10-數(shù)控機床維修及維護基礎課件

數(shù)控機床維修基礎12023/10/7整體概述THEFIRSTPARTOFTHEOVERALLOVERVIEW,PLEASESUMMARIZETHECONTENT第一部分2數(shù)控實驗臺操作及安全規(guī)則為了大家的安全！請大家在做實驗時遵守以下安全規(guī)則。一、第一次上電之前一定要經過指導老師的檢查之后方可上電。二、在實驗臺上電時、要確認總電源電纜線是本實驗臺的電纜線且上電時確認別人沒有進行操作。三、在進行接線操作時要將總電源斷開，嚴禁帶電作業(yè)，連接完成后，要將實驗臺強電的安全護蓋蓋上。四、不得隨意搬動實驗臺各部件，不得踏踩試驗設備和電纜等。32023/10/7五、實驗臺帶電后，請勿接觸實驗臺上的帶電設備。六、實驗臺固定器件在沒有指導教師允許的情況下不得拆裝。七、未經指導老師批準不得隨意提前修改機床參數(shù)及PLC等。八、重新接線后必須經指導老師檢查、確認后方可上電，否則如造成損壞，必須照價賠償。九、在進行實驗的過程中，如果需要拆裝電纜，要斷電進行操作，且電纜裸漏部分要用絕緣膠帶進行包裹。十、實驗工具應妥善保管，如遺失或損壞必須照價賠償。十一、要求學員嚴格遵守上述規(guī)章制度及電器安全規(guī)程。否則如造成傷害，后果自負；如造成損壞，必須照價賠償。42023/10/7主要內容

一、控機床的基本概念二、數(shù)控機床的組成三、數(shù)控系統(tǒng)的分類四、數(shù)控機床的工作過程五、數(shù)控機床維修的基本要求及必要的維修用器具八、數(shù)控機床故障的排除思路和原則六、必要的技術資料和技術準備七、常見故障分類九、維修的基本步驟十、常用的故障檢查方法十一數(shù)控機床的維護52023/10/7數(shù)控技術：簡稱數(shù)控（NumericalControl—NC），是利用數(shù)字化信息對機械運動及加工過程進行控制的一種方法。由于現(xiàn)代數(shù)控都采用了計算機進行控制，因此也可以稱為計算機數(shù)控（ComputerNumericalControl–CNC）。數(shù)控技術與數(shù)控機床一、控機床的基本概念62023/10/7

數(shù)字控制機床是采用數(shù)字控制技術對機床的加工過程進行自動控制的一類機床，它是數(shù)控技術的典型應用。數(shù)控系統(tǒng)是實現(xiàn)數(shù)字控制的裝置，計算機數(shù)控系統(tǒng)是以計算機為核心的數(shù)控系統(tǒng)。計算機數(shù)控系統(tǒng)的組成如圖所示。計算機數(shù)控系統(tǒng)組成框圖二、數(shù)控機床的組成72023/10/7數(shù)控機床的組成：

數(shù)控機床主要有：數(shù)控裝置、伺服驅動/進給裝置、測量反饋裝置機床本體程序的輸入輸出設備、可編程控制器（PLC或稱PMC）等幾部分組成，82023/10/7計算機數(shù)控裝置（CNC裝置）液晶顯示器MDI鍵盤“急?！卑粹o功能鍵機床控制面板(MCP)機床控制面板MCP數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心，是由硬件和軟件兩大部分組成。它接受從機床輸入裝置（軟盤、硬盤、紙帶閱讀機、磁帶機以及網絡或串口傳輸?shù)龋┹斎氲目刂菩盘柎a，經過輸入、緩存、譯碼、寄存、運算、存儲等轉變成控制指令實現(xiàn)直接或通過可編程邏輯控制器（PLC）對伺服驅動系統(tǒng)的控制。92023/10/7伺服驅動/進給裝置包括：主軸驅動單元進給驅動單元主軸電機進給電機

目前常用的有交、直流伺服電機和步進電機等。且交流伺服電機正逐漸取代直流伺服電機。

伺服驅動/進給裝置

伺服驅動/進給裝置是數(shù)控裝置與主機之間的連接環(huán)節(jié)，它是接受數(shù)控裝置插補生成的進給脈沖信號，經過信號放大后，驅動機床主機的執(zhí)行機構，實現(xiàn)機床的運動進給。102023/10/7

測量反饋裝置是通過現(xiàn)代化的測量元件：脈沖編碼器、旋轉變壓器、感應同步器、光柵、磁尺和激光等，將執(zhí)行元件（如電機、刀架等）或工作臺等的速度和位移量檢測出來，經過相應的電路將所測得信號反饋回伺服驅動裝置或數(shù)控裝置，構成半閉環(huán)或全閉環(huán)系統(tǒng)，補償進給電機的速度或執(zhí)行機構的運動誤差，以達到提高運動機構精度的目的。測量反饋裝置112023/10/7可編程邏輯控制器（PLC）

