jué)有阻力，轉(zhuǎn)一個(gè)角度后手放開，轉(zhuǎn)子有返回現(xiàn)象；如果用手轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子時(shí)能連續(xù)轉(zhuǎn)幾圈并自由停下，該電動(dòng)機(jī)己損壞；如果用手轉(zhuǎn)不動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)后無(wú)返回，電動(dòng)機(jī)機(jī)械部分可能有故障。圖2-10IFT5系列交流伺服電動(dòng)機(jī)例如配備SIEMENS IFT5系列交流伺服電動(dòng)機(jī)的數(shù)控機(jī)床，當(dāng)機(jī)床坐標(biāo)軸快速移動(dòng)時(shí)，有緊急制動(dòng)現(xiàn)象，并伴有很大的響聲。IFT5系列交流伺服電動(dòng)機(jī)采用霍爾開關(guān)組件和磁性感應(yīng)盤進(jìn)行轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)。在排除機(jī)床機(jī)械裝置可能產(chǎn)生的故障因素后，將電動(dòng)機(jī)拆開進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)固定感應(yīng)盤的螺釘有松動(dòng)，這樣使觸發(fā)信號(hào)不正常，引起電動(dòng)機(jī)換向失

46、靈，造成電動(dòng)機(jī)故障。配備三菱HA系列交流伺服電動(dòng)機(jī)的數(shù)控機(jī)床，工作時(shí)出現(xiàn)振動(dòng)，并伴有伺服報(bào)警。該電動(dòng)機(jī)采用光電脈沖編碼器作為位置檢測(cè)裝置。在排除機(jī)床機(jī)械裝置可能產(chǎn)生的故障因素后，拆開電動(dòng)機(jī)檢查光碼盤，發(fā)現(xiàn)光碼盤上枯有塵粒，從而造成脈沖丟失引起機(jī)床報(bào)警。 在檢查交流伺服電動(dòng)機(jī)時(shí)，對(duì)采用編碼器控制換向的，如原連接部分無(wú)定位標(biāo)記的，編碼器不能隨便拆離，不然會(huì)使相位嗜位；對(duì)采用霍爾元件核向的應(yīng)注意開關(guān)的出線順序。平時(shí)，不應(yīng)敲擊電動(dòng)機(jī)上安裝位置檢測(cè)裝置的部位。另外，伺服電動(dòng)機(jī)一般在定子中埋設(shè)熱敏電阻，當(dāng)出現(xiàn)過(guò)熱報(bào)警時(shí)，應(yīng)檢查熱敏電阻是否正常。 2.6 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)故障的診斷驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)有以下兩種：圖2-1

47、1模塊式結(jié)構(gòu)圖2-12單元式結(jié)構(gòu)直流PWM和晶閘管驅(qū)動(dòng)方式： PWM 調(diào)速是利用脈寬調(diào)制器對(duì)大功率晶體管的開關(guān)時(shí)間進(jìn)行控制。將速度控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成一定頻卒的方波電壓，加到直流伺服電動(dòng)機(jī)的電樞兩端，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。圖2-13PWM驅(qū)動(dòng)控制線路 RP2、RP9為零漂調(diào)整， RP3 為速度給定調(diào)整， RP4 為速度反饋系數(shù)調(diào)整,RP5為速度增益調(diào)整,RP6為電流反饋系數(shù)調(diào)整， RP8為電流給定調(diào)整,場(chǎng)效應(yīng)晶體管V處于開關(guān)工作狀態(tài)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),復(fù)位信號(hào)RST為低電平,場(chǎng)效應(yīng)晶體管處于關(guān)斷狀態(tài),PI調(diào)節(jié)器正常工作;當(dāng)

48、停機(jī)或出現(xiàn)故障時(shí),RST為高電平,場(chǎng)效應(yīng)晶體管處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，將PI調(diào)節(jié)器的RC網(wǎng)絡(luò)短接，而只能工作在比例狀態(tài)。場(chǎng)效應(yīng)晶體管的飽和內(nèi)阻很小，故比例放大倍數(shù)很小，輸出電壓很低,使PWM的脈寬減小，電樞電壓大大降低。 圖2-14交流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)6SC610交流進(jìn)給系統(tǒng)：TG為IFT5伺服電動(dòng)機(jī)上的三相交流測(cè)速發(fā)電機(jī)， RLG 為霍爾式轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器。測(cè)試孔 X 為轉(zhuǎn)速實(shí)際值， R 為轉(zhuǎn)速給定值， W 為電流實(shí)際值， T 為電流給定值， MS 為士24 V 和士 15V 的參考值，NZ為轉(zhuǎn)速輔助給定值 發(fā)光二極管LED1不用，LED2為速度調(diào)節(jié)器， 200ms監(jiān)控有效時(shí)亮，LED3為I2t監(jiān)控有效時(shí)亮

