1、數控系統維修方法和要領系列專題講座第一篇 維修地基本要求和故障處理方法第一章 維修地基本要求1. 對維修人員地素質要求2. 必要地維修用器具3. 必要地技術資料和技術準備4. 必要地條件1. 對維修人員地素質要求數控設備是技術密集型和知識密集型機電一體化產品 , 其技術先進、結構復雜、價格昂 貴,在生產上往往起著關鍵作用 ,因此對維修人員有較高地要求 . 維修工作做得好壞首先取決 于維修人員得素質 , 他們必須具備以下條件： 專業知識面廣 . 具有中專以上文化程度 , 掌握或了解計算機原理、電子技術、電工原 理、自動控制與電機拖動、檢測技術、機械傳動及機加工工藝方面地基礎知識. 既要懂電、又要

2、懂機 .電包括強電和弱電；機包括機、液、氣 . 維修人員還必須經過數控技術方面地專 門學習和培訓，掌握數字控制、伺服驅動及 PLC地工作原理，懂得NC和PLC編程. 具有專業英語閱讀能力數控系統地操作面板、CRT顯示，隨機技術手冊大部用英文表示 ， 不懂英文就無法閱讀重要和眾多地技術資料 ， 無法通過人機對話 ， 操作數控系統 ， 甚至 不識報警提示地含義 ， 猶如瞎子摸象一般 . 對照英文翻譯資料或翻字典 ， 雖可解決一些問題 ， 但會增加寶貴地停機修理時間 . 一個稱職地數控維修人員必須努力培養自己地英語閱讀能力 勤于學習 ， 善于分析 . 數控維修人員應該是一個勤于學習地人 ， 他們不僅

3、有較廣地知識面， 而且需要對數控系統有深入地了解. 要讀懂厚厚幾大本數控系統技術資料并不是一件輕而易舉地事 ，必須刻苦鉆研 ，反復閱讀 ，邊干邊學 ，才能真正掌握 .數控系統型號多、更新快 ， 不同制造廠，不同型號地系統往往差別很大 一個能熟練維修FANUC數控系統地人不見得會熟練排除SIEMENS系統所發生地故障，其原因就在于此當前數控技術正隨著計算機技術地 迅速發展而發展 ， 通用計算機上使用地硬件、軟件如軟盤、硬盤 ， 人機對話統越來越廣泛地 應用于新地數控系統 ， 與傳統地數控系統地差別日益增大 ， 即使對于經驗豐富地老維修人員 來說也有不斷學習地要求 數控維修人員需要有一個善于分析地

4、頭腦 ， 數控系統故障現象千奇百怪 ， 各不相同 ， 其起 因往往不是簡而易見地 ， 它涉及電、機、液、氣 就數控系統而言 ， 機內成千上萬只元器件都 有損壞地可能 ， 要在這樣眾多地元器件中找到損壞地那一只 ， 要有由表及里 ， 去偽存真地本領 在這里對眾多地故障原因和現象作出正確地分析判斷是至關重要地 有較強地動手能力和實驗技能 數控系統地修理離不開實際操作 ， 維修人員應會動手 對數控系統進行操作，查看報警信息，檢查、修改參數，調用自診斷功能，進行PLC接口檢 查；應會編制簡單地典型加項目序 ， 對機床進行手動和試運行操作；應會使用維修所必需地 工具、儀表和儀器 對數控維修人員來說 ，

5、膽大心細 ， 既敢于動手 ， 又細心有條理是非常重要地；只有敢于動 手， 才能深入理解系統原理、故障機理， 才能一步步縮小故障范圍 ， 找到故障原因 ， 所謂“心細”，就是在動手檢修時 ，要先熟悉情況、后動手 ，不盲目蠻干；在動手過程中要穩、要準 2. 必要地維修用器具測量儀器、儀表（1）萬用表（2）邏輯測試筆和脈沖信號筆（3）示波器（4）PLC編程器（5）IC測試儀<6） IC在線測試儀這是一種使用通用微型計算機技術地新型數字集成電路 在線測試儀器它地主要特點是能夠對焊接在電路板上地芯片直接進行 功能、狀態和外特性測試，確認其邏輯功能是否失效以上介紹地六種測量儀表、儀器 ，有些是常用地

6、，是數控系統維修人員必備地，有些則是 維修單位在板級維修地基礎上提高到片級維修所要配備地.因為數控系統印刷電路板價格昂貴,向國外購置或送修又十分不便 ，一些大地維修單位常配置這類儀器進行元器件級地修理 在本書地以后章節中，我們將總結這方面地經驗*維修工具維修數控設備除了必要地測量儀表、儀器之外，一些維修工具是不可缺少地，主要有以下/幾種： 電烙鐵。吸錫器。螺絲刀； 鉗類工具：常用地是平頭鉗、尖嘴鉗、斜口鉗、剝線鉗； 扳手：大小活絡扳手、各種尺寸地內六角扳手； 其他：剪刀、鑷子、刷子、吹塵器、清洗盤、帶鱷魚鉗連接線等化學用品松香、純酒精、清潔觸點用噴劑、潤滑油等3. 必要地技術資料和技術準備維修

7、人員應在平時認真整理和閱讀有關數控系統地重要技術資料.維修工作做得好壞，排除故障地速度快慢，主要決定于維修人員對系統地熟悉程度和運用技術資料地熟練程度下面分幾方面談談進行數控維修所必需地技術資料和技術準備 數控裝置部分應有數控裝置安裝、使用 <包括編程）、操作和維修方面地技術說明書，其中包括數控裝置操作面板布置及其操作，裝置內各電路板地技術要點及其外部連接圖，系統參數地意義及其設定方法，裝置地自診斷功能和報警清單 ，裝置接口地分配及其含義等等 通過上述資料 維修人員應掌握 CNC原理框圖、結構布置、各電路板地作用，板上各指示發光管地意義；通過面板對系統進行各種操作，進行自診斷檢測，檢查和

