機電一體化畢業(yè)論文設計.doc

平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書（論文） 摘要數控技術是集計算機技術、自動控制技術、測試技術和機械制造技術為一體的綜合性高新技術，它將機械裝備的功能、可靠性、效率、質量及自動化程度等提高到一個新的水平。數控機床故障診斷及維護在內容、手段和方法上與傳統(tǒng)機床有很大的區(qū)別，具備數控機床故障診斷技術是正確使用數控機床的基礎。數控的故障診斷是數控機床使用中重要組成部分，也是目前制約數控機床發(fā)揮作用的主要因素之一。關鍵詞：數控技術 故障診斷目錄第一章數控機床簡介41.1 數控機床的概念41.2 數控機床的組成51.3 數控機床分類（按加工工藝及機床用途的類型分類）61.4 數控機床使用中應注意的事項6第二章故障的基本概念及分類72.1 故障的概念72.2 故障的分類72.2.1 故障分類的目的:72.2.2故障的分類72.2.3數控機床維修的特點8第三章數控機床故障診斷93.1故障的調查與分析93.2數控機床故障診斷原則：93.3 數控機床的故障診斷技術103.4數控機床的常見故障排除方法113.5 常見電氣故障排除方法16第四章數控機床的維護與保養(yǎng)174.1 數控系統(tǒng)日常的維護174.2 數控機床維護與保養(yǎng)174.2.1.數控機床維護與保養(yǎng)的目的和意義174.2.2.數控機床維護與保養(yǎng)的基本要求174.2.4 數控機床維護與保養(yǎng)的內容214.2.5 數控系統(tǒng)的使用檢查22致謝25參考文獻26數控機床簡介 圖1-1 數控機床外形1.1 數控機床的概念數控（NC)機床是一種通過編碼指令編制零件加工程序，使刀具沿著程序編制的軌跡自動定位的機床。它是以數控系統(tǒng)為代表的新技術對傳統(tǒng)機械制造業(yè)滲透而形成的機電一體化產品。數控機床的核心是他的控制單元即數控系統(tǒng)。數控（NC)機床技術范圍覆蓋很多領域包括：（1）機械制造技術；（2）信息處理、加工、傳輸技術；（3）自動控制技術；（4）伺服驅動技術；（5）傳感器技術;（6）軟件技術；1.2 數控機床的組成數控機床由數控裝置、伺服驅動裝置、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/輸出設備、可編程控制器、電源等輔助部分。（1）數控裝置（數控系統(tǒng)的核心）由硬件和軟件部分組成，接受輸入代碼經緩存、譯碼、運算插補）等轉變成控制指令，實現直接或通過PLC對伺服驅動裝置的控制。（2）伺服驅動裝置是數控裝置和機床主機之間的聯結環(huán)節(jié)，接受數控裝置的生成的進給信號，經放大驅動主機的執(zhí)行機構，實現機床運動。（3）檢測反饋裝置是通過檢測元件將執(zhí)行元件（電機、刀架）或工作臺的速度和位移檢測出來，反饋給數控裝置構成閉環(huán)或半閉環(huán)系統(tǒng)。（4）機床本體是數控機床的機械結構件（床身箱體、立柱、導軌、工作臺、主軸和進給機構等）1.3 數控機床分類（按加工工藝及機床用途的類型分類）（1）金屬切削類：數控車床、數控銑床、數控磨床、加工中心等（2）金屬成型類：數控壓力機、數控彎管機、數控旋壓機等（3）特種加工類：電火花線切割機、數控激光加工機等（4）測量、繪圖類：三坐標測量儀等1.4 數控機床使用中應注意的事項使用數控機床之前，應仔細閱讀機床使用說明書以及其他有關資料，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機床專業(yè)知識的專業(yè)人員或經過技術培訓的人員，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關掉了機床總電源開關。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外，其它系統(tǒng)參數、主軸參數、伺服參數等，用戶不能私自修改，否則將給操作者帶來設備、工件、人身等傷害；(4)修改參數后，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。第一章 故障的基本概念及分類2.1 故障的概念故障：數控機床部分或全部喪失了原本功能（1）數控機床功能降低，但是沒有完全喪失功能，產生故障的 原因可能是自然壽命。（2）工作環(huán)境影響，性能參數的變化，誤操作等原因；故障診斷：在數控機床運行中，根據設備的故障現象，在掌握數控系統(tǒng)各部分工作原理的前提下，對現行的狀態(tài)進行分析，并輔以必要的檢測手段，查明故障的部位和原因并提出有效的維修對策。2.2 故障的分類2.2.1 故障分類的目的:從數控機床下同德側面對故障進行分析和研究。數控機床和數控加工設備故障可以按故障形成的原因，故障的程度。故障形成的速度。故障發(fā)生的頻率和故障造成的后果進行分類。2.2.2故障的分類（1）按起因分類內在薄弱性故障:是指由于設計，制造和裝配小當，機床存在某些薄弱環(huán)節(jié)所造成的故障。