數(shù)控機床維護與數(shù)控系統(tǒng)故障診斷論文

46/47煙臺工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)控技術(shù)系數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護專業(yè)08級畢業(yè)設(shè)計（論文）題目:數(shù)控機床維護及數(shù)控系統(tǒng)故障診斷姓名張濤學(xué)號2008080047指導(dǎo)教師（簽名）二○年月日

煙臺工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文)誠信承諾書本人慎重承諾：我所撰寫的設(shè)計（論文）《數(shù)控機床維護及數(shù)控系統(tǒng)故障診斷》是在老師的指導(dǎo)下自主完成，沒有剽竊或抄襲他人的論文或成果。如有剽竊、抄襲，本人情愿為由此引起的后果承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。畢業(yè)論文（設(shè)計）的研究成果歸屬學(xué)校所有。學(xué)生(簽名)年月日

目錄TOC\o"1-2"\u一數(shù)控機床 4(一)數(shù)控機床的產(chǎn)生及進展 4（二）數(shù)控機床的特點 5二數(shù)控機床的維修 6（一）維修的內(nèi)容 6（二）維修的特點 6（三）維修的目的： 7（四）故障診斷的方法： 8三主內(nèi)容 11（一）主軸部分 11（二）主軸部件 12（三）電氣部分結(jié)構(gòu) 15四常見的維護問題 17五具體的維護問題 19（一）位置偏差的報警 19（二）機床“爬行”與振動 19結(jié)束語 22致謝 22參考文獻 23

摘要數(shù)控機床故障診斷及維護是數(shù)控機床調(diào)試和使用過程中專門重要的組成部分，是目前制約數(shù)控機床發(fā)揮正常作用的因素之一。隨著數(shù)控機床越來越多的推廣和使用，對數(shù)控機床的診斷和維修就提出了更高的要求?？茖W(xué)技術(shù)的進展對機械產(chǎn)品提出了高精度、高復(fù)雜性的要求，而且產(chǎn)品的更新?lián)Q代也在加速，這對機床不僅提出了精度和效率的要求而且也對其提出了通用性和靈活性的要求。數(shù)控機床確實是針對這種要求而產(chǎn)生的一種新型自動化機床。數(shù)控機床集微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動操縱技術(shù)及伺服驅(qū)動技術(shù)、周密機械技術(shù)于一體，是高度機電一體化的典型產(chǎn)品。它本身又是機電一體化的重要組成部分，是現(xiàn)代機床技術(shù)水平的重要標志，堅持做好數(shù)控機床的日常保養(yǎng)和維修工作，能夠有效地提高元器件使用壽命，幸免產(chǎn)生或及時消除事故隱患，使機床保持良好的運行狀態(tài)。關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；故障；維修