8、修改參數并能作出備份 .能熟練地通過 報警信息確定故障范圍，進行系統供維修地檢測點地測試，會使用隨機地系統診斷紙帶對其進行診斷測試 PLC裝置部分應有PLC裝置及其編程器地連接、編程、操作方面地技術說明書，還應包括PLC用戶程序清單或梯形圖、I/O地址及意義清單，報警文本以及PLC地外部連接圖維修人員應熟悉PLC編程語言，能看懂用戶程序或梯形圖，會操作PLC編程器，通過編程器或CNC操作面板 對內裝式PLC）對PLC進行監控,有時還需對PLC程序進行某些修改.還應熟練地通過 PLC 報警號檢查PLC有關地程序和I/O連接電路、確定故障地原因. 伺服單元 應有進給和主軸伺服單元原理、連接、調整和

9、維修方面地技術說明書， 其中包括伺服單元地電氣原理框圖和接線圖 ， 主要故障地報警顯示 ， 重要地調整點和測試點 ， 伺服單元參數 ， 地意義和設置 . 維修人員應掌握伺服單元地原理 ， 熟悉其連接 ， 能從單元板上故障指示發光管 地狀態和顯示屏地顯示地報警號及時確定故障范圍；能測試關鍵點地波形和狀態， 并作出比較；能檢查和調整伺服參數 ， 對伺服系統進行優化 . 機床部分 應有機床安裝、使用、操作和維修方面地技術說明書 ， 其中包括機床地操作面板布置及 其操作 ， 機床電氣原理圖、布置圖以及接線圖 . 對電氣維修人員來說 ， 還需要機床地液壓回路 圖和氣動回路圖 . 維修人員應了解機床地結構

10、和動作 ， 熟悉機床上電氣元器件地作用和位置 ， 會手動操作機床 ， 編簡單地加項目序并進行試運行 . 其他有關元器件方面地技術資料 ， 如數控設備所用地元器件清單 ， 備件清單以及各種通用地 元器件手冊 . 維修人員應熟悉各種常用地元器件 ， 一旦需要 ， 能較快地查閱有關元器件地功 能、參數及代用型號 . 對一些專用器件可查出其訂貨編號 .做好數據和程序地備份十分重要 . 以前多用紙帶形式存放 ， 目前多存放在軟盤上 . 除前面 所述地系統參數、PLC程序、PLC報警文本外，還有機床必須使用地宏指令程序、典型地零 件程序、系統地功能檢查程序 . 對于一些裝有硬盤驅動器地數控系統 . 應有硬

11、盤文件地備份 . 維修人員應了解這些備份地內容 ， 能對數控系統進行輸人和輸出地操作 .有些維修所必需地電路圖往往通過對實物地測繪才能得到 ， 如光柵尺測量頭地原理圖 ， 主開關電源地原理圖 . 這要求維修人員具有測繪能力 ， 平時做好維修所必需地重要技術資料 地準備工作 .故障維修記錄是一份十分有用地技術資料 . 維修人員在完成故障排除之后 ， 應認具作好 記錄，將故障現象、診斷、分析、排除方法一一加以記錄 .在排除新地故障之前應考慮這種故障以前發生過沒有？當時是如何解決地？這常常給修理帶來方便4. 必要地條件. 如無備件可調換 ， “巧媳婦， 將給排除故障帶來許多方. 然而 ， 電路板地價

12、格昂貴對于數控系統地維修 ， 備品備件是一個必不可少地物質條件 難為無M之炊” 而且,如果維修人員手頭上備有一些電路板地話 便， 采用換板法常可快速判斷出一些疑難故障發生在哪塊電路板上 需要付出較大地代價數控系統備件地配制要根據實際情況，通常一些易損地電氣元器件如各種規格地熔斷器、保險絲、開關、電刷 ，還有易出故障地大功率模塊和印刷電路板等，均是應當配備地第二章 常見故障分類數控機床是一種技術復雜地機電一體化設備,其故障發生地原因一般都比較復雜 ,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 ,本章按故障部件、故障性質及故障原 因等對常見故障作如下分類 .1. 按數控機床發生故障地

13、部件分類2. 按數控機床發生地故障性質分類3. 按故障發生后有無報警顯示分類4. 按故障發生地原因分類1. 按數控機床發生故障地部件分類 主機故障 .數控機床地主機部分 , 主要包括機械、潤滑、冷卻、排屑、液壓 . 氣動與防護等裝置 . 常見地主機故障有：因機械安裝、調試及操作使用不當等原因引起地機械傳動故障 與導軌運動摩擦過大故障 . 故障表現為傳動噪聲大 , 加工精度差 , 運行阻力大 . 例如：軸向 傳動鏈地撓性聯軸器松動 , 齒輪、絲杠與軸承缺油 , 導軌塞鐵調整不當 , 導軌潤滑不良以及系 統參數設置不當等原因均可造成以上故障 . 尤其應引起重視地是 , 機床各部位標明地注油點 &l

14、t; 注油孔）須定時、定量加注潤滑油<劑） ,這是機床各傳動鏈正常運行地保證.另外, 液壓、潤滑與氣動系統地故障現象主要是管路阻塞和密封不良,因此 ,數控機床更應加強治理和根除三漏現象發生 . 電氣故障 .電氣故障分弱電故障與強電故障弱電部分主要指 CNC裝置、PLC控制器、CRT顯示器以及伺服單元、輸入、輸出裝置等等電子電路 ,這部分又有硬件故障與軟件故障之分 . 硬件故障主要是指上述各裝置地印刷電路板上地集成電路芯片、分立元件、接插件以及外 部連接組件等等發生地故障 常見地軟件故障有：加項目序出錯 , 系統程序和參數地改變或 丟失、計算機地運算出錯等 強電部分是指繼電器、接觸器、開關

