1-數(shù)控機(jī)床維修及維護(hù)基礎(chǔ)

26三月20241__數(shù)控機(jī)床維修及維護(hù)基礎(chǔ)

數(shù)控設(shè)備是技術(shù)密集型和知識(shí)密集型機(jī)電一體化產(chǎn)品，其技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴。數(shù)控機(jī)床維修的基本要求及必要的維修用器具對(duì)維修人員的素質(zhì)要求Date2對(duì)維修人員的素質(zhì)要求工作態(tài)度要端正。高度的責(zé)任心和良好的職業(yè)道德。具有較廣的知識(shí)面：①掌握或了解計(jì)算機(jī)原理、電子技術(shù)、電工原理、自動(dòng)控制與電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)、檢測(cè)技術(shù)、機(jī)械傳動(dòng)及機(jī)加工工藝方面的基礎(chǔ)知識(shí)②既要懂電、又要懂機(jī)。具有一定的外語(yǔ)基礎(chǔ)和專業(yè)外語(yǔ)基礎(chǔ)善于學(xué)習(xí)，勤于學(xué)習(xí)，善于思考有較強(qiáng)的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)技能養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣Date31、測(cè)量?jī)x器、儀表

萬(wàn)用表數(shù)字轉(zhuǎn)速表示波器常用的長(zhǎng)度測(cè)量工具必要的維修用器具Date42、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(luò)扳手、各種尺寸的內(nèi)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(pán)、帶鱷魚(yú)鉗連接線等。3、化學(xué)用品

松香、純酒精、清潔觸點(diǎn)用噴劑、潤(rùn)滑油等。Date5

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(duì)系統(tǒng)的熟悉程度和運(yùn)用技術(shù)資料的熟練程度。必要的技術(shù)資料和技術(shù)準(zhǔn)備Date61、數(shù)控裝置安裝、使用（包括編程）、操作和維修方面的技術(shù)說(shuō)明書(shū)，2、系統(tǒng)參數(shù)的意義及其設(shè)定方法，3、裝置的自診斷功能和報(bào)警清單，4、裝置接口的分配及其含義等等。數(shù)控裝置部分Date71、PLC裝置及其編程器的連接、編程、操作方面的技術(shù)說(shuō)明書(shū).2、PLC用戶程序清單或梯形圖.3、I/O地址及意義清單.4、報(bào)警文本以及PLC的外部連接圖。PLC裝置部分Date81、進(jìn)給和主軸伺服單元原理、連接、調(diào)整和維修方面的技術(shù)說(shuō)明書(shū).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(bào)警顯示，重要的調(diào)整點(diǎn)和測(cè)試點(diǎn)。2、伺服單元參數(shù)的意義和設(shè)置。伺服單元Date91、機(jī)床安裝、使用、操作和維修方面的技術(shù)說(shuō)明書(shū)，其中包括機(jī)床的操作面板布置及其操作，機(jī)床電氣原理圖、布置圖以及接線圖。2、機(jī)床的液壓回路圖和氣動(dòng)回路圖。機(jī)床部分Date101、有關(guān)元器件方面的技術(shù)資料，如數(shù)控設(shè)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(cè)。維修人員應(yīng)熟悉各種常用的元器件。2、做好數(shù)據(jù)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(shù)資料。其他Date11

數(shù)控機(jī)床是一種技術(shù)復(fù)雜的機(jī)電一體化設(shè)備，其故障發(fā)生的原因一般都比較復(fù)雜，這給故障診斷和排除帶來(lái)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(zhì)及故障原因等對(duì)常見(jiàn)故障作了如下分類。常見(jiàn)故障分類Date121、機(jī)械故障：