數(shù)控機床維護及數(shù)控系統(tǒng)故障診斷張濤一數(shù)控機床(一)數(shù)控機床的產(chǎn)生及進展自從1952年美國麻省理工學(xué)院研制出世界上第一臺數(shù)控機床以來，數(shù)控機床在制造工業(yè)，特不是在汽車、航空航天、以及軍事工業(yè)中被廣泛地應(yīng)用，數(shù)控技術(shù)不管在硬件和軟件方面，都有飛速進展。數(shù)控機床是在機械制造技術(shù)和操縱技術(shù)的基礎(chǔ)上進展起來的，其過程大致如下：1948年，美國帕森斯公司同意美國空軍托付，研制直升飛機螺旋槳葉片輪廓檢驗用樣板的加工設(shè)備。由于樣板形狀復(fù)雜多樣，精度要求高，一般加工設(shè)備難以適應(yīng)，因此提出采納數(shù)字脈沖操縱機床的設(shè)想。1949年，該公司與美國麻省理工學(xué)院(MIT)開始共同研究，并于1952年試制成功第一臺三坐標數(shù)控銑床，當時的數(shù)控裝置采納電子管元件。1959年，數(shù)控裝置采納了晶體管元件和印刷電路板，出現(xiàn)帶自動換刀裝置的數(shù)控機床，稱為加工中心(MCMachiningCenter)，使數(shù)控裝置進入了第二代。1965年，出現(xiàn)了第三代的集成電路數(shù)控裝置，不僅體積小，功率消耗少，且可靠性提高，價格進一步下降，促進了數(shù)控機床品種和產(chǎn)量的進展。60年代末，先后出現(xiàn)了由一臺計算機直接操縱多臺機床的直接數(shù)控系統(tǒng)(簡稱DNC)，又稱群控系統(tǒng)；采納小型計算機操縱的計算機數(shù)控系統(tǒng)(簡稱CNC)，使數(shù)控裝置進入了以小型計算機化為特征的第四代。1974年，研制成功使用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計算機數(shù)控裝置(簡稱MNC)，這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。20世紀80年代初，隨著計算機軟、硬件技術(shù)的進展，出現(xiàn)了能進行人機對話式自動編制程序的數(shù)控裝置；數(shù)控裝置愈趨小型化，能夠直接安裝在機床上；數(shù)控機床的自動化程度進一步提高，具有自動監(jiān)控刀具破損和自動檢測工件等功能。20世紀90年代后期，出現(xiàn)了PC+CNC智能數(shù)控系統(tǒng)，即以PC機為操縱系統(tǒng)的硬件部分，在PC機上安裝NC軟件系統(tǒng)，此種方式系統(tǒng)維護方便，易于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化制造。高速、周密、復(fù)合、智能和綠色是數(shù)控機床技術(shù)進展的總趨勢，近幾年來，在有用化和產(chǎn)業(yè)化等方面也有較快的進展。時間名稱1952年NC數(shù)控銑床1958年MC加工中心1961年DNC計算機直接數(shù)控1965年AC自適應(yīng)操縱1973年CNC計算機數(shù)控1974年CAC/CAM計算機輔助設(shè)計/制造1979年FMC/FMS柔性制造單元/系統(tǒng)1980年CIMS計算機集成制造系統(tǒng)以后數(shù)控機床的類型將更加多樣化，多工序集中加工的數(shù)控機床品種越來越多；激光加工等技術(shù)將應(yīng)用在切削加工機床上，從而擴大多工序集中的工藝范圍；數(shù)控機床的自動化程度更加提高，并具有多種監(jiān)控功能，從而形成一個柔性制造單元，更加便于納入高度自動化的柔性制造系統(tǒng)中。（二）數(shù)控機床的特點1.特點：●加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量；●可進行多坐標的聯(lián)動，能加工形狀復(fù)雜的零件；●加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)約生產(chǎn)預(yù)備時刻；數(shù)控折彎機●機床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高（一般為一般機床的3~5倍）；●機床自動化程度高，能夠減輕勞動強度；●對操作人員的素養(yǎng)要求較高，對維修人員的技術(shù)要求更高。二數(shù)控機床的維修（一）維修的內(nèi)容數(shù)控機床由機床本體（包括液壓、氣動和潤滑裝置等）和電氣操縱系統(tǒng)兩大部分組成。就機床本體而言，由于機械部件處于運動摩擦過程中，因此，主軸箱的冷卻和潤滑，導(dǎo)軌副和絲杠螺母副的間隙調(diào)整、潤滑及支承的預(yù)緊，液壓和氣動裝置的壓力和流量調(diào)整等。數(shù)控機床最終是以位置操縱為目的，因此，位置檢測裝置維護的好壞將直接阻礙到機床的運動精度和定位精度。因此，電氣系統(tǒng)的故障診斷及維護，內(nèi)容多，設(shè)計面廣，是維護和故障診斷的重點部分。（二）維修的特點1.數(shù)控機床是高投入、高精度、高效率的自動化設(shè)備；2.一些重要設(shè)備處于關(guān)鍵的崗位和工序，因故障停機時，阻礙產(chǎn)量和質(zhì)量；3.數(shù)控機床在電氣操縱系統(tǒng)和機械結(jié)構(gòu)比一般機床復(fù)雜，故障檢測和診斷有一定的難度。按照數(shù)控機床故障頻率的高低,整個使用壽命期大致可分為三個時期,即初始使用故障期,相對穩(wěn)定運行期以及壽命終了期.如圖所示。（1）初始使用期整機安裝調(diào)試后,開始運行半年至一年期間,故障頻率較高,一般無規(guī)律可循.在那個時期,電氣、液壓和氣動系統(tǒng)故障頻率約占整個初始使用期的90%,為此,要加強對機床的監(jiān)測,勤記錄,定期對機床進行機電調(diào)整,以保證設(shè)備各種運行參數(shù)處于技術(shù)規(guī)范之內(nèi)。（2）相對穩(wěn)定運行期進入相對穩(wěn)定的正常運行期后,各類元器件器質(zhì)性的故障較為罕見,但不排除偶發(fā)性故障的產(chǎn)生,因此仍要堅持記錄。另外,要堅持每個六個月對設(shè)備醉一次機電綜合檢測和復(fù)校，那個時期內(nèi)，機電故障發(fā)生的概率近乎相等，且大多數(shù)能夠排除。（3）壽命終了期機床進入壽命終了期后，各類元器件開始加速磨損和老化，故障頻率開始逐年遞增，故障性質(zhì)屬于漸發(fā)性和器質(zhì)性的。故障診斷時往往不能單純地從機械方面或電氣方面來考慮，必須加以綜合，全方位的加以考慮。（三）維修的目的：數(shù)控機床是機電一體化在機修加工領(lǐng)域中的典型產(chǎn)品，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。要發(fā)揮數(shù)控機床的高效益，就要保證他的開動率，這就對數(shù)控機床提出了穩(wěn)定性和可靠性的要求。衡量該要求的指標是平均無故障時刻MTBF，即為兩次無故障時刻；同時，當設(shè)備出故障后，要求排故障的修理時刻MTTR越短越好，因此衡量上述要求的另一個指標時平均有效度A：A=MTBF/MTBF+MTTR,為提高MTBF，降低MTTR,一方面要加強日常維護，延長無故障時刻；另一方面出故障后，要盡快診斷出故障緣故加以恢復(fù)，事實上能夠用通俗的話講，確實是平常要注意保養(yǎng)幸免出?。簧『?，要及時就醫(yī)，診斷出病因，對癥下藥盡快康復(fù)。衡量的指標有：MTBF—平均無故障時刻MTTR—排除故障的修理時刻平均有效度A：A=MTBF/（MTBF+MTTR）特不是對柔性制造系統(tǒng)，任何一臺數(shù)控機床出故障都會阻礙帶整條生產(chǎn)線的運行，其經(jīng)濟損失是相當大的，因此快速診斷出故障緣故和加強日常維護就顯得專門重要了。（四）故障診斷的方法：1.故障診斷要緊內(nèi)容：