磨損性故障：是指紋控機床或數控加工設備在使用過程中，因正常磨損而引發(fā)的故障，它反映了機床的壽命。錯用性故障：于管理或操作失誤而造成的故障。外在薄弱性故障也叫關聯性故障，后兩種非關聯性故障。（2）按程度分類局部性故障：指數控機床或數控加工設備某部分喪失功能，但不影響整機的功能。整機性故障：指數控機床或數控加工設備某部分喪失功能，造成了整機功能無法實觀（3）按發(fā)生狀分類逐漸性故障：指數控機床或數控加工設備的零部件功能指標逐漸惡化，但可以繼續(xù)運行。急劇性故障：指數控機床或數控加工在正常使用的過程中，事先并無任何故障征兆出現，而突然出現的故障。（4）按發(fā)生頻率分類偶發(fā)性故障：指故障發(fā)生的頻率較低。多發(fā)性故障：指經常發(fā)生的故障。（5）按造成的后果分類一般性故障：指數控機位或數控加工設備的某些零件的功能降低，影響整機的運行。嚴重故障：指數控機床或數控加工設備的某些零部件喪失功能，造成停機惡性故障：指數控機床或數控加工設備遭受嚴重損傷，甚至危及人身安全（6）按診斷方式分類有診斷顯示故障和無診斷顯示故障兩種。（7）按故障嚴重程度分類危險性故障：數控系統(tǒng)發(fā)生故障時，機床安全保護系統(tǒng)在需要動作時，因故障失去保護動作，造成人身或設備事故。安全性故障：機床安全保護系統(tǒng)在不需要動作時發(fā)生動作，引起機床不能啟動（8）按故障發(fā)生性質分類軟件故障：程序編制錯誤、參數設置不正確、機床操作失誤等引起。硬件故障：電子元器件、潤滑系統(tǒng)、限位機構、換刀系統(tǒng)、機床本體等硬件損壞造成。干擾故障：由于系統(tǒng)工藝、線路設計、電源地線配置不當等以及工作環(huán)境的惡劣變化而產生。（9）按故障發(fā)生部位分類主機故障：由于機械部件安裝、調試、操作使用不當；導軌主軸等部件的干涉、摩擦過大；機械零件的損壞、連接不良等原因引起的故障。電氣控制系統(tǒng)故障：通常可分為“弱點”故障和“強電”故障兩大類。(10)按故障性質分類確定性故障：控制系統(tǒng)主機中的硬件損壞或只要滿足一個條件必會發(fā)生的故障。隨機性故障：在工作過程中偶然發(fā)生的故障。2.2.3數控機床維修的特點（1）數控機床是高投入、高精度、高效率的自動化設備；（2）一些重要設備處于關鍵的崗位和工序，因故障停機時，影響產量和質量；（3）數控機床在電氣控制系統(tǒng)和機械結構比普通機床復雜，故障檢測和診斷有一定的難度。第二章 數控機床故障診斷3.1故障的調查與分析這是排故的第一階段，是非常關鍵的階段，主要應作好下列工作： （1）詢問調查在接到機床現場出現故障要求排除的信息時，首先應要求操作者盡量保持現場故障狀態(tài)，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。 （2）現場檢查到達現場后，首先要驗證操作者提供的各種情況的準確性、完整性，從而核實初步判斷的準確度。由于操作者的水平，對故障狀況描述不清甚至完全不準確的情況不乏其例，因此到現場后仍然不要急于動手處理，重新仔細調查各種情況，以免破壞了現場，使排故增加難度。 （3）故障分析根據已知的故障狀況按上節(jié)所述故障分類辦法分析故障類型，從而確定排故原則。由于大多數故障是有指示的，所以一般情況下，對照機床配套的數控系統(tǒng)診斷手冊和使用說明書，可以列出產生該故障的多種可能的原因。 （4）確定原因對多種可能的原因進行排查從中找出本次故障的真正原因，這時對維修人員是一種對該機床熟悉程度、知識水平、實踐經驗和分析判斷能力的綜合考驗。 （5）排故準備有的故障的排除方法可能很簡單，有些故障則往往較復雜，需要做一系列的準備工作，例如工具儀表的準備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購甚至排故計劃步驟的制定等等。 3.2數控機床故障診斷原則：（1） 先外部后內部現代數控系統(tǒng)的可靠性越來越高，數控系統(tǒng)本身的故障率越來越低，而大部分故障的發(fā)生則并非系統(tǒng)本身原因而引起的。由于數控機床是集機械、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。維修人員應先由外到內逐一進行檢查，盡量避免隨意的啟封、拆卸，否則會擴大故障，使機床喪失精度，降低性能。系統(tǒng)外部的故障主要是由于檢測開關、液壓元件、氣動元件、電氣執(zhí)行元件、機械裝置等出現問題而引起的。（2） 先機械后電氣一般來說，機械故障較易發(fā)現，而數控系統(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故障。（2） 先靜態(tài)后動態(tài)先在機床斷電的靜態(tài)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，確認完成后，方可給機床通電，在運行狀態(tài)下，進行動態(tài)觀察、檢驗、測試，查找故障。而對通電后會發(fā)生的破壞性故障的，必須先排除危險后，方可通電。