1、桂林電子科技大學職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文）淺談數(shù)控機床的維修與維護學院（系）： 機電工程系 專 業(yè)： 數(shù)控技術(shù)專業(yè) 學 號： 學生姓名： 指導教師： 目 錄摘 要2第一章 緒論3第二章 數(shù)控機床概述42.1 數(shù)控機床的簡介42.2 數(shù)控機床的組成 42.3數(shù)控機床的特點 42.4數(shù)控機床的主要技術(shù)指標 52.5數(shù)控機床使用中應(yīng)注意的事項 5第三章 數(shù)控機床的故障診斷 63.1 數(shù)控機床的外部故障診斷方法 63.2 數(shù)控機床常見的故障診斷 63.3數(shù)控機床的故障排除方法 7第四章 數(shù)控機床各部故障分析及維修 114.1數(shù)控機床主軸伺服系統(tǒng)故障檢查及維修 114.2 數(shù)控PLC初始故障的診斷 1

2、14.3 數(shù)控設(shè)備檢測元件故障及維修 114.4數(shù)控機床加工精度異常故障及維修 12第五章 數(shù)控機床的保養(yǎng)及維護 135.1 數(shù)控機床的保養(yǎng)知識 135.2 數(shù)控機床系統(tǒng)的維護 135.3 機械部件的維護 14第六章 結(jié)論 16參考文獻 17致 謝 18摘 要機械制造業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，可以說，沒有發(fā)達的制造業(yè)，就不可能有國家的真正繁榮和富強。而機械制造業(yè)的發(fā)展規(guī)模和水平，則是反映國民經(jīng)濟實力和科學技術(shù)水平的重要指標之一。制造自動化技術(shù)是先進制造技術(shù)的重要組成部分，其核心是數(shù)控技術(shù)。數(shù)控技術(shù)是綜合應(yīng)用計算機、自動化控制、自動檢測及精密機械等高新技術(shù)的產(chǎn)物。它的出現(xiàn)及所帶來得巨大效益，已引起

3、了世界各國科技與工業(yè)界的普遍重視。數(shù)控維修技術(shù)不僅是保障數(shù)控機床正常運行的前提，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，它已經(jīng)成為一門專門的學科。同時也表明，數(shù)控維修技術(shù)是制造業(yè)競爭和發(fā)展的基礎(chǔ)，也是機械制造業(yè)技術(shù)水平的標志。論文主要研究了根據(jù)數(shù)控機床的特點，數(shù)控機床常見的故障及診斷方法，數(shù)控機床的保養(yǎng)知識和講解了數(shù)控車床的維修方法與注意的事項。研究結(jié)果表明：數(shù)控加工在當前制造行業(yè)中占據(jù)著主導地位，在各行各業(yè)中都有他的出現(xiàn)，它的發(fā)展將帶動制造業(yè)的飛速發(fā)展，同時也將影響社會的發(fā)展進程。因此，做好數(shù)控設(shè)備的維護工作，提高數(shù)控設(shè)備的維修效率，是現(xiàn)代制造業(yè)的項重要工作本文的特色在于：通過分

4、析數(shù)控機床的維修維護，提高了加工效率，最終為企業(yè)帶來了效益。關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；數(shù)控機床；常見故障；診斷方法；維修方法； 第一章 緒論數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，離開了數(shù)控技術(shù)，先進制造技術(shù)就成了無本之木。數(shù)控技術(shù)的廣泛使用給機械制造業(yè)生產(chǎn)方式、生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、管理方式帶來深刻的變化，它的關(guān)聯(lián)效益和輻射能力更是難以估計。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備已成為關(guān)系國家戰(zhàn)略和體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其水平高低是衡量一個國家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標志，實現(xiàn)加工機床及生產(chǎn)過程數(shù)控化，已經(jīng)成為當今制造業(yè)的發(fā)展方向。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

5、為基礎(chǔ)，以大規(guī)模集成電路為標志的數(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。 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)這樣原理復雜、結(jié)構(gòu)精密的裝置進行維修就顯得十分必要了。尤其對引進的CNC機床，大多花費了幾十萬到上千萬美元。在許多行業(yè)中，這些設(shè)備均處于關(guān)鍵的工作崗位，若在出現(xiàn)故障后不及時維修排除故障，就會造成較大的經(jīng)濟損失。我

6、們現(xiàn)有的維修狀況和水平，與國外進口設(shè)備的設(shè)計與制造技術(shù)水平還存在很大的差距。造成差距的原因在于：人員素質(zhì)較差，缺乏數(shù)字測試分析手段，數(shù)域和數(shù)域與頻域綜合方面的測試分析技術(shù)等有待提高等等。第二章 數(shù)控機床概述2.1數(shù)控機床的簡介數(shù)控機床是一種技術(shù)含量很高的機、電、儀一體化的高效的自動化機床，綜合了計算機技術(shù)、自動化技術(shù)、伺服驅(qū)動、精密測量和精密機械等各個領(lǐng)域的新的技術(shù)成果，是一門新興的工業(yè)控制技術(shù)。數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字量及字符發(fā)出指令并實現(xiàn)自動化控制的技術(shù)，它已經(jīng)成為制造業(yè)實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)技術(shù)。2.2 數(shù)控機床的組成數(shù)控機床一般由控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)，反饋裝置和機床本體

