【正文】 障有時(shí)必須采取強(qiáng)行啟動(dòng)的方法恢復(fù)系統(tǒng)的使用。 例 一 一臺(tái)采用德國(guó)西門子 SINUMERIK SYSTEM 3 的數(shù)控 車床 ，一次出現(xiàn)故障， NC 系統(tǒng)加上電后， CRT 不顯示，檢查發(fā)現(xiàn) NC 系統(tǒng)上 “COUPLING MODULE”板上左邊的發(fā)光二極管閃亮 ，指示故障。所以伺服系統(tǒng)在數(shù)控 車床 上起的作用相當(dāng)重要。有些故障可產(chǎn)生 報(bào)警，通過報(bào)答信息，可查找故障原因 。對(duì)外部故障的診斷，我們總結(jié)出兩點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，首先應(yīng)熟練掌握 車床 的工作原理和動(dòng)作順序。這個(gè)方法是當(dāng)前維修時(shí)最有效的一種方法。在置換 CNC 裝置的存儲(chǔ)器板時(shí)，往往還需要對(duì)系統(tǒng)作存儲(chǔ)器的初始化操作（如日本 FANUC 公司的 FS— 6 系統(tǒng)用的磁泡存儲(chǔ)器就需要進(jìn)行這項(xiàng)工作），重新設(shè)定各種數(shù)控?cái)?shù)據(jù)，否則系統(tǒng)仍將不能正常地工作。這個(gè)方法實(shí)際上就是交換法的一種。當(dāng)然這些故障都是屬于 故障的范疇 . 7． 測(cè)量比較法 CNC 系統(tǒng)生產(chǎn)廠在設(shè)計(jì)印刷線路板時(shí)，為了調(diào)整、維修的便利，在印刷線路板上設(shè)計(jì)了多個(gè)檢測(cè)用端子。 9． 局部升溫 CNC 系統(tǒng)經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行后元器件均要老化，性能會(huì)變壞。 第三章 車床 的保養(yǎng) 數(shù)控 車床 的維修概念，不能單純局限于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，如何排除故障和及時(shí)修復(fù)，使數(shù)控系統(tǒng)盡早投入使用，還應(yīng)包括正確使用和日常保養(yǎng)等。10% ）和可能的瞬間干擾信號(hào)等影響，數(shù)控設(shè)備一般采用專線供電（如從低壓配電室分一路單獨(dú)供數(shù)控 車床 使用）或增設(shè)穩(wěn)壓裝置等，都可減少供電質(zhì)量的影響和電氣干擾。 2） 應(yīng)盡量少開數(shù)控柜和強(qiáng)電柜的門 在 機(jī) 加工 機(jī) 間的空氣中一般都會(huì)有油霧、灰塵甚至金屬粉末，一旦它們落在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的電路板或電子器件上，容易引起元器件間絕緣電阻下降，甚至導(dǎo)致元器件及電路板損壞。數(shù)控 車床 、數(shù)控銑床、加工中心等，應(yīng)每年檢查一次。 4） 車床 精度的維護(hù) ， 定期進(jìn)行 車床 水平和 機(jī) 械精度檢查并校正。因此機(jī)床是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有戰(zhàn)略意義的基礎(chǔ)工業(yè)，機(jī)床工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高 ，必然對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 起著 重大的作用 ，短短 的幾十年 ，我國(guó)的機(jī)床工業(yè)已取得了巨大 成就 。而在一般的 機(jī)械制造中 機(jī)床所擔(dān)負(fù)的加工工作量，約占機(jī)械制造總工作量 40％ 60％ 。 2） 滾珠絲杠螺紋副的維護(hù) ， 定期檢查、調(diào)整絲杠螺紋副的軸向間隙，保證反向傳動(dòng)精度和軸向剛度；定期檢查絲杠與床身的連接是否有松動(dòng)；絲杠防護(hù)裝置有損壞要及時(shí)更換，以防灰塵或切屑進(jìn)入。 5） 直流電動(dòng) 機(jī) 電刷的定期檢查和更換 ， 直流電動(dòng) 機(jī) 電刷的過渡磨損，會(huì)影響電動(dòng) 機(jī) 的性能，甚至造成電動(dòng) 機(jī) 損壞。