故障診斷的實質(zhì)是在診斷對象出現(xiàn)故障的前提下,通過來自外界或系統(tǒng)本身的信息輸入,通過處理,推斷出故障種類,定為故障部位(元部件),進而可能出故障可能時刻、嚴峻程度、故障緣故等,甚至還能夠提供評價、決策以及進行維修的建議。

現(xiàn)代故障診斷的要緊內(nèi)容應(yīng)包括實時監(jiān)測技術(shù),故障分析(診斷)技術(shù)和故障修復(fù)方法三個部分。從信息獵取到故障定位,再到故障的排除,作為單獨的技術(shù)領(lǐng)域進展的同時,又作為故障診斷的技術(shù)共同協(xié)調(diào)進展。2.故障診斷應(yīng)遵循的原則及常用的儀器和技術(shù)資料（1）第一，先外部后內(nèi)部數(shù)控機床的檢修要求維修人員掌握先外部后內(nèi)部的原則，由外向內(nèi)逐一進行檢查排除。第二，先機械后電氣首先檢查機械是否正常，行程開關(guān)是否靈活，氣動液壓部分是否正常等，在故障檢修之前，首先注意排除機械的故障。第三，先靜后動維修人員本身要做到先靜后動。首先詢問機床操作人員故障發(fā)生的過程及狀態(tài)，查閱機床講明書、圖紙資料，進行分析后，才可動手查找和處理故障。

（2）診斷常用的儀器、儀表及工具萬用表－可測電阻、交、直流電壓、電流。相序表－可檢測直流驅(qū)動裝置輸入電流的相序。轉(zhuǎn)速表－可測量伺服電動機的轉(zhuǎn)速，是檢查伺服調(diào)速系統(tǒng)的重要依據(jù)。鉗形電流表－可不斷線檢測電流。測振儀－是振動檢測中最常用、最差不多的儀器。短路追蹤儀－可檢測電氣維修中經(jīng)常碰到的短路故障現(xiàn)象。邏輯測試筆－可測量數(shù)字電路的脈沖、電平。IC測試儀－用于數(shù)控系統(tǒng)集成電路元件的檢測和篩選。工具－彈頭鉤形扳手、拉錐度平鍵工具、彈性手錘、拉卸工具等。

（3）診斷用技術(shù)資料要緊有：數(shù)控機床電氣講明書，電氣操縱原理圖，電氣連接圖，參數(shù)表，

PLC程序，編程手冊，數(shù)控系統(tǒng)安裝與維修手冊，伺服驅(qū)動系統(tǒng)使用講明書等。數(shù)控機床的技術(shù)資料特不重要，必須參照機床實物認真認真地閱讀。一旦機床發(fā)生故障，在進行分析的同時查閱相關(guān)資料。3.常用的診斷方法

W（1）直觀檢查法它是維修人員最先使用的方法。在故障診斷時，首先要詢問，向故障現(xiàn)場人員認真詢問故障產(chǎn)生的過程、故障表象及故障后果，同時在整個分析、推斷過程中可能要多次詢問；其次是認真檢查，依照故障診斷原則由外向內(nèi)逐一進行觀看檢查?？傮w查看機床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)(例如各坐標軸位置、主軸狀態(tài)、刀庫、機械手位置等)，各電控裝置(如數(shù)控系統(tǒng)、溫控裝置、潤滑裝置等)有無報警指示，局部特不要注意觀看電路板的元器件及線路是否有燒傷、裂痕等現(xiàn)象、電路板上是否有短路、斷路，芯片接觸不良等現(xiàn)象，關(guān)于已維修過的電路板，更要注意有無缺件、錯件及斷線等情況；再次是觸摸，在整機斷電條件下能夠通過觸摸各要緊電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、各功率及信號導(dǎo)線(如伺服與電機接觸器接線)的聯(lián)接狀況等來發(fā)覺可能出現(xiàn)故障的緣故。

（2）儀器檢查法使用常規(guī)電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關(guān)直流及脈沖信號等進行測量，從中找尋可能的故障。例如：用萬用表檢查各電源情況，以及對某些電路板上設(shè)置的相關(guān)信號狀態(tài)測量點的測量，用示波器觀看相關(guān)的脈動信號的幅值、相位甚至有、無，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及緣故等等。.（3）功能程序測試法功能程序測試法是將數(shù)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(yīng)的介質(zhì)上。在故障診斷時運行那個程序，可快速判定故障發(fā)生的可能起因。功能程序測試法常應(yīng)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、依舊由于數(shù)控系統(tǒng)故障引起的。②數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)隨機性故障。一時難以區(qū)不是外來干擾，依舊系統(tǒng)穩(wěn)定性差時。

③閑置時刻較長的數(shù)控機床在投入使用前或?qū)?shù)控機床進行定期檢修時。

（4）信號與報警指示分析法

①硬件報警指示這是指包括伺服系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)在內(nèi)的各、電器裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應(yīng)的功能講明便可獲知指示內(nèi)容及故障緣故與排除方法。

②軟件報警指示如前所述的系統(tǒng)軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設(shè)有報警顯示，依據(jù)顯示的報警號對比相應(yīng)的診斷講明手冊便可獲知可能的故障緣故及故障排除方法。

（5）接口狀態(tài)檢查法數(shù)控系統(tǒng)多將PLC集成于其中，而CNC與PLC之間則以一系列接口信號形式相互通訊聯(lián)接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失相關(guān)的，這些接口信號有的能夠在相應(yīng)的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示，有的能夠通過簡單操作在CRT屏幕上顯示，而所有的接口信號都能夠用PLC編程器調(diào)出。這種檢查方法要求維修人員既要熟悉本機床的接口信號，又要熟悉PLC編程器的應(yīng)用。