7、組成。2.3 數(shù)控技術(shù)的特點1) 具有高度柔性：控機床上加工零件，主要取決于加工程序，它與普通機床不同，不必制造、更換許多工具、夾具，不需要經(jīng)常調(diào)整機床。因此，數(shù)控機床適用于零件頻繁更換的場合。也就是適合單件、小批生產(chǎn)及新產(chǎn)品的開發(fā)，縮短了生產(chǎn)準備周期，節(jié)省了大量工藝設(shè)備的費用。2) 加工精度高：數(shù)控機床的加工精度，一般可達到0.0050.1mm，數(shù)控機床是按數(shù)字信號形式控制的，數(shù)控裝置每輸出一個脈沖信號，則機床移動部件移動一個脈沖當量（一般為0.001mm），而且機床進給傳動鏈的反向間隙與絲杠螺距平均誤差可由數(shù)控裝置進行補償，因此，數(shù)控機床定位精度比較高。3) 加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠：工同一批零

8、件，在同一機床，在相同加工條件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀軌跡完全相同，零件的一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定。4) 生產(chǎn)率高：控機床可有效地減少零件的加工時間和輔助時間，數(shù)控機床的主軸轉(zhuǎn)速和進給量的范圍大，允許機床進行大切削量的強力切削，數(shù)控機床目前正進入高速加工時代，數(shù)控機床移動部件的快速移動和定位及高速切削加工，減少了半成品的工序間周轉(zhuǎn)時間，提高了生產(chǎn)效率。5) 改善勞動條件：控機床加工前經(jīng)調(diào)整好后，輸入程序并啟動，機床就能自動連續(xù)的進行加工，直至加工結(jié)束。操作者主要是程序的輸入、編輯、裝卸零件、刀具準備、加工狀態(tài)的觀測，零件的檢驗等工作，勞動強度極大降低，機床操作者的勞動趨于智力型工作。另

9、外，機床一般是封閉式加工，即清潔，又安全。6) 利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化：控機床的加工，可預(yù)先精確估計加工時間，所使用的刀具、夾具可進行規(guī)范化、現(xiàn)代化管理。數(shù)控機床使用數(shù)字信號與標準代碼為控制信息，易于實現(xiàn)加工信息的標準化，目前已與計算機輔助設(shè)計與制造（CAD/CAM）有機地結(jié)合起來，是現(xiàn)代集成制造技術(shù)的基礎(chǔ)。2.4數(shù)控機床的主要技術(shù)指標1.主要規(guī)格尺寸 主要尺寸有床身與刀架最大回轉(zhuǎn)直徑、最大車削長度、最大車削直徑等；數(shù)控銑床主要有工作臺、工作臺T型槽、工作臺行程等規(guī)格尺寸。2.主軸系統(tǒng) 數(shù)控機床主軸采用直流或交流電動機驅(qū)動，具有較寬的調(diào)速范圍和較高的 回轉(zhuǎn)精度，主軸本身的剛度與抗震性比較好。現(xiàn)在數(shù)

10、控機床主軸普遍達到500010000r/min甚至更高的轉(zhuǎn)速，并且可以通過操作面板上的倍率開關(guān)直接改變轉(zhuǎn)速，每擋間隔5%，其調(diào)節(jié)范圍為50%120%。3.進給系統(tǒng) 該系統(tǒng)有進給速度范圍、快進速度范圍、運動分辨率(最小移動增量)、定位精度和螺距范圍等主要技術(shù)參數(shù)。4.定位精度和重復定位精度 定位精度是指數(shù)控機床工作臺或其他運動部件的實際運動位置與指令位置的一致程度，其不一致的差值即為定位誤差。重復定位精度是指在相同的操作方法和條件下，在完成規(guī)定操作次數(shù)過程中得到結(jié)果的一致程度。5.刀具系統(tǒng) 數(shù)控車床包括刀架工位數(shù)、工具孔直徑、刀桿尺寸、換刀時間、重復定位精度各項內(nèi)容。加工中心刀庫容量與換刀時間直

11、接影響其生產(chǎn)率。6.電氣 包括主電動機、飼服電動機規(guī)格型號和功率等。7.冷卻系統(tǒng) 包括冷卻箱容量、冷卻泵輸出量等。2.5數(shù)控機床使用中應(yīng)注意的事項使用數(shù)控機床之前，應(yīng)仔細閱讀機床使用說明書以及其他有關(guān)資料，以便正確操作使用機床，并注意以下幾點：(1) 機床操作、維修人員必須是掌握相應(yīng)機床專業(yè)知識的專業(yè)人員或經(jīng)過技術(shù)培訓的人員，且必須按安全操作規(guī)程及安全操作規(guī)定操作機床；(2) 非專業(yè)人員不得打開電柜門，打開電柜門前必須確認已經(jīng)關(guān)掉了機床總電源開關(guān)。只有專業(yè)維修人員才允許打開電柜門，進行通電檢修；(3) 除一些供用戶使用并可以改動的參數(shù)外，其它系統(tǒng)參數(shù)、主軸參數(shù)、伺服參數(shù)等，用戶不能私自修改，否