15、、熔斷器、電源變壓器、 電動機、電磁鐵、行程開關等電氣元器件及其所組成地電路 這部分地故障十分常見 , 必須 引起足夠地重視 2. 按數控機床發生地故障性質分類 系統性故障 系統性故障 , 通常是指只要滿足一定地條件或超過某一設定地限度 , 工作中地數控機 床必然會發生地故障 . 這一類故障現象極為常見 . 例如：液壓系統地壓力值隨著液壓回路過 濾器地阻塞而降到某一設定參數時 , 必然會發生液壓報警使系統斷電停機；又如：潤滑、冷 卻或液壓等系統因為管路泄漏引起油標下降到使用限值必然會發生液位報警使機床停機； 再如：機床加工中因切削量過大達到某一限值時必然會發生過載或超溫報警, 致使系統迅速停機

16、 . 因此 ,正確地使用與精心維護是杜絕或避免這類系統性故障發生地切實保障. 隨機性故障 .隨機性故障 , 通常是指數控機床在同樣地條件下工作時只偶然發生一次或兩次地故障 有地文獻上稱此為“軟故障” . 因為此類故障在各種條件相同地狀態下只偶然發生一兩次 . 因此,隨機性故障地原因分析與故障診斷較其它故障困難得多 .一般而言 ,這類故障地發生往 往與安裝質量、組件排列、參數設定、元器件品質、操作失誤與維護不當, 以及工作環境影 響等諸因素有關 . 例如：接插件與連接組件因疏忽未加鎖定 , 印刷電路板上地元器件松動變 形或焊點虛脫 , 繼電器觸點、各類開關觸頭因污染銹蝕以及直流電機碳刷不良等所造

17、成地接 觸不可靠等 . 另外, 工作環境溫度過高或過低、濕度過大、電源波動與機械振動、有害粉塵 與氣體污染等原因均可引發此類偶然性故障 . 因此,加強數控系統地維護檢查 ,確保電氣箱門 地密封 , 嚴防工業粉塵及有害氣體地侵襲等 , 均盡可能避免此類故障隱患地發生 .3. 按故障發生后有無報警顯示分類 有報警顯示地故障 這類故障又可分為硬件報警顯示與軟件報警顯示兩種 .<1）硬件報警顯示地故障硬件報警顯示通常是指各單元裝置上地警示燈 <一般由 LED 發光管或小型指示燈組成）地指示 . 在數控系統中有許多用以指示故障部位地警示燈 , 如控 制操作面板、位置控制印刷線路板、伺服控制單

18、元、主軸單元、電源單元等部位以及光電 閱讀機、穿孔機等外設裝置上常設有這類警示燈 . 一旦數控系統地這些警示燈指示故障狀態 后, 借助相應部位上地警示燈均可大致分析判斷出故障發生地部位與性質, 無疑給故障分析診斷帶來極大方便 .因此, 維修人員日常維護和排除故障時應認真檢查這些警示燈地狀態是 否正常 .<2）軟件報警顯示故障軟件報警顯示通常是指CRT顯示器上顯示出來地報警號和報警信息 .因為數控系統具有自診斷功能 ,一旦檢測到故障 ,即按故障地級別進行處理 , 同時在 CRT上以報警號形式顯示該故障信息.這類報警顯示常見地有：存儲器警示、過熱警示、伺服系統警示、軸超程警示、程序出錯警示、

19、主軸警示、過載警示以及斷線警示等等,通常,少則幾十種 , 多則上千種 , 這無疑為故障判斷和排除提供極大地幫助 .上述軟件報警有來自 NC地報警和來自PLC地報警,前者為數控部分地故障報警,可通 過所顯示地報警號,對照維修手冊中有關 NC故障報警及原因方面內容，來確定可能產生該故 障地原因后者PLC報警顯示由PLC地報警信息文本所提供,大多數屬于機床側地故障報警 , 可通過所顯示地報警號,對照維修手冊中有關 PLC故障報警信息、PLC接口說明以及PLC程 序等內容、檢查 PLC有關接口和內部繼電器狀態 ，來確定該故障所產生地原因通常,PLC報 警發生地可能性要比 NC報警高得多 無報警顯示地故

20、障這類故障發生時無任何硬件或軟件地報警顯示 , 因此分析診斷難度較大 例如：機床 通電后，在手動方式或自動方式運行 X軸時出現爬行現象，無任何報警顯示.又如機床在自動 方式運行時突然停止，而CRT顯示器上無任何報警顯示.還有在運行機床某軸時發生異常聲 響, 一般也無故障報警顯示等等 一些早期地數控系統因為自診斷功能不強；尚未采用 PLC 控制器，無PLC報答信息文本，出現無報警顯示地故障情況會更多一些對于無報警顯示故障 , 通常要具體情況具體分析 , 要根據故障發生地前后變化狀態進 行分析判斷例如：上述X軸在運行時出現爬行現象，可首先判斷是數控部分故障還是伺服 部分故障 具體做法是：在手搖脈沖

21、進給方式中 ， 可均勻地旋轉手搖脈沖發生器 ， 同時分別觀 察比較CRT顯示器上Y軸、z軸與X軸進給數字地變化速率.通常，如數控部分正常，一個軸 地上述變化速率應基本相同，從而可確定爬行故障是 X軸地伺服部分或是機械傳動所造成.有關伺服系統進一步檢查可參閱本篇第 4 章地“交換法”和“隔離法” 4. 按故障發生地原因分類 數控機床自身故障 這類故障地發生是因為數控機床自身地原因引起地 , 與外部使用環境條件無關 . 數控 機床所發生地極大多數故障均屬此類故障 , 但應區別有些故障并非本身而是外部原因所造成 數控機床外部故障這類故障是因為外部原因造成地 . 例如：數控機床地供電電壓過低 , 波動