數(shù)控機(jī)床的主機(jī)部分，主要包括機(jī)械、潤(rùn)滑、冷卻、排屑、液壓,氣動(dòng)與防護(hù)等裝置。2、電氣故障電氣故障分弱電故障與強(qiáng)電故障：按數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的部件分類Date131、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(guò)某一設(shè)定的限度，工作中的數(shù)控機(jī)床必然會(huì)發(fā)生的故障。按數(shù)控機(jī)床發(fā)生的故障性質(zhì)分類2、隨機(jī)性故障。隨機(jī)性故障，通常是指數(shù)控機(jī)床在同樣的條件下工作時(shí)只偶然發(fā)生一次或兩次的故障。有的文獻(xiàn)上稱此為“軟故障”。Date141、有報(bào)警顯示的故障硬件報(bào)警軟件報(bào)警2、無(wú)報(bào)警顯示的故障按故障發(fā)生后有無(wú)報(bào)警顯示分類Date151.數(shù)控裝置故障2.進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障3.主軸系統(tǒng)故障4.刀架、刀庫(kù)、工作臺(tái)故障等等。

按故障發(fā)生的部位分:Date161.確認(rèn)故障現(xiàn)象，調(diào)查故障現(xiàn)場(chǎng)，充分掌握故障信息。2.根據(jù)所掌握故障信息，明確故障的復(fù)雜程度并列出故障部位的全部疑點(diǎn)。3.分析故障原因，制定排除故障的方案。4.檢測(cè)故障，逐級(jí)定位故障部位。5.故障的排除6.

解決故障后的資料的整理數(shù)控機(jī)床故障的排除思路和原則Date17數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，操作人員應(yīng)首先停止機(jī)床，保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，然后對(duì)故障進(jìn)行盡可能詳細(xì)的記錄，并及時(shí)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(yīng)盡可能詳細(xì)。記錄內(nèi)容最好包括下述幾個(gè)方面：1）發(fā)生故障時(shí)的機(jī)床型號(hào)，采用的控制系統(tǒng)型號(hào)，系統(tǒng)的軟件版本號(hào)。

故障記錄故障發(fā)生時(shí)的情況記錄Date182）故障的現(xiàn)象，發(fā)生故障的部位，以及發(fā)生故障時(shí)機(jī)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(shí)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(dòng)方式下發(fā)生，則應(yīng)記錄發(fā)生故障時(shí)的加工程序號(hào)，出現(xiàn)故障的程序段號(hào)，加工時(shí)采用的刀具號(hào)以及刀具的位置等。Date195）若故障發(fā)生在精度超差或輪廓誤差過(guò)大時(shí)，應(yīng)記錄被加工工件號(hào)，并保留不合格工件。6）在發(fā)生故障時(shí)，若系統(tǒng)有報(bào)警顯示，則應(yīng)記錄報(bào)警顯示情況與報(bào)警號(hào)。7）通過(guò)診斷畫(huà)面，記錄機(jī)床故障時(shí)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(jìn)入暫停狀態(tài)或是急停狀態(tài)？系統(tǒng)坐標(biāo)軸是否出于“互鎖”狀態(tài)？進(jìn)給倍率是否為0%？等等。

Date208）記錄發(fā)生故障時(shí)，各坐標(biāo)軸的位置跟隨誤差的值。9）記錄發(fā)生故障時(shí)，各坐標(biāo)軸的移動(dòng)速度、移動(dòng)方向，主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向，等等。Date211）

故障發(fā)生的時(shí)間與周期：如：機(jī)床是否一直存在故障？若為隨機(jī)故障，則一天發(fā)生幾次？是否頻繁發(fā)生？2）故障發(fā)生時(shí)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(shí)（如雷擊后），周?chē)渌麢C(jī)械設(shè)備的工作情況？3)若為加工零件是發(fā)生的故障，則應(yīng)記錄加工同類工件時(shí)發(fā)生故障的概率情況。4）檢查故障是否與“進(jìn)給速度”、“換刀方式”或是“螺紋切削”的等特殊動(dòng)作有關(guān)。