12、則將給操作者帶來設(shè)備、工件、人身等傷害；(4) 修改參數(shù)后，進行第一次加工時，機床在不裝刀具和工件的情況下用機床鎖住、單程序段等方式進行試運行，確認機床正常后再使用機床；(5) 機床的PLC程序是機床制造商按機床需要設(shè)計的，不需要修改。不正確的修改，操作機床可能造成機床的損壞，甚至傷害操作者；(6) 建議機床連續(xù)運行最多24小時，如果連續(xù)運行時間太長會影響電氣系統(tǒng)和部分機械器件的壽命，從而會影響機床的精度；(7) 機床全部連接器、接頭等，不允許帶電拔、插操作，否則將引起嚴重的后果。第三章 數(shù)控機床的故障診斷3.1 數(shù)控機床的外部故障診斷方法由于現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來越高，數(shù)控系統(tǒng)本身的故障越

13、來越低，而大部分故障的發(fā)生則是非系統(tǒng)本身原因引起的。數(shù)控設(shè)備的外部故障可以分為軟故障和外部硬件損壞引起的硬故障。軟故障是指由于操作、調(diào)整處理不當引起的，這類故障多發(fā)生在設(shè)備使用前期或設(shè)備使用人員調(diào)整時期。對于數(shù)控系統(tǒng)來說，另一個易出故障的地方為伺服單元。由于各軸的運動是靠伺服單元控制伺服電機帶動滾珠絲杠來實現(xiàn)的。用旋轉(zhuǎn)編碼器作速度反饋，用光柵尺作位置反饋。一般易出故障的地方為旋轉(zhuǎn)編碼器與伺服單元的驅(qū)動模塊。例如，一數(shù)控車床剛投入使用的時候，在系統(tǒng)斷電后重新啟動時，必須要返回到參考點。即當用手動方式將各軸移到非干涉區(qū)外后，再使各軸返回參考點。否則，可能發(fā)生撞車事故。所以，每天加工完后，最好把機床

14、的軸移到安全位置。外部硬件操作引起的故障是數(shù)控修理中的常見故障。這類故障有些可以通過報警信息查找故障原因。對一般的數(shù)控系統(tǒng)來講都有故障診斷功能或信息報警。維修人員可利用這些信息手段縮小診斷范圍。而有些故障雖有報警信息顯示，但并不能反映故障的真實原因。如一臺采用840C系統(tǒng)的數(shù)控車床，第一天工作時完全正常，而第二天上班時卻無論如何也開不了機，工作方式一轉(zhuǎn)到自動方式下就報警“EMPTYING SELECTED MOOE SELECTOR”。加工完工件后，主軸不停，機械手就去抓取工件，后來仔細檢查各部位都無毛病，而是自動工作條件下的一個模式開關(guān)位置錯了。所以，當有些故障原因不明的報警出現(xiàn)的話，一定要

15、檢查各工作方式下的開關(guān)位置。還有些故障不產(chǎn)生故障報警信息，只是動作不能完成，這時就要根據(jù)維修經(jīng)驗、機床的工作原理和PLC運行狀況來分析判斷了。 對于數(shù)控機床的修理，重要的是發(fā)現(xiàn)問題。對外部故障診斷應(yīng)遵從以下兩條原則。首先要熟練掌握機床的工作原理和動作順序。其次，要會利用PLC梯形圖，NC系統(tǒng)的狀態(tài)顯示功能或機外編程器監(jiān)測PLC的運行狀態(tài)，一般只要遵從以上原則，小心謹慎，一般的數(shù)控故障都會及時排除3.2 數(shù)控機床常見的故障診斷數(shù)控系統(tǒng)故障維修通常按照：現(xiàn)場故障的診斷與分析、故障的測量維修排除、系統(tǒng)的試車這三大步進行。3.2.1數(shù)控機床故障診斷(1)先外部后內(nèi)部 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來越高，數(shù)控

16、系統(tǒng)本身的故障率越來越低，而大部分故障的發(fā)生則是非系統(tǒng)本身原因引起的。由于數(shù)控機床是集機械、液壓、電氣為一體的機床，其故障的發(fā)生也會由這三者綜合反映出來。維修人員應(yīng)先由外向內(nèi)逐一進行排查。盡量避免隨意地啟封、拆卸，否則會擴大故障，使機床喪失精度、降低性能。(2)先機械后電氣 一般來說，機械故障較易發(fā)覺，而數(shù)控系統(tǒng)及電氣故障的診斷難度較大。在故障檢修之前，首先注意排除機械性的故障。(3)先靜態(tài)后動態(tài) 先在機床斷電的靜止狀態(tài)，通過了解、觀察、測試、分析，確認通電后不會造成故障擴大、發(fā)生事故后，方可給機床通電。在運行狀態(tài)下，進行動態(tài)的觀察、檢驗和測試，查找故障。而對通電后會發(fā)生破壞性故障的，必須先排

