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數(shù)控機(jī)床維修基礎(chǔ)12023/10/7整體概述THEFIRSTPARTOFTHEOVERALLOVERVIEW,PLEASESUMMARIZETHECONTENT第一部分2數(shù)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)操作及安全規(guī)則為了大家的安全!請(qǐng)大家在做實(shí)驗(yàn)時(shí)遵守以下安全規(guī)則。一、第一次上電之前一定要經(jīng)過指導(dǎo)老師的檢查之后方可上電。二、在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上電時(shí)、要確認(rèn)總電源電纜線是本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電纜線且上電時(shí)確認(rèn)別人沒有進(jìn)行操作。三、在進(jìn)行接線操作時(shí)要將總電源斷開,嚴(yán)禁帶電作業(yè),連接完成后,要將實(shí)驗(yàn)臺(tái)強(qiáng)電的安全護(hù)蓋蓋上。四、不得隨意搬動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)各部件,不得踏踩試驗(yàn)設(shè)備和電纜等。32023/10/7五、實(shí)驗(yàn)臺(tái)帶電后,請(qǐng)勿接觸實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的帶電設(shè)備。六、實(shí)驗(yàn)臺(tái)固定器件在沒有指導(dǎo)教師允許的情況下不得拆裝。七、未經(jīng)指導(dǎo)老師批準(zhǔn)不得隨意提前修改機(jī)床參數(shù)及PLC等。八、重新接線后必須經(jīng)指導(dǎo)老師檢查、確認(rèn)后方可上電,否則如造成損壞,必須照價(jià)賠償。九、在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中,如果需要拆裝電纜,要斷電進(jìn)行操作,且電纜裸漏部分要用絕緣膠帶進(jìn)行包裹。十、實(shí)驗(yàn)工具應(yīng)妥善保管,如遺失或損壞必須照價(jià)賠償。十一、要求學(xué)員嚴(yán)格遵守上述規(guī)章制度及電器安全規(guī)程。否則如造成傷害,后果自負(fù);如造成損壞,必須照價(jià)賠償。42023/10/7主要內(nèi)容
一、控機(jī)床的基本概念二、數(shù)控機(jī)床的組成三、數(shù)控系統(tǒng)的分類四、數(shù)控機(jī)床的工作過程五、數(shù)控機(jī)床維修的基本要求及必要的維修用器具八、數(shù)控機(jī)床故障的排除思路和原則六、必要的技術(shù)資料和技術(shù)準(zhǔn)備七、常見故障分類九、維修的基本步驟十、常用的故障檢查方法十一數(shù)控機(jī)床的維護(hù)52023/10/7數(shù)控技術(shù):簡(jiǎn)稱數(shù)控(NumericalControl—NC),是利用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行控制的一種方法。由于現(xiàn)代數(shù)控都采用了計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制,因此也可以稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控(ComputerNumericalControl–CNC)。數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床一、控機(jī)床的基本概念62023/10/7
數(shù)字控制機(jī)床是采用數(shù)字控制技術(shù)對(duì)機(jī)床的加工過程進(jìn)行自動(dòng)控制的一類機(jī)床,它是數(shù)控技術(shù)的典型應(yīng)用。數(shù)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制的裝置,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)控系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的組成如圖所示。計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)組成框圖二、數(shù)控機(jī)床的組成72023/10/7數(shù)控機(jī)床的組成:
數(shù)控機(jī)床主要有:數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)/進(jìn)給裝置、測(cè)量反饋裝置機(jī)床本體程序的輸入輸出設(shè)備、可編程控制器(PLC或稱PMC)等幾部分組成,82023/10/7計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置(CNC裝置)液晶顯示器MDI鍵盤“急?!卑粹o功能鍵機(jī)床控制面板(MCP)機(jī)床控制面板MCP數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心,是由硬件和軟件兩大部分組成。它接受從機(jī)床輸入裝置(軟盤、硬盤、紙帶閱讀機(jī)、磁帶機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)或串口傳輸?shù)龋┹斎氲目刂菩盘?hào)代碼,經(jīng)過輸入、緩存、譯碼、寄存、運(yùn)算、存儲(chǔ)等轉(zhuǎn)變成控制指令實(shí)現(xiàn)直接或通過可編程邏輯控制器(PLC)對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制。92023/10/7伺服驅(qū)動(dòng)/進(jìn)給裝置包括:主軸驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元主軸電機(jī)進(jìn)給電機(jī)