（6）參數(shù)檢查法數(shù)控系統(tǒng)、PLC及伺服驅(qū)動系統(tǒng)都設(shè)置許多可修改的參數(shù)以適應(yīng)不同機床、不同工作狀態(tài)的要求。這些參數(shù)不僅能使各電氣系統(tǒng)與具體機床相匹配，而且更是使機床各項功能達到最佳化所必需的。因此，任何參數(shù)的變化(尤其是模擬量參數(shù))甚至丟失差不多上不同意的；而隨機床的長期運行所引起的機械或電氣性能的變化會打破最初的匹配狀態(tài)和最佳化狀態(tài)。此類故障需要重新調(diào)整相關(guān)的一個或多個參數(shù)方可排除。這種方法對維修人員的要求是專門高的，不僅要對具體系統(tǒng)要緊參數(shù)十分了解，既知曉其地址熟悉其作用，而且要有較豐富的電氣調(diào)試經(jīng)驗。

（7）試探交換法即在分析出故障大致起因的情況下，維修人員能夠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。采納此法之前應(yīng)注意以下幾點：

①更換任何備件都必須在斷電情況下進行。

②許多印制電路板上都有一些開關(guān)或短路棒的設(shè)定以匹配實際需要，因此在更換備件板上一定要記錄下原有的開關(guān)位置和設(shè)定狀態(tài)，并將新板作好同樣的設(shè)定，否則會產(chǎn)生報警而不能工作。

③某些印制電路板的更換還需在更換后進行某些特定操作以完成其中軟件與參數(shù)的建立。這一點需要認真閱讀相應(yīng)電路板的使用講明。

④有些印制電路板是不能輕易拔出的，例如含有工作存儲器的板，或者備用電池板，它會丟失有用的參數(shù)或者程序。必須更換時也必須遵照有關(guān)講明操作。

鑒于以上條件，在拔出舊板更換新板之前一定要先認真閱讀相關(guān)資料，弄明白要求和操作步驟之后再動手，以免造成更大的故障。

（8）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)整和維修方便，在印刷線路板上設(shè)計了一些檢測量端子。維修人員通過檢測這些測量端子的電壓或波形，可檢查有關(guān)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(yīng)先熟悉這些檢測端子的作用及有關(guān)部分的電路或邏輯關(guān)系。

（9）專門處理法當今的數(shù)控系統(tǒng)已進入PC級、開放化的時期，其中軟件含量越來越豐富，有系統(tǒng)軟件、機床制造者軟件、甚至還有使用自己的軟件，由于軟件邏輯的設(shè)計中不可幸免的一些問題，會使得有些故障狀態(tài)無從分析，例如死機現(xiàn)象。關(guān)于這種故障現(xiàn)象則能夠采取專門手段來處理，比如整機斷電，稍作停頓后再開機，有時則可能將故障消除。維修人員能夠在自己的長期實踐中摸索其。

故障處理對策除非出現(xiàn)阻礙設(shè)備或人身安全的緊急情況，不要立即切斷機床的電源，應(yīng)保持故障現(xiàn)場。從機床外觀、CRT顯示的內(nèi)容、主板或驅(qū)動裝置報警燈等方面進行檢查?？砂聪到y(tǒng)復(fù)位鍵，觀看系統(tǒng)的變化，報警是否消逝。如消逝，講明是隨機性故障或是由操作錯誤引起的。如不能消逝，把可能引起該故障的緣故排列出來，進行綜合分析、推斷，必要時進行一些檢測或試驗，達到確診故障的目的。三主內(nèi)容（一）主軸部分數(shù)控機床對主軸要求在專門寬范圍內(nèi)轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)，恒功率范圍寬，當要求機床有螺紋加工功能、準停功能和恒線速加工等功能時，就要求主軸提出相應(yīng)的進給操縱和位置操縱要求。主軸驅(qū)動系統(tǒng)的故障診斷與維修：

常見故障：

1.外界干擾

當主軸轉(zhuǎn)速指令為零時，主軸仍往復(fù)轉(zhuǎn)動，調(diào)整零速平衡和漂移補償也不能消除故障。緣故為受電磁干擾，屏蔽和接地措施不良。

2.過載

電機過熱，驅(qū)動裝置顯示過電流報警，檢查切削用量是否過大，正，反轉(zhuǎn)是否頻繁。

3.主軸定位

主軸定位操縱一種是利用磁性傳感器的電氣準停操縱，另一種是編碼器的準停操縱。準停要通過減速過程，如減速或增益參數(shù)設(shè)置不當，傳感器失靈等可引起定位抖動。

4.無轉(zhuǎn)進給

要執(zhí)行每轉(zhuǎn)進給的指令，主軸必須有每轉(zhuǎn)一個脈沖的反饋信號，一般情況下為主軸編碼器有問題。5.主軸電機不轉(zhuǎn)