17、除危險后，方可通電。(4)先簡單后復雜 當出現(xiàn)多種故障互相交織，一時無從下手時，應(yīng)先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。往往簡單問題解決后，難度大的問題也可能變得容易。3.2.2數(shù)控機床的故障診斷技術(shù)數(shù)控系統(tǒng)是高技術(shù)密集型產(chǎn)品，要想迅速而正確的查明原因并確定其故障的部位，要借助于診斷技術(shù)。隨著微處理器的不斷發(fā)展，診斷技術(shù)也由簡單的診斷朝著多功能的高級診斷或智能化方向發(fā)展。診斷能力的強弱也是評價CNC數(shù)控系統(tǒng)性能的一項重要指標。目前所使用的各種CNC系統(tǒng)的診斷技術(shù)大致可分為以下幾類：(1)起動診斷 起動診斷是指CNC系統(tǒng)每次從通電開始，系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序就自動執(zhí)行診斷。診斷的內(nèi)容為系統(tǒng)中最關(guān)鍵的

18、硬件和系統(tǒng)控制軟件，如 CPU、存儲器、I/O 等單元模塊，以及MDI/CRT單元、紙帶閱讀機、軟盤單元等裝置或外部設(shè)備。只有當全部項目都確認正確無誤之后，整個系統(tǒng)才能進入正常運行的準備狀態(tài)。否則，將在CRT畫面或發(fā)光二極管用報警方式指示故障信息。此時起動診斷過程不能結(jié)束，系統(tǒng)無法投入運行。(2)在線診斷 在線診斷是指通過CNC系統(tǒng)的內(nèi)裝程序，在系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)時對CNC系統(tǒng)本身及CNC裝置相連的各個伺服單元、伺服電機、主軸伺服單元和主軸電動機以及外部設(shè)備等進行自動診斷、檢查。只要系統(tǒng)不停電，在線診斷就不會停止。(3)離線診斷 離線診斷是指數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，數(shù)控系統(tǒng)制造廠家或?qū)I(yè)維修中心

19、利用專用的診斷軟件和測試裝置進行停機（或脫機）檢查。力求把故障定位到盡可能小的范圍內(nèi)，如縮小到某個功能模塊、某部分電路，甚至某個芯片或元件，這種故障定位更為精確。 (4)現(xiàn)代診斷技術(shù) 隨著電信技術(shù)的發(fā)展，IC和微機性價比的提高，如通信診斷也稱遠程診斷，即利用電話通訊線把帶故障的CNC系統(tǒng)和專業(yè)維修中心的專用通訊診斷計算機通過連接進行測試診斷。3.3數(shù)控機床的故障排除方法診斷方法：簡易診斷技術(shù)：問、看、聽、摸、嗅精密診斷技術(shù)：溫度監(jiān)測、振動監(jiān)測、噪聲監(jiān)測、油液分析、裂紋監(jiān)測直觀法這是一種最基本的方法。維修人員通過對故障發(fā)生時的各種光、聲、味等異常現(xiàn)象的觀察以及認真察看系統(tǒng)的每一處，往往可將故障范

20、圍縮小到一個模塊或一塊印刷線路板。這要求維修人員具有豐富的實際經(jīng)驗，要有多學科的較寬的知識和綜合判斷的能力。3.3.2自診斷功能法現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)雖然尚未達到智能化很高的程度，但已經(jīng)具備了較強的自診斷功能。能隨時監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件的工作狀況。一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即在CRT上報警信息或用發(fā)光二極管批示出故障的大致起因。利用自診斷功能，也能顯示出系統(tǒng)與主機之間接口信號的狀態(tài)，從而判斷出故障發(fā)生在機械部分還是數(shù)控系統(tǒng)部分，并批示出故障的大致部位。這個方法是當前維修時最有效的一種方法。3.3.3功能程序測試法所謂功能程序測試法就是將數(shù)控系統(tǒng)的常用功能和特殊功能，如直線定位、圓弧插補、螺紋切削、固定循環(huán)

21、、用戶宏程序等用手工編程或自動編程方法，編制成一個功能程序測試紙帶，通過紙帶閱讀機送入數(shù)控系統(tǒng)中，然后啟動數(shù)控系統(tǒng)使之進行運行，藉以檢查機床執(zhí)行這些功能的準確性和可靠性，進而判斷出故障發(fā)生的可能起因。本方法對于長期閑置的數(shù)控機床第一次開機時的檢查以及機床加工造成廢品但又無報警的情況下，一時難以確定是編程錯誤或是操作錯誤，還是機床故障時的判斷是一較好的方法。3.3.4交換法這是一種簡單易行的方法，也是現(xiàn)場判斷時最常用的方法之一。所謂交換法就是在分析出故障大致起因的情況下，維修人員可以利用備用的印刷線路板、模板，集成電路芯片或元器件替換有疑點的部分，從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級。它實際