PLC主要完成與邏輯運算有關的一些動作，沒有軌跡上的具體要求，

它接受CNC裝置的控制代碼M(輔助功能)、S(主軸轉速)、T(選刀、換刀)等順序動作信息，對其進行譯碼，轉換成對應的控制信號，控制輔助裝置完成機床相應的開關動作，如工件的裝夾、刀具的更換、冷卻液的開、關等一些輔助動作；它還接受機床操作面板的指令，一方面直接控制機床的動作，另一方面將一部分指令送往CNC裝置，用于加工過程的控制。122023/10/7機床本體機床本體即數(shù)控機床的機械部件，包括:主運動部件;給進運動執(zhí)行部件（工作臺、拖板及其傳動部件）;支承部件（床身立柱等）.輔助裝置:具有冷卻、潤滑、轉位和夾緊等功能的裝置。加工中心類的數(shù)控機床還有存放刀具的刀庫、交換刀具的機械手等部件。數(shù)控機床機械部件的組成與普通機床相似，但是由于數(shù)控機床的高速度、高精度、大切削用量和連續(xù)加工要求，其機械部件在精度、剛度、抗震性等方面要求更高。因此，近年來來設計數(shù)控機床時采用了許多新的加強剛性、減小熱變形、提高精度等方面的措施。132023/10/7

數(shù)控機床種類繁多，有鉆、銑、鏜床類、車削類、磨削類、電加工類、鍛壓類、激光加工類和其他特殊用途的專用機床等等，對于采用數(shù)控技術進行控制的機床，我們稱之為數(shù)控機床（NC機床）。它是一種綜合應用了計算機技術、自動控制技術、精密測量技術和機床設計等先進技術的典型機電一體化產品，是現(xiàn)代制造技術的基礎。數(shù)控機床的水平代表了當前數(shù)控技術的性能、水平和發(fā)展方向。三、數(shù)控系統(tǒng)的分類142023/10/71、按機床的運動軌跡分類1）點位控制數(shù)控系統(tǒng)2）直線切削數(shù)控系統(tǒng)3）連續(xù)切削數(shù)控系統(tǒng)152023/10/72、按進給伺服系統(tǒng)的類型分類1）開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)162023/10/72）半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)

172023/10/73）全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)④混合控制數(shù)控機床182023/10/73、按數(shù)控系統(tǒng)功能水平分類1）經濟型數(shù)控系統(tǒng)又稱簡易數(shù)控系統(tǒng)2）普及型又稱全功能數(shù)控系統(tǒng)3）高檔型數(shù)控系統(tǒng)

192023/10/7高，中，低（經濟型）數(shù)控（1）分辨率和進給速度

分辨率:高0.5μm

中1μm

低10μm

進給速度:高

大于30m/min

中15~30m/min

低8~15m/min(2)伺服系統(tǒng)：高(閉環(huán)半閉環(huán)、交流伺服電機)中(閉環(huán)半閉環(huán)、交流伺服電機)

低開環(huán)、步進電機20（3）聯(lián)動軸數(shù):高(3~5軸以上)

中(3~5軸以上)低

2~3軸

（4）通訊功能:高RS232串口、DNC通訊、網絡接口中RS232串口、DNC通訊、網絡接口低無通信功能（5）顯示功能:高LCD、TFT液晶彩顯中LCD、TFT液晶彩顯低CRT單顯

211）硬件式數(shù)控機床，即NC機床。這類數(shù)控機床數(shù)控裝置的通用性較差，因其全部由硬件組成，所以功能和靈活性也較差。2）軟件式數(shù)控機床，即CNC機床。這類數(shù)控機床數(shù)控裝置的主要功能幾乎可全由軟件來實現(xiàn)，對不同的數(shù)控機床只需編制不同的軟件就可以實現(xiàn)，而且硬件幾乎可以通用。這為降低生產成本、保證產品質量、縮短生產周期等提供了條件，所以現(xiàn)代數(shù)控機床都采用CNC裝置控制。

4.按數(shù)控裝置類型分類222023/10/71）金屬切削類機床。如數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控鏜床等。2）金屬成型類機床。如數(shù)控折彎機、數(shù)控彎管機、數(shù)控回轉頭壓力機等。3）數(shù)控特種加工機床。如數(shù)控線切割機床、數(shù)控電火花加工機床、數(shù)控激光切割機床等。4）其他類型的數(shù)控機床。如火焰切割機、數(shù)控三坐標測量機等。5.按加工方式分類232023/10/7數(shù)控系統(tǒng)的主要任務是進行刀具和工件之間相對運動的控制，四、數(shù)控機床的工作過程242023/10/7