目前常用的有交、直流伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)等。且交流伺服電機(jī)正逐漸取代直流伺服電機(jī)。
伺服驅(qū)動(dòng)/進(jìn)給裝置
伺服驅(qū)動(dòng)/進(jìn)給裝置是數(shù)控裝置與主機(jī)之間的連接環(huán)節(jié),它是接受數(shù)控裝置插補(bǔ)生成的進(jìn)給脈沖信號(hào),經(jīng)過信號(hào)放大后,驅(qū)動(dòng)機(jī)床主機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)進(jìn)給。102023/10/7
測(cè)量反饋裝置是通過現(xiàn)代化的測(cè)量元件:脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光柵、磁尺和激光等,將執(zhí)行元件(如電機(jī)、刀架等)或工作臺(tái)等的速度和位移量檢測(cè)出來,經(jīng)過相應(yīng)的電路將所測(cè)得信號(hào)反饋回伺服驅(qū)動(dòng)裝置或數(shù)控裝置,構(gòu)成半閉環(huán)或全閉環(huán)系統(tǒng),補(bǔ)償進(jìn)給電機(jī)的速度或執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)誤差,以達(dá)到提高運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)精度的目的。測(cè)量反饋裝置112023/10/7可編程邏輯控制器(PLC)
PLC主要完成與邏輯運(yùn)算有關(guān)的一些動(dòng)作,沒有軌跡上的具體要求,
它接受CNC裝置的控制代碼M(輔助功能)、S(主軸轉(zhuǎn)速)、T(選刀、換刀)等順序動(dòng)作信息,對(duì)其進(jìn)行譯碼,轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的控制信號(hào),控制輔助裝置完成機(jī)床相應(yīng)的開關(guān)動(dòng)作,如工件的裝夾、刀具的更換、冷卻液的開、關(guān)等一些輔助動(dòng)作;它還接受機(jī)床操作面板的指令,一方面直接控制機(jī)床的動(dòng)作,另一方面將一部分指令送往CNC裝置,用于加工過程的控制。122023/10/7機(jī)床本體機(jī)床本體即數(shù)控機(jī)床的機(jī)械部件,包括:主運(yùn)動(dòng)部件;給進(jìn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件(工作臺(tái)、拖板及其傳動(dòng)部件);支承部件(床身立柱等).輔助裝置:具有冷卻、潤(rùn)滑、轉(zhuǎn)位和夾緊等功能的裝置。加工中心類的數(shù)控機(jī)床還有存放刀具的刀庫(kù)、交換刀具的機(jī)械手等部件。數(shù)控機(jī)床機(jī)械部件的組成與普通機(jī)床相似,但是由于數(shù)控機(jī)床的高速度、高精度、大切削用量和連續(xù)加工要求,其機(jī)械部件在精度、剛度、抗震性等方面要求更高。因此,近年來來設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床時(shí)采用了許多新的加強(qiáng)剛性、減小熱變形、提高精度等方面的措施。132023/10/7
數(shù)控機(jī)床種類繁多,有鉆、銑、鏜床類、車削類、磨削類、電加工類、鍛壓類、激光加工類和其他特殊用途的專用機(jī)床等等,對(duì)于采用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行控制的機(jī)床,我們稱之為數(shù)控機(jī)床(NC機(jī)床)。它是一種綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、精密測(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,是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床的水平代表了當(dāng)前數(shù)控技術(shù)的性能、水平和發(fā)展方向。三、數(shù)控系統(tǒng)的分類142023/10/71、按機(jī)床的運(yùn)動(dòng)軌跡分類1)點(diǎn)位控制數(shù)控系統(tǒng)2)直線切削數(shù)控系統(tǒng)3)連續(xù)切削數(shù)控系統(tǒng)152023/10/72、按進(jìn)給伺服系統(tǒng)的類型分類1)開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)162023/10/72)半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)
172023/10/73)全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)④混合控制數(shù)控機(jī)床182023/10/73、按數(shù)控系統(tǒng)功能水平分類1)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)又稱簡(jiǎn)易數(shù)控系統(tǒng)2)普及型又稱全功能數(shù)控系統(tǒng)3)高檔型數(shù)控系統(tǒng)
192023/10/7高,中,低(經(jīng)濟(jì)型)數(shù)控(1)分辨率和進(jìn)給速度
分辨率:高0.5μm
中1μm
低10μm
進(jìn)給速度:高
大于30m/min
中15~30m/min
低8~15m/min(2)伺服系統(tǒng):高(閉環(huán)半閉環(huán)、交流伺服電機(jī))中(閉環(huán)半閉環(huán)、交流伺服電機(jī))
低開環(huán)、步進(jìn)電機(jī)20(3)聯(lián)動(dòng)軸數(shù):高(3~5軸以上)
中(3~5軸以上)低
2~3軸
(4)通訊功能:高RS232串口、DNC通訊、網(wǎng)絡(luò)接口中RS232串口、DNC通訊、網(wǎng)絡(luò)接口低無通信功能(5)顯示功能:高LCD、TFT液晶彩顯中LCD、TFT液晶彩顯低CRT單顯