22、上也是在驗證分析的正確性。在備板交換之前，應(yīng)仔細檢查備板是否完好，并應(yīng)檢查備板的狀態(tài)應(yīng)與原板狀態(tài)完全一致。這包括檢查板上的選擇開關(guān)，短路棒的設(shè)定位置以及電位器的位置。在置換CNC裝置的存儲器板時，往往還需要對系統(tǒng)作存儲器的初始化操作（如日本FANUC公司的FS6系統(tǒng)用的磁泡存儲器就需要進行這項工作），重新設(shè)定各種數(shù)控數(shù)據(jù)，否則系統(tǒng)仍將不能正常地工作。又如更換FANUC公司的7系統(tǒng)的存儲器板之后，需重新輸入?yún)?shù)，并對存儲器區(qū)進行分配操作。缺少了后一步，一旦零件程序輸入，將產(chǎn)生60號報警（存儲器容量不夠）。有的CNC系統(tǒng)在更換了主板之后，帶需進行一些特定的操作。如FNUC公司在FS10系統(tǒng)，必須按

23、一定的操作步驟，先輸入90009031號選擇參數(shù)，然后才能輸入0000號至8010號的系統(tǒng)參數(shù)和PC參數(shù)。總之，一定要嚴格地按照有關(guān)系統(tǒng)的操作、維修說明書的要求進行操作。3.3.5轉(zhuǎn)移法所謂轉(zhuǎn)移法就是將CNC系統(tǒng)中具有相同功能的二塊印刷線路板、模塊、集成電路芯片或元器件互相交換，觀察故障現(xiàn)象是否隨之轉(zhuǎn)移。藉此，可迅速確定系統(tǒng)的故障部位。這個方法實際上就是交換法的一種。因此，有關(guān)注意事項同交換法所述。參數(shù)檢查法眾所周知，數(shù)控參數(shù)能直接影響數(shù)控機床的功能。參數(shù) 通常是存放在磁泡存儲器或存放在需由電池保持的CMOS RAM中，一旦電池不足或由于外界的某種干擾等因素，會使個別參數(shù)丟失或變化，發(fā)生混亂，

24、使機床無法正常工作。此時，通過核對、修正參數(shù)，就能將故障排除。當機床長期閑置工作時無緣無故地出現(xiàn)不正常現(xiàn)象或有故障而無報警時，就應(yīng)根據(jù)故障特征，檢查和校對有關(guān)參數(shù)。另外，經(jīng)過長期運行的數(shù)控機床，由于其機械傳動部件磨損，電氣無件性能變化等原因，也需對其有關(guān)參數(shù)進行調(diào)整。有些機床的故障往往就是由于未及時修改某些不適應(yīng)的參數(shù)所致。當然這些故障都是屬于故障的范疇。3.3.7測量比較法CNC系統(tǒng)生產(chǎn)廠在設(shè)計印刷線路板時，為了調(diào)整、維修的便利，在印刷線路板上設(shè)計了多個檢測用端子。用戶也可利用這些端子比較測量正常的印刷線路板和有故障的印刷線路板之間的差異。可以檢測這些測量端子的電壓或波形，分析故障的起因及故

25、障的所在位置。甚至，有時還可對正常的印刷線路人為地制造“故障”，如斷開連線或短路，撥去組件等，以判斷真實故障的起因。為此，維修人員應(yīng)在平時積累印刷線路板上關(guān)鍵部位或易出故障部位在正常時的正確波形和電壓值。因為CNC系統(tǒng)生產(chǎn)廠往往不提供有關(guān)這方面的資料。3.3.8敲擊法當系統(tǒng)出現(xiàn)的故障表現(xiàn)為若有若無時，往往可用敲擊法檢查出故障的部位所在。這是由于CNC系統(tǒng)是由多塊印刷線路板組成，每塊板上又有許多焊點，板間或模塊間又通過插接件及電纜相連。因此，任何虛焊或接觸不良，都可能引起故障。當用絕緣物輕輕敲打有虛焊及接觸不良的疑點處，故障肯定會重復再現(xiàn)。3.3.9局部升溫CNC系統(tǒng)經(jīng)過長期運行后元器件均要老化

26、，性能會變壞。當它們尚未完全損壞時，出現(xiàn)的故障變得時有時無。這時可用熱吹風機或電烙鐵等來局部升溫被懷疑的元器件，加速其老化，以便徹底暴露故障部件。當然，采用此法時，一定要注意元器件的溫度參數(shù)等，不要將原來是好的器件烤壞。3.3.10原理分析法根據(jù)CNC系統(tǒng)的組成原理，可從邏輯上分析各點的邏輯電平和特征參數(shù)（如電壓值或波形），然后用萬用表、邏輯筆、示波器或邏輯分析儀進行測量、分析和比較，從而對故障定位。運用這種方法，要求維修人員必須對整個系統(tǒng)或每個電路的原理有清楚的、較深的了解。除了以上常用的故障檢查測試方法外，還有拔板法，電壓拉偏法，開環(huán)檢測法以及在上章中曾提出的診斷方法等多種。這些檢查方法各