CNC系統(tǒng)至主軸驅(qū)動裝置除了轉(zhuǎn)速模擬量（0—10伏）操縱信號外，還有使能操縱信號，一般為DC+24繼電器線圈電壓。另外主軸啟動條件，如潤滑，冷卻等是否滿足。（二）主軸部件1、維護特點機床的主軸部件是機床重要部件之一，它帶動工件或刀具執(zhí)行機床的切削運動，因此數(shù)控機床主軸部件的精度，抗振性和熱變形對加工質(zhì)量有直接的阻礙，由于數(shù)控機床在加工過程中不進行人工調(diào)整，這些阻礙就更為嚴峻。主軸部件是阻礙機床加工精度的要緊部件，它的回轉(zhuǎn)精度阻礙工件的加工精度，它的功率大小與回轉(zhuǎn)精度阻礙加工效率；它的自動變速，準停和換刀等阻礙機床的自動化程度。因此，要求主軸部件具有與本機床工作性能相適應(yīng)的高回轉(zhuǎn)精度、剛度、抗震性、耐磨性和低的溫升。在結(jié)構(gòu)上，必須專門好地解決刀具和工件的裝夾，軸承的配置、軸承間隙調(diào)整和潤滑密封等問題。主軸的結(jié)構(gòu)依照數(shù)控機床的規(guī)格、精度采納不同的主軸軸承。（1）主軸潤滑為了保證主軸有良好的潤滑，減少摩擦發(fā)熱，同時又能把主軸組件的熱量帶走，通常采納循環(huán)式潤滑系統(tǒng)。用液壓泵供油強力潤滑，在油箱中使用油溫操縱器操縱油液溫度。（2）防泄漏在密封件中，被密封的介質(zhì)往往是以穿漏、滲透或擴散的形式越界滲漏到密封連接處的彼測臥式加工中心主軸前支承處采納的雙層小間隙密封裝置。要是間隙密封結(jié)構(gòu)能在一定的壓力和溫度范圍內(nèi)具有良好的密封防漏性能，必須保證法蘭盤與主軸及軸承端面的配合間隙。如下圖主軸前支承的密封結(jié)構(gòu) 1—進油口；2—軸承；3—套筒；4、5—法蘭盤；6—主軸；7—泄漏孔；8—回油斜孔；9—泄油孔。（3）刀具夾緊在活塞推動拉桿松開刀柄的過程中，壓縮空氣由噴氣頭通過活塞中心孔和拉桿中的孔吹出，將錐孔清理潔凈，防止主軸錐孔中掉入切屑和灰塵，把主軸錐孔表面和刀桿的錐柄劃傷，同時保證刀具的正確位置。主軸錐孔的清理十分重要。2、主傳動鏈的維護（1）熟悉數(shù)控機床主傳動鏈的結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)，嚴禁超性能使用。（2）主傳動鏈出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時，應(yīng)立即停機排除故障。（3）注意保持主軸與刀柄連接部位及刀柄的清潔，防止對主軸的機械撞擊。（4）經(jīng)常檢查軸端及各處密封，防止?jié)櫥鸵旱男孤＃?）經(jīng)常檢查壓縮空氣氣壓，并調(diào)整到標準要求值。足夠的氣壓才能使主軸錐孔中的切屑和灰塵清理完全。3.主傳動鏈的故障診斷序號故障現(xiàn)象故障緣故1主軸發(fā)熱主軸前后軸承損傷或軸承不清潔；主軸前端蓋與主軸箱體壓蓋研傷；軸承潤滑油脂耗盡或潤滑油脂涂抹過多。2主軸在強力切削時停轉(zhuǎn)電動機與主軸連接的皮帶過松；皮帶表面有油；皮帶使用過久而失效；摩擦離合器調(diào)整過松或磨損。3主軸噪聲缺少潤滑；小帶輪與大帶輪傳動平狀況不佳；主軸與電機連接的皮帶過緊；齒輪嚙合間隙不均勻或齒輪損壞；傳動軸承損壞或傳動軸彎曲。4刀具不能加緊碟形彈簧位移量較??；檢查刀具松夾彈簧上的螺母是否松動。5刀具夾緊后不能松開松刀彈簧壓合過緊；液壓缸壓力和行程不夠。6防滑油泄漏潤滑油量過多；檢查各處密封件是否有損壞；管件損壞。（三）電氣部分結(jié)構(gòu)數(shù)控車床的電氣系統(tǒng)由以下幾部分組成；計算機數(shù)字操縱設(shè)備(CNC)、可編程序操縱器(PLC)、進給驅(qū)動裝置、主軸驅(qū)動裝置、外圍執(zhí)行機構(gòu)操縱元件等部分組成。1.計算機數(shù)字操縱設(shè)備(CNC)CNC裝置是數(shù)控車床的核心，包括硬件(EP后0電路扳、顯示器、鍵盤等)以及相應(yīng)的軟件．目前市場主流的車床CNC裝置有德國西門子公司(SIEMENS)的802系列，日本發(fā)那

科公司(FANUC)的酗系列，國產(chǎn)的有廣州數(shù)控的980系列，武漢華中數(shù)控“世紀星”系

列等。2.可編程序操縱器(PLC)PLC在數(shù)控車床上是人機進行信息交換的要緊途徑，也是機床完成各種復(fù)雜動作的重

要部件．可編程序操縱器一般分兩類：一類是內(nèi)裝型PLC，內(nèi)裝型PLC作為數(shù)控系統(tǒng)差不多的或可選擇的功能提供給用戶，其軟件和硬件被作為CNC系統(tǒng)的差不多功能而與CNC其他