(3) 先簡單后復雜當出現多種故障互相交織，一時無從下手時，應先解決容易的問題，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。3.3 數控機床的故障診斷技術數控系統(tǒng)是高技術密集型產品，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。隨著微處理器的不斷發(fā)展，診斷技術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)的診斷技術大致可分為以下幾類：數控系統(tǒng)是高技術密集型產品，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。隨著微處理器的不斷發(fā)展，診斷技術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)內部診斷程序就自動執(zhí)行診斷。診斷的內容為系統(tǒng)中最關鍵的硬件和系統(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。 在線診斷一般包括自診斷功能的狀態(tài)顯示有上千條，常以二進制的0、1來顯示其狀態(tài)。對正邏輯來說，0表示斷開狀態(tài)，1表示接通狀態(tài)，借助狀態(tài)顯示可以判斷出故障發(fā)生的部位。常用的有接口狀態(tài)和內部狀態(tài)顯示，如利用I/O接口狀態(tài)顯示，再結合PLC梯形圖和強電控制線路圖，用推理法和排除法即可判斷出故障點所在的真正位置。故障信息大都以報警號形式出現。一般可分為以下幾大類：過熱報警類；系統(tǒng)報警類；存儲報警類；編程/設定類；伺服類；行程開關報警類；印刷線路板間的連接故障類。（3）離線診斷 離線診斷是指數控系統(tǒng)出現故障后，數控系統(tǒng)制造廠家或專業(yè)維修中心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，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） 現代診斷技術 隨著電信技術的發(fā)展，IC和微機性價比的提高，近年來國外已將一些新的概念和方法成功地引用到診斷領域。1.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。如西門子公司在CNC系統(tǒng)診斷中采用了這種診斷功能，用戶把CNC系統(tǒng)中專用的“通信接口”連接在普通電話線上，而兩門子公司維修中心的專用通迅診斷計算機的“數據電話”也連接到電話線路上，然后由計算機向 CNC系統(tǒng)發(fā)送診斷程序，并將測試數據輸回到計算機進行分析并得出結論，隨后將診斷結論和處理辦法通知用戶。通訊診斷系統(tǒng)還可為用戶作定期的預防性診斷，維修人員不必親臨現場，只需按預定的時間對機床作一系列運行檢查，在維修中心分析診斷數據，可發(fā)現存在的故障隱患，以便及早采取措施。當然，這類CNC系統(tǒng)必須具備遠程診斷接口及聯網功能2.自修復系統(tǒng)就是在系統(tǒng)內設置有備用模塊，在CNC系統(tǒng)的軟件中裝有自修復程序，當該軟件在運行時一旦發(fā)現某個模塊有故障時，系統(tǒng)一方面將故障信息顯示在CRT上，同時自動尋找是否有備用模塊，如有備用模塊，則系統(tǒng)能自動使故障脫機，而接通備用模塊使系統(tǒng)能較快地進入正常工作狀態(tài)。這種方案適用于無人管理的自動化工作場合。需要注意的是，機床在實際使用中也有些故障既無報警，現象也不是很明顯，對這種情況，處理起來就不那樣簡單了。另外有此設備出現故障后，不但無報警信息，而且缺乏有關維修所需的資料。對這類故障的診斷處理，必須根據具體情況仔細檢查，從現象的微小之處進行分析，找出它的真正原因。要查清這類故障的原因，首先必須從各種表面現象中找山它的真實故障現象，再從確認的故障現象中找出發(fā)生的原因。全面地分析一個故障現象是決定判斷是否正確的重要因素。在查找故障原因前，首先必須了解以下情況：故障是在正常工作中出現還是剛開機就出現的；出現的次數是第一次還是已多次發(fā)生；確認機床加工程序的正確性。3.4數控機床的常見故障排除方法圖3-1 維修流程圖由于數控機床故障比較復雜，同時數控系統(tǒng)自診斷能力還不能對系統(tǒng)的所有部件進行測試，往往是一個報警號指示出眾多的故障原因，使人難以入手。下面介紹維修人員任生產實踐中常用的排除故障方法：（1）直觀檢查法直觀檢查法是維修人員根據對故障發(fā)生時的各種光、聲、味等異?，F象的觀察，確定故障范圍，可將故障范圍縮小到一個模塊或一塊電路板上，然后再進行排除。一般包括：1.詢問:向故障現場人員仔細詢問故障產生的過程、故障表象及故障后果等；2.目視：總體查看機床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)，各電控裝置有無報警指示；局部查看有無保險燒斷，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等；3.