22、過大 , 相序不 對或三相電壓不平衡；周圍地環境溫度過高 , 有害氣體、潮氣、粉塵侵入；外來振動和干擾 如電焊機所產生地電火花干擾等等均有可能使數控機床發生故障 . 還有人為因素所造成地故 障, 如操作不當 , 手動進給過快造成超程報警 , 自動切削進給過快造成過載報警 , 又如操作人 員不按時按量給機床機械傳動系統加注潤滑油 , 易造成傳動噪聲或導軌摩擦系數過大 , 而使 工作臺進給電機超載 .據有關資料統計 , 首次采用數控機床或由不熟練工人來操作 , 在使用第 一年內 , 因為操作不當所造成地外部故障要占三分之一以上.除上述常見故障分類外 ,還可按故障發生時有無破壞性來分, 可分為破壞性

23、故障和非破壞性故障；按故障發生地部位分 , 可分為數控裝置故障 , 進給伺服系統故障、主軸系統故 障、刀架、刀庫、工作臺故障等等 .第三章 故障地常規處理方法數控系統型號頗多 ,所產生地故障原因往往比較復雜 ,各不相同 ,這里介紹故障處理地一 般方法和步驟 . 一旦故障發生 , 通常按以下步驟進行 .1. 調查故障現場 ,充分掌握故障信息數控系統出現故障后 , 不要急于動手盲目處理 , 首先要查看故障記錄 , 向操作人員詢問 故障出現地全過程 .在確認通電對系統無危險地情況下, 再通電親自觀察 ,特別要注意確定以下主要故障信息： 故障發生時報警號和報警提示是什么？那些指示燈和發光管指示了什么報

24、警？ 如無報警，系統處于何種工作狀態？系統地工作方式診斷結果如FANUC- 0T系統地 700、 701、 712 號診斷內容）是什么？ 故障發生在哪個程序段？執行何種指令？故障發生前進行了何種操作？ 故障發生在何種速度下？軸處于什么位置？與指令值地誤差量有多大？ 以前是否發生過類似故障？現場有無異常現象？故障是否重復發生？2. 分析故障原因 ，確定檢查地方法和步驟在調查故障現象 ， 掌握第一手材料地基礎上分析故障地起因. 故障分析可采用歸納法和演繹法 . 歸納法是從故障原因出發摸索其功能聯系， 調查原因對結果地影響 ， 即根據可能產生該種故障地原因分析 ， 看其最后是否與故障現象相符來確定故

25、障點 . 演繹法是從所發生地 故障現象出發 ， 對故障原因進行分割式地分析方法 .即從故障現象開始 ，根據故障機理 ，列出 多種可能產生該故障地原因；然后 ， 對這些原因逐點進行分析 ， 排除不正確地原因 ， 最后確定 故障點 .分析故障原因時應注意以下幾點：要在充分調查現場掌握第一手材料地基礎上 ， 把故障問題正確地列出來 .俗話說， 能 夠把問題說清楚 ， 就已經解決了問題地一半；要思路開闊 , 無論是數控系統、強電部分、還是機、液、氣等 , 只要將有可能引起 故障地原因以及每一種可能解決地方法全部列出來, 進行綜合、判斷和篩選； 在對故障進行深入分析地基礎上 , 預測故障原因并擬定檢查地

26、內容、步驟和方法 .3. 故障地檢測和排除在檢測故障過程中 , 應充分利用數控系統地自診斷功能, 如系統地開機診斷、運行診斷.PLC地監控功能.根據需要隨時檢測有關部分地工作狀態和接口信息同時還應靈活應用數控系統故障檢查地一些行之有效地方法 , 如交換法、隔離法等 . 在以后地章節中將介紹這 些方法 .另外 , 在檢測排除故障中還應掌握以下若干原則： 先外部后內部 .數控機床是機械、液壓、電氣一體化地機床 , 故其故障地發生必然要從機械、液壓、 電氣這三者綜合反映出來 . 數控機床地檢修要求維修人員掌握先外部后內部地原則即當數 控機床發生故障后 ,維修人員應先采用望、聞、聽、問等方法,由外向內

27、逐一進行檢查 . 比如：數控機床中 , 外部地行程開關、按鈕開關、液壓氣動元件以及印刷線路板插頭座、邊緣 接插件與外部或相互之間地連接部位、電控柜插座或端子排這些機電設備之間地連接部位 因其接觸不良造成信號傳遞失靈 , 是產生數控機床故障地重要因素 . 此外 , 因為工業環境中 , 溫度、濕度變化較大 , 油污或粉塵對元件及線路板地污染 , 機械地振動等 , 對于信號傳送通道 地接插件都將產生嚴重影響 . 在檢修中重視這些因素 , 首先檢查這些部位就可以迅速排除較 多地故障 .另外 ,盡量避免隨意地啟封、拆卸 , 不適當地大拆大卸 ,往往會擴大故障 , 使機床大 傷元氣 ,喪失精度 , 降低性

28、能 . 先機械后電氣 .因為數控機床是一種自動化程度高、技術復雜地先進機械加工設備. 一般來講、機械故障較易察覺 , 而數控系統故障地診斷則難度要大些 . 先機械后電氣就是在數控機床地檢修 中, 首先檢查機械部分是否正常 , 行程開關是否靈活 , 氣動、液壓部分是否存在阻塞現象等等 從我們地經驗來看 ,數控機床地故障中有很大部分是由機械動作失靈引起地.所以, 在故障檢修之前 ,首先注意排除機械性地故障 , 往往可以達到事半功倍地效果 . 先靜后動 .維修人員本身要做到先靜后動 , 不可盲目動手 , 應先詢問機床操作人員故障發生地過 程及狀態 ,閱讀機床說明書、圖紙資料后 , 方可動手查找處理故

29、障 . 其次, 對有故障地機床也 要本著先靜后動地原則 ,先在機床斷電地靜止狀態 , 通過觀察測試、分析 ,確認為非惡性循環 性故障 ,或非破壞性故障后 ,方可給機床通電 , 在運行工況下 ,進行動態地觀察、檢驗和測試 查找故障 ,然而對惡性地破壞性故障 , 必須先行處理排除危險后 , 方可進入通電 ,在運行工況 下進行動態診斷 . 先公用后專用 .公用性地問題往往影響全局 , 而專用性地問題只影響局部 . 如機床地幾個進給軸都不 能運動，這時應先檢查和排除各軸公用地CNC PLC、電源、液壓等公用部分地故障，然后再設法排除某軸地局部問題 . 又如電網或主電源故障是全局性地 , 因此一般應首先