211)硬件式數(shù)控機(jī)床,即NC機(jī)床。這類數(shù)控機(jī)床數(shù)控裝置的通用性較差,因其全部由硬件組成,所以功能和靈活性也較差。2)軟件式數(shù)控機(jī)床,即CNC機(jī)床。這類數(shù)控機(jī)床數(shù)控裝置的主要功能幾乎可全由軟件來實(shí)現(xiàn),對(duì)不同的數(shù)控機(jī)床只需編制不同的軟件就可以實(shí)現(xiàn),而且硬件幾乎可以通用。這為降低生產(chǎn)成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量、縮短生產(chǎn)周期等提供了條件,所以現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都采用CNC裝置控制。
4.按數(shù)控裝置類型分類222023/10/71)金屬切削類機(jī)床。如數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控鏜床等。2)金屬成型類機(jī)床。如數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)等。3)數(shù)控特種加工機(jī)床。如數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控電火花加工機(jī)床、數(shù)控激光切割機(jī)床等。4)其他類型的數(shù)控機(jī)床。如火焰切割機(jī)、數(shù)控三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等。5.按加工方式分類232023/10/7數(shù)控系統(tǒng)的主要任務(wù)是進(jìn)行刀具和工件之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的控制,四、數(shù)控機(jī)床的工作過程242023/10/7
數(shù)控機(jī)床工作過程252023/10/71)在接通電源后,數(shù)控裝置和可編程控制器都將對(duì)數(shù)控系統(tǒng)各組成部分的工作狀態(tài)進(jìn)行檢查和診斷,并設(shè)置初態(tài)。2)當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)具備了正常工作的條件時(shí),開始進(jìn)行加工控制信息的輸入。3)輸入實(shí)際使用刀具的參數(shù),及實(shí)際工件原點(diǎn)相對(duì)機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)位置。4)對(duì)輸入的加工控制信息進(jìn)行預(yù)處理,即進(jìn)行譯碼和預(yù)計(jì)算(刀補(bǔ)計(jì)算、坐標(biāo)變換等)。
262023/10/75)要產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)軌跡在幾何數(shù)據(jù)中由各曲線段起、終點(diǎn)及其連接方式(如直線和圓弧等)等主要幾何數(shù)據(jù)給出,數(shù)控裝置中的插補(bǔ)器能根據(jù)已知的幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)處理。6)由數(shù)控裝置發(fā)出的開關(guān)命令在系統(tǒng)程序的控制下,在各加工程序段插補(bǔ)處理開始前或完成后,適時(shí)輸出給機(jī)床控制器。7)在機(jī)床的運(yùn)行過程中,數(shù)控系統(tǒng)要隨時(shí)監(jiān)視數(shù)控機(jī)床的工作狀態(tài),通過顯示部件及時(shí)向操作者提供系統(tǒng)工作狀態(tài)和故障情況。272023/10/7
數(shù)控設(shè)備是技術(shù)密集型和知識(shí)密集型機(jī)電一體化產(chǎn)品,其技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴,在生產(chǎn)上往往起著關(guān)鍵作用,因此對(duì)維修人員有較高的要求。五、數(shù)控機(jī)床維修的基本要求及必要的維修用器具對(duì)維修人員的素質(zhì)要求282023/10/71、測(cè)量?jī)x器、儀表
萬用表數(shù)字轉(zhuǎn)速表示波器相序表常用的長(zhǎng)度測(cè)量工具必要的維修用器具292023/10/72、維修工具鉗類工具:
常用的是平頭鉗、尖嘴鉗、斜口鉗、剝線鉗;扳手:
大小活絡(luò)扳手、各種尺寸的內(nèi)六角扳手;其他:
電烙鐵、吸錫器、螺絲刀;剪刀、鑷子、刷子、吹塵器、清洗盤、帶鱷魚鉗連接線等。3、化學(xué)用品
松香、純酒精、清潔觸點(diǎn)用噴劑、潤(rùn)滑油等。302023/10/7
維修工作做得好壞,排除故障的速度快慢,主要決定于維修人員對(duì)系統(tǒng)的熟悉程度和運(yùn)用技術(shù)資料的熟練程度。
六、必要的技術(shù)資料和技術(shù)準(zhǔn)備312023/10/71、數(shù)控裝置安裝、使用(包括編程)、操作和維修方面的技術(shù)說明書,2、系統(tǒng)參數(shù)的意義及其設(shè)定方法,3、裝置的自診斷功能和報(bào)警清單,4、裝置接口的分配及其含義等等。數(shù)控裝置部分322023/10/71、PLC裝置及其編程器的連接、編程、操作方面的技術(shù)說明書.2、PLC用戶程序清單或梯形圖.3、I/O地址及意義清單.4、報(bào)警文本以及PLC的外部連接圖。
PLC裝置部分332023/10/71、進(jìn)給和主軸伺服單元原理、連接、調(diào)整和維修方面的技術(shù)說明書.其中包括伺服單元的電氣原理框圖和接線圖,主要故障的報(bào)警顯示,重要的調(diào)整點(diǎn)和測(cè)試點(diǎn)。2、伺服單元參數(shù)的意義和設(shè)置。伺服單元342023/10/71、機(jī)床安裝、使用、操作和維修方面的技術(shù)說明書,其中包括機(jī)床的操作面板布置及其操作,機(jī)床電氣原理圖、布置圖以及接線圖。2、機(jī)床的液壓回路圖和氣動(dòng)回路圖。機(jī)床部分352023/10/71、有關(guān)元器件方面的技術(shù)資料,如數(shù)控設(shè)備所用的元器件清單,備件清單以及各種通用的元器件手冊(cè)。維修人員應(yīng)熟悉各種常用的元器件。2、做好數(shù)據(jù)和程序的備份十分重要。3、故障維修記錄是一份十分有用的技術(shù)資料。其他362023/10/7