其維護(hù)保養(yǎng)的內(nèi)容和規(guī)則也各有其特色，具體應(yīng)根據(jù)其 車床 系統(tǒng) 種類、型號(hào)及實(shí)際使用情況，并參照 車床 使用說明書要求，制訂和建立必 要的定期、定級(jí) 保養(yǎng)制度。精密數(shù)控設(shè)備要遠(yuǎn)離振動(dòng)大的設(shè)備，如沖床、鍛壓設(shè)備等。 除了以上常用的故障檢查測(cè)試方法外，還有拔板法，電壓拉偏法，開環(huán)檢測(cè)法以及診斷方法等多種。因此，任何虛焊或接觸不良，都可能引起故障。另外，經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行的數(shù)控 車床 ，由于其 機(jī) 械傳動(dòng)部件磨損，電氣無件性能變化等原因，也需對(duì)其有關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。 5． 轉(zhuǎn)移法 所謂轉(zhuǎn)移法就是將 CNC 系統(tǒng)中具有相同功能的二塊印刷線路板、模塊、集成電路芯片或元器件互相交換，觀察故障現(xiàn)象是否隨之轉(zhuǎn)移。 在備板交換之前，應(yīng)仔細(xì)檢查備板是否完好，并應(yīng)檢查備板的狀態(tài)應(yīng)與原板狀態(tài)完全一致。一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即在 CRT上報(bào)警信息或用發(fā)光二極管批示出故障的大致起因。 發(fā)現(xiàn)問題是解決 問題的第一步，而且是最重要的一步。大部分故障都是非系統(tǒng)故障，是由外部原因引起的。抱閘線圈采用 24V 電源供電，由于線圈對(duì)地短路，致使 24V 電壓瞬間下降， NC 系統(tǒng) 采取保護(hù)措施自動(dòng)斷電。這個(gè)故障就是因操作人員操作失誤或其它原因使 NC 系統(tǒng)處于死循環(huán)狀態(tài)。經(jīng)確認(rèn)為 NC 系統(tǒng)存儲(chǔ)器板出現(xiàn)問題，維修后，故障消除 。 2） 車床 在運(yùn)輸過程中是否發(fā)生振動(dòng)？ 3） 所用刀具的刀尖是否正常？ 4） 換刀時(shí)是否設(shè)置了 偏移量？ 5） 間隙補(bǔ)償給的是否恰當(dāng)？ 6） 機(jī) 械 零件 是否隨溫度變化而變形？ 7） 工件測(cè)量是否正確？ 7． 運(yùn)轉(zhuǎn)情況 1） 在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中是否改變過或調(diào)整過運(yùn)轉(zhuǎn)方式？ 2） 車床 是否處于報(bào)警狀態(tài)？是否已作好運(yùn)轉(zhuǎn)準(zhǔn)備？ 3） 車床 操作面板上的售率開關(guān)是否設(shè)定為 0？ 4） 車床 是否處 于鎖住狀態(tài)？ 5） 系統(tǒng)是否處于急停狀態(tài)？ 6） 系統(tǒng)的保險(xiǎn)絲是否燒斷？ 7） 車床 操作面板上的方式選擇開關(guān)設(shè)定是否正確？ 8． 車床 和系統(tǒng)之間接線情況 1） 電纜是否完整無損？ 2） 交流電源線和系統(tǒng)內(nèi)部電線是否分開安裝？ 3） 電源線和信號(hào)線是否分開走線？ 4） 信號(hào)屏蔽線接地是否正確？ 5） 繼電器、電磁鐵以及電動(dòng) 機(jī) 等電磁部件是否裝有噪聲抑制器？ 9． CNC 裝置的外觀檢查 1） 車床 柜檢查破損情況和是否是在打開柜門的狀態(tài)下操作 ？ 2） 車床 柜內(nèi) 部 風(fēng)扇電 機(jī) 工作是否正常？ 18 3） 紙帶閱讀 機(jī) 是否有污物？ 4） 電源單元保險(xiǎn)絲是否正常 ？ 5） 電纜連接器插頭是否完全插入、擰緊？ 6） 印刷線路板。 2） 周圍的振動(dòng)源。 6） 刀具軌跡出現(xiàn)誤差時(shí)的速度。 查 車床 側(cè)信號(hào)短路的原因，在 車床 強(qiáng)電柜 XT2 接線柱上查到 XT2 XT22線有短路現(xiàn)象，再查該線，發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)易位置控制器輸入信號(hào)線毛刺短路，故使穩(wěn)壓裝置燒壞。