數(shù)控機床工作過程252023/10/71）在接通電源后，數(shù)控裝置和可編程控制器都將對數(shù)控系統(tǒng)各組成部分的工作狀態(tài)進行檢查和診斷，并設置初態(tài)。2）當數(shù)控系統(tǒng)具備了正常工作的條件時，開始進行加工控制信息的輸入。3）輸入實際使用刀具的參數(shù)，及實際工件原點相對機床原點的坐標位置。4）對輸入的加工控制信息進行預處理，即進行譯碼和預計算（刀補計算、坐標變換等）。

262023/10/75）要產生的運動軌跡在幾何數(shù)據中由各曲線段起、終點及其連接方式（如直線和圓弧等）等主要幾何數(shù)據給出，數(shù)控裝置中的插補器能根據已知的幾何數(shù)據進行插補處理。6）由數(shù)控裝置發(fā)出的開關命令在系統(tǒng)程序的控制下，在各加工程序段插補處理開始前或完成后，適時輸出給機床控制器。7）在機床的運行過程中，數(shù)控系統(tǒng)要隨時監(jiān)視數(shù)控機床的工作狀態(tài)，通過顯示部件及時向操作者提供系統(tǒng)工作狀態(tài)和故障情況。272023/10/7

數(shù)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的要求。五、數(shù)控機床維修的基本要求及必要的維修用器具對維修人員的素質要求282023/10/71、測量儀器、儀表

萬用表數(shù)字轉速表示波器相序表常用的長度測量工具必要的維修用器具292023/10/72、維修工具鉗類工具：

常用的是平頭鉗、尖嘴鉗、斜口鉗、剝線鉗；扳手:

大小活絡扳手、各種尺寸的內六角扳手；其他:

電烙鐵、吸錫器、螺絲刀；剪刀、鑷子、刷子、吹塵器、清洗盤、帶鱷魚鉗連接線等。3、化學用品

松香、純酒精、清潔觸點用噴劑、潤滑油等。302023/10/7

維修工作做得好壞，排除故障的速度快慢，主要決定于維修人員對系統(tǒng)的熟悉程度和運用技術資料的熟練程度。

六、必要的技術資料和技術準備312023/10/71、數(shù)控裝置安裝、使用（包括編程）、操作和維修方面的技術說明書，2、系統(tǒng)參數(shù)的意義及其設定方法，3、裝置的自診斷功能和報警清單，4、裝置接口的分配及其含義等等。數(shù)控裝置部分322023/10/71、PLC裝置及其編程器的連接、編程、操作方面的技術說明書.2、PLC用戶程序清單或梯形圖.3、I/O地址及意義清單.4、報警文本以及PLC的外部連接圖。

PLC裝置部分332023/10/71、進給和主軸伺服單元原理、連接、調整和維修方面的技術說明書.其中包括伺服單元的電氣原理框圖和接線圖，主要故障的報警顯示，重要的調整點和測試點。2、伺服單元參數(shù)的意義和設置。伺服單元342023/10/71、機床安裝、使用、操作和維修方面的技術說明書，其中包括機床的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。2、機床的液壓回路圖和氣動回路圖。機床部分352023/10/71、有關元器件方面的技術資料，如數(shù)控設備所用的元器件清單，備件清單以及各種通用的元器件手冊。維修人員應熟悉各種常用的元器件。2、做好數(shù)據和程序的備份十分重要。3、故障維修記錄是一份十分有用的技術資料。其他362023/10/7

數(shù)控機床是一種技術復雜的機電一體化設備，其故障發(fā)生的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，本節(jié)按故障部件、故障性質及故障原因等對常見故障作了如下分類。七、常見故障分類372023/10/71、主機故障：

數(shù)控機床的主機部分，主要包括機械、潤滑、冷卻、排屑、液壓,氣動與防護等裝置。2、電氣故障電氣故障分弱電故障與強電故障：

按數(shù)控機床發(fā)生故障的部件分類382023/10/71、系統(tǒng)性故障。

系統(tǒng)性故障，通常是指只要滿足一定的條件或超過某一設定的限度，工作中的數(shù)控機床必然會發(fā)生的故障。按數(shù)控機床發(fā)生的故障性質分類2、隨機性故障。隨機性故障，通常是指數(shù)控機床在同樣的條件下工作時只偶然發(fā)生一次或兩次的故障。有的文獻上稱此為“軟故障”。392023/10/71、有報警顯示的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。2、無報警顯示的故障按故障發(fā)生后有無報警顯示分類402023/10/71.數(shù)控裝置故障2.進給伺服系統(tǒng)故障3.主軸系統(tǒng)故障4.刀架、刀庫、工作臺故障等等。

按故障發(fā)生的部位分:412023/10/71.確認故障現(xiàn)象，調查故障現(xiàn)場，充分掌握故障信息。2.根據所掌握故障信息，明確故障的復雜程度并列出故障部位的全部疑點。3.分析故障原因，制定排除故障的方案。4.檢測故障，逐級定位故障部位。5.故障的排除6.

