【正文】 查電磁制動(dòng)是否釋放；進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元故障，伺服電動(dòng)機(jī)故障。尤其要注意的是，伺服電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠連接用的聯(lián)軸器，由于連接松動(dòng)或聯(lián)軸器本身的缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠傳動(dòng)和伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)不同步，從而使進(jìn)給運(yùn)動(dòng)忽快忽慢，產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。一般會(huì)在CRT上顯示伺服電動(dòng)機(jī)過(guò)載、過(guò)熱或過(guò)流等報(bào)警信息，同時(shí)，在強(qiáng)電樞中的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元上，用指示燈或數(shù)碼管提示驅(qū)動(dòng)單元過(guò)載、過(guò)電流等信息。當(dāng)進(jìn)給系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，通常有3種表現(xiàn)形式：一是在CRT或操作面板上顯示報(bào)警內(nèi)容或報(bào)警信息；二是在進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元上用報(bào)警燈或數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)單元的故障；三是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)不正常，但無(wú)任何報(bào)警信息。作為檢測(cè)器件的脈沖編碼器產(chǎn)生每磚固定脈沖。兩者輸出經(jīng)乘法器11處理后，形成定子電流的幅值給定。然后經(jīng)函數(shù)發(fā)生器V/F轉(zhuǎn)換器7，轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩給定脈沖信號(hào)。第五章 數(shù)控伺服系統(tǒng)故障診斷51主軸伺服系統(tǒng)故障診斷一、交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與交流伺服驅(qū)動(dòng)一樣，交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也有模擬和數(shù)字式兩種型式，交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：1）由于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須采用微處理器和現(xiàn)代控制理論進(jìn)行控制，因此其運(yùn)行平穩(wěn)、振動(dòng)和噪音?。?）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般都具有再生制動(dòng)功能，在制動(dòng)時(shí)，既可將電動(dòng)機(jī)能量反饋回電網(wǎng)，起到節(jié)能的效果，又可以加快起制動(dòng)速度；3）特別是對(duì)于全數(shù)字式主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)器可直接使用CNC是數(shù)字量輸出信號(hào)進(jìn)行控制，不要經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)速控制精度得到了提高；4）與數(shù)字式交流伺服驅(qū)動(dòng)一樣，在數(shù)字式主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，還可以采用參數(shù)設(shè)定方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)調(diào)整與動(dòng)態(tài)優(yōu)化，系統(tǒng)設(shè)定靈活、調(diào)整準(zhǔn)確；5）由于交流主軸電動(dòng)機(jī)無(wú)換向器，主軸電動(dòng)機(jī)通常不需要進(jìn)行維修；6）主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高不受換向器的限制，轉(zhuǎn)速可達(dá)數(shù)萬(wàn)轉(zhuǎn)。分析與處理過(guò)程：由于系統(tǒng)不能得電，根據(jù)電氣原理圖，圖63所示，查找CNC、驅(qū)動(dòng)器電源開(kāi)關(guān)控制部分電路，斷電檢測(cè)節(jié)點(diǎn)1至節(jié)點(diǎn)7電路及元器件情況，檢測(cè)節(jié)點(diǎn)0至KMO至節(jié)點(diǎn)7電路情況；再上電重復(fù)檢測(cè)一遍，對(duì)比并記錄與正常運(yùn)行狀態(tài)有何區(qū)別。