第1章 數(shù)控機床維修概述1

第1章數(shù)控機床故障診斷與維修概述

重點、難點（1）數(shù)控機床的組成和特點（2）了解數(shù)控機床故障診斷與維修的意義。（3）掌握數(shù)控機床故障診斷與維修的基本要求。

第1章緒

論0.0數(shù)控機床的組成

0.0.1數(shù)控機床的組成

數(shù)控機床由數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動裝置、檢測反饋裝置和機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。數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控驅(qū)動裝置數(shù)控裝置數(shù)控機床數(shù)控反饋裝置第0章緒論

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、運算插補）等轉(zhuǎn)變成控制指令，實現(xiàn)直接或通過PLC對伺服驅(qū)動裝置的控制。

1）數(shù)控裝置

2）伺服驅(qū)動裝置

數(shù)控裝置和機床主機之間的聯(lián)接環(huán)節(jié)。

接受數(shù)控裝置的生成的進給信號，經(jīng)放大驅(qū)動主機的執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)機床運動。

FANUC系統(tǒng)配置顯示裝置和MDI鍵盤機床操作面板

CNC裝置α系列伺服單元αC系列伺服電動機主軸電動機變頻器計算機

CNC單元

顯示裝置與操作面板

1.FANUC系統(tǒng)硬件構(gòu)成第0章概述

通過檢測元件將執(zhí)行元件（電機、刀架）或工作臺的速度和位移檢測出來，反饋給數(shù)控裝置構(gòu)成閉環(huán)或半閉環(huán)系統(tǒng)。

3）檢測反饋裝置

4）機床本體

數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)件。

床身箱體、立柱、導(dǎo)軌、工作臺、主軸和進給機構(gòu)等。0.1數(shù)控機床故障診斷與維修的意義隨著電子技術(shù)和自動化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。以微處理器為基礎(chǔ)，以大規(guī)模集成電路為標(biāo)志的數(shù)控設(shè)備，已在我國批量生產(chǎn)、大量引進和推廣應(yīng)用，它們給機械制造業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了條件，并帶來很大的效益。但同時，由于它們的先進性、復(fù)雜性和智能化高的特點，在維修理論、技術(shù)和手段上都發(fā)生了飛躍的變化。0.1.1數(shù)控機床故障診斷與維修的必要性數(shù)控維修技術(shù)不僅是保障正常運行的前提，對數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和完善也起到了巨大的推動作用，因此，目前它已經(jīng)成為一門專門的學(xué)科。另外任何一臺數(shù)控設(shè)備都是一種過程控制設(shè)備，這就要求它在實時控制的每一時刻都準(zhǔn)確無誤地工作。任何部分的故障與失效，都會使機床停機，從而造成生產(chǎn)停頓。因而對數(shù)控系統(tǒng)這樣原理復(fù)雜、結(jié)構(gòu)精密的裝置進行維修就顯得十分必要了。在許多行業(yè)中，花費了幾十萬到上千萬美元引進的數(shù)控機床，這些設(shè)備均處于關(guān)鍵的工作崗位，若在出現(xiàn)故障后不及時維修和排除故障，就會造成較大的經(jīng)濟損失。0.1.2數(shù)控機床維修的技術(shù)指標(biāo)

數(shù)控系統(tǒng)的可靠性

數(shù)控機床除了具有高精度、高效率和高技術(shù)的要求外，還應(yīng)該具有高可靠性。

衡量的指標(biāo)有：

MTBF—平均無故障時間。

MTBF=總工作時間/總故障次數(shù)