觸摸：在整機斷電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、各功率及信號導線的聯接狀況以及用手摸并輕搖元器件，尤其是大體積的阻容、半導體器件有無松動之感，以此可檢查出一些斷腳、虛焊、接觸不良等故障；4.通電：是指為了檢查有無冒煙、打火，有無異常聲音、氣味以及觸摸有無過熱電動機和元件存在而通電，一旦發(fā)現立即斷電分析。如果存在破壞性故障，必須排除后方可通電。例：一臺數控加工中心在運行一段時間后，CRT顯示器突然出現無顯示故障，而機床還可繼續(xù)運轉。停機后再開又一切正常。觀察發(fā)現，設備運轉過程中，每當發(fā)生振動時故障就可能發(fā)生。初步判斷是元件接觸不良。當檢查顯示板時，CRT顯示突然消失。檢查發(fā)現有一晶振的兩個引腳均虛焊松動。重新焊接后，故障消除。（2） 初始化復位法 一般情況下，由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警，可用硬件復位或開關系統(tǒng)電源依次來清除故障。若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電、撥插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統(tǒng)進行初始化清除，清除前應注意作好數據拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進行硬件診斷。 例子：一臺數控車床當按下自動運行鍵，微機拒不執(zhí)行加工程序，也不顯示故障自檢提示，顯示屏幕處于復位狀態(tài)（只顯示菜單）。有時手動、編輯功能正常，檢查用戶程序、各種參數完全正確；有時因記憶電池失效，更換記憶電池等，系統(tǒng)顯示某一方向尺寸超量或各方向的尺寸都超最（顯示尺寸超過機床實斤能加工的最大尺寸或超過系統(tǒng)能夠認可的最大尺寸）。排除方法：采用初始化復位法使系統(tǒng)清零復位（一般要用特殊組合健或密碼）。（3）自診斷法 數控系統(tǒng)已具備了較強的自診斷功能，并能隨時監(jiān)視數控系統(tǒng)的硬件和軟件的工作狀態(tài)。利用自診斷功能，能顯示出系統(tǒng)與主機之間的接口信息的狀態(tài)，從而判斷出故障發(fā)生在機械部分還是數控部分，并顯示出故障的大體部位（故障代碼）。 1.硬件報警指示：是指包括數控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內的各電氣裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結合指示燈狀態(tài)和相應的功能說明便可獲知指示內容及故障原因與排除方法； 2.軟件報警指示：系統(tǒng)軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設有報警顯示，依據顯示的報警號對照相應的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及排除方法。（4）功能程序測試法 功能程序測試法是將數控系統(tǒng)的G、M、S、T、F功能用編程法編成一個功能試驗程序，并存儲在相應的介質上，如紙帶和磁帶等。在故障診斷時運行這個程序，可快速判定故障發(fā)生的可能起因。功能程序測試法常應用于以下場合：1. 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(tǒng)故障引起；2. 數控系統(tǒng)出現隨機性故障，一時難以區(qū)別是外來干擾，還是系統(tǒng)穩(wěn)定性個好；3. 閑置時間較長的數控機床在投入使用前或對數控機床進行定期檢修時。 例：一臺FANUC9系統(tǒng)的立式銑床在自動加工某一曲線零件時出現爬行現象，表面粗糙度極差。在運行測試程序時，直線、圓弧插補時皆無爬行，由此確定原因在編程方面。對加工程序仔細檢查后發(fā)現該曲線由很多小段圓弧組成，而編程時又使用了正確定位外檢查C61指令之故。將程序中的G61取消，改用G64后，爬行現象消除。 （5）備件替換法 用好的備件替換診斷出壞的線路板，即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電路板、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。并做相應的初始化起動，使機床迅速投入正常運轉。 對于現代數控的維修，越來越多的情況采用這種方法進行診斷，然后用備件替換損壞模塊，使系統(tǒng)正常工作。盡最大可能縮短故障停機時間，使用這種方法在操作時注意一定要在停電狀態(tài)下進行，還要仔細檢查線路板的版本、型號、各種標記、跨接是否相同，若不一致則不能更換。拆線時應做好標志和記錄。 一般不要輕易更換CPU板、存儲器板及電地，否則有可能造成程序和機床參數的丟失，使故障擴大。 