功能一起設(shè)計制造，因此具有較強的針對性；另一類是獨立型PLC，其獨立于CNC裝置外，

具有完備的硬件和軟件，能夠獨立完成規(guī)定的操縱任務(wù)。3.進給驅(qū)動裝置(1)步進電機：它價格低，無反饋元件，調(diào)整簡單，但它轉(zhuǎn)速較低，尤過扭矩能力，有共振區(qū)，有步距角要求，操縱精度較低．這是一種開環(huán)操縱裝置。(2)直流伺服裝置：它是進展較早的一種電機調(diào)速裝置。這種進給裝置過扭矩能力大，操縱精度較高，但其電機制造成本高，且電機需要日常維護，現(xiàn)在車床上逐步被淘汰。(3)交流進給伺服裝置：它是基于交流變頻技術(shù)進展而進展起來的一種進給裝置，它操縱精度較高，運行平穩(wěn)，有一定的過扭矩能力，且價格適中，不用日常維護，因此進展迅猛，特不是現(xiàn)在的全數(shù)字交流進給伺服裝置．交流伺服裝置是現(xiàn)在進給裝置的主導(dǎo)產(chǎn)品。(4)直線電機進給裝置，它是將機械，電氣和現(xiàn)代科技相結(jié)合的一種產(chǎn)物，它改變了現(xiàn)在的機床結(jié)構(gòu)形式，使得速度更快(可達幾十米／分)．椅度更高(可達到納米要求)，體積更小等，直線電機是進給系統(tǒng)的進展方向。4.主軸驅(qū)動裝置主軸驅(qū)動裝置是數(shù)控車床主運動一旋轉(zhuǎn)運動的動力裝置，也能夠分為4大類。(1)一般三相異步電動機：這種主軸驅(qū)動裝置不需要驅(qū)動單元，價格低廉，機床主軸的變速一般采納手動變速或電氣掖壓操縱的機械變速。(2)用變頻器操縱三相異步電動機的主軸驅(qū)動裝置：它的價格為主軸伺服電機價格113~1／2，又能滿足機床無級變速的要求，隨著變頻技術(shù)的日趨成熟，這幾年這種變速裝置正在迅速進展。(3)主軸伺服電機：它轉(zhuǎn)速高，響應(yīng)快，可實現(xiàn)無級調(diào)速、恒線速切削、主軸定位等功能，它一般用在較高檔的數(shù)控車床上。(4)電主軸：這是近幾年新推出的一種主軸裝置，它將電機和主軸結(jié)合在一起，具有體積小轉(zhuǎn)速高(一般幾千到幾十萬轉(zhuǎn)／分)噪聲低等優(yōu)點，但因價格高和其自身緣故，現(xiàn)尚未普及，從長遠來看它是主軸的進展方向。(5)外圍執(zhí)行機構(gòu)操縱元件要緊由開關(guān)、按鈕、接觸鋁、繼電器、電磁閥等組成．四常見的維護問題（一）按照機床故障的類型區(qū)分，故障可分為機械故障和電氣故障。

1.機械故障

這類故障要緊發(fā)生在機床主機部分，還能夠分為機械部件故障、液壓系統(tǒng)故障、氣動系統(tǒng)故障和潤滑系統(tǒng)故障等。例如一臺采納SINUMERIK810系統(tǒng)的數(shù)控淬火機床開機回參考點、走X軸時，出現(xiàn)報警1680“SERVOENABLETRAV．AXISX"，手動走X軸也出現(xiàn)那個報警，檢查伺服裝置，發(fā)覺有過載報警指示。依照西門子講明書產(chǎn)生那個故障的緣故可能是機械負載過大、伺服操縱電源出現(xiàn)問題、伺服電動機出現(xiàn)故障等。本著先機械后電氣的原則，首先檢測X軸滑臺，手動盤動X軸滑臺，發(fā)覺特不沉，盤不動，講明機械部分出現(xiàn)了問題。將X軸滾珠絲杠拆下檢查，發(fā)覺滾珠絲杠已銹蝕，原來是滑臺密封不行，淬火液進人滾珠絲杠，造成滾珠絲杠的銹蝕，更換新的滾珠絲杠，故障消除。

2.電氣故障

電氣故障是指電氣操縱系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，要緊包括數(shù)控裝置、PLC操縱器、伺服單元、CRT顯示器、電源模塊、機床操縱元件以及檢測開關(guān)的故障等。這部分的故障是數(shù)控機床的常見故障，應(yīng)該引起足夠的重視。

（二）按數(shù)控機床發(fā)生的故障后有無報警顯示分類

按故障產(chǎn)生后有無報警顯示，可分為有報警顯示故障和無報警顯示故障兩類。

1.有報警顯示故障

這類故障又能夠分為硬件報警顯示和軟件報警顯示兩種。

（1)硬件報警顯示的故障。硬件報警顯示通常是指各單元裝置上的指示燈的報警指示。在數(shù)控系統(tǒng)中有許多用以指示故障部位的指示燈，如操縱系統(tǒng)操作面板、CPU主板、伺服操縱單元等部位，一旦數(shù)控系統(tǒng)的這些指示燈指示故障狀態(tài)后，依照相應(yīng)部位上的指示燈的報警含義，均能夠大致推斷故障發(fā)生的部位和性質(zhì)，這無疑會給故障分析與診斷帶來極大好處。因此維修人員在日常維護和故障維修時應(yīng)注意檢查這些指示燈的狀態(tài)是否正常。

（2)軟件報警顯示的故障。軟件報警顯示通常是指數(shù)控系統(tǒng)顯示器上顯示出的報警號和報警信息。由于數(shù)控系統(tǒng)具有自診斷功能，一旦檢查出故障，即按故障的級不進行處理，同時在顯示器上顯示報警號和報警信息。