30、檢查電源 部分 ,看看保險絲是否正常 ,直流電壓輸出是否正常 .總之 ,只有先解決影響一大片地主要矛 盾、局部地、次要地矛盾才有可能迎刃而解 . 先簡單后復雜 .當出現多種故障互相交織掩蓋、一時無從下手時 , 應先解決容易地問題 , 后解決難度 較大地問題 . 常常在解決簡單故障地過程中 ,難度大地問題也可能變得容易 , 或者在排除簡易 故障時受到啟發 , 對復雜故障地認識更為清晰 , 從而也有了解決辦法 . 先一般后特殊 .在排除某一故障時 , 要先考慮最常見地可能原因 ,然后再分析很少發生地特殊原因 . 例 如：一臺FANUC-0數控車床Z軸回零不準常常是因為降速擋塊位置走動所造成.一旦出

31、現這一故障 ,應先檢查該擋塊位置 ,在排除這一常見地可能性之后 , 再檢查脈沖編碼器、位置控 制等環節 .第二篇 預防性維護方法第一章 預防性維護地重要性 每臺機床數控系統在運行一定時間之后 , 某些元器件或機械部件難免出現一些損壞或 故障現象 ,問題在于對這種高精度、高效益且又昂貴地設備, 如何延長元器件地壽命和零部件地磨損周期 ,預防各種故 ,特別是將惡性事故消滅在萌芽狀態, 從而提高系統地平均無故障工作時間和使用壽命 , 一個重要方面是要作好預防性維護 .數控機床通常是一個企業地關鍵設備 , 有時在運行中出現了一些不正常現象 , 如級別 較低地報警 , 雖然不影響一時運行 , 但如果怕停

32、機影響生產 , 不及時進行維護和排除 , 而讓其 長時間“帶病”工作 , 必然會造成“小病不治 , 大病吃苦”地后果 . 例如：有些地區電網質量 差,電壓波動大 ,常造成數控系統跳閘 .有些使用者對此現象并不重視 ,讓系統繼續在惡劣地 供電環境中運行 , 最后造成主要模塊燒壞地嚴重后果 .總之 , 做好預防性維護工作是使用好數控機床地一個重要環節, 數控維修人員、操作人員及管理人員應共同做好這項工作 .第二章 預防性維護工作地主要內容 數控系統地維護保養地具體內容 , 在隨機地使用和維修手冊中通常都作了規定 , 現就 共同性地問題作以下要求：1. 嚴格遵循操作規程 .數控系統編程、操作和維修人

33、員必須經過專門地技術培訓 , 熟悉所用數控機床地機械、 數控系統、強電設備、液壓、氣源等部分及使用環境、加工條件等；能按機床和系統使用 說明書地要求正確、合理地使用 . 應盡量避免因操作不當引起地故障 .通常,首次采用數控機床或由不熟練工人來操作 , 在使用地第一年內 ,有三分之一以上地 系統故障是因為操作不當引起地 . 應按操作規程要求進行日常維護工作 . 有些地方需要天天 清理 ,有些部件需要定時加油和定期更換 .2. 對紙帶閱讀機或磁盤閱讀機地定期維護 . 紙帶閱讀機或磁盤閱讀機是數控系統輸入地重要裝置 . 數控系統參數、用戶宏程序和零 件程序都要通過它輸入到 CNC內部紙帶閱讀機讀帶部

34、分有污物會使讀入地紙帶信息出現錯 誤. 所以操作者每天應對閱讀頭、紙帶壓板、紙帶通道表面進行檢查 , 用紗布蘸酒精擦凈污 物. 對紙帶閱讀機地運動部分 , 如主動輪滾軸、導向滾軸、壓緊滾軸等每周應定時清擦 , 對導 向滾軸、張緊臂滾軸等每半年一次加注潤滑油 . 對于磁盤閱讀機中磁盤驅動器內地磁頭應用 專用清洗盤定期進行清洗 .3. 防止數控裝置過熱 .定期清理數控裝置地散熱通風系統. 應經常檢查數控裝置上各冷卻風扇工作是否正常.應視車間環境狀況 ,每半年或一個季度檢查清掃一次 , 具體方法如下： 擰下螺釘 , 拆下空氣過濾器 . 在輕輕振動過濾器地同時 , 用壓縮空氣由里向外吹掉空氣過濾器內地

35、灰塵 . 過濾器太臟時 , 可用中性清潔劑 清潔劑和水地配方為 5：95）沖洗 但不可揉擦） , 然 后置于陰涼處晾干即可 .因為環境溫度過高，造成數控裝置內溫度超過55C 60C時應及時加裝空調裝置.這在我國南方常會發生這種情況 , 安裝空調裝置之后 , 數控系統地可靠性有比較明顯地提高 .4. 經常監視數控系統地電網電壓 .通常 ， 數控系統允許地電網電壓范圍在額定值地 +10-15 ， 如果超出此范圍 ， 輕則使 數控系統不能穩定工作 ， 重則會造成重要電子部件損壞 . 因此， 要經常注意電網電壓地波動 . 對于電網質量比較惡劣地地區 ， 應及時配置數控系統專用地交流穩壓電源裝置 ， 這

36、將使故障 率有比較明顯地降低 .5. 定期檢查和更換直流電動機電刷 . 目前一些老地數控機床上使用地大部分是直流電動機 . 這種電機電刷地過度磨損會影響其性能甚至損壞 . 所以 ， 必須定期檢查電刷 . 數控車床、數控銑床、加工中心等 ， 應每年檢查 一次，頻繁加速機床 如沖床等） ，應每兩個月檢查一次 ，檢查步驟如下： 要在數控系統處于斷電狀態、且電機已經完全冷卻地情況下進行檢查 取下橡膠刷帽 ， 用螺絲刀擰下刷蓋取出電刷 . 測量電刷長度 . 如磨損到原長地一半左右時必須更換同型號地新電刷 . 仔細檢查電刷地弧形接觸面是否有深溝或裂縫， 以及電刷彈簧上有無打火痕跡 . 如有上述現象必須用新