數(shù)控機(jī)床是一種技術(shù)復(fù)雜的機(jī)電一體化設(shè)備,其故障發(fā)生的原因一般都比較復(fù)雜,這給故障診斷和排除帶來不少困難。為了便于故障分析和處理,本節(jié)按故障部件、故障性質(zhì)及故障原因等對(duì)常見故障作了如下分類。七、常見故障分類372023/10/71、主機(jī)故障:
數(shù)控機(jī)床的主機(jī)部分,主要包括機(jī)械、潤(rùn)滑、冷卻、排屑、液壓,氣動(dòng)與防護(hù)等裝置。2、電氣故障電氣故障分弱電故障與強(qiáng)電故障:
按數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的部件分類382023/10/71、系統(tǒng)性故障。
系統(tǒng)性故障,通常是指只要滿足一定的條件或超過某一設(shè)定的限度,工作中的數(shù)控機(jī)床必然會(huì)發(fā)生的故障。按數(shù)控機(jī)床發(fā)生的故障性質(zhì)分類2、隨機(jī)性故障。隨機(jī)性故障,通常是指數(shù)控機(jī)床在同樣的條件下工作時(shí)只偶然發(fā)生一次或兩次的故障。有的文獻(xiàn)上稱此為“軟故障”。392023/10/71、有報(bào)警顯示的故障這類故障又可分為硬件報(bào)警顯示與軟件報(bào)警顯示兩種。2、無報(bào)警顯示的故障按故障發(fā)生后有無報(bào)警顯示分類402023/10/71.數(shù)控裝置故障2.進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障3.主軸系統(tǒng)故障4.刀架、刀庫(kù)、工作臺(tái)故障等等。
按故障發(fā)生的部位分:412023/10/71.確認(rèn)故障現(xiàn)象,調(diào)查故障現(xiàn)場(chǎng),充分掌握故障信息。2.根據(jù)所掌握故障信息,明確故障的復(fù)雜程度并列出故障部位的全部疑點(diǎn)。3.分析故障原因,制定排除故障的方案。4.檢測(cè)故障,逐級(jí)定位故障部位。5.故障的排除6.
解決故障后的資料的整理八、數(shù)控機(jī)床故障的排除思路和原則數(shù)控機(jī)床故障的排除思路422023/10/7故障的排除應(yīng)遵循的原則1.先方案后操作(或先靜后動(dòng))2.先安檢后通電3.先軟件后硬件4.先外部后內(nèi)部5.先機(jī)械后電氣6.先公用后專用7.先簡(jiǎn)單后復(fù)雜8.先一般后特殊432023/10/7九、維修的基本步驟1.故障診斷故障檢測(cè)(確定有否故障)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:故障檢測(cè)方法簡(jiǎn)便有效使用的診斷儀器少而實(shí)用故障診斷的所需的時(shí)間盡可能短診斷步驟和要求442023/10/7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(chǎng),然后對(duì)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)方面:1)發(fā)生故障時(shí)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)。
故障記錄故障發(fā)生時(shí)的情況記錄452023/10/72)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:AUTO/SINGLE、MDI、STEP、HANDLE、JOG、HOME等。4)如故障在自動(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)采用的刀具號(hào)以及刀具的位置等。462023/10/75)若故障發(fā)生在精度超差或輪廓誤差過大時(shí),應(yīng)記錄被加工工件號(hào),并保留不合格工件。6)在發(fā)生故障時(shí),若系統(tǒng)有報(bào)警顯示,則應(yīng)記錄報(bào)警顯示情況與報(bào)警號(hào)。7)通過診斷畫面,記錄機(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)是進(jìn)入暫停狀態(tài)或是急停狀態(tài)?系統(tǒng)坐標(biāo)軸是否出于“互鎖”狀態(tài)?進(jìn)給倍率是否為0%?等等。
472023/10/78)記錄發(fā)生故障時(shí),各坐標(biāo)軸的位置跟隨誤差的值。9)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。482023/10/71)
故障發(fā)生的時(shí)間與周期: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)(如雷擊后),周圍其他機(jī)械設(shè)備的工作情況?3)若為加工零件是發(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”、“換刀方式”或是“螺紋切削”的等特殊動(dòng)作有關(guān)。
故障發(fā)生的頻繁程度的記錄492023/10/71)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)檢查故障時(shí)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?故障的規(guī)律性記錄502023/10/74)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。512023/10/71)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(yáng)光的直射?4)檢查故障發(fā)生時(shí),電氣柜內(nèi)是否有切削液、潤(rùn)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?