27、有特點，按照不同的故障現(xiàn)象，可以同時選擇幾種方法靈活應(yīng)用，對故障進行綜合分析，才能逐步縮小故障范圍，較快地排除故障。第四章 數(shù)控機床各部故障分析及維修4.1 數(shù)控機床主軸伺服系統(tǒng)故障檢查及維修 電子工業(yè)的飛速發(fā)展，使各種集成度高、性能先進的調(diào)速驅(qū)動層出不窮，給數(shù)控機床的更新?lián)Q代提供了有利條件，但對于目前大中型企業(yè)還無法將舊數(shù)控機床全部改造的現(xiàn)實，修理舊的驅(qū)動系統(tǒng)，仍是維修戰(zhàn)線上的一項艱巨任務(wù)。在維修主回路采用錯位選觸無環(huán)流可逆調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)控車床中所遇到的部分故障及處理方法。 4.2 機床PLC初始故障的診斷機床PLC初始故障的診斷為了保護機床和維修方便，PLC有顯示和檢測機床故障的能力。一

28、旦發(fā)生故障，維修人員就能根據(jù)機床的故障顯示號去確定故障類別，予以排除。但在實際加工過程中，我們發(fā)現(xiàn)有時PLC同時顯示幾個故障，它們是由某一個故障引起的連鎖故障，排除了初始的引發(fā)故障，其它故障報警就消失了。可是從機床PLC顯示的所有報警故障中，維修人員并不知道哪個故障是初始引發(fā)故障，維修人員只能逐個故障去查，這就增加了維修難度。機床PLC初始故障診斷功能，通過PLC程序，準確判斷出初始故障的報警號。維修中，首先排除初始故障，其它引發(fā)故障自行消失，這樣就極大地方便了機床的維修，提高了機床維修的快速性和準確性。 其次初始故障診斷原理設(shè)計的PLC程序不單單是把各個故障都能檢測和顯示出來，還能把最關(guān)鍵的

29、初始故障自動判斷出來。4.3 數(shù)控設(shè)備檢測元件故障及維修 檢測元件是數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的重要組成部分，它起著檢測各控制軸的位移和速度的作用，它把檢測到的信號反饋回去，構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)。測量方式可分為直接測量和間接測量：直接測量就是對機床的直線位移采用直線型檢測元件測量，直接測量常用的檢測元件一般包括：直線感應(yīng)同步器、計量光柵、磁尺激光干涉儀。間接測量就是對機床的直線位移采用回轉(zhuǎn)型檢測元件測量，間接測量常用的檢測元件一般包括：脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、圓感應(yīng)同步器、圓光柵和圓磁柵。 當機床出現(xiàn)如下故障現(xiàn)象時，應(yīng)考慮是否是由檢測元件的故障引起的： 4.3.1機械振蕩（加減速時） (1)脈沖編碼器出現(xiàn)故障，

30、此時檢查速度單元上的反饋線端子電壓是否在某幾點電壓下降，如有下降表明脈沖編碼器不良，更換編碼器。 (2)脈沖編碼器十字聯(lián)軸節(jié)可能損壞，導致軸轉(zhuǎn)速與檢測到的速度不同步，更換聯(lián)軸節(jié)。 (3)測速發(fā)電機出現(xiàn)故障，修復，更換測速機。 4.3.2機械暴走（飛車） 在檢查位置控制單元和速度控制單元的情況下，應(yīng)檢查： (1)脈沖編碼器接線是否錯誤，檢查編碼器接線是否為正反饋，A相和B相是否接反。(2)脈沖編碼器聯(lián)軸節(jié)是否損壞，更換聯(lián)軸節(jié)。 (3)檢查測速發(fā)電機端子是否接反和勵磁信號線是否接錯。 4.3.3主軸不能定向或定向不到位 在檢查定向控制電路設(shè)置和調(diào)整，檢查定向板，主軸控制印刷電路板調(diào)整的同時，應(yīng)檢查

31、位置檢測器（編碼器）是否不良，此時測編碼器輸出波形。 4.3.4坐標軸振動進給 在檢查電動機線圈是否短路，機械進給絲杠同電機的連接是否良好，檢查整個伺服系統(tǒng)是否穩(wěn)定的情況下，檢查脈沖編碼是否良好、聯(lián)軸節(jié)聯(lián)接是否平穩(wěn)可靠、測速機是否可靠。 檢測元件是一種極其精密和容易受損的器件，一定要從下面幾個方面注意，進行正確的使用和維護保養(yǎng)。 1不能受到強烈振動和摩擦以免損傷代碼板，不能受到灰塵油污的污染，以免影響正常信號的輸出。 2工作環(huán)境周圍溫度不能超標，額定電源電壓一定要滿足，以便于集成電路片子的正常工作。 3要保證反饋線電阻，電容的正常，保證正常信號的傳輸。 4防止外部電源、噪聲干擾，要保證屏蔽良好