37、電刷交換 ， 并在一個月后再次檢查 . 如還發生上述現象 ， 則應考慮電機地工 作條件是否過分惡劣或電機本身是否有問題 . 用不含金屬粉末及水份地壓縮空氣導人電刷孔， 吹凈粘在刷握孔壁上地電刷粉末 . 如果難以吹凈 ， 可用螺絲刀尖輕輕清理 . 直至孔壁全部干凈為止 . 但要注意不要碰到換向器表面 重新裝上電刷 ， 擰緊刷蓋 . 如果更換了電刷 ， 要使電機空運行跑合一段時間 ，以使電刷 表面與換向器表面吻合良好 .6. 防止塵埃進入數控裝置內 .除了進行檢修外 ， 應盡量少開電氣柜門因為車間內空氣中飄浮地灰塵和金屬粉末落在 印刷電路板和電氣接插件上 ， 容易造成元件間絕緣電阻下降 ， 從而出

38、現故障甚至使元件損壞 . 有些數控機床地主軸控制系統安置在強電柜中 ， 強電門關得不嚴 ， 是使電器元件損壞、主軸 控制失靈地一個原因 . 有些使用者當夏天氣溫過高時干脆打開數控柜門 ， 采用電風扇往數控 柜內吹風 ，以降低機內溫度 ，使機床勉強工作 .這種辦法最終會導致系統加速損壞 .電火花加 工數控設備和火焰切割數控設備 ， 周圍金屬粉塵大 ， 更應注意防止外部塵埃進入數控柜內部 .一些已受外部塵埃、油霧污染地電路板和接插件可采用專用電子清潔劑噴洗. 在清潔接插件時可對插孔噴射足夠地液霧后 ,將原插頭或插腳插入 ,再拔出 ,即可將臟物帶出 ,可反復 進行,直至內部清潔為止 . 接插部位插好

39、后 , 多余地噴液會自然滴出 ,將其擦干即可 . 經過一段 時間之后自然干燥地噴液會在非接觸表面形成絕緣層, 使其絕緣良好 . 在清洗受污染地電路板時,可用清潔劑對電路板進行噴洗 ,噴完后 ,將電路板豎放 ,使塵污隨多余地液體一起流出 , 待晾干之后即可使用 .7. 存儲器用電池定期檢查和更換 .通常,數控系統中部分 CMO存貯器中地存貯內容在斷電時靠電池供電保持一般采用鋰電池或可充地鎳鎘電池 . 當電池電壓下降至一定值就會造成參數丟失 . 因此 , 要定期檢查電池 電壓,當該電壓下降至限定值或出現電池電壓報警 , 應及時更換電池 .更換電池時一般要在數 控系統通電狀態下進行 , 這樣才不會造

40、成存貯參數丟失 . 一旦參數丟失 , 在調換新電池后 , 可 重新將參數輸入 .8. 數控系統長期不用時地維護 .當數控機床長期閑置不用時 , 也應定期對數控系統進行維護保養 . 首先 , 應經常給數控系 統通電 , 在機床鎖住不動地情況下 , 讓其空運行 . 在空氣濕度較大地梅雨季節應該天天通電 , 利用電器元件本身發熱驅走數控柜內地潮氣 , 以保證電子部件地性能穩定可靠 .實踐證明 ,經 常停置不用地機床 , 過了梅雨天后 , 一開機往往容易發生各種故障 .如果數控機床閑置半年以上不用 , 應將直流伺服電機地電刷取出來 , 以免因為化學腐蝕 作用 , 使換向器表面腐蝕 , 換向性能變壞 ,

41、 甚至損壞整臺電機 .第三篇 常用地故障自診斷技術 故障自診斷技術是當今數控系統一項十分重要地技術 , 它地強弱是評價系統性能地一項 重要指標 . 隨著徽處理機技術地快速發展 , 數控系統地自診斷能力越來越強 , 從原來簡單地診 斷朝著多功能和智能化方向發展 . 其報警種類 , 由 10 種到 20 種, 現在已有達到幾千種地 . 當 數控系統一旦發生故障 , 借助系統地自診斷功能 , 往往可以迅速、準確地查明原因并確定故 障部位 .因此,對維修人員來說 ,熟悉和運用系統地自診斷功能是十分重要地 .目前國內使用地各種數控系統地自診斷方法雖各有特色 . 但都是利用數控裝置中地計算 機、運行診斷軟

42、件來進行各種測試 . 常用地自診斷方法歸納起來一般可分三種 . 下面我們將 結合維修實例分別介紹三種自診斷方法在維修中地應用 .第一章 開機自診斷 每當數控系統通電開始 ,系統內部自診斷軟件對系統中最關鍵地硬件和控制軟件 , 如裝 置中CPU RAM ROM等芯片，MDI、CRT I /O等模塊及監控軟件、系統軟件等逐一進行 檢測,并將檢測結果在 CRT上顯示出來.一旦檢測通不過,即在CRT上顯示報警信息或報警號 指出哪個部分發生了故障 . 只有當全部開機診斷項目都正常通過后 ， 系統才能進入正常運行 準備狀態 .開機診斷通常在一分鐘內結束 , 有些采用硬盤驅動器地數控系統 , 如 SINUM

43、ER1K 840C系統因要調用硬盤中地文件 ，時間要略長一些上述開機診斷有些可將故障原因定位到 電路板或模塊上，有些甚至可定位到芯片上，如指出哪塊EPROI出了故障，在不少情況下僅將 故障原因定位在某一范圍內 , 維修人員需要通過維修手冊中所指出地有關數種可能造成地原 因及相應排除方法中找到真正地故障原因并加以排除 .例如：日本東芝機械公司地TOSNU一 600系統,開機通電后,逐一進行以下自診斷檢查并且一一在CRT上顯示出來，如圖1.3-1所示.當顯示始終停止在某行上，不能繼續向下顯示 時,表示該項自診斷通不過.診斷內容如下：看通不過，此項目診斷結果后顯示下顯示主CPU軟件版本;CRT及鍵盤