解決故障后的資料的整理八、數(shù)控機床故障的排除思路和原則數(shù)控機床故障的排除思路422023/10/7故障的排除應遵循的原則1.先方案后操作（或先靜后動）2.先安檢后通電3.先軟件后硬件4.先外部后內部5.先機械后電氣6.先公用后專用7.先簡單后復雜8.先一般后特殊432023/10/7九、維修的基本步驟1.故障診斷故障檢測（確定有否故障）故障判斷（確定故障性質）故障定位（確定故障部位）2.故障診斷要求：故障檢測方法簡便有效使用的診斷儀器少而實用故障診斷的所需的時間盡可能短診斷步驟和要求442023/10/7數(shù)控機床發(fā)生故障時，操作人員應首先停止機床，保護現(xiàn)場，然后對故障進行盡可能詳細的記錄，并及時通知維修人員。故障的記錄可為維修人員排除故障提供第一手材料，應盡可能詳細。記錄內容最好包括下述幾個方面：1）發(fā)生故障時的機床型號，采用的控制系統(tǒng)型號，系統(tǒng)的軟件版本號。

故障記錄故障發(fā)生時的情況記錄452023/10/72）故障的現(xiàn)象，發(fā)生故障的部位，以及發(fā)生故障時機床與控制系統(tǒng)的現(xiàn)象，

如：是否異常聲音、煙、味等3）發(fā)生故障時系統(tǒng)所處的操作方式，

如：AUTO/SINGLE、MDI、STEP、HANDLE、JOG、HOME等。4）如故障在自動方式下發(fā)生，則應記錄發(fā)生故障時的加工程序號，出現(xiàn)故障的程序段號，加工時采用的刀具號以及刀具的位置等。462023/10/75）若故障發(fā)生在精度超差或輪廓誤差過大時，應記錄被加工工件號，并保留不合格工件。6）在發(fā)生故障時，若系統(tǒng)有報警顯示，則應記錄報警顯示情況與報警號。7）通過診斷畫面，記錄機床故障時所處的工作狀態(tài)。如：系統(tǒng)是否在執(zhí)行M、S、T等功能？系統(tǒng)是進入暫停狀態(tài)或是急停狀態(tài)？系統(tǒng)坐標軸是否出于“互鎖”狀態(tài)？進給倍率是否為0%？等等。

472023/10/78）記錄發(fā)生故障時，各坐標軸的位置跟隨誤差的值。9）記錄發(fā)生故障時，各坐標軸的移動速度、移動方向，主軸轉速、轉向，等等。482023/10/71）

故障發(fā)生的時間與周期：如：機床是否一直存在故障？若為隨機故障，則一天發(fā)生幾次？是否頻繁發(fā)生？2）故障發(fā)生時的環(huán)境情況：如：是否總是在用電高峰期發(fā)生？故障發(fā)生時（如雷擊后），周圍其他機械設備的工作情況？3)若為加工零件是發(fā)生的故障，則應記錄加工同類工件時發(fā)生故障的概率情況。4）檢查故障是否與“進給速度”、“換刀方式”或是“螺紋切削”的等特殊動作有關。

故障發(fā)生的頻繁程度的記錄492023/10/71）在不危及人身安全和設備安全的情況下，是否可以重演故障現(xiàn)象？2）檢查故障是否與機床的外界因素有關？3）檢查故障時在執(zhí)行某固定程序段時出現(xiàn)，可利用MDI方式單獨執(zhí)行該程序段，檢查是否還存在同樣故障？故障的規(guī)律性記錄502023/10/74）若機床故障與機床動作有關，在可能的情況下，應檢查在手動情況下執(zhí)行該動作，是否也有同樣的故障？5）機床是否發(fā)生過同樣的故障？周圍的數(shù)控機床是否也發(fā)生同一故障？等等。512023/10/71）發(fā)生故障時的周圍環(huán)境溫度是否超過允許溫度？是否有局部的高溫存在？2）故障發(fā)生時，周圍是否有強烈的振動源存在？3）故障發(fā)生時，系統(tǒng)是否受到陽光的直射？4）檢查故障發(fā)生時，電氣柜內是否有切削液、潤滑油、水的進入？5）故障發(fā)生時，輸入電壓是否超過了系統(tǒng)允許的波動范圍？