故障發(fā)生的頻繁程度的記錄Date221）在不危及人身安全和設(shè)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(jī)床的外界因素有關(guān)？3）檢查故障時(shí)在執(zhí)行某固定程序段時(shí)出現(xiàn)，可利用MDI方式單獨(dú)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Date234）若機(jī)床故障與機(jī)床動(dòng)作有關(guān)，在可能的情況下，應(yīng)檢查在手動(dòng)情況下執(zhí)行該動(dòng)作，是否也有同樣的故障？5）機(jī)床是否發(fā)生過(guò)同樣的故障？周?chē)臄?shù)控機(jī)床是否也發(fā)生同一故障？等等。Date241）發(fā)生故障時(shí)的周?chē)h(huán)境溫度是否超過(guò)允許溫度？是否有局部的高溫存在？2）故障發(fā)生時(shí)，周?chē)欠裼袕?qiáng)烈的振動(dòng)源存在？3）故障發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)是否受到陽(yáng)光的直射？4）檢查故障發(fā)生時(shí)，電氣柜內(nèi)是否有切削液、潤(rùn)滑油、水的進(jìn)入？5）故障發(fā)生時(shí)，輸入電壓是否超過(guò)了系統(tǒng)允許的波動(dòng)范圍？

故障的外界條件記錄Date256）故障發(fā)生時(shí)，車(chē)間內(nèi)或線路上是否有使用大電流的裝置正在進(jìn)行起、制動(dòng)？7）故障發(fā)生時(shí)，機(jī)床附近是否存在吊車(chē)、高頻機(jī)械、焊接機(jī)或電加工機(jī)床等強(qiáng)電磁干擾源？Date26維修人員故障維修前，應(yīng)根據(jù)故障現(xiàn)象與故障記錄，認(rèn)真對(duì)照系統(tǒng)、機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行各項(xiàng)檢查，以便確認(rèn)故障的原因。這些檢查包括：1）機(jī)床的工作狀況檢查2）機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)情況檢查3）機(jī)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Date271）機(jī)床的調(diào)整狀況如何？機(jī)床工作條件是否符合要求？2）加工時(shí)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(dòng)換刀時(shí)，坐標(biāo)軸是否到達(dá)了換刀位置？程序中是否設(shè)置了刀具偏移量？4）系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償量等參數(shù)設(shè)定是否正確？5）系統(tǒng)的坐標(biāo)軸的間隙補(bǔ)償量是否正確？6）系統(tǒng)的設(shè)定參數(shù)7）系統(tǒng)的工作坐標(biāo)系位置，“零點(diǎn)偏置值”的設(shè)置是否正確？8）工件安裝是否合理？測(cè)量手段、方法是否正確、合理？9）機(jī)械零件是否存在因溫度、加工而產(chǎn)生變形的現(xiàn)象？等等。機(jī)床的工作狀況檢查Date281）在機(jī)床自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中是否改變或調(diào)整過(guò)操作方式？是否插入了手動(dòng)操作？2）機(jī)床側(cè)是否處于正常加工狀態(tài)？工作臺(tái)、夾具等裝置是否處于正常工作位置？3）機(jī)床操作面板上的按鈕、開(kāi)關(guān)位置是否正確？機(jī)床是否處于鎖住狀態(tài)？倍率開(kāi)關(guān)是否設(shè)定為“0”？4）機(jī)床各操作面板上、數(shù)控系統(tǒng)上的“急?！卑粹o是否處于急停狀態(tài)？5）電氣柜內(nèi)的熔斷器是否有熔斷？自動(dòng)開(kāi)關(guān)、斷路器是否有跳閘？6）機(jī)床操作面板上的方式選擇開(kāi)關(guān)位置是否正確?進(jìn)給保持按鈕是否被按下？機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)情況檢查Date29問(wèn)—機(jī)床的故障現(xiàn)象、加工狀況等看—CRT報(bào)警信息、報(bào)警指示燈、熔絲斷否、元器件煙熏燒焦、電容器膨脹變形、開(kāi)裂、保護(hù)器脫扣、觸點(diǎn)火花等聽(tīng)—異常聲響（鐵芯、欠壓、振動(dòng)等）聞—電氣元件焦糊味及其它異味摸—發(fā)熱、振動(dòng)、接觸不良等直觀法常用的故障檢查方法Date30