32、，以免影響反饋信號。 5安裝方式要正確，如編碼器聯(lián)接軸要同心對正，防止軸超出允許的載重量，以保證其性能的正常。 總之，在數(shù)控設(shè)備的故障中，檢測元件的故障比例是比較高的，只要正確的使用并加強維護保養(yǎng)，對出現(xiàn)的問題進行深入分析，就一定能降低故障率，并能迅速解決故障，保證設(shè)備的正常運行。4.4 數(shù)控機床加工精度異常故障及維修 生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到數(shù)控機床加工精度異常的故障。此類故障隱蔽性強、診斷難度大。導致此類故障的原因主要有五個方面:(1)機床進給單位被改動或變化。(2)機床各軸的零點偏置(NULL OFFSET)異常。(3)軸向的反向間隙(BACKLASH)異常。(4)電機運行狀態(tài)異常，即電氣及控制

33、部分故障。(5)機械故障，如絲桿、軸承、軸聯(lián)器等部件。此外，加工程序的編制、刀具的選擇及人為因素，也可能導致加工精度異常。 第五章 數(shù)控機床的保養(yǎng)及維護數(shù)控車床的維修概念，不能單純局限于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，如何排除故障和及時修復，使數(shù)控系統(tǒng)盡早投入使用，還應(yīng)包括正確使用和日常保養(yǎng)等。5.1數(shù)控機床的保養(yǎng)知識數(shù)控設(shè)備是一種自動化程度較高，結(jié)構(gòu)較復雜的先進加工設(shè)備，是企業(yè)的重點、關(guān)鍵設(shè)備。要發(fā)揮數(shù)控設(shè)備的高效益，就必須正確的操作和精心的維護，才能保證設(shè)備的利用率。正確的操作使用能夠防止車床非正常磨損，避免突發(fā)故障；做好日常維護保養(yǎng)，可使設(shè)備持良好的技術(shù)狀態(tài)，延緩劣化進程，及時發(fā)現(xiàn)和消滅故障隱患，從

34、而保證安全運行。5.1.1數(shù)控設(shè)備使用中應(yīng)注意的問題1）數(shù)控設(shè)備的使用環(huán)境為提高數(shù)控設(shè)備的使用壽命，一般要求要避免陽光的直接照射和其他熱輻射，要避免太潮濕、粉塵過多或有腐蝕氣體的場所。腐蝕氣體易使電子元件受到腐蝕變質(zhì)，造成接觸不良或元件間短路 ，影響設(shè)備的正常運行。精密數(shù)控設(shè)備要遠離振動大的設(shè)備，如沖床、鍛壓設(shè)備等。2）電源要求 為了避免電源波動幅度大（大于10%）和可能的瞬間干擾信號等影響，數(shù)控設(shè)備一般采用專線供電（如從低壓配電室分一路單獨供數(shù)控車床使用）或增設(shè)穩(wěn)壓裝置等，都可減少供電質(zhì)量的影響和電氣干擾。3）操作規(guī)程 操作規(guī)程是保證數(shù)控車床安全運行的重要措施之一，操作者一定要按操作規(guī)程操作

35、。車床發(fā)生故障時，操作者要注意保留現(xiàn)場，并向維修人員如實說明出現(xiàn)故障前后的情況，以利于分析、診斷出故障的原因，及時排除。 另外，數(shù)控車床不宜長期封存不用，購買數(shù)控車床以后要充分利用，尤其是投入使用的第一年，使其容易出故障的薄弱環(huán)節(jié)盡早暴露，得以在保修期內(nèi)得以排除。在沒有加工任務(wù)時，數(shù)控車床也要定期通電，最好是每周通電1-2次，每次空運行1小時左右，以利用車床本身的發(fā)熱量來降低機內(nèi)的濕度，使電子元件不致受潮，同時也能及時發(fā)現(xiàn)有無電池報警發(fā)生，以防止系統(tǒng)軟件、參數(shù)的丟失。5.1.2數(shù)控車床的維護保養(yǎng)由于數(shù)控車床系統(tǒng)的不同，各具不同的特性。其維護保養(yǎng)的內(nèi)容和規(guī)則也各有其特色，具體應(yīng)根據(jù)其車床系統(tǒng)種類

36、、型號及實際使用情況，并參照車床使用說明書要求，制訂和建立必要的定期、定級保養(yǎng)制度。5.2數(shù)控機床系統(tǒng)的維護數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心部件，因此，數(shù)控機床的維護主要是數(shù)控系統(tǒng)的維護。數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過一段較長時間的使用，電子元器件性能要老化甚至損壞，有些機械部件更是如此，為了盡量地延長元器件的壽命和零部件的磨損周期，防止各種故障，特別是惡性事故的發(fā)生，就必須對數(shù)控系統(tǒng)進行日常的維護。概括起來，要注意以下幾個方面。1）制訂數(shù)控系統(tǒng)日常維護的規(guī)章制度 根據(jù)各種部件特點，確定各自保養(yǎng)條例。如明文規(guī)定哪些地方需要天天清理（如CNC系統(tǒng)的輸入輸出單元光電閱讀機的清潔，檢查機械結(jié)構(gòu)部分是否潤滑良好等），哪些部件要