故障的外界條件記錄522023/10/76）故障發(fā)生時，車間內或線路上是否有使用大電流的裝置正在進行起、制動？7）故障發(fā)生時，機床附近是否存在吊車、高頻機械、焊接機或電加工機床等強電磁干擾源？8）故障發(fā)生時，附近是否正在安裝或修理、調試機床？是否正在修理、調試電氣和數(shù)控裝置？532023/10/7維修人員故障維修前，應根據故障現(xiàn)象與故障記錄，認真對照系統(tǒng)、機床使用說明書進行各項檢查，以便確認故障的原因。這些檢查包括：1）機床的工作狀況檢查2）機床運轉情況檢查3）機床和系統(tǒng)之間連接情況的檢查4）CNC裝置的外觀檢查維修前的檢查542023/10/71）機床的調整狀況如何？機床工作條件是否符合要求？2）加工時所使用的刀具是否符合要求？切削參數(shù)選擇是否合理、正確？3）自動換刀時，坐標軸是否到達了換刀位置？程序中是否設置了刀具偏移量？4）系統(tǒng)的刀具補償量等參數(shù)設定是否正確？5）系統(tǒng)的坐標軸的間隙補償量是否正確？

機床的工作狀況檢查552023/10/76）系統(tǒng)的設定參數(shù)（包括坐標旋轉、比例縮放因子、鏡像軸、編程尺寸單位選擇等）是否正確？7）系統(tǒng)的工作坐標系位置，“零點偏置值”的設置是否正確？8）工件安裝是否合理？測量手段、方法是否正確、合理？9）機械零件是否存在因溫度、加工而產生變形的現(xiàn)象？等等。562023/10/71）在機床自動運轉過程中是否改變或調整過操作方式？是否插入了手動操作？2）機床側是否處于正常加工狀態(tài)？工作臺、夾具等裝置是否處于正常工作位置？3）機床操作面板上的按鈕、開關位置是否正確？機床是否處于鎖住狀態(tài)？倍率開關是否設定為“0”？4）機床各操作面板上、數(shù)控系統(tǒng)上的“急停”按鈕是否處于急停狀態(tài)？機床運轉情況檢查572023/10/75）電氣柜內的熔斷器是否有熔斷？自動開關、斷路器是否有跳閘？6）機床操作面板上的方式選擇開關位置是否正確?進給保持按鈕是否被按下？582023/10/71）檢查電纜是否有破損，電纜拐彎處是否有破裂、損傷現(xiàn)象？2）電源線與信號線布置是否合理？電纜連接是否正確、可靠？3）機床電源進線是否可靠接地？接地線的規(guī)格是否符合要求？機床和系統(tǒng)之間連接情況的檢查592023/10/74）信號屏蔽線的接地是否正確？端子板上接線是否牢固、可靠？系統(tǒng)接地線是否連接可靠5）繼電器、電磁鐵以及電動機等電磁部件是否裝有噪聲抑制器（滅弧器）？等等。602023/10/71）是否在電氣柜門打開的狀態(tài)下運行數(shù)控系統(tǒng)？有無切削液或切削粉末進入柜內？空氣過濾器清潔狀況是否良好？2）電氣柜內部的風扇、熱交換器等部件的工作是否正常？3）電氣柜內部系統(tǒng)、驅動器的模塊、印制電路板是否有灰塵、金屬粉末等污染？4）在使用紙帶閱讀機的場合，檢查紙帶閱讀機是否有污物？閱讀機上的制動電磁鐵動作是否正常？