44、檢查，診斷ZDC2電路板是否 正常；磁泡存儲器檢查，診斷ZBM1電路 板是否正常； 參數裝載，將系統參數、設定參數從磁 泡存儲器中讀入RAM并進行檢查.如通不 過，此項自診斷結束后顯示下列報警號：-003系統參數異常 VERSION 02 (T6ME02 - Z) * * *CRT/KEY CHECKBUBBLE CHECKPARAMETER LOADINGSYSTEM ROM CHECKSERVO ) CHECKPC CHECK1-008設定參數異常 1 一 012磁泡存儲器異常 系統ROM檢查，診斷ZPUI電路板上EPROM中地系統程序，每片EPROM內容地檢查總和是否 改變； 伺服CPU

45、僉查，診斷ZSU2電路板是否正常； PLC檢查,診斷ZPC2 ZMS2電路板是否正常.以上是一個典型地開機自診斷實例.從上例中可以看出，開機自診斷對數控系統地最重要部分一計算機主柜上地電路板進行檢查，以確定哪塊電路板出了故障.這類故障如果采用人工檢查方法往往是很難找到，除非有一套備用電路板逐一調換實驗在對數控系統進行維修時，維修人員應了解該系統地自診斷能力，所能檢查地內容及范圍，做到心中有數.在遇到級別較高地故障報警時，可以關機，重新開機，讓系統再進行開機自 診斷,檢查數控系統這些關鍵部分是否正常.下面舉兩個維修實例介紹開機自診斷功能在排除系統故障中地應用.第二章運行自診斷運行自診斷是數控系統

46、正常工作時 ，運行內部診斷程序，對系統本身、PLC、位置伺服 單元以及與數控裝置相連地其它外部裝置進行自動測試、檢查，并顯示有關狀態信息和故障信息.只要數控系統不斷電，這種自診斷會反復進行，不會停止.現代地數控系統具有豐富地運行自診斷功能,CNC系統地自診斷能力不僅能在 CRT上顯示故障報警信息，而且還能以多頁地“診斷地址”和“診斷數據”地形式為用戶提供各種機 床狀態信息.這些狀態信息有：CNC系統與機床之間地接口輸入輸出信號狀態；CNC與 PLC之間輸人輸出信號狀態；PLC與機床之間輸入/輸出信號狀態；各坐標軸位置地偏差值；刀具距機床參考點地距離；CNC內部各存儲器地狀態信息；伺服系統地狀態

47、信息；MDI面板、機床操作面板地狀態信息等等.充分利用CNC系統提供地這些狀態信息，就能迅速準確 地查明故障、排除故障.第三章脫機診斷一些早期地數控系統，當系統出現故障時，往往需要停機，使用隨機地專用診斷紙帶對系 統進行脫機診斷.診斷時先要將紙帶上地診斷程序讀人數控裝置地RAM中 ,系統中地計算機 運行診斷程序 , 對診斷部位進行測試 , 從而判定是否有故障 . 隨機地專用診斷紙帶有數種 , 一 般可對以下部件進行測試： CPU測試.對CPU地各種指令，實時時鐘中斷，有關寄存器等進行實驗； RAM測試.對RAM存儲器進行各種尋址測試,寫入并讀出,證實各存儲單元地功能是否 正常； 軸控制口和 I

48、/O 接口測試 . 測試坐標軸位置控制是否正常 , 各輸入、輸出接口功能是 否喪失； 紙帶閱讀機測試 . 讓閱讀機讀入專用測試帶 , 輸入時改變送帶速度或方向 , 實驗閱讀機 是否可靠 , 閱讀是否正確；在系統地RAM中輸入診斷程序,進行脫機診斷時,一般會沖掉原先存放在 RAM中地系統 程序、數據以及零件加項目序 . 因此 , 脫機診斷后要重新輸入上述程序和數據 .第四篇 常用地故障檢查方法 因為數控系統所產生地故障千變萬化 ,其原因往往比較復雜 . 而且 , 目前國內所使用地數 控系統 , 極大多數故障自診斷能力還比較弱 , 智能化程度較低 , 不能對系統地所有部件進行測 試, 也不能將故障

49、原因定位到具體地元器件上 ,往往是一個報警號指示出眾多地故障起因 .而 使人難以下手 . 因此,要迅速診斷故障原因 , 及時排除故障 ,很有必要總結出一些行之有效地 故障檢查方法 .多年來 , 廣大維修人員在大量地數控機床維修實踐中摸索出不少實際證明可快速找出故 障原因地檢查方法 . 下面將結合維修實例 , 詳細介紹常用地 10 種故障檢查方法 .第一章 功能程序測試法 功能程序測試法是將所修數控系統地 G、M、S、T、F 功能地全部使用指令編成一個實 驗程序 , 并穿成紙帶或存儲在軟盤上 . 在故障診斷時運行這個程序 , 可快速判定哪個功能不良 或喪失 . 功能程序測試法常應用于以下場合：

50、機床加工造成廢品而一時無法確定是編程, 操作不當、還是數控系統故障時； 數控系統出現隨機性故障 , 一時難以區別是外來干擾 , 還是系統穩定性不好 . 如不能可 靠地執行各加工指令 , 可連續循環執行功能測試程序來診斷系統地穩定性； 閑置時間較長地數控機床在投入使用時或對數控機床進行定期檢修時.第二章 參數檢查法 數控系統地參數是經過一系列實驗、調整而獲得地重要數據 . 參數通常是存放在由電池 保持地RAM中 ,一旦電池電壓不足或系統長期不通電或外部干擾會使參數丟失或混亂,從而使系統不能正常工作 . 當機床長期閑置或無緣無故出現不正常現象或有故障而無報警時, 就應根據故障特征 , 檢查和校對有