軟件報警又可分為NC報警和PLC報警，前者為數(shù)控部分的故障報警，可通過報警號，在《數(shù)控系統(tǒng)維修手冊》上找到那個報警的緣故與如何樣處理方面的內(nèi)容，從而確定可能產(chǎn)生故障的緣故；后者的PLC報警的報警信息來自機床制造廠家編制的報警文本，大多屬于機床側(cè)的故障報警，遇到這類故障，可依照報警信息，或者PLC用戶程序確診故障。

2.無報警顯示的故障

這類故障發(fā)生時沒有任何硬件及軟件報警顯示，因此分析診斷起來比較困難。關(guān)于沒有報警的故障，通常要具體問題具體分析。遇到這類問題，要依照故障現(xiàn)象、機床工作原理、數(shù)控系統(tǒng)工作原理、PLC梯形圖以及維修經(jīng)驗來分析診斷故障。

例如一臺數(shù)控淬火機床經(jīng)常自動斷電關(guān)機，停一會再開還能夠工作。分析機床的工作原理，產(chǎn)生那個故障的緣故一般差不多上系統(tǒng)愛護功能起作用，因此首先檢查系統(tǒng)的供電電壓為24V，沒有間題；在檢查系統(tǒng)的冷卻裝置時，發(fā)覺冷卻風(fēng)扇過濾網(wǎng)堵塞，出故障時恰好是夏季，系統(tǒng)因為溫度過高而自動停機，更換過濾網(wǎng)，機床恢復(fù)正常使用。

又如一臺采納德國SINUMERIK810系統(tǒng)的數(shù)控溝槽磨床，在自動磨削完工件、修整砂輪時，帶動砂輪的Z軸向上運動，停下后砂輪修整器并沒有修整砂輪，而是停止了自動循環(huán)，但屏幕上沒有報警指示。依照機床的工作原理，在修整砂輪時，應(yīng)該噴射冷卻液，冷卻砂輪修整器，但多次觀看發(fā)生故障的過程，卻發(fā)覺沒有切削液噴射。切削液電磁閥操縱原理圖如圖所示，在出現(xiàn)故障時利用數(shù)控系統(tǒng)的PLC狀態(tài)顯示功能，觀看操縱切削液噴射電磁閥的輸出Q4.5，其狀態(tài)為“1”，沒有問題，依照電氣原理圖它是通過直流繼電器K45來操縱電磁閥的，檢查直流繼電器K45也沒有問題，接著檢查電磁閥，發(fā)覺電磁閥的線圈上有電壓，講明問題是出在電磁閥上，更換電磁閥，機床故障消除。