CNC裝置的外觀檢查612023/10/75）電源單元的熔斷器是否熔斷？6）電纜連接器插頭是否完全插入、擰緊？7）系統(tǒng)模塊、線路板的數(shù)量是否齊全？模塊、線路板安裝是否牢固、可靠？8）機床操作面板MDI/CRT單元上的按鈕有無破損，位置是否正確？9）系統(tǒng)的總線設置，模塊的設定端的位置是否正確？622023/10/7總之，維修時應記錄、檢查的原始數(shù)據、狀態(tài)越多，記錄越詳細，維修就越方便。用戶最好根據本廠的實際情況，編制一份故障維修記錄表，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，操作者可以根據表的要求及時填入各種原始材料，供維修時參考。632023/10/7故障自診斷技術是當今數(shù)控系統(tǒng)一項十分重要的技術，它的強弱是評價系統(tǒng)性能的一項重要指標。大型的CNC、PLC裝置都配有故障診斷系統(tǒng)，可以由各種開關、傳感器等把油位、溫度、油壓、電流、速度等狀態(tài)信息，設置成數(shù)百個報警提示，診斷故障的部位和地點。CNC故障自診斷642023/10/7隨著微處理器技術的快速發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的自診斷能力越來越強，從原來簡單的診斷朝著多功能和智能化方向發(fā)展。其報警種類，由10種到20種，現(xiàn)在已有達到幾千種的。當數(shù)控系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，借助系統(tǒng)的自診斷功能，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(tǒng)的自診斷功能是十分重要的。常用的自診斷方法歸納起來一般可分三種。652023/10/7在對數(shù)控系統(tǒng)進行維修時，維修人員應了解該系統(tǒng)的自診斷能力，所能檢查的內容及范圍，做到心中有數(shù)。在遇到級別較高的故障報警時，可以關機，重新開機，讓系統(tǒng)再進行開機自診斷，檢查數(shù)控系統(tǒng)這些關鍵部分是否正常。開機自診斷662023/10/7運行自診斷是數(shù)控系統(tǒng)正常工作時，運行內部診斷程序，對系統(tǒng)本身、PLC、位置伺服單元以及與數(shù)控裝置相連的其它外部裝置進行自動測試、檢查，并顯示有關狀態(tài)信息和故障信息。只要數(shù)控系統(tǒng)不斷電，這種自診斷會反復進行，不會停止。運行自診斷672023/10/7

CNC系統(tǒng)的自診斷能力不僅能在CRT上顯示故障報警信息，而且還能以多頁的“診斷地址”和“診斷數(shù)據”的形式為用戶提供各種機床狀態(tài)信息。這些狀態(tài)信息有：

a.CNC系統(tǒng)與機床之間的接口輸入輸出信號狀態(tài)；

b.CNC與PLC之間輸人輸出信號狀態(tài)；682023/10/7

c.PLC與機床之間輸入／輸出信號狀態(tài)；

d.各坐標軸位置的偏差值；刀具距機床參考點的距離；

e.CNC內部各存儲器的狀態(tài)信息；伺服系統(tǒng)的狀態(tài)信息；

f.MDI面板、機床操作面板的狀態(tài)信息等等。充分利用CNC系統(tǒng)提供的這些狀態(tài)信息，就能迅速準確地查明故障、排除故障。692023/10/7一些早期的數(shù)控系統(tǒng)，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，往往需要停機，使用隨機的專用診斷程序對系統(tǒng)進行脫機診斷。脫機診斷702023/10/7問—機床的故障現(xiàn)象、加工狀況等看—CRT報警信息、報警指示燈、熔絲斷否、元器件煙熏燒焦、電容器膨脹變形、開裂、保護器脫扣、觸點火花等聽—異常聲響（鐵芯、欠壓、振動等）聞—電氣元件焦糊味及其它異味摸—發(fā)熱、振動、接觸不良等直觀法（望聞問切）十、常用的故障檢查方法712023/10/7

開機自診斷—系統(tǒng)內部自診斷程序通電后動執(zhí)行對CPU、存儲器、總線和I/O等模塊及功能板、CRT、軟盤等外圍設備進行功能測試，確定主要硬件能正常工作。充分利用數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能，根據CRT上顯示的報警信息及各模塊上的發(fā)光二極管等器件的指示，可判斷出故障的大致原因。進一步利用系統(tǒng)的自診斷功能，還能顯示系統(tǒng)與各部分之間的接口信號狀態(tài)，找出故障的大致部位，它是故障診斷過程中最常用、有效的方法之一。CNC系統(tǒng)的自診斷功能722023/10/7FANUC10TE系統(tǒng)的數(shù)控機床，開機后CRT顯示：FS107E1399BROMTEST：ENDRAMTEST未通過測試故障可能：參數(shù)丟失、支持電池失效或接觸不良等732023/10/7CNC系統(tǒng)的自診斷不但能在CRT上顯示故障報警信息，而且還能以多頁“診斷地址”和“診斷數(shù)據”的形式提供機床參數(shù)和狀態(tài)信息接口檢查參數(shù)檢查數(shù)據和狀態(tài)檢查742023/10/7接口檢查—系統(tǒng)與機床、系統(tǒng)與PLC、機床與PLC的輸入/輸出信號，接口診斷功能可將所有開關量信號的狀態(tài)顯示在

CRT上，“1”表示通，“0”表示斷。利用狀態(tài)顯示可以檢查數(shù)控系統(tǒng)是否將信號輸出到機床側，機床側的開關信號是否已輸入到系統(tǒng)，從而確定故障是在機床測還是在系統(tǒng)側。例：NCP400L數(shù)控車床接口狀態(tài)752023/10/738C0H00110010762023/10/7案例：1）某數(shù)控車床，上電后，發(fā)指令X軸不能運動，且沒有報警，經檢查發(fā)現(xiàn)是X軸指令線電纜插頭松脫。2）某數(shù)控銑床，Y軸一啟動就出現(xiàn)跟蹤誤差過大而報警停機。經檢查發(fā)現(xiàn)位置控制環(huán)反饋元件光柵電纜由于運動中受力而拉傷斷裂，造成反饋信號所致。