故 T 地址 16＃數(shù)據(jù)為 0。 對(duì)于 02＃報(bào)警， 車床 操作說明書上指出：（ 1）環(huán)境溫度過高；（ 2）冷卻風(fēng)扇故障；（ 3）空氣過濾器不清潔。查 018 車床 維修手冊(cè)，在報(bào)警表上，未指明 99＃為何種報(bào)警，我們從報(bào)警分類欄上看到： 99＃為 p／ S 報(bào)警，表示程序誤差或操作誤差報(bào)警。此時(shí)， ATC 指示燈亮， 機(jī) 械手恢復(fù)正常工作，故障排除。查 PLC 梯形圖，換刀條件滿足的條件為：① OREND（主軸定位完成） ON； ② INPI（刀庫伺服定位正常） ON； ③ ZPZ（ z 軸零點(diǎn)） ON。 例 4 故障現(xiàn)象：主軸定位后， ATC 無定位指示， 機(jī) 械手無換刀動(dòng)作故障檢查與分析，該故障發(fā)生后， 車床 無任何報(bào)警產(chǎn)生，除 機(jī) 械手不能正常工作外， 車床各部分都工作正常。同時(shí)二極管 D27 也擊穿。 例 3 故障現(xiàn)象：主軸 12＃報(bào)警 故障檢查與分析：查 JCS 一 018 加工中心交流主軸系統(tǒng)明書知：主軸 12＃報(bào)警為直流電路電流過大，故障原因有如下三種情況： ① 輸出端或電 機(jī) 繞組短路；② 功率晶體管不良； ③ 印刷板故障。這 7 個(gè)指示燈（從左到右）分別表示； ① 定向指令 ；② 低速檔； ③ 磁道峰值檢測(cè)； ④ 減速指令； ③ 精定位； ③ 定位完成；以上為綠色）；⑦ 試驗(yàn)方式。調(diào)換后故障依然存在，說明 NC 系統(tǒng)無故障； ② 將標(biāo)準(zhǔn)電柜中 Y、 Z 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)調(diào)，即用 Z 軸控制信號(hào)去驅(qū)動(dòng) Y 軸，故障同樣存在，又排除了伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的問題，將故障范圍縮小到 Y 軸直流伺服電 機(jī) 中?？煽紤]下列原因： ① 電 機(jī) 過載： ② 速度控制的電源變壓器過熱； ③ 速度控制電源變壓器的電源保險(xiǎn)絲斷； ④ 在控制部分電源輸入端子板上，接線座 Xl 的 EMGI N1 和 EMGI N2 之間的觸點(diǎn)開路； ⑤ 在控制部分電源輸入支架上，交流 100V 保險(xiǎn)絲（ F5）斷； ⑥ 連接速度控制單元與控制部分之間的信號(hào)電纜斷開或從觸頭中脫落； ⑦ 由于某種原因其它伺服 機(jī) 構(gòu)報(bào)警，電機(jī) 電源線上的接觸器（ MCC）斷開。可能是由于精定位時(shí)接近開關(guān)未發(fā)出信號(hào) , 電磁鐵不能鎖緊。 故障現(xiàn)象 一是 CRT 顯示 414 報(bào)警。 考慮到該 車床 X 、 Z 軸采用的是同系列的 AC 伺服驅(qū)動(dòng) , 其伺服 PCB 板型號(hào)和規(guī)格相同 , 為了進(jìn)一步縮小檢查范圍 , 維修的第三步是在恢復(fù)第二步 CNC 和 X 、 Z 伺服間的正常連接后 , 將 X 、 Z 的 PCB 板經(jīng)過調(diào)整設(shè)定后互換。在電氣方面 , 可能是由于某個(gè)元件的參數(shù)變化 , 引起系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性改變 , 導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定等。 車床 帶液壓夾具、液壓 支 架和 15 把刀的自動(dòng)換刀裝置 , 全封閉防 護(hù) , 自動(dòng)排屑。但是 , 當(dāng)工作一段時(shí)間后 , 將出現(xiàn)某一故障。同時(shí)伺服驅(qū)動(dòng)板上 “ HC” 報(bào)警指示燈熄滅。根據(jù)經(jīng)驗(yàn) , 我們首先關(guān)掉總電源 , 然后將電柜門打開后 , 重新開 機(jī) , 目測(cè) X 軸驅(qū)動(dòng)板工作狀 態(tài) , 發(fā)現(xiàn)其板上 “ HC” 報(bào)警指示燈點(diǎn)亮。拆下放大器打開檢查 , 發(fā)現(xiàn)電路板油污嚴(yán)重 , 且有金屬粉塵附著。