故障現(xiàn)象故障原因軸不能制動(dòng)或制動(dòng)滯后閘瓦與制動(dòng)輪磨損問(wèn)題；有油污侵入或間隙過(guò)大等；勵(lì)磁線圈的短路故障還會(huì)引起系統(tǒng)斷電；也考慮“軸不能啟動(dòng)”故障原因。延時(shí)時(shí)間變長(zhǎng)（相當(dāng)于時(shí)間常數(shù)RC太大）若是空氣阻尼式的，則是氣室內(nèi)有灰塵使氣道堵塞；若是電動(dòng)式的，則是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑不良。欠壓脫扣器噪音大噪音只可能由常閉型的脫扣器產(chǎn)生，在老機(jī)床中，原因是：彈簧失效變硬，不恢復(fù)；鐵心工作面有油污或短路環(huán)破壞。欠壓脫扣器不能分?jǐn)唷穳翰粓?bào)警現(xiàn)象拉力彈簧彈性失效、斷裂或卡??；欠壓脫扣器線圈損壞。另熔斷器一般不宜用作過(guò)載保護(hù)。2）主令開(kāi)關(guān)圖4－3 按鈕開(kāi)關(guān)它是用來(lái)短時(shí)間接通或斷開(kāi)小電流控制電路的手動(dòng)電器。電器的用途廣泛，種類繁多。液壓缸的安裝位置偏移：在安裝時(shí)必須檢查，使之與主機(jī)運(yùn)動(dòng)方向平行。防塵密封圈被擠出和反唇：拆開(kāi)檢查，重新更新。（2）電磁線圈燒損線圈絕緣不良：更換電磁鐵電壓太低：使用電壓應(yīng)在額定電壓的90%以上。各結(jié)合面緊固螺釘、調(diào)壓螺釘背帽松動(dòng)或堵塞，緊固相應(yīng)部件。（3）復(fù)位失靈復(fù)位彈簧損壞與變形，更換新產(chǎn)品。調(diào)壓彈簧損壞：更換新產(chǎn)品。泵和電動(dòng)機(jī)間聯(lián)軸器同心度不夠：調(diào)整泵軸與電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器同心度。（3）液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)不正?；蛴幸垃F(xiàn)象的可能原因及排除方法泵軸向間隙及徑向間隙過(guò)?。狠S向、徑向間隙過(guò)小則應(yīng)更換零件，調(diào)整軸向或徑向間隙。油液黏度太高或油溫過(guò)高：用20機(jī)械油選用適合的溫度，一般20全損耗系統(tǒng)用油適用10～50攝氏度的溫度工作，如果三班工作，應(yīng)裝冷卻裝置。泵的主動(dòng)軸與電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器不同心，有扭曲摩擦：調(diào)整泵與電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器的同心度，.泵齒輪的齒合精度不夠：對(duì)研齒輪達(dá)到齒輪齒合精度。二、液壓元件常見(jiàn)故障及排除液壓泵故障在機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中，齒輪泵常見(jiàn)的故障有：噪音嚴(yán)重及壓力波動(dòng)；運(yùn)輸量不足；液壓泵不正?；蛴幸垃F(xiàn)象。閥類元件漏裝彈簧或密封件，或管道按錯(cuò)而使動(dòng)作混亂。更換合格的直線導(dǎo)軌，重新裝好后，故障排除。分析：故障明顯在機(jī)械結(jié)構(gòu)部分。五、應(yīng)用舉例例FANUC 0M系統(tǒng)數(shù)控銑床，Y軸移動(dòng)中的位置偏差量大于設(shè)定值而報(bào)警；分析：聯(lián)軸器中的漲緊套與絲杠連接松動(dòng)；例某加工中心運(yùn)行九個(gè)月后，發(fā)生Z軸方向加工尺寸不穩(wěn)定，尺寸超差無(wú)規(guī)則，不報(bào)警；分析：Z軸聯(lián)軸器的6只緊定螺釘都出現(xiàn)松動(dòng)；例銑床加工零件，在檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)工件Y軸方向的實(shí)際尺寸與程序編制的理論數(shù)據(jù)存在不規(guī)則的偏差；分析：檢查Y軸有關(guān)位置參數(shù)，發(fā)現(xiàn)反向間隙、夾緊允差等均在要求范圍內(nèi)，可排除參數(shù)原因；檢查Y軸傳動(dòng)鏈方法：將一個(gè)千分表座吸在橫梁上，表頭找正主軸Y運(yùn)動(dòng)的負(fù)方向，并使表頭壓縮到50μm左右，然后把表頭復(fù)位到零； 將機(jī)床操作面板上的工作方式開(kāi)關(guān)置于增量方式（INC）的“10”檔，軸選擇開(kāi)關(guān)置于Y軸檔，按負(fù)方向進(jìn)給鍵，觀察千分表讀數(shù)的變化，理論上應(yīng)該每按一下，千分表讀數(shù)增加10 μm，經(jīng)測(cè)量，Y軸正、負(fù)方向的增量運(yùn)動(dòng)都存在不規(guī)則的偏差； 