例：一臺采用西門子SINUMERIK SYSTEM 3系統(tǒng)的數控機床，其PLC采川S5130w/B，一次發(fā)生故障時，通過NC系統(tǒng)PC功能輸入的R參數，在加工中不起作用，不能更改加上程序中R參數的數值。通過對NC系統(tǒng)工作原理及故障現象的分析，認為PLC的主板有問題，與另一臺機床的主板對換后，進一步確定為PLC主板的問題。經專業(yè)廠家維修，故障被排除。（6）交叉換位法 當發(fā)現故障板或者個能確定是否是故障板而又沒有備件的情況下，可以將系統(tǒng)中相同或相兼容的兩個板互換檢查，例如兩個坐標的指令板或伺服板的交換，從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應特別注意，不僅要硬件接線的正確交換，還要將一系列相應的參數交換，否則不僅達不到目的，反而會產生新的故障造成思維混亂，一定要事先考慮周全，設計好軟、硬件交換方案，準確無誤再行交換檢查。 例：一臺數控車床出現X向進給正常，Z向進給出現振動、噪音大、精度差，采用手動和手搖脈沖進給時也如此。觀察各驅動板指示燈亮度及其變化基本正常，疑是Z軸步進電動機及其引線開路或Z軸機械故障。遂將Z軸電機引線換到X軸電機上，X軸電機運行正常，說明Z軸電動機引線正常；又將X軸電機引線換到Z軸電機上，故障依舊；可以斷定是Z軸電動機故障或Z軸機械故障。測量電動機引線，發(fā)現一相開路。修復步進電動機，故障排除。（7）參數檢查法 系統(tǒng)參數是確定系統(tǒng)功能的依據，參數設定錯誤就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。發(fā)生故障時應及時核對系統(tǒng)參數，參數一般存放在磁泡存儲器或存放在需由電池保持的 CMOS RAM中，一旦電池電量不足或由于外界的干擾等因素，使個別參數丟失或變化，發(fā)生混亂，使機床無法正常工作。此時，可通過核對、修正參數，將故障排除。 例：一臺數控銑床上采用了測量循環(huán)系統(tǒng)，這一功能要求有一個背景存貯器，調試時發(fā)現這一功能無法實現。檢查發(fā)現確定背景存貯器存在的數據位沒有設定，經設定后該功能正常。 又如：一臺數控車床數控刀架換對突然出現故障，系統(tǒng)無法自動運行，在手動換刀時，總要過一段時間才能再次換刀。遂對刀補等參數進行檢查，發(fā)現一個手冊上沒有說明的參數P20變?yōu)?0，經查有關資料P20是刀架換刀時間參數，將其清零，故障排除。有時由于用戶程序和參數錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系統(tǒng)的程序自診斷功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。（8）測量比較法 CNC系統(tǒng)生產廠在設計印刷線路板時，為了調整和維修方便，在印刷線路板上設計了一些檢測端子。維修人員通過測量這些檢測端子的電壓或波形，可檢查有關電路的工作狀態(tài)是否正常。但利用檢測端子進行測量之前，應先熟悉這些檢測端子的作用及有關部分的電路或邏輯關系。（9）敲擊法 當系統(tǒng)故障表現為有時正常有時不正常時，基本可以斷定為元器件接觸不良或焊點開焊，利用敲擊法檢查時，當敲擊到虛焊或接觸不良的故障部位時，故障就會出現。（10）局部升溫法 數控系統(tǒng)經過長期運行后元件均要老化，性能變壞。當它們尚未完全損壞時，出現的故障就會時有時無。這時用電烙鐵或電吹風對被懷疑的元件進行局部加溫，會使故障快速出現。操作時，要注意元器件的溫度參數等，注意不要損壞好的元器件（11）原理分析法 根據數控系統(tǒng)的組成原理，可從邏輯上分析各點的邏輯電平和特性參數，如電壓值和波形，使用儀器儀表進行測量、分析、比較，從而確定故障部位。 除以上常用的故障檢測方法之外，還可以采用拔插板法、電壓拉偏法、開環(huán)檢測法等?？傊?，根據不同的故障現象，可以同時選用幾個方法靈活應用、綜合分析，才能逐步縮小故障范圍，較快地排除故障。3.5 常見電氣故障排除方法（1）電源電源是維修系統(tǒng)乃至整個機床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會丟失數據、造成停機。重者會毀壞系統(tǒng)局部甚至全部。西方國家由于電力充足，電網質量高，因此其電氣系統(tǒng)的電源設計考慮較少，這對于我國有較大波動和高次諧波的電力供電網來說就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現由電源而引起的故障。（2）數控系統(tǒng)位置環(huán)故障 1.位置環(huán)報警?？赡苁俏恢脺y量回路開路；測量元件損壞；位置控制建立的接口信號不存在等。2.坐標軸在沒有指令的情況下產生運動?？赡苁瞧七^大；位置環(huán)或速度環(huán)接成正反饋；反饋接線開路；測量元件損壞。3.機床坐標找不到零點?？赡苁橇惴较蛟谶h離零點；編碼器損壞或接線開路；光柵零點標記移位；回零減速開關失靈。