772023/10/73）某數(shù)控車床，控制面板顯示消失，經檢查面板電源熔斷絲燒斷，而其內部無短路現(xiàn)象，更換熔絲后，故障消失，顯示恢復正常。4）某加工中心在安裝調試后不久，X軸運動時偶爾出現(xiàn)報警，指示實際位置與指令不一致。采用直觀法發(fā)現(xiàn)X軸編碼器外殼因被撞而變形，故懷疑該編碼器已損壞，調換一個新編碼器后上述故障排除。

782023/10/75)某加工中心，X軸電動機忽然出現(xiàn)異常震動聲，馬上停機，將電機與絲杠分開，試車時仍然振動，可見振動不是由機械傳動的原因所造成。為區(qū)分是伺服單元故障，還是電機故障，采用Y軸伺服單元控制X軸電機，還是振動，所以判斷為電機故障，將該電機修復后，故障排除。6）某加工中心在安裝調試后不久，Z軸運動時偶爾出現(xiàn)報警，指示實際位置與指令不一致。采用直觀法發(fā)現(xiàn)Z軸編碼器外殼因被撞而變形，故懷疑該編碼器已損壞，調換一個新編碼器后上述故障排除。792023/10/7功能程序測試法是將所修數(shù)控系統(tǒng)的G、M、S、T、F功能的全部使用指令編成一個試驗程序，并穿成紙帶或存儲在硬盤、電子盤、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：功能程序測試法802023/10/71.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(shù)控系統(tǒng)故障時；2.數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)隨機性故障，一時難以區(qū)別是外來干擾，還是系統(tǒng)穩(wěn)定性不好。如不能可靠地執(zhí)行各加工指令，可連續(xù)循環(huán)執(zhí)行功能測試程序來診斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性；3.閑置時間較長的數(shù)控機床在投入使用時或對數(shù)控機床進行定期檢修時。812023/10/7數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)是經過一系列試驗、調整而獲得的重要數(shù)據。參數(shù)通常是存放在由電池保持的RAM中，一旦電池電壓不足或系統(tǒng)長期不通電或外部干擾會使參數(shù)丟失或混亂，從而使系統(tǒng)不能正常工作。當機床長期閑置或無緣無故出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象或有故障而無報警時，就應根據故障特征，檢查和校對有關參數(shù)。參數(shù)檢查法822023/10/7對于經過長時間運行的數(shù)控機床，由于機械傳動部件磨損，電氣元件性能變化或調換零部件所引起的變化，也需對有關參數(shù)進行調整。有些故障往往是由于未及時修改某些不適應的參數(shù)值所造成。832023/10/7現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)大都采用模塊化設計，按功能不同劃分為不同的模塊，隨著現(xiàn)代數(shù)控技術的發(fā)展，電路的繼承規(guī)模越來越大，技術也越來越復雜，按照常規(guī)的方法，很難把故障定位在一個很小的區(qū)域，而一旦系統(tǒng)發(fā)生故障利用此方法可縮短停機時間，快速找到故障板。交換法（備件替換法）842023/10/7將具有相同功能的兩塊板互相交換（一塊好的，一塊被懷疑是壞的），觀察故障現(xiàn)象是否隨之轉移，還是故障依舊來判斷被懷疑板。這些板是指印刷線路板、模塊、集成電路芯片或元器件。若沒有備用電路板或組件，可把故障區(qū)與無故障區(qū)的相同的電路板或組件互相交換，然后觀察故障排除及轉移情況，也可得到確診。注意：852023/10/71）必須斷電后才能更換電路板或組件。2）有些電路板，例如PLC的I/O板上有地址開關，交換時要相應改變設置值。3）有些電路板上有跳線及橋接調整電阻、電容，也應與原板相同，方可交換。4）模塊的輸入輸出必須相同。以驅動器為例，型號要相同，若不同，則要考慮接口、功率的影響，避免故障擴大。862023/10/7在數(shù)控系統(tǒng)中往往有型號完全相同的電路板、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(shù)控系統(tǒng)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。