五具體的維護問題關(guān)于每一個維修人員來講，只能靠自己來總結(jié)自己遇到的故障，每次修理一個故障，都要認真總結(jié)。如此，就能夠不斷地“凈化”盡可能地把自己的實踐上升到理論高度。通過理論的提高才能更進一步修好設(shè)備。（一）、位置偏差的報警在FANUC系統(tǒng)中出現(xiàn)有4*0及4*1（其中*代表軸號）的報警。報警解釋是偏差過大。實際上這是位置環(huán)中的一個問題，討論位置環(huán)，就應(yīng)討論偏差計算器，如下圖所示（二）、機床“爬行”與振動在數(shù)控機床中有專門多明顯的不正?，F(xiàn)象，但在有一些經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)中，卻沒有報警，即使有時出現(xiàn)報警，報警的信息表明也不是你所看到不正?，F(xiàn)象的報警。機床出現(xiàn)“爬行”與振動確實是一個專門明顯的例子。機床爬行和振動問題是屬于速度的問題。既然是速度的問題就要去找速度環(huán)，機床速度的整個調(diào)節(jié)過程是由速度調(diào)節(jié)器來完成的。特不應(yīng)該著重指出，速度調(diào)節(jié)器的數(shù)間常數(shù)，也確實是速度調(diào)節(jié)器積分時刻常數(shù)是以毫秒計的，因此，整個機床的伺服運動是一個過渡過程，是一個調(diào)節(jié)過程。因此，機床振動問題也要去查找速度調(diào)節(jié)器。一個是給定信號，一個是反饋信號，再一個確實是速度調(diào)節(jié)器的本身。第一個是由位置偏差計數(shù)器出來經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換給速度調(diào)節(jié)器送來的模擬量UCMD,那個信號是否有振動重量，能夠通過伺服板上的插腳（FANUC系統(tǒng)的伺服板是ｘ18腳）來看一看它是否振動。假如它只有一個周期的振動信號，那毫無疑問機床振動是正確的，速度調(diào)節(jié)器這一部分沒有問題，而是前級有問題，向D/A轉(zhuǎn)換器或偏差計數(shù)器去查問題。假如測量結(jié)果沒有任何振動的周期性的波形，那么問題確信出在其他兩個部分。能夠觀看測速發(fā)電機的波形。由于機床振動，講明機床的速度在激烈的震蕩中，因此測速發(fā)電機反饋回來的波形一定也是動蕩不已的。然而能夠看到，測速發(fā)電機反饋的波形中是否出現(xiàn)有規(guī)律的大起大落，十分混亂現(xiàn)象。這時，最好能測一下機床的振動頻率與電動機旋轉(zhuǎn)的速度是否存在一個準確的比率關(guān)系，譬如振動的頻率是電機轉(zhuǎn)速四倍頻率。這時就要考慮電機或測速發(fā)電機有故障的問題。因為振動頻率一點動機轉(zhuǎn)速成一定比率，首先就要檢查電動機是否有故障，檢查它的碳刷、換向器表面狀況以及機械振動的情況，并要檢查滾珠軸承的潤滑的情況，不必全部拆卸下來，通過觀看窗進行觀看就能夠了，軸承能夠用耳去聽聲音來檢查。假如沒有什么問題，就要檢查測速發(fā)電機。測速發(fā)電機一般是直流的。測速發(fā)電機是一臺小型的永磁式直流發(fā)電機，它的輸出電壓應(yīng)正比于轉(zhuǎn)速，也確實是輸出電壓與轉(zhuǎn)速是線性關(guān)系。只要轉(zhuǎn)速一定，它的輸出電壓波形應(yīng)當是一條直線，但由于齒槽的阻礙及換向器換向的阻礙，在這直線上附著一個微小的交變量。為此，測速反饋電路上都加了濾波電路，濾波電路確實是削弱附在電壓上的交流重量。測速發(fā)電機中常常出現(xiàn)的一個毛病確實是碳刷磨下來的碳粉積存在換向片之間的槽內(nèi)，造成測速發(fā)電機片間短路，一旦出現(xiàn)如此的情況就幸免不了振動的問題。這是因為被短路的元件一會兒在上面支路，一會兒在下面支路，一會兒正好處于換向狀態(tài)，這三種情況就會出現(xiàn)三種不同的測速反饋的電壓，在上面支路時，上面由于少了一個元件，電壓必定要小，而當它那個元件又轉(zhuǎn)到了下面支路時，下面的電壓也小，這時不論在上面支路，依舊在下面支路中，都必定使這兩條支路的端電壓下降，且有一個平衡電流流過這兩條并聯(lián)的支路，又造成一定的電壓降，當那個元件處于換向，正好它也處于短路，這時上下兩個支路沒有短路元件，電壓得以恢復(fù)，且也無環(huán)流，如此，與正常測速發(fā)電機狀態(tài)一樣。為此，三種不同情況下電壓做了一個周期的變化，那個電壓反饋到調(diào)節(jié)器上時，勢必引起調(diào)節(jié)器的輸出也作出相應(yīng)的、周期的變化。這是僅僅引起一個元件被短路。特不嚴峻時有專門多換相片被碳粉填平了，大面積短路，如此就會更為嚴峻的電壓波動。反饋信號與給定信號關(guān)于調(diào)節(jié)器來講是完全相同的，因此，出現(xiàn)了反饋信號的波動，必定引起速度調(diào)節(jié)器的反方向調(diào)節(jié)，如此，就引起機床的振動。這種情況發(fā)生時，特不容易處理，只要把電機后蓋拆下，露出測速發(fā)電機的換向器。這時不必做任何拆卸，只要用尖銳的鉤子，小心地把每個槽子鉤一下，然后用細砂紙磨一下鉤起的毛刺，把換向片表面用無水酒精擦一下，再放上碳刷就能夠了。那個地點特不要注意的是用尖銳的鉤子去鉤換向槽口時，不碰到繞組，因為繞組專門細，一旦碰到就無法修復(fù)，只有重新更換繞組。再一個千萬不要用含酒精去擦，以免絕緣電阻下降無法烘干。如此，就會拖延修理期限。除了上面討論過的引起振動的緣故外，還可能是系統(tǒng)本身的參數(shù)引起振動的。一個閉環(huán)系統(tǒng)也可能由于參數(shù)設(shè)定不行，而引起系統(tǒng)振動，最佳的消除振動的方法確實是減小它的放大倍數(shù)。在FANUC的系統(tǒng)中調(diào)節(jié)RV1，逆時針方向選轉(zhuǎn)，只能改變短路棒，也確實是切除反饋電阻值，降低整個調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)。采納這些方法后，還做不到完全消除振動，甚至無任何改變，就要考慮更換速度調(diào)節(jié)器板或換下后完全檢查各處波形。在那個實例中，出現(xiàn)爬行時，電機是在低速，一旦提高速度就振起來，這時電流就可能出現(xiàn)過流報警。產(chǎn)生報警的緣故是機床工作臺面為了迅速跟隨反饋信號的變化而變化，必須有一個專門大的加速度才行，那個加速度確實是有電機的轉(zhuǎn)矩給出的。電機轉(zhuǎn)矩的變化來響應(yīng)速度給定信號（實際上是反饋信號）的變化，轉(zhuǎn)矩確實是電流信號。大的轉(zhuǎn)矩確實是大的電流信號造成的，在電流環(huán)中出現(xiàn)了一個電流的激烈變化，從而出現(xiàn)了過流現(xiàn)象。在振動時不報警，而在振動加大時，出現(xiàn)了過流報警?？偨Y(jié)：位置問題去找位置環(huán)，而速度問題去找速度環(huán)。所謂位置環(huán)確實是研究零件加工的尺寸問題，零件尺寸的精度要去研究位置環(huán)。因此，零件尺寸的重復(fù)精度還和基準點有關(guān)，在后面還要討論基準點返回問題。尺寸問題和位置問題要求考慮的對象是位置環(huán)，或者講與位置環(huán)有關(guān)的部分應(yīng)是考慮的要緊對象。速度的問題就要去研究速度環(huán)以及與速度環(huán)有關(guān)的部分。由于數(shù)控機床是機電一體化產(chǎn)品，那個地點邊阻礙機床工作的因素專門多，例如加工形狀誤差的緣故，除了電氣方面的問題之外，失動量的測定也是阻礙加工的幾何形狀一個重要問題，機械方面的問題也與電氣的問題混在一起，這種情況就難以分辨出到底是哪個因素在那個問題中的比重占有多少。這些相關(guān)的因素是制約迅