開(kāi)機(jī)自診斷—系統(tǒng)內(nèi)部自診斷程序通電后動(dòng)執(zhí)行對(duì)CPU、存儲(chǔ)器、總線和I/O等模塊及功能板、CRT、軟盤(pán)等外圍設(shè)備進(jìn)行功能測(cè)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(jù)CRT上顯示的報(bào)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(jìn)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(hào)狀態(tài)，找出故障的大致部位，它是故障診斷過(guò)程中最常用、有效的方法之一。CNC系統(tǒng)的自診斷功能Date31CNC系統(tǒng)的自診斷不但能在CRT上顯示故障報(bào)警信息，而且還能以多頁(yè)“診斷地址”和“診斷數(shù)據(jù)”的形式提供機(jī)床參數(shù)和狀態(tài)信息接口檢查參數(shù)檢查數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查接口檢查：系統(tǒng)與機(jī)床、系統(tǒng)與PLC、機(jī)床與PLC的輸入/輸出信號(hào)，

“1”表示通，“0”表示斷。Date32利用狀態(tài)顯示可以檢查數(shù)控系統(tǒng)是否將信號(hào)輸出到機(jī)床側(cè)，機(jī)床側(cè)的開(kāi)關(guān)信號(hào)是否已輸入到系統(tǒng)，從而確定故障是在機(jī)床側(cè)還是在系統(tǒng)側(cè)。案例：1）某數(shù)控車(chē)床，上電后，按下主軸正轉(zhuǎn)按鍵后，主軸不轉(zhuǎn)，試分析一下原因：Date33功能程序測(cè)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(gè)試驗(yàn)程序，存儲(chǔ)在硬盤(pán)、電子盤(pán)、軟盤(pán)上。在故障診斷時(shí)運(yùn)行這個(gè)程序，可快速判定哪個(gè)功能不良或喪失。功能程序測(cè)試法常應(yīng)用于以下場(chǎng)合：功能程序測(cè)試法Date341.機(jī)床加工造成廢品而一時(shí)無(wú)法確定是編程，操作不當(dāng)、還是數(shù)控系統(tǒng)故障時(shí)；2.數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)隨機(jī)性故障，一時(shí)難以區(qū)別是外來(lái)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(cè)試程序來(lái)診斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性；3.閑置時(shí)間較長(zhǎng)的數(shù)控機(jī)床在投入使用時(shí)或?qū)?shù)控機(jī)床進(jìn)行定期檢修時(shí)。Date35現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)大都采用模塊化設(shè)計(jì)，按功能不同劃分為不同的模塊，隨著現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，電路的繼承規(guī)模越來(lái)越大，技術(shù)也越來(lái)越復(fù)雜，按照常規(guī)的方法，很難把故障定位在一個(gè)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(jī)時(shí)間，快速找到故障板。交換法（備件替換法）Date36在數(shù)控系統(tǒng)中往往有型號(hào)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(zhuǎn)移情況，以快速確定故障部位。當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)某個(gè)軸運(yùn)動(dòng)不正常，如爬行、抖動(dòng)、時(shí)動(dòng)時(shí)不動(dòng)、一個(gè)方向動(dòng)另一個(gè)方向不動(dòng)等故障時(shí)，常采用換軸法來(lái)確定故障部位。Date37例如，某數(shù)控車(chē)床，X軸不動(dòng)，其它功能正常。試分析原因：

Date381）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(kāi)關(guān)，交換時(shí)要相應(yīng)改變?cè)O(shè)置值。3）有些電路板上有跳線及橋接調(diào)整電阻、電容，也應(yīng)與原板相同，方可交換。4）模塊的輸入輸出必須相同。以驅(qū)動(dòng)器為例，型號(hào)要相同，若不同，則要考慮接口、功率的影響，避免故障擴(kuò)大。注意事項(xiàng)：Date39有些故障，如軸抖動(dòng)、爬行，一時(shí)難以區(qū)分是數(shù)控部分，還是伺服系統(tǒng)或機(jī)械部分造成，?？刹捎酶綦x法．將機(jī)電分離，數(shù)控與伺服分離，或?qū)⑽恢瞄]環(huán)分離作開(kāi)環(huán)處理．這樣復(fù)雜的問(wèn)題就化為簡(jiǎn)單，就能較快地找到故障原因．隔離法事例：機(jī)電分離或?qū)⑽恢瞄]環(huán)分離作開(kāi)環(huán)處理數(shù)控與伺服分離Date40人為地將元器件溫度升高（應(yīng)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(chǎn)生“病癥”或使“病癥”消除來(lái)尋找故障原因。升降溫法Date41