MTTR—平均修復(fù)時間

平均有效度A：A=MTBF/（MTBF+MTTR）0.2數(shù)控機床故障診斷與維修的基本要求

數(shù)控機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)品和關(guān)鍵工序的關(guān)鍵設(shè)備，一旦故障停機，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，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，日常不重視保養(yǎng)與維修工作，對保養(yǎng)與維修工作條件的創(chuàng)造和投入不夠，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)控機床的效益，一定要重視維修工作，創(chuàng)造出良好的維修條件。0.2.1故障診斷與維修的基本要求0.2.1.人員要求（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)控機床機械結(jié)構(gòu)和電氣控制的各學(xué)科知識，如計算機技術(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)、數(shù)控加工工藝和機械傳動技術(shù)。（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)控機床的技術(shù)培訓(xùn)，首先是參加相關(guān)的培訓(xùn)班和機床安裝現(xiàn)場的實際培訓(xùn)，然后向有經(jīng)驗的維修人員學(xué)習(xí)，而更重要的是自學(xué)。（4）勇于實踐。要積極投入數(shù)控機床的維修與操作的工作中去，在不斷的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。（8）掌握各種常用（尤其是現(xiàn)場）的測試儀器、儀表和各種工具。2.物質(zhì)條件

（1）準(zhǔn)備好常用備品、配件。

（2）隨時可以得到微電子元器件的實際支援或供應(yīng)。

（3）必要的維修工具、儀器、儀表、接線、微機，最好配有筆記本電腦并裝有必要的維修軟件，用以支援設(shè)備調(diào)試。

（4）完整的資料、手冊、線路圖、維修說明書（包括CNC操作說明書）、接口的調(diào)整與診斷說明書、驅(qū)動說明書、PLC說明書（包括PLC用戶程序單）和元器件表格等。3.工作環(huán)境良好的工作環(huán)境是提高數(shù)控機床可靠性的必要條件，數(shù)控機床的環(huán)境要求是綜合性的。（1）數(shù)控機床需要有穩(wěn)定的機床基礎(chǔ)，否則數(shù)控機床的精度無法保證。精密數(shù)控機床有恒溫要求，普通數(shù)控機床沒有恒溫要求，但是環(huán)境溫度過高會引起故障率的增加。（2）由于數(shù)控機床本身所使用的電子元器件有工作溫度的限制，電子元器件的工作溫度一般要求在40℃～45℃以下，室溫達到35℃時，使用中的數(shù)控機床計算機數(shù)控（CNC）裝置內(nèi)和電氣柜內(nèi)的溫度可以達到40℃左右，其內(nèi)部的元器件很可能不能正常工作。（3）數(shù)控機床的工作車間要保持空氣流通和干凈，灰塵、油霧和金屬粉末會使得元器件之間的絕緣電阻下降或短路，造成元器件損壞。（4）潮濕的環(huán)境會使印刷電路板、元器件、接插件、床身、電氣柜、機床防護罩銹蝕，造成接觸不良、控制失靈和機床的機械精度降低。（5）電網(wǎng)供電要滿足數(shù)控機床正常運行所需總?cè)萘康囊?，電壓波動不能超過±10%，否則要損壞電子元器件。（6）為了安全和減少干擾，數(shù)控機床要有接地線；接地點要可靠，應(yīng)該與車間接地網(wǎng)相連或者單獨制作接地裝置，接地電阻要小于4

～7

。（7）數(shù)控機床的CNC裝置、伺服驅(qū)動系統(tǒng)的抗干擾能力是有限度的，強電磁干擾會導(dǎo)致數(shù)控系統(tǒng)失控，所以數(shù)控機床要遠離焊機、大型吊車和產(chǎn)生強電磁干擾的設(shè)備。4.維修前的準(zhǔn)備盡快地獲取現(xiàn)場信息、現(xiàn)場情況和故障信息。如數(shù)控機床的進給與主軸驅(qū)動型號、報警指示或故障現(xiàn)象、現(xiàn)場有無備件等。據(jù)此預(yù)先分析可能出現(xiàn)的故障原因與部位，而后在出發(fā)到現(xiàn)場之前，準(zhǔn)備好有關(guān)的技術(shù)資料、維修服務(wù)工具和儀器備件等，做到心中有數(shù)。1.2.2預(yù)防性維護顧名思義，所謂預(yù)防性維修，就是要注意把有可能造成設(shè)備故障