4.機床動態(tài)特性變差，工件加工質量下降，甚至在一定速度下機床發(fā)生振動。這其中有很大一種可能是機械傳動系統(tǒng)間隙過大甚至磨損嚴重或者導軌潤滑不充分甚至磨損造成的；對于電氣控制系統(tǒng)來說則可能是速度環(huán)、位置環(huán)和相關參數已不在最佳匹配狀態(tài)，應在機械故障基本排除后重新進行最佳化調整。5.偶發(fā)性停機故障。這里有兩種可能的情況：一種情況是如前所述的相關軟件設計中的問題造成在某些特定的操作與功能運行組合下的停機故障，一般情況下機床斷電后重新通電便會消失；另一種情況是由環(huán)境條件引起的，如強力干擾(電網或周邊設備)、溫度過高、濕度過大等。這種環(huán)境因素往往被人們所忽視，例如南方地區(qū)將機床置于普通廠房甚至靠近敞開的大門附近，電柜長時間開門運行，附近有大量產生粉塵、金屬屑或水霧的設備等等。這些因素不僅會造成故障，嚴重的還會損壞系統(tǒng)與機床，務必注意改善第三章 數控機床的維護與保養(yǎng)4.1 數控系統(tǒng)日常的維護數控系統(tǒng)是數控機床的核心部件，因此，數控機床的維護主要是數控系統(tǒng)的維護。數控系統(tǒng)經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，就必須對數控系統(tǒng)進行日常的維護。概括起來，要注意以下幾個方面。4.2 數控機床維護與保養(yǎng)4.2.1.數控機床維護與保養(yǎng)的目的和意義數控機床是一種綜合應用了計算機技術、自動控制技術、自動檢測技術和精密機械設計和制造等先進技術的高新技術的產物，是技術密集度及自動化程度都很高的、典型的機電一體化產品；。與普通機床相比較，數控機床不僅具有零件加工精度高、生產效率高、產品質量穩(wěn)定自動化程度極高的特點，而且它還可以完成普通機床難以完成或根本不能加工的復雜曲面的零件加工,因而數控機床在機械制造業(yè)中的地位顯得愈來愈為重要。我們甚至可以這樣說：在機械制造業(yè)中，數控機床的檔次和擁有量，是反映一個企業(yè)制造能力的重要標志。但是，我們應當清醒地認識到：在企業(yè)生產中，數控機床能否達到加工精度高、產品質量穩(wěn)定、提高生產效率的目標,這不僅取決于機床本身的精度和性能，很大程度上也與操作者在生產中能否正確地對數控機床進行維護保養(yǎng)和使用密切相關。 與此同時，我們還應當注意到：數控機床維修的概念，不能單純地理解是數控系統(tǒng)或者是數控機床的機械部分和其它部分在發(fā)生故障時，僅僅是依靠維修人員如何排除故障和及時修復，使數控機床能夠盡早地投入使用就可以了，這還應包括正確使用和日常保養(yǎng)等工作。綜上兩方面所述，只有堅持做好對機床的日常維護保養(yǎng)工作，才可以延長元器件的使用壽命，延長機械部件的磨損周期，防止意外惡性事故的發(fā)生，爭取機床長時間穩(wěn)定工作；也才能充分發(fā)揮數控機床的加工優(yōu)勢，達到數控機床的技術性能，確保數控機床能夠正常工作，因此，這無論是對數控機床的操作者，還是對數控機床的維修人員來說，數控機床的維護與保養(yǎng)就顯得非常重要，我們必須高度重視。4.2.2.數控機床維護與保養(yǎng)的基本要求 我們懂得了數控機床的維護與保養(yǎng)的目的和意義后，還必須明確其基本要求。主要包括：（1）在思想上要高度重視數控機床的維護與保養(yǎng)工作，尤其是對數控機床的操作者更應如此，我們不能只管操作，而忽視對數控機床的日常維護與保養(yǎng)。（2）提高操作人員的綜合素質 數控機床的使用比使用普通機床的難度要大，因為數控機床是典型的機電一體化產品，它牽涉的知識面較寬，即操作者應具有機、電、液、氣等更寬廣的專業(yè)知識；再有，由于其電氣控制系統(tǒng)中的CNC系統(tǒng)升級、更新換代比較快，如果不定期參加的專業(yè)理論培訓學習，則不能熟練掌握新的CNC系統(tǒng)應用。因此對操作人員提出的素質要求是很高的。為此，必須對數控操作人員進行培訓，使其對機床原理、性能、潤滑部位及其方式，進行較系統(tǒng)的學習，為更好的使用機床奠定基礎。同時在數控機床的使用與管理方面，制定一系列切合實際、行之有效的措施。 （3）要為數控機床創(chuàng)造一個良好的使用環(huán)境 由于數控機床中含有大量的電子元件，它們最怕陽光直接照射，也怕潮濕和粉塵、振動等，這些均可使電子元件受到腐蝕變壞或造成元件間的短路，引起機床運行不正常。為此，對數控機床的使用環(huán)境應做到保持清潔、干燥、恒溫和無振動；對于電源應保持穩(wěn)壓，一般只允許10% 波動。（4）嚴格遵循正確的操作規(guī)程無論是什么類型的數控機床，它都有一套自己的操作規(guī)程，這既是保證操作人員人身安全的重要措施之一，也是保證設備安全、使用產品質量等的重要措施。因此，使用者必須按照操作規(guī)程正確操作，如果機床在第一次使用或長期沒有時，應先使其空轉幾分鐘；并要特別注意使用中注意開機、關機的順序和注意事項。各類數控機床的操作規(guī)程具體見后面6.5。