51、關參數 .例1配FANUC- 7CM系統地XK715F數控立式銃床出現 X軸伺服電機溫升過高現象, 無任何報警 . 檢查機械、電機、伺服單元皆無故障 . 檢查有關參數 , 發現 22號參數 速度指令 值）在機床停止時 ,其數值閃動比其它軸大得多 .再查 6號參數 反向間隙補償量）其補償值 高達0.25mm.以滿足機床加工精度要求為準 ，適當減小X軸反間隙補償值后，電機過熱故障 消除.對于經過長時間運行地數控機床，因為機械傳動部件磨損，電氣元件性能變化或調換零部件所引起地變化,也需對有關參數進行調整有些故障往往是因為未及時修改某些不適應 地參數值所造成.第三章交換法在數控系統中常有型號完全相同地

52、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，觀察故障轉移情況，以快速確定故障部位.當數控系統某個軸運動不正常， 如爬行、抖動、時動時不動、一個方向動另一個方向不動等故障時，常采用換軸法來確定故障部位.例2配FANU& 7CM系統XK715F型數控立銃床出現縱向拖板 （Y軸正向進給正常，反向進給失常，時動時不動，采用手搖脈沖進給時也 如此.這類故障可先采用換軸法來確定故障部位.圖1.4 2為該系統X、Y兩軸伺服系統電氣連接 圖.我們采用如圖1.4 3所示地檢查步驟.1-縱拖板丫）反向進給失常2-插頭XF與XI、XH與XL同時交換3-縱拖板進給正常否 4-XH與XL復原,

53、YM與XM交換接線5-縱拖板進給正常否6-故障轉移到橫拖板，Y速度單元壞 7-故障轉移至橫拖板.位置板等控制 部分故障8-Y軸馬達組件或機械故障.在第一次交換后故障仍在縱拖板 7-故障轉移至橫 拖板.位置板等控制部分故障 8 Y軸馬達組件或 軸,第二次交換后故障轉移到橫拖板機械故障軸，從而確定Y軸速度控制器有故障.將其電路板拆下 檢查,發現板上一電容損壞.調新電容后，再裝人系統，原故障消除.有時交換法可通過改變參數設置或PLC程序來實現.這種軟件交換，更為方便. 第四章備板置換法利用備用電路板、模塊、集成電路芯片及其它元器件替換有疑點地部位，是一種快速而簡便找出故障地方法.有時若無備板，可借用

54、同型號系統上地電路板來實驗.備板置換前，應檢查有關部分電路，以免因為短路造成好板損壞 .還應檢查實驗板上地選擇開關和跨接線是 否與原板一致，有些還應注意板上電位器地調整.在置換計算機地存儲板后，往往需要對系統作存儲器初始化操作，輸入機器參數等，否則系統仍不能正常工作.如調換FANU 10系統地 主板后，必須按一定地操作步驟先輸入9000 9031選擇參數,然后才能輸入0000 8010系統參數和PC參數.又如當調換FANU 7系統存儲器板后，需重新輸入參數紙帶并對存儲器 區進行分配操作.缺少后一步，一旦零件程序輸入，將產生60號報警 存儲器容量不夠）.還 有一些系統，如日本東芝機械 TOSNU

55、C-600系統對N10000 N10103選擇參數地設置具有相 當特殊地操作步驟.這些在調換計算機地某些板時是應該注意.第五章隔離法有些故障 , 如軸抖動、爬行 ,一時難以區分是數控部分 , 還是系統或機械部分造成 , 常可 采用隔離法將機電分離 , 數控與伺服分離 , 或將位置閉環分離作開環處理這樣復雜地問 題就化為簡單 , 就能較快地找到故障原因例3配FANUC- 7CM系統地XK715F型數控立銃床,其旋轉工作臺B軸）低速時轉 動正常 , 中、高速時出現抖動我們采用隔離法將電機從轉盤上拆下后再運轉 , 仍有抖動現 象再將位置環脫開，外加VCMD給定信號給速度單元，再運轉，還是抖動可見故障

56、在電機 或速度單元上先打開電機 , 發現大量冷卻油進入內部經洗刷電機內部后再裝好 , 運轉時 電機不再抖動.例4配NCE510數控系統和HT400等離子系統地德國依薩公司地切割機,起弧時電流值達600多安培 正常為400安培以內），新換上地電極、旋轉環很快燒壞為了區分此 故障是HT400系統,還是RPC- 600電源系統造成，我們采用隔離法，將RPC- 600中A1板上 X2跨接插座從“外控”轉接至“內控”，這樣將HT400中地電流遙控環節隔離經運行后電流恢復到正常值.可見故障在遙控環節.檢查電流遙控盒和外接線，發現遙控盒至RPC600地活動饋線因長期移動而發生斷線現象 .第六章 直觀法 就是

57、利用人地手、眼、耳、鼻等感覺器官來尋找故障原因. 這種方法在維修中是常用地 ， 也是首先使用地 . “先外后內”地維修原則要求維修人員在遇到故障時應 先采用望、聞、嗅、摸等方法 ， 由外向內逐一進行檢查 . 有些故障采用這種直觀法可 迅速找到故障原因 ， 而采用其它方法要化費不少時間 ， 甚至一時解決不了 .利用人體地視覺功能可觀察設備內部器件或外部連接地形狀變化. 如電氣方面可觀察線路元器件地連接是否松動， 斷線或銅箔斷裂 ， 繼電器、接觸器與各類開關地觸點是否燒蝕或壓力失常 ， 發熱元器件地表面是否過熱變色 ， 電解電容地表面是否膨 脹變形 ， 保護器件是否脫扣 ， 耐壓元器件是否有明顯地擊穿點以及碳刷接觸表面與接 觸壓力是否正常等 . 另外 ， 對開機發生地火花、亮點等異常現象更應重點檢查. 機械故障方面 ， 主要可觀察傳動鏈路組件是否存