37、定期檢查或更換（如直流伺服電動機電刷和換向器應(yīng)每月檢查一次）。2）應(yīng)盡量少開數(shù)控柜和強電柜的門 因為在機加工車間的空氣中一般都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末。一旦它們落在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的印制線路或電器件上，容易引起元器件間絕緣電阻下降，甚至導致元器件及印制線路的損壞。有的用戶在夏天為了使數(shù)控系統(tǒng)超負荷長期工作，打開數(shù)控柜的門來散熱，這是種絕不可取的方法，最終會導致數(shù)控系統(tǒng)的加速損壞。正確的方法是降低數(shù)控系統(tǒng)的外部環(huán)境溫度。因此，應(yīng)該有一種嚴格的規(guī)定，除非進行必要的調(diào)整和維修，不允許隨便開啟柜門，更不允許在使用時敞開柜門。3）定時清掃數(shù)控柜的散熱通風系統(tǒng) 應(yīng)每天檢查數(shù)控系統(tǒng)柜上各個冷卻風扇工作是否正常，

38、應(yīng)視工作環(huán)境狀況，每半年或每季度檢查一次風道過濾器是否有堵塞現(xiàn)象。如果過濾網(wǎng)上灰塵積聚過多，需及時清理，否則將會引起數(shù)控系統(tǒng)柜內(nèi)溫度過高（一般不允許超過55），造成過熱報警或數(shù)控系統(tǒng)工作不可靠。4）數(shù)控系統(tǒng)的輸入/輸出裝置的定期維護80年代以前生產(chǎn)的數(shù)控車床，大多帶有光電式紙帶閱讀機，如果讀帶部分被污染，將導致讀入信息出錯。為此，必須按規(guī)定對光電閱讀機進行維護。5）直流電動機電刷的定期檢查和更換，直流電動機電刷的過渡磨損，會影響電動機的性能，甚至造成電動機損壞。為此，應(yīng)對電動機電刷進行定期檢查和更換。數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等，應(yīng)每年檢查一次。6）定期更換存儲用電池，一般數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)對CMO

39、SRAM存儲器件設(shè)有可充電電池維護電路，以保證系統(tǒng)不通電期間能保持其存儲器的內(nèi)容。在一般情況下，即使尚未失效，也應(yīng)每年更換一次，以確保系統(tǒng)正常工作。電池的更換應(yīng)在數(shù)控系統(tǒng)供電狀態(tài)下進行，以防更換時RAM內(nèi)信息丟失。7）備用電路板的維護 備用的印制電路板長期不用時，應(yīng)定期裝到數(shù)控系統(tǒng)中通電運行一段時間，以防損壞。5.3機械部件的維護1）主傳動鏈的維護，定期調(diào)整主軸驅(qū)動帶的松緊程度，防止因帶打滑造成的掉轉(zhuǎn)現(xiàn)象；檢查主軸潤滑的恒溫油箱、調(diào)節(jié)溫度范圍，及時補充油量，并清洗過濾器；主軸中刀具夾緊裝置長時間使用后，會產(chǎn)生間隙，影響刀具的夾緊，需及時調(diào)整液壓缸活塞的位移量。2）滾珠絲杠螺紋副的維護，定期檢查

40、、調(diào)整絲杠螺紋副的軸向間隙，保證反向傳動精度和軸向剛度；定期檢查絲杠與床身的連接是否有松動；絲杠防護裝置有損壞要及時更換，以防灰塵或切屑進入。3）刀庫及換刀機械手的維護，嚴禁把超重、超長的刀具裝入刀庫，以避免機械手換刀時掉刀或刀具與工件、夾具發(fā)生碰撞；經(jīng)常檢查刀庫的回零位置是否正確，檢查車床主軸回換刀點位置是否到位，并及時調(diào)整；開機時，應(yīng)使刀庫和機械手空運行，檢查各部分工作是否正常，特別是各行程開關(guān)和電磁閥能否正常動作；檢查刀具在機械手上鎖緊是否可靠，發(fā)現(xiàn)不正常應(yīng)及時處理。4）車床精度的維護，定期進行車床水平和機械精度檢查并校正。機械精度的校正方法有軟硬兩種。其軟方法主要是通過系統(tǒng)參數(shù)補償，如

41、絲杠反向間隙補償、各坐標定位精度定點補償、車床回參考點位置校正等；硬方法一般要在車床大修時進行，如進行導軌修刮、滾珠絲杠螺母副預(yù)緊調(diào)整反向間隙等。第六章 結(jié)論隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，科學技術(shù)進步的需求而不斷發(fā)展和完善起來的生產(chǎn)工具，是生產(chǎn)力的重要素。在國民經(jīng)濟中，機械制造業(yè)是基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)部門 。工業(yè)、農(nóng)業(yè)、 國防和科技的現(xiàn)代化，要求機械行業(yè)必須不斷提供各種先進而性能優(yōu)良的設(shè)備與裝備 。而在一般的機械制造中機床所擔負的加工工作量，約占機械制造總工作量40-60。從質(zhì)的方面來說 ，既然機床是制造各種裝備和機器的 ，那么機床的性能就必然直接影響機械產(chǎn)業(yè)的性能、質(zhì)量和經(jīng)濟性。因此機床是國民經(jīng)濟中具有戰(zhàn)略意義的基礎(chǔ)工業(yè)，機床工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高 ，必然對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著重大的作用 ，短短的幾