故障的外界條件記錄522023/10/76)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),附近是否正在安裝或修理、調(diào)試機(jī)床?是否正在修理、調(diào)試電氣和數(shù)控裝置?532023/10/7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(duì)照系統(tǒng)、機(jī)床使用說明書進(jìn)行各項(xiàng)檢查,以便確認(rèn)故障的原因。這些檢查包括:1)機(jī)床的工作狀況檢查2)機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)情況檢查3)機(jī)床和系統(tǒng)之間連接情況的檢查4)CNC裝置的外觀檢查維修前的檢查542023/10/71)機(jī)床的調(diào)整狀況如何?機(jī)床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、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)定是否正確?5)系統(tǒng)的坐標(biāo)軸的間隙補(bǔ)償量是否正確?
機(jī)床的工作狀況檢查552023/10/76)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)系統(tǒng)的工作坐標(biāo)系位置,“零點(diǎn)偏置值”的設(shè)置是否正確?8)工件安裝是否合理?測(cè)量手段、方法是否正確、合理?9)機(jī)械零件是否存在因溫度、加工而產(chǎn)生變形的現(xiàn)象?等等。562023/10/71)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)床操作面板上的按鈕、開關(guān)位置是否正確?機(jī)床是否處于鎖住狀態(tài)?倍率開關(guān)是否設(shè)定為“0”?4)機(jī)床各操作面板上、數(shù)控系統(tǒng)上的“急停”按鈕是否處于急停狀態(tài)?機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)情況檢查572023/10/75)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?582023/10/71)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?機(jī)床和系統(tǒng)之間連接情況的檢查592023/10/74)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(滅弧器)?等等。602023/10/71)是否在電氣柜門打開的狀態(tài)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)?空氣過濾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(chǎng)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?
CNC裝置的外觀檢查612023/10/75)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)床操作面板MDI/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?622023/10/7總之,維修時(shí)應(yīng)記錄、檢查的原始數(shù)據(jù)、狀態(tài)越多,記錄越詳細(xì),維修就越方便。用戶最好根據(jù)本廠的實(shí)際情況,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。632023/10/7故障自診斷技術(shù)是當(dāng)今數(shù)控系統(tǒng)一項(xiàng)十分重要的技術(shù),它的強(qiáng)弱是評(píng)價(jià)系統(tǒng)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。大型的CNC、PLC裝置都配有故障診斷系統(tǒng),可以由各種開關(guān)、傳感器等把油位、溫度、油壓、電流、速度等狀態(tài)信息,設(shè)置成數(shù)百個(gè)報(bào)警提示,診斷故障的部位和地點(diǎn)。CNC故障自診斷642023/10/7隨著微處理器技術(shù)的快速發(fā)展,數(shù)控系統(tǒng)的自診斷能力越來越強(qiáng),從原來簡(jiǎn)單的診斷朝著多功能和智能化方向發(fā)展。其報(bào)警種類,由10種到20種,現(xiàn)在已有達(dá)到幾千種的。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)一旦發(fā)生故障,借助系統(tǒng)的自診斷功能,往往可以迅速、準(zhǔn)確地查明原因并確定故障部位。因此,對(duì)維修人員來說,熟悉和運(yùn)用系統(tǒng)的自診斷功能是十分重要的。常用的自診斷方法歸納起來一般可分三種。652023/10/7在對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行維修時(shí),維修人員應(yīng)了解該系統(tǒng)的自診斷能力,所能檢查的內(nèi)容及范圍,做到心中有數(shù)。在遇到級(jí)別較高的故障報(bào)警時(shí),可以關(guān)機(jī),重新開機(jī),讓系統(tǒng)再進(jìn)行開機(jī)自診斷,檢查數(shù)控系統(tǒng)這些關(guān)鍵部分是否正常。開機(jī)自診斷662023/10/7運(yùn)行自診斷是數(shù)控系統(tǒng)正常工作時(shí),運(yùn)行內(nèi)部診斷程序,對(duì)系統(tǒng)本身、PLC、位置伺服單元以及與數(shù)控裝置相連的其它外部裝置進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試、檢查,并顯示有關(guān)狀態(tài)信息和故障信息。只要數(shù)控系統(tǒng)不斷電,這種自診斷會(huì)反復(fù)進(jìn)行,不會(huì)停止。運(yùn)行自診斷672023/10/7