原理分析法是排除故障的最基本方法，當(dāng)其它檢查方法難以奏效時(shí)，可從電路基本原理出發(fā)，一步一步地進(jìn)行檢查，最終查出故障原因。運(yùn)用這種方法必須對(duì)電路的原理有清楚的了解，掌握各個(gè)時(shí)刻各點(diǎn)的邏輯電平和特征參數(shù)（如電壓值、波形），然后用萬(wàn)用表、邏輯筆、示波器或邏輯分析儀對(duì)被測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)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。

原理分析法事例：回參考點(diǎn)類故障Date42拔插法是通過(guò)監(jiān)視插件板或組件拔出再插入的過(guò)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(guò)程中，改變狀態(tài)的部位可能不只是連接接口。因此，不能因?yàn)榘纬霾迦牒蠊收舷?，就肯定是接口的接觸不良，還有內(nèi)部的焊點(diǎn)虛焊恢復(fù)接觸狀態(tài)、內(nèi)部的短路點(diǎn)恢復(fù)正常等可能性。拔插法Date43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(huì)引起故障?？捎媒^緣物輕輕敲打疑點(diǎn)處，若出現(xiàn)，則敲擊處很可能就是故障部位。敲擊法Date44每臺(tái)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)在運(yùn)行一定時(shí)間之后，某些元器件或機(jī)械部件難免出現(xiàn)一些損壞或故障現(xiàn)象，問(wèn)題在于對(duì)這種高精度、高效益且又昂貴的設(shè)備，如何延長(zhǎng)元器件的壽命和零部件的磨損周期，預(yù)防各種故，特別是將惡性事故消滅在萌芽狀態(tài)，從而提高系統(tǒng)的平均無(wú)故障工作時(shí)間和使用壽命，一個(gè)重要方面是要作好預(yù)防性維護(hù)。數(shù)控機(jī)床的維護(hù)預(yù)防性維護(hù)的重要性Date45數(shù)控機(jī)床通常是一個(gè)企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，有時(shí)在運(yùn)行中出現(xiàn)了一些不正?，F(xiàn)象，如級(jí)別較低的報(bào)警，雖然不影響一時(shí)運(yùn)行，但如果怕停機(jī)影響生產(chǎn)，不及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和排除，而讓其長(zhǎng)時(shí)間“帶病”工作，必然會(huì)造成“小病不治，大病吃苦”的后果。例如：有些地區(qū)電網(wǎng)質(zhì)量差，電壓波動(dòng)大，常造成數(shù)控系統(tǒng)跳閘。有些使用者對(duì)此現(xiàn)象并不重視，讓系統(tǒng)繼續(xù)在惡劣的供電環(huán)境中運(yùn)行，最后造成主要模塊燒壞的嚴(yán)重后果。Date46總之，做好預(yù)防性維護(hù)工作是使用好數(shù)控機(jī)床的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，數(shù)控維修人員、操作人員及管理人員應(yīng)共同做好這項(xiàng)工作。Date47數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)的具體內(nèi)容，在隨機(jī)的使用和維修手冊(cè)中通常都作了規(guī)定，現(xiàn)就共同性的問(wèn)題作以下要求：預(yù)防性維護(hù)工作的主要內(nèi)容Date481.嚴(yán)格遵循操作規(guī)程。按機(jī)床和系統(tǒng)使用說(shuō)明書(shū)的要求正確、合理地使用。應(yīng)盡量避免因操作不當(dāng)引起的故障，用的第一年內(nèi)，有三分之一以上的系統(tǒng)故障是由于操作不當(dāng)引起的。數(shù)控系統(tǒng)日常維護(hù)Date492.防止數(shù)控裝置過(guò)熱。