872023/10/7例如，某數(shù)控車床，X軸不動，其它功能正常。故采用交換法進行如下：首先，判斷故障可能在系統(tǒng)、驅動器或電機，其次，將步進電機驅動電纜交換，X向正常，Z向電機不動，說明電機正常，系統(tǒng)到驅動器信號也正常。由此可判斷原X軸驅動器損壞，需拆開機箱檢修。閉環(huán)和半閉環(huán)數(shù)控還應考慮位置和速度反饋。882023/10/71.“替換”方法的使用范圍在電氣修理中，采用“替換”方法來檢查判斷故障應注意應用場合。對一些比較簡單的電器，如接觸器、繼電器、開關、保護電器及其它各種單一電器，在對由電子元件組成的各種電路電路板、控制器、功率放大器及所接的負載，替換時應小心謹慎，如果無現(xiàn)成的備件替換，需從相同的其它設備上拆卸時更應謹慎從事，以避免故障沒找到，替換上的新部件又損壞，造成新的故障。892023/10/72.“替換”中的注意點1）低壓電器的替換應注意電壓、電流和其它有關的技術參數(shù)，并盡量采用相同規(guī)格的替換。2）電子元件的替換，如果沒有相同的，應采用技術參數(shù)相近的，而且主要參數(shù)最好能勝過原來的。3）拆卸時應對各部分做好記錄，特別是接線較多的地方，可防止反饋錯誤引起的人為故障。4）在有反饋環(huán)節(jié)的線路中，更換時要注意信號的極性，以防反饋錯誤引起其他的故障。902023/10/74）在需要從其他設備上拆卸相同的備件替換時，要注意方法，不要在拆卸中造成被拆件損壞。如果替換電路板，在新板環(huán)上前要檢查一下使用的電壓是否正常。3.“替換”前應做的工作在確定對某一部分要進行替換前，應認真檢查與其連接的有關線路和其他相關的電器。確認無故障后才能將新的替換上去，防止外部故障引起替換上去的部件損壞。912023/10/7有些故障，如軸抖動、爬行，一時難以區(qū)分是數(shù)控部分，還是伺服系統(tǒng)或機械部分造成，?？刹捎酶綦x法．將機電分離，數(shù)控與伺服分離，或將位置閉環(huán)分離作開環(huán)處理．這樣復雜的問題就化為簡單，就能較快地找到故障原因．隔離法922023/10/7人為地將元器件溫度升高（應注意器件的溫度參數(shù)）或降低，加速一些溫度特性較差的元器件產生“病癥”或使“病癥”消除來尋找故障原因。升降溫法932023/10/7本方法是以正確的電壓、電平或波形與異常的相比較來尋找故障部位。有時還可以將正常部分試驗性地造成“故障”或報警（如斷開連線，拔去組件），看其是否和相同部分產生的故障現(xiàn)象相似，以判斷故障原因。對比法942023/10/7原理分析法是排除故障的最基本方法，當其它檢查方法難以奏效時，可從電路基本原理出發(fā)，一步一步地進行檢查，最終查出故障原因。運用這種方法必須對電路的原理有清楚的了解，掌握各個時刻各點的邏輯電平和特征參數(shù)（如電壓值、波形），然后用萬用表、邏輯筆、示波器或邏輯分析儀對被測點進行測量，并與正常情況相比較，分析判斷故障原因的可能性，再縮小故障范圍，直至找出故障。原理分析法952023/10/7有些不定期出現(xiàn)的軟故障與外界電網電壓波動有關，當機床出現(xiàn)此類故障時，可把電源電壓人為地調高或調低，模擬惡劣地條件讓故障容易暴露。拉偏電源法962023/10/7數(shù)控機床是機、電、液（氣）、光等技術的結晶，所以在診斷中應緊緊抓住微電子系統(tǒng)與機、液（氣）、光等裝置的交接點，這些節(jié)點是信息傳輸?shù)慕裹c，對故障診斷會大有幫助，可以很快初步判斷故障發(fā)生的區(qū)段，如故障是在CNC系統(tǒng)、PLC、MT及液壓等系統(tǒng)的哪一側，以縮小檢查范圍。972023/10/7拔插法是通過監(jiān)視插件板或組件拔出再插入的過程，確定拔出插入的連接界面是否為故障部位。值得注意的是，在插件板或組件拔出再插入的過程中，改變狀態(tài)的部位可能不只是連接接口。因此，不能因為拔出插入后故障消失，就肯定是接口的接觸不良，還有內部的焊點虛焊恢復接觸狀態(tài)、內部的短路點恢復正常等可能性。拔插法982023/10/7數(shù)控系統(tǒng)是由各種電路板組成，電路板上、接插件等處有虛焊或接口槽接觸不良都會引起故障?？捎媒^緣物輕輕敲打疑點處，若出現(xiàn)，則敲擊處很可能就是故障部位。敲擊法992023/10/7當數(shù)控機床加工造成廢品而無法確定是編程、操作不當還是數(shù)控系統(tǒng)故障時，或是閑置時間較長的數(shù)控機床重新投入使用時。將G、