CNC系統(tǒng)的自診斷能力不僅能在CRT上顯示故障報(bào)警信息,而且還能以多頁(yè)的“診斷地址”和“診斷數(shù)據(jù)”的形式為用戶提供各種機(jī)床狀態(tài)信息。這些狀態(tài)信息有:
a.CNC系統(tǒng)與機(jī)床之間的接口輸入輸出信號(hào)狀態(tài);
b.CNC與PLC之間輸人輸出信號(hào)狀態(tài);682023/10/7
c.PLC與機(jī)床之間輸入/輸出信號(hào)狀態(tài);
d.各坐標(biāo)軸位置的偏差值;刀具距機(jī)床參考點(diǎn)的距離;
e.CNC內(nèi)部各存儲(chǔ)器的狀態(tài)信息;伺服系統(tǒng)的狀態(tài)信息;
f.MDI面板、機(jī)床操作面板的狀態(tài)信息等等。充分利用CNC系統(tǒng)提供的這些狀態(tài)信息,就能迅速準(zhǔn)確地查明故障、排除故障。692023/10/7一些早期的數(shù)控系統(tǒng),當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),往往需要停機(jī),使用隨機(jī)的專用診斷程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行脫機(jī)診斷。脫機(jī)診斷702023/10/7問—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、開裂、保護(hù)器脫扣、觸點(diǎn)火花等聽—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)、接觸不良等直觀法(望聞問切)十、常用的故障檢查方法712023/10/7
開機(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I/O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。充分利用數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能,根據(jù)CRT上顯示的報(bào)警信息及各模塊上的發(fā)光二極管等器件的指示,可判斷出故障的大致原因。進(jìn)一步利用系統(tǒng)的自診斷功能,還能顯示系統(tǒng)與各部分之間的接口信號(hào)狀態(tài),找出故障的大致部位,它是故障診斷過程中最常用、有效的方法之一。CNC系統(tǒng)的自診斷功能722023/10/7FANUC10TE系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床,開機(jī)后CRT顯示:FS107E1399BROMTEST:ENDRAMTEST未通過測(cè)試故障可能:參數(shù)丟失、支持電池失效或接觸不良等732023/10/7CNC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)信息接口檢查參數(shù)檢查數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查742023/10/7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)控車床接口狀態(tài)752023/10/738C0H00110010762023/10/7案例:1)某數(shù)控車床,上電后,發(fā)指令X軸不能運(yùn)動(dòng),且沒有報(bào)警,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是X軸指令線電纜插頭松脫。2)某數(shù)控銑床,Y軸一啟動(dòng)就出現(xiàn)跟蹤誤差過大而報(bào)警停機(jī)。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)位置控制環(huán)反饋元件光柵電纜由于運(yùn)動(dòng)中受力而拉傷斷裂,造成反饋信號(hào)所致。
772023/10/73)某數(shù)控車床,控制面板顯示消失,經(jīng)檢查面板電源熔斷絲燒斷,而其內(nèi)部無短路現(xiàn)象,更換熔絲后,故障消失,顯示恢復(fù)正常。4)某加工中心在安裝調(diào)試后不久,X軸運(yùn)動(dòng)時(shí)偶爾出現(xiàn)報(bào)警,指示實(shí)際位置與指令不一致。采用直觀法發(fā)現(xiàn)X軸編碼器外殼因被撞而變形,故懷疑該編碼器已損壞,調(diào)換一個(gè)新編碼器后上述故障排除。