（5）在使用中，盡可能提高數控機床的開動率在使用中，要盡可能提高數控機床的開動率。對于新購置的數控機床應盡快投入使用，設備在使用初期故障率相對來說往往大一些，用戶應在保修期內充分利用機床，使其薄弱環(huán)節(jié)盡早暴露出來，在保修期內得以解決。如果在缺少生產任務時，也不能空閑不用，要定期通電，每次空運行 1 小時左右，利用機床運行時的發(fā)熱量來去除或降低機內的濕度。（6）要冷靜對待機床故障，不可盲目處理。機床在使用中不可避免地會出現一些故障，此時操作者要冷靜對待，不可盲目處理，以免產生更為嚴重的后果，要注意保留現場，待維修人員來后如實說明故障前后的情況，并參與共同分析問題，盡早排除故障。故障若屬于操作原因，操作人員要及時吸取經驗，避免下次犯同樣的錯誤。（7）制定并且嚴格執(zhí)行數控機床管理的規(guī)章制度除了對數控機床的日常維護外，還必須制定并且嚴格執(zhí)行數控機床管理的規(guī)章制度。主要包括：定人、定崗和定責任的“三定”制度，定期檢查制度，規(guī)范的交接班制度等。這也是數控機床管理、維護與保養(yǎng)的主要內容。4.2.3.數控機床維護與保養(yǎng)的點檢管理 由于數控機床集機、電、液、氣等技術為一體，所以對它的維護要有科學的管理，有目的地制定出相應的規(guī)章制度。對維護過程中發(fā)現的故障隱患應及時清除，避免停機待修，從而延長設備平均無故障時間，增加機床的利用率。開展點檢是數控機床維護的有效辦法。以點檢為基礎的設備維修是日本在引進美國的預防維修制的基礎上發(fā)展起來的一種點檢管理制度。點檢就是按有關維護文件的規(guī)定，對設備進行定點、定時的檢查和維護。其優(yōu)點是可以把出現的故隨和性能的劣化消滅在萌芽狀態(tài)，防止過修或欠修，缺點是定期點檢工作量大。這種在設備運行階段以點檢為核心的現代維修管理體系，能達到降低故降率和維修費用，提高維修效率的目的。我國自20世紀80年代初引進日本的設備點檢定修制，把設備操作者、維修人員和技術管理人員有機地組織起來按照規(guī)定的檢查標準和技術要求，對設備可能出現問題的部位，定人、定點、定量、定期、定法地進行檢查、維修和管理，保證了設備持續(xù)、穩(wěn)定地運行，促進丁生產發(fā)展和經營效益的提高。數控機床的點檢，是開展狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷工作的基礎，主要包括下列內容：（1） 定點 首先耍確定一臺數控機床有多少個維護點，科學地分析這臺設備，找準可能發(fā)生故障的部位。只要把這些維護點“看住”，有了故障就會及時發(fā)現。（2） 定標 對每個維護點要逐個制訂標準，例如間隙、溫度、壓力、流量、松緊度等等，都要有明確的數量標準，只要不超過規(guī)定標準就不算故障。（3） 定期 多長時間檢查一次，要定出檢查周期。有的點可能每班要檢查幾次，有的點可能一個或幾個月檢查一次要根據具體情況確定。（4） 定項 每個維護點檢查哪些項目也要有明確規(guī)定。每個點可能檢查一項，也可能檢查幾項。（5） 定人 由誰進行檢查，是操作者、維修人員還是技術人員,應根據檢查部位和技術精度要求，落實到人。（6） 定法 怎樣檢查也要有規(guī)定，是人工觀察還是用儀器測量,是采用普通儀器還是精密； （7） 檢查 檢查的環(huán)境、步驟要有規(guī)定，是在生產運行中檢查還是停機檢查，是解體檢查還是不解體檢查。（8） 記錄 檢查要詳細做記錄，并按規(guī)定格式填寫清楚。要填寫檢查數據及其與規(guī)定標準的差值、判定印象、處理意見，檢查者要簽名并注明檢查時間。（9） 處理 檢查中間能處理和調整的要及時處理和調整，并將處理結果記人處理記錄。沒有能力或沒有條件處理的，要及時報告有關人員，安排處理。但任何人、任何時間處理都要填寫處理記錄。（10） 分析 檢查記錄和處理記錄都要定期進行系統(tǒng)分析，找出薄弱“維護點”，即故障率高的點或損失大的環(huán)節(jié)，提出意見，交設計人員進行改進設計。 數控機床的點檢可分為日常點檢和專職點撿二個層次。日常點檢負責對機床的一般部件進行點檢，處理和檢查機床在運行過程中出現的故障，由機床操作人員進行。專職點檢負責對機床的關銀部位和重要部件披周期進行重點點檢和設備狀態(tài)監(jiān)測與故陣診斷，制定點檢計劃，做好診斷記錄分析維修結果，提出改善設備維護管理的建議，由專職維修人員進行。 數控機床的點檢作為一項工作制度，必須認真執(zhí)行并持之以桓，才能保證機床的正常運行。圖4-1 數控機床檢修類型從點檢的要求和內容上看，點檢可分為專職點檢、日常點檢和生產點檢三個層次：1.專職點檢負責對機床的關鍵部位和重要部位按周期進行重點點檢和備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷定點檢計劃，做好診斷記錄，分析維修結果，提出改善設備維護管理的建議。2.日常點檢負責對機床的一般部位進行點檢，處理和檢查機床在運行過程中出現的故障。3.生產點檢儀器。 負責對生產運行中的數控機床進行點檢，并負責潤滑、緊固等工作。