找一粒滾珠置于滾珠絲杠的端部中心，用千分表的表頭頂住滾珠，將機(jī)床操作面板上的工作方式開(kāi)關(guān)置于手動(dòng)方式，按正、負(fù)方向的進(jìn)給鍵，主軸箱沿Y軸正、負(fù)方向連續(xù)運(yùn)動(dòng)，觀察千分表讀數(shù)無(wú)明顯變化，故排除滾珠絲杠軸向竄動(dòng)的可能； 檢查與Y軸伺服電動(dòng)機(jī)和滾動(dòng)絲杠聯(lián)接的同步齒形帶輪，發(fā)現(xiàn)與伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸連接的帶輪錐套有松動(dòng)，使得進(jìn)給傳動(dòng)與伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)不同步，由于在運(yùn)動(dòng)中松動(dòng)是不規(guī)則的，從而造成位置偏差的不規(guī)則，最終使零件加工尺寸出現(xiàn)不規(guī)則的偏差例TH6380臥式加工中心，啟動(dòng)液壓后，手動(dòng)運(yùn)行Y軸時(shí)，液壓自動(dòng)中斷，CRT顯示報(bào)警，驅(qū)動(dòng)失效，其它軸正常；分析：伺服驅(qū)動(dòng)裝置電動(dòng)機(jī)及測(cè)量器件電動(dòng)機(jī)與絲杠聯(lián)接部分液壓平衡裝置開(kāi)口螺母和滾珠絲杠軸承其他機(jī)械部分； 檢查驅(qū)動(dòng)裝置外部接線及內(nèi)部元器件的狀態(tài)良好，電動(dòng)機(jī)與測(cè)量系統(tǒng)正常；拆下Y軸液壓抱閘后情況同前，將電動(dòng)機(jī)與絲杠的同步傳動(dòng)帶脫離，手搖Y軸絲杠，發(fā)現(xiàn)絲杠上下竄動(dòng)；拆開(kāi)滾珠絲杠上軸承座正常；拆開(kāi)滾珠絲杠下軸承座后發(fā)現(xiàn)軸向推力軸承的緊固螺母松動(dòng)，導(dǎo)致滾珠絲杠上下傳動(dòng)；由于滾珠絲杠上下竄動(dòng)，造成伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絲杠空轉(zhuǎn)約一圈，在數(shù)控系統(tǒng)中，當(dāng)NC指令發(fā)出后，測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)有反饋信號(hào)，若間隙的距離超過(guò)了數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的范圍，即電動(dòng)機(jī)空走若干個(gè)脈沖后光柵尺無(wú)任何反饋信號(hào)，則數(shù)控系統(tǒng)必報(bào)警，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)失效，機(jī)床不能運(yùn)行，擰好緊固螺母，滾珠絲杠不再竄動(dòng)，則故障排除；第三大點(diǎn)、導(dǎo)軌副的維修一、導(dǎo)軌副結(jié)構(gòu)塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌目前，數(shù)控機(jī)床使用的滑動(dòng)導(dǎo)軌材料為鑄鐵對(duì)塑料或鑲鋼對(duì)塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌；導(dǎo)軌塑料用聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶和環(huán)氧型耐磨導(dǎo)軌涂層；滾動(dòng)導(dǎo)軌圖3－7圖3－8二、維修舉例例X軸電動(dòng)機(jī)過(guò)熱報(bào)警分析：電動(dòng)機(jī)過(guò)熱報(bào)警，產(chǎn)生的原因有多種，除伺服單元本身的問(wèn)題外，可能式切削參數(shù)不合理，亦可能是傳動(dòng)鏈上有問(wèn)題。數(shù)控機(jī)床日常維護(hù)三種：日常點(diǎn)檢、月檢查與半年檢查。防止供電線路干擾的具體措施一般有以下幾點(diǎn)：1）對(duì)于電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大的地區(qū)，應(yīng)在輸入電源上加裝電子穩(wěn)壓器；2）線路的容量必須滿足機(jī)床對(duì)電源容量的要求；3）避免數(shù)控機(jī)床和電火花設(shè)備頻繁起動(dòng)、停止的大功率設(shè)備共用同一干線；4）安裝數(shù)控機(jī)床時(shí)應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離中頻爐、高頻感應(yīng)爐等變頻設(shè)備。1）在交流接觸器線圈的兩端、交流電動(dòng)機(jī)的三相輸出端上并聯(lián)RC吸收器；2）在直流接觸器或直流電磁閥的線圈兩端，加入續(xù)流二極管；3）CNC的輸入電源線間加入浪涌吸收器與濾波器；4）伺服電動(dòng)機(jī)的三相電樞線采用屏蔽線（SIEMENS驅(qū)動(dòng)常用）。