49、， LED4為電動(dòng)機(jī)過(guò)熱監(jiān)控有效時(shí)亮。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)： 圖2-15歩進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)A1和A3是KT400_T數(shù)控系統(tǒng)上分別用于X軸和Z軸步進(jìn)電動(dòng)機(jī)脈沖輸出連接插座， CW和CW為正轉(zhuǎn)和正轉(zhuǎn)非信號(hào)，DIR和DIR為方向和方向非信號(hào)，F(xiàn)RAME為屏蔽接地。CN1為KT300步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器脈沖輸入連接插座。進(jìn)給驅(qū)動(dòng)常見故障：1. 伺服使能查閱機(jī)床I/O接口信息，確認(rèn)使能條件是否滿足；+24V是否能夠加到使能端。2. 伺服電動(dòng)機(jī)低速時(shí)速度不穩(wěn)定，負(fù)載慣量大及電機(jī)振動(dòng)檢查驅(qū)動(dòng)裝置增益設(shè)置情況。3. 欠電壓電源電壓太低；電源容量不足；整流器件損壞。4. 過(guò)電壓電源電壓過(guò)高；內(nèi)裝或者外接的再生制動(dòng)電阻接線端開或破

50、損；加減速時(shí)間過(guò)小，在減速過(guò)程中引起過(guò)電壓。5. 過(guò)電流驅(qū)動(dòng)裝置輸出U、V、W之間短路；伺服電動(dòng)機(jī)過(guò)載；功率開關(guān)晶體管損壞；加速過(guò)快。6. 伺服電動(dòng)機(jī)過(guò)熱伺服電動(dòng)機(jī)的環(huán)境溫度超過(guò)了給定值；伺服電動(dòng)機(jī)過(guò)載；編碼器內(nèi)的熱保護(hù)器故障。7. 過(guò)載負(fù)載過(guò)大；加減速時(shí)間設(shè)定過(guò)??；負(fù)載有沖擊現(xiàn)象；編碼器故障。8. 編碼器錯(cuò)誤編碼器電纜破損或短路，引起編碼器與驅(qū)動(dòng)裝置之間的通信錯(cuò)誤。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)常見故障驅(qū)動(dòng)器故障：1. 故障現(xiàn)象：電動(dòng)機(jī)尖叫后不轉(zhuǎn)。故障原因：輸入脈沖頻率過(guò)高引起堵轉(zhuǎn)；輸入脈沖的突跳頻率太高；輸入脈沖的升速曲線不夠理想引起堵轉(zhuǎn)。排除方法：降低輸入脈沖頻率；降低輸入脈沖的突跳頻率；調(diào)整輸入脈沖的

51、升速曲線。2.故障現(xiàn)象：電動(dòng)機(jī)選裝時(shí)噪聲很大。故障原因：電動(dòng)機(jī)低頻選裝時(shí)，有進(jìn)二進(jìn)一現(xiàn)象，電動(dòng)機(jī)告訴上不去。排除方法：檢查相序數(shù)控系統(tǒng)故障：1.故障現(xiàn)象：步進(jìn)電機(jī)失步。故障原因:升降頻曲線設(shè)置不合適，或速度設(shè)置過(guò)高。排除方法：修改升降頻曲線降低速度。2.故障現(xiàn)象：顯示時(shí)有時(shí)無(wú)或抖動(dòng)。故障原因:通常是由于干擾造成，檢查系統(tǒng)接線是否良好，是否使用屏蔽線。排除方法：正確接線。 例如某立式加工中心，備配DANUC0系統(tǒng)及a系列伺服驅(qū)動(dòng)單元。故障時(shí)，CRT 顯示414號(hào)報(bào)警。同時(shí)伺服驅(qū)動(dòng)單元報(bào)警顯示號(hào)碼9。查閱機(jī)床技術(shù)資料可知：414號(hào)報(bào)警為X軸的伺服系統(tǒng)有錯(cuò)誤，當(dāng)錯(cuò)誤的信息輸出至DGN720時(shí)，伺服系

52、統(tǒng)報(bào)警。根據(jù)報(bào)警顯示內(nèi)容，用機(jī)床自診斷功能檢查機(jī)床參數(shù)DGN NO720上的信息，發(fā)現(xiàn)第4位為1。正常清況下，該位應(yīng)為0，現(xiàn)該位由0變1，則為異常電流報(bào)警，同時(shí)a系列伺服驅(qū)動(dòng)單元報(bào)警顯示號(hào)碼9，表示伺服軸過(guò)電流報(bào)警。檢查伺服驅(qū)動(dòng)單元晶體管模塊，用萬(wàn)用表測(cè)得電源輸入端阻抗只有6遠(yuǎn)低于正常值的10 ，因而診斷伺服驅(qū)動(dòng)單元晶體管模塊損壞。 例如一臺(tái)配有 FANUCF FS-11M系統(tǒng)的加工中心，產(chǎn)量SV023和SV009報(bào)警。SV023報(bào)警表示伺服電動(dòng)機(jī)過(guò)載。產(chǎn)生的原因是： 電動(dòng)機(jī)負(fù)載太大。速度控制單元的熱繼電器設(shè)定嗜誤，如熱繼電器設(shè)定位小于電動(dòng)機(jī)額定電流。伺服變壓器熱敏開關(guān)不良，如變壓器表面溫度低于 60時(shí)，熱