點檢作為一項工作制度必須認真執(zhí)行并持之以恒，這樣才能保證數控機床的正常運行。4.2.4 數控機床維護與保養(yǎng)的內容 預防性維護的關鍵是加強日常保養(yǎng)，主要的保養(yǎng)工作有下列內容：（1）日檢其主要項目包括液壓系統(tǒng)、主軸潤滑系統(tǒng)、導軌潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)。日檢就是根據各系統(tǒng)的正常情況來加以檢測。例如，當進行主軸潤滑系統(tǒng)的過程檢測時，電源燈應亮，油壓泵應正常運轉，若電源燈不亮，則應保持主軸停止狀態(tài)，與機械工程師聯系。進行維修。（2）周檢其主要項目包括機床零件、主軸潤滑系統(tǒng)，應該每周對其進行正確的檢查，特別是對機床零件要清除鐵屑，進行外部雜物清掃。（3）月檢主要是對電源和空氣于燥器進行檢查。電源電壓在正常情況下額定電180V-220V，頻率50Hz，如有異常，要對其進行測量、調整?？諝庥谠锲鲬撁吭虏鹨淮?，然后進行清洗、裝配。（4）季檢季檢應該主要從機床床身、液壓系統(tǒng)、主軸潤滑系統(tǒng)三方面進行檢查。例如，對機床床身進行檢查時，主要看機床精度、機床水平是否符合手冊中的要求，如有問題，應馬上和機械工程師聯系。對液壓系統(tǒng)和主軸潤滑系統(tǒng)進行檢查時，如有問題，應分別更換新油6oL和20L，并對其進行清洗。（5）半年檢半年后，應該對機床的液壓系統(tǒng)、主軸潤滑系統(tǒng)以及X軸進行檢查，如出現毛病，應該更換新油，然后進行清洗工作。全面地熟悉及掌握了預防性維護的知識后，還必須對油壓系統(tǒng)異常現象的原因與處理有更深的了解及必要的掌握。如當油泵不噴油、壓力不正常、有噪聲等現象出現時，應知道主要原因有哪些，有什么相應的解決方法。對油壓系統(tǒng)異?，F象的原因與處理，主要應從三方面加以了解：1. 油泵不噴油主要原因可能有油箱內液面低、油泵反轉、轉速過低、油粘度過高、油溫低、過濾器堵塞、吸油管配管容積過大、進油口處吸人空氣、軸和轉子有破損處等，對主要原因有相應的解決方法，如注滿油、確認標牌，當油泵反轉時變更過來等。2. 壓力不正常即壓力過高或過低。其主要原因也是多方面的，如壓力設定不適當、壓力調節(jié)閥線圈動作不良、壓力表不正常、油壓系統(tǒng)有漏等。相應的解決方法有按規(guī)定壓力設置拆開清洗、換一個正常壓力表、按各系統(tǒng)依次檢查等。3. 有噪聲噪聲主要是由油泵和閥產生的。當閥有噪聲時，其原因是流量超過了額定標準，應該適當調整流量；當油泵有噪聲時，原因及其相應的解決辦法也是多方面的，如油的粘度高、油溫低，解決方法為升油溫；油中有氣泡時，應放出系統(tǒng)中的空氣等等?？偠灾?，要想做好數控機床的預防性維護工作。4.2.5 數控系統(tǒng)的使用檢查數控系統(tǒng)是數控機床電氣控制系統(tǒng)的核心。每臺機床數控系統(tǒng)在運行一定時間后，某些元器件難免出現一些損壞或者故障。為了盡可能地延長元器件的使用壽命，防止各種故障，特別是惡性事故的發(fā)生，就必須對對數控系統(tǒng)進行日常的維護與保養(yǎng)。主要包括：數控系統(tǒng)的使用檢查和數控系統(tǒng)的日常維護。為了避免數控系統(tǒng)在使用過程中發(fā)生一些不必要的故障，數控機床的操作人員在操作在使用數控系統(tǒng)以前，應當仔細閱讀有關操作說明書，要詳細了解所用數控系統(tǒng)的性能，要熟練掌握數控系統(tǒng)和機床操作面板上各個按鍵、按鈕和開關的作用以及使用注意事項。一般說來，數控系統(tǒng)在通電前后要進行檢查。（1）數控系統(tǒng)在通電前的檢查為了確保數控系統(tǒng)正常工作，當數控機床在第一次安裝調試或者是在機床搬運后第一次通電運行之前，可以按照下述順序檢查數控系統(tǒng)：1.確認交流電源的規(guī)格是否符合CNC裝置的要求，主要檢查交流電源的電壓、頻率和容量。2.認真檢查CNC裝置與外界之間的全部連接電纜是否按隨機提供的連接技術手冊的規(guī)定，正確而可靠地連接。數控系統(tǒng)的連接是指針對數控裝置及其配套的進給和主軸伺服驅動單元而進行的，主要包括外部電纜的連接和數控系統(tǒng)電源的連接。在連接前要認真檢查數控系統(tǒng)裝置與MDI/CRT 單元、位置顯示單元、紙帶閱讀機、電源單元、各印刷電路板和伺服單元等，如發(fā)現問題應及時采取措施或更換。同時要注意檢查連接中的連接件和各個印刷線路板是否緊固，是否插入到位，各個插頭有無松動，緊固螺釘是否擰緊，因為由于不良而引起的故障最為常見。3.確認CNC裝置內的各種印刷線路板上的硬件設定是否符合CNC裝置的要求。這些硬件設定包括各種短路棒設定和可調電位器。4.認真檢查數控機床的保護接地線。數控機床要有良好的地線，以保證設備、人身安全和減少電氣干擾，伺服單元、伺服變壓器和強電柜之間都要連接保護接地線。只有經過上述各項檢查，確認無誤后，CNC裝置才能投入通電運行。（2）數控系統(tǒng)在通電后的檢查數控系統(tǒng)通電后的檢查包括：1.首先要檢查數控裝置中各個風扇是否正常運轉，