數(shù)控機(jī)床對(duì)接她的要求通常較高，車間、廠房的進(jìn)線必須有符合數(shù)控機(jī)床安裝要求的完整接地網(wǎng)絡(luò)。數(shù)控機(jī)床必須采用點(diǎn)接地法，切不可為了省事，在機(jī)床的各部位就近接地，造成多點(diǎn)接地環(huán)流。對(duì)于其體的故障，也可以通過(guò)測(cè)繪部分控制線路的方法．通過(guò)繪制原理圖進(jìn)行維修。測(cè)量比較法使用的前提是：維修人員應(yīng)了解或?qū)嶋H測(cè)量正確的印制電路板關(guān)鍵部位、易出故障部位的正常電壓值，正確的波形，才能進(jìn)行比較分析，而且這些數(shù)據(jù)應(yīng)隨時(shí)做好記錄并作為資料積累。（6）測(cè)量比較法。必須注意的是：在備件交換之前要仔細(xì)檢查，確認(rèn)部件的外部工作區(qū)域在線路中是否存在短路、過(guò)電壓等情況，若不確定，切不可以輕易更換備件此外。所謂部件交換法，就是在故障范圍大致確認(rèn)，并在確認(rèn)外部條件完全正確的情況下。（4）功能測(cè)試法。數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床參數(shù)是保證機(jī)床正常運(yùn)行的前提條件，它們直接影響著數(shù)控機(jī)床的性能。（2）系統(tǒng)自診斷法。對(duì)于數(shù)控機(jī)床發(fā)生的大多數(shù)故障，總體上說(shuō)可采用下述幾種方法來(lái)進(jìn)行故障診斷。第二，認(rèn)真分析故障的原因。發(fā)生幾率要大于“弱電”。能同時(shí)參與插補(bǔ)的坐標(biāo)軸數(shù)，稱為聯(lián)動(dòng)軸數(shù)；顯然，當(dāng)數(shù)控機(jī)床的聯(lián)動(dòng)軸數(shù)越多，機(jī)床加工輪廓的性能就越強(qiáng)；因此，聯(lián)動(dòng)軸的數(shù)量是衡量數(shù)控機(jī)床性能的重要技術(shù)指標(biāo)之一。2）PLC可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller）或可編程序機(jī)床控制器PM（Machine）C。第一章 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修基本概念1－1數(shù)控機(jī)床的基本概念一、數(shù)控技術(shù)與數(shù)控機(jī)床數(shù)控技術(shù)NC計(jì)算機(jī)數(shù)控CNC加工中心MC（帶ATC）柔性加工單元FMS（帶APC）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS二、數(shù)控系統(tǒng)及組成數(shù)控系統(tǒng)的基本組成數(shù)控系統(tǒng)是所有數(shù)控設(shè)備的核心。 作用：一是使坐標(biāo)軸按照數(shù)控裝置給定的速度運(yùn)行；二是使坐標(biāo)軸按照數(shù)控裝置給定的位置定位。由此可見(jiàn)：1只要數(shù)控機(jī)床的最小移動(dòng)量（脈沖當(dāng)量）足夠小，所用的擬合折線就可以等效代替理論曲線；2只要改變坐標(biāo)軸的脈沖分配方式，即可改變擬合折線的形狀，從而達(dá)到改變加工軌跡的目的；3只要改變分配脈沖的頻率，即可改變坐標(biāo)軸（刀具）的運(yùn)動(dòng)速度。2）電氣控制系統(tǒng)故障“弱電”、“強(qiáng)電”“弱電”指控制系統(tǒng)中以電子元器件、集成電路為主的控制部分；包括CNC、PLC、MDI/CRT以及伺服驅(qū)動(dòng)單元、輸入/輸出單元等；可分為硬件故障和軟件故障；“強(qiáng)電”指控制系統(tǒng)中的主回路或高壓、大功率回路中的繼電器、接觸器、開(kāi)關(guān)、熔斷器、電源變壓器、電動(dòng)機(jī)、電磁鐵、行程開(kāi)關(guān)等電氣元器件及其所組成的控制回路。此外，維修人員還應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作細(xì)致的檢查，觀察系統(tǒng)的外觀內(nèi)部各部分是否有異常之處：在確認(rèn)數(shù)控系統(tǒng)通電無(wú)危險(xiǎn)的情況下方可通電，通電后再觀察系統(tǒng)有何異常，CRT顯示的報(bào)警內(nèi)容是什么等。分析故障時(shí)，維修人員也不應(yīng)局限于CNC部分，而是要對(duì)機(jī)床強(qiáng)電、機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等方面都作詳細(xì)的檢查，并進(jìn)行綜合判斷，達(dá)到確診和最終排除故障的目的。維修人員通過(guò)對(duì)故障發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的各種光、聲、味等異常現(xiàn)象的觀察、檢查，可將故障縮小到某個(gè)模塊，甚至一塊印制電路板但是．它要求維修人員具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)．