782023/10/75)某加工中心,X軸電動(dòng)機(jī)忽然出現(xiàn)異常震動(dòng)聲,馬上停機(jī),將電機(jī)與絲杠分開,試車時(shí)仍然振動(dòng),可見振動(dòng)不是由機(jī)械傳動(dòng)的原因所造成。為區(qū)分是伺服單元故障,還是電機(jī)故障,采用Y軸伺服單元控制X軸電機(jī),還是振動(dòng),所以判斷為電機(jī)故障,將該電機(jī)修復(fù)后,故障排除。6)某加工中心在安裝調(diào)試后不久,Z軸運(yùn)動(dòng)時(shí)偶爾出現(xiàn)報(bào)警,指示實(shí)際位置與指令不一致。采用直觀法發(fā)現(xiàn)Z軸編碼器外殼因被撞而變形,故懷疑該編碼器已損壞,調(diào)換一個(gè)新編碼器后上述故障排除。792023/10/7功能程序測(cè)試法是將所修數(shù)控系統(tǒng)的G、M、S、T、F功能的全部使用指令編成一個(gè)試驗(yàn)程序,并穿成紙帶或存儲(chǔ)在硬盤、電子盤、軟盤上。在故障診斷時(shí)運(yùn)行這個(gè)程序,可快速判定哪個(gè)功能不良或喪失。功能程序測(cè)試法常應(yīng)用于以下場(chǎng)合:功能程序測(cè)試法802023/10/71.機(jī)床加工造成廢品而一時(shí)無法確定是編程,操作不當(dāng)、還是數(shù)控系統(tǒng)故障時(shí);2.數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)隨機(jī)性故障,一時(shí)難以區(qū)別是外來干擾,還是系統(tǒng)穩(wěn)定性不好。如不能可靠地執(zhí)行各加工指令,可連續(xù)循環(huán)執(zhí)行功能測(cè)試程序來診斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性;3.閑置時(shí)間較長(zhǎng)的數(shù)控機(jī)床在投入使用時(shí)或?qū)?shù)控機(jī)床進(jìn)行定期檢修時(shí)。812023/10/7數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)是經(jīng)過一系列試驗(yàn)、調(diào)整而獲得的重要數(shù)據(jù)。參數(shù)通常是存放在由電池保持的RAM中,一旦電池電壓不足或系統(tǒng)長(zhǎng)期不通電或外部干擾會(huì)使參數(shù)丟失或混亂,從而使系統(tǒng)不能正常工作。當(dāng)機(jī)床長(zhǎng)期閑置或無緣無故出現(xiàn)不正?,F(xiàn)象或有故障而無報(bào)警時(shí),就應(yīng)根據(jù)故障特征,檢查和校對(duì)有關(guān)參數(shù)。參數(shù)檢查法822023/10/7對(duì)于經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的數(shù)控機(jī)床,由于機(jī)械傳動(dòng)部件磨損,電氣元件性能變化或調(diào)換零部件所引起的變化,也需對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。有些故障往往是由于未及時(shí)修改某些不適應(yīng)的參數(shù)值所造成。832023/10/7現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)大都采用模塊化設(shè)計(jì),按功能不同劃分為不同的模塊,隨著現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,電路的繼承規(guī)模越來越大,技術(shù)也越來越復(fù)雜,按照常規(guī)的方法,很難把故障定位在一個(gè)很小的區(qū)域,而一旦系統(tǒng)發(fā)生故障利用此方法可縮短停機(jī)時(shí)間,快速找到故障板。交換法(備件替換法)842023/10/7將具有相同功能的兩塊板互相交換(一塊好的,一塊被懷疑是壞的),觀察故障現(xiàn)象是否隨之轉(zhuǎn)移,還是故障依舊來判斷被懷疑板。這些板是指印刷線路板、模塊、集成電路芯片或元器件。若沒有備用電路板或組件,可把故障區(qū)與無故障區(qū)的相同的電路板或組件互相交換,然后觀察故障排除及轉(zhuǎn)移情況,也可得到確診。注意:852023/10/71)必須斷電后才能更換電路板或組件。2)有些電路板,例如PLC的I/O板上有地址開關(guān),交換時(shí)要相應(yīng)改變?cè)O(shè)置值。3)有些電路板上有跳線及橋接調(diào)整電阻、電容,也應(yīng)與原板相同,方可交換。4)模塊的輸入輸出必須相同。以驅(qū)動(dòng)器為例,型號(hào)要相同,若不同,則要考慮接口、功率的影響,避免故障擴(kuò)大。862023/10/7在數(shù)控系統(tǒng)中往往有型號(hào)完全相同的電路板、模塊、集成電路和其它零部件。我們可將相同部分互相交換,觀察故障轉(zhuǎn)移情況,以快速確定故障部位。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)某個(gè)軸運(yùn)動(dòng)不正常,如爬行、抖動(dòng)、時(shí)動(dòng)時(shí)不動(dòng)、一個(gè)方向動(dòng)另一個(gè)方向不動(dòng)等故障時(shí),常采用換軸法來確定故障部位。872023/10/7例如,某數(shù)控車床,X軸不動(dòng),其它功能正常。故采用交換法進(jìn)行如下:首先,判斷故障可能在系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)器或電機(jī),其次,將步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電纜交換,X向正常,Z向電機(jī)不動(dòng),說明電機(jī)正常,系統(tǒng)到驅(qū)動(dòng)器信號(hào)也正常。