斷電后 , 用萬用表檢測(cè)制動(dòng)線圈直流電組及絕緣良好 , 兩根使用的電纜中有一根已斷掉。② X 軸滾珠絲杠阻滯及導(dǎo)軌阻滯。 2） 狀態(tài)診斷：當(dāng) 車床 電 機(jī) 帶動(dòng)負(fù)載時(shí)，觀察運(yùn)行狀態(tài)。 2） 建 檔針對(duì)每臺(tái) 車床 的具體性能和加工對(duì)象制定操作規(guī)章，建立工作與維修檔 案，管理者要經(jīng)常檢查、總結(jié)、改進(jìn)。 6） 學(xué)習(xí)并掌握各種電氣維修中常用的儀器、儀表和工具。但是，人們對(duì)這樣的設(shè)備往往更多地是看重其效能，而不僅對(duì)合理地使用不夠重視，更對(duì)其保養(yǎng)及維修工作關(guān)注太少，日常不注意對(duì)保養(yǎng)與維修 工作條件的創(chuàng)造和 投入，故障出現(xiàn)臨時(shí)抱佛腳的現(xiàn)象很是普遍。 27 3 前 言 數(shù)控 機(jī) （ 車 ） 床 是 機(jī) 電一體化的高技術(shù)產(chǎn) 品， 它的產(chǎn)生是 20 世紀(jì)中期計(jì)算 機(jī)技術(shù)，微電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)高速發(fā)展的結(jié)果 ,是在 機(jī) 械制造業(yè)要求產(chǎn)品高精度、高質(zhì)量、高生產(chǎn)率、低消耗和中、小批量、多品種產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的結(jié)果 ,機(jī) 械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，但在實(shí)現(xiàn)多品種、小批量產(chǎn)品自動(dòng)化生產(chǎn)方面曾遇到困難 ,對(duì)于大批大量生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)流水作業(yè)比較容易，但對(duì)于多品種小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的道路 ,因?yàn)?機(jī) 械制造業(yè)屬于離散型生產(chǎn)，它與化工生產(chǎn)、電力生產(chǎn)等連續(xù)型生產(chǎn)類型截然不同 ,在 機(jī) 械加工中，產(chǎn)品是經(jīng)過一道道工序、多次換刀與 一系列動(dòng)作逐步累加而成型的 ,通過成組技術(shù)將產(chǎn)品分類，力求把中、小批量產(chǎn)品轉(zhuǎn)換成大批大量生產(chǎn)的形式，組成流水生產(chǎn)作業(yè)，在一定程度上可以使 機(jī) 械加工生產(chǎn)類型由離散型轉(zhuǎn)化為連續(xù)型。這次畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ）使我受益匪淺。它不但對(duì)我們所學(xué)的知識(shí)做了一次全面的檢查與鞏固，而且是我們綜合利用所學(xué)的全部理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)。再次，培養(yǎng)我們熟悉有關(guān)技術(shù)政策，運(yùn)用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 規(guī)定 的能力，獨(dú)立進(jìn)行查找資料的能力。 6 第二章 數(shù)控車床故障的處置與分析排除的方法 15 一、車床故障處置 18 三、數(shù)控車床故障排除的方法 23 一、數(shù)控車床的保養(yǎng)知識(shí) 當(dāng)今控制理論與自動(dòng)化技術(shù)的高速發(fā)展，尤其是微電子技術(shù)和計(jì)算 機(jī) 技術(shù)的日新月異，使得數(shù)控技術(shù)也在同步飛速發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式上的 PC 基、開放化和性能上的多樣化、復(fù)雜化、高智能化不僅給其應(yīng)用從觀念到實(shí)踐 帶來了巨大變化，也在其維修理論、技術(shù)和手段上帶來了很 4 大 變化 。 1） 首先是有高度的責(zé)任心和良好的職業(yè)道