以及綜合判斷能力。（3）參數(shù)檢查法。另外，數(shù)控機(jī)床經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行之后，由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件磨損，電氣元件性能變化等原因，也需對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行重新調(diào)整。（5）部件交換法。交換的部件可以是系統(tǒng)的備件，也可以用機(jī)床上現(xiàn)有的同類型部件替換通過(guò)部件交換就可以逐一排除故障可能的原因把故障范圍縮小到相應(yīng)的部件上。這些操作步驟應(yīng)嚴(yán)格按照系統(tǒng)的操作說(shuō)明書(shū)、維修說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。通過(guò)測(cè)量比較法，有時(shí)還可以糾正他人在印制電路板上的調(diào)整、設(shè)定不當(dāng)而造成的“故障”。運(yùn)用這種方法要求維修人員有較高的水平，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)或各部分電路有清楚，深入的了解才能進(jìn)行。消除系統(tǒng)的干擾可以從下述幾個(gè)方面著手：（1）正確連接機(jī)床、系統(tǒng)的地線。屏蔽地必須按系統(tǒng)要求連接，以避免干擾。因此，對(duì)電磁干擾必須采取以下措施，予以消除。在某些電力不足或頻率不穩(wěn)的場(chǎng)合，電壓的沖擊、欠壓，頻率和相位漂移，波形的失真、共模噪聲及常模噪聲等，將影響系統(tǒng)的正常工作，應(yīng)盡可能減小線路上的此類干擾。A、造成循環(huán)指令（加工程序）不執(zhí)行的外部原因；如CNC系統(tǒng)是否處于“到位檢查”中；是否處于“機(jī)床鎖住”狀態(tài)；是否處于“等待速度到達(dá)”信號(hào)接通；在主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給編程時(shí)，是否等待“位置編碼器”的測(cè)量信號(hào)；在螺紋切削時(shí)，是否處于等待“主軸1轉(zhuǎn)信號(hào)”；進(jìn)給速度倍率是否設(shè)定為0%，等等；B、復(fù)位狀態(tài)顯示；指示系統(tǒng)是否處于“急?！睜顟B(tài)或是“外部復(fù)位”信號(hào)接通狀態(tài)；C、TH報(bào)警狀態(tài)顯示；它可以顯示出報(bào)警時(shí)的紙帶錯(cuò)誤孔的位置；D、存儲(chǔ)器內(nèi)容以及磁泡存儲(chǔ)器異常狀態(tài)的顯示；E、位置跟隨誤差的顯示；F、伺服驅(qū)動(dòng)部分的控制信息顯示；G、編碼器、光柵等位置測(cè)量元件的輸入脈沖顯示，等等；3）故障信息顯示一般以“報(bào)警顯示”的形式在CRT上進(jìn)行顯示；脫機(jī)測(cè)試將數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床脫離后，對(duì)數(shù)控系統(tǒng)本身進(jìn)行的測(cè)量與檢查；第二章 數(shù)控機(jī)床的維修與管理21數(shù)控機(jī)床的管理與維修一、人員素質(zhì)的要求具有較廣的知識(shí)面善于思考重視總結(jié)積累善于學(xué)習(xí)具備外語(yǔ)基礎(chǔ)與專業(yè)外語(yǔ)基礎(chǔ)能熟練操作機(jī)床和之用維修儀器具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力在系統(tǒng)維修時(shí)要特別注意：數(shù)控系統(tǒng)中的某些模塊是需要電池保持參數(shù)的，對(duì)于這些板子和模塊切忌隨便插拔；更不可在不了解元器件作用的情況下，隨意調(diào)換數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)等部件、設(shè)定端子；任意調(diào)整電位器位置，任意改變?cè)O(shè)置參數(shù)，以避免產(chǎn)生嚴(yán)重后果！二、技術(shù)資料的要求數(shù)控機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)1）機(jī)床的操作過(guò)程和步驟2）機(jī)床主要機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)及主要部件的結(jié)構(gòu)原理示意圖3）機(jī)床的液壓、氣動(dòng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)圖4）機(jī)床安裝和調(diào)試的方法與步驟5）機(jī)床電氣控制原理圖6）機(jī)床使用的特殊功能及其說(shuō)明等數(shù)控系統(tǒng)的操作、編程說(shuō)明書(shū)（或使用手冊(cè)）1）數(shù)控系統(tǒng)的面板說(shuō)明2）