由此可判斷原X軸驅(qū)動(dòng)器損壞,需拆開機(jī)箱檢修。閉環(huán)和半閉環(huán)數(shù)控還應(yīng)考慮位置和速度反饋。882023/10/71.“替換”方法的使用范圍在電氣修理中,采用“替換”方法來檢查判斷故障應(yīng)注意應(yīng)用場(chǎng)合。對(duì)一些比較簡(jiǎn)單的電器,如接觸器、繼電器、開關(guān)、保護(hù)電器及其它各種單一電器,在對(duì)由電子元件組成的各種電路電路板、控制器、功率放大器及所接的負(fù)載,替換時(shí)應(yīng)小心謹(jǐn)慎,如果無現(xiàn)成的備件替換,需從相同的其它設(shè)備上拆卸時(shí)更應(yīng)謹(jǐn)慎從事,以避免故障沒找到,替換上的新部件又損壞,造成新的故障。892023/10/72.“替換”中的注意點(diǎn)1)低壓電器的替換應(yīng)注意電壓、電流和其它有關(guān)的技術(shù)參數(shù),并盡量采用相同規(guī)格的替換。2)電子元件的替換,如果沒有相同的,應(yīng)采用技術(shù)參數(shù)相近的,而且主要參數(shù)最好能勝過原來的。3)拆卸時(shí)應(yīng)對(duì)各部分做好記錄,特別是接線較多的地方,可防止反饋錯(cuò)誤引起的人為故障。4)在有反饋環(huán)節(jié)的線路中,更換時(shí)要注意信號(hào)的極性,以防反饋錯(cuò)誤引起其他的故障。902023/10/74)在需要從其他設(shè)備上拆卸相同的備件替換時(shí),要注意方法,不要在拆卸中造成被拆件損壞。如果替換電路板,在新板環(huán)上前要檢查一下使用的電壓是否正常。3.“替換”前應(yīng)做的工作在確定對(duì)某一部分要進(jìn)行替換前,應(yīng)認(rèn)真檢查與其連接的有關(guān)線路和其他相關(guān)的電器。確認(rèn)無故障后才能將新的替換上去,防止外部故障引起替換上去的部件損壞。912023/10/7有些故障,如軸抖動(dòng)、爬行,一時(shí)難以區(qū)分是數(shù)控部分,還是伺服系統(tǒng)或機(jī)械部分造成,常可采用隔離法.將機(jī)電分離,數(shù)控與伺服分離,或?qū)⑽恢瞄]環(huán)分離作開環(huán)處理.這樣復(fù)雜的問題就化為簡(jiǎn)單,就能較快地找到故障原因.隔離法922023/10/7人為地將元器件溫度升高(應(yīng)注意器件的溫度參數(shù))或降低,加速一些溫度特性較差的元器件產(chǎn)生“病癥”或使“病癥”消除來尋找故障原因。升降溫法932023/10/7本方法是以正確的電壓、電平或波形與異常的相比較來尋找故障部位。有時(shí)還可以將正常部分試驗(yàn)性地造成“故障”或報(bào)警(如斷開連線,拔去組件),看其是否和相同部分產(chǎn)生的故障現(xiàn)象相似,以判斷故障原因。對(duì)比法942023/10/7原理分析法是排除故障的最基本方法,當(dāng)其它檢查方法難以奏效時(shí),可從電路基本原理出發(fā),一步一步地進(jìn)行檢查,最終查出故障原因。運(yùn)用這種方法必須對(duì)電路的原理有清楚的了解,掌握各個(gè)時(shí)刻各點(diǎn)的邏輯電平和特征參數(shù)(如電壓值、波形),然后用萬用表、邏輯筆、示波器或邏輯分析儀對(duì)被測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量,并與正常情況相比較,分析判斷故障原因的可能性,再縮小故障范圍,直至找出故障。原理分析法952023/10/7有些不定期出現(xiàn)的軟故障與外界電網(wǎng)電壓波動(dòng)有關(guān),當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)此類故障時(shí),可把電源電壓人為地調(diào)高或調(diào)低,模擬惡劣地條件讓故障容易暴露。拉偏電源法962023/10/7數(shù)控機(jī)床是機(jī)、電、液(氣)、光等技術(shù)的結(jié)晶,所以在診斷中應(yīng)緊緊抓住微電子系統(tǒng)與機(jī)、液(氣)、光等裝置的交接點(diǎn),這些節(jié)點(diǎn)是信息傳輸?shù)慕裹c(diǎn),對(duì)故障診斷會(huì)大有幫助,可以很快初步判斷故障發(fā)生的區(qū)段,如故障是在CNC系統(tǒng)、PLC、MT及液壓等系統(tǒng)的哪一側(cè),以縮小檢查范圍。972023/10/7拔插法是通過監(jiān)視插件板或組件拔出再插入的過程,確定拔出插入的連接界面是否為故障部位。值得注意的是,在插件板或組件拔出再插入的過程中,改變狀態(tài)的部位可能不只是連接接口。因此,不能因?yàn)榘纬霾迦牒蠊收舷?,就肯定是接口的接觸不良,還有內(nèi)部的焊點(diǎn)虛焊恢復(fù)接觸狀態(tài)、內(nèi)部的短路點(diǎn)恢復(fù)正常等可能性。拔插法982023/10/7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。敲擊法992023/10/7當(dāng)數(shù)控機(jī)床加工造成廢品而無法確定是編程、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、
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