【文章內(nèi)容簡介】 . 必要的維修用器具 與備件 合格的維修工具是進(jìn)行數(shù)控機(jī)床維修的必備 條件。數(shù)控機(jī)床是精密設(shè)備，不同的故障，所需要的維修工具亦不盡相同。常用的工具主要有： 1. 常用 測量儀器、儀表 ① 萬用表 數(shù)控設(shè)備的維修涉及弱電和強(qiáng)電，萬用表不但要用于測量電壓、電流、電阻值，還需要用于判斷二極管、三極管、晶閘管、電解電容等元器件的好壞，并測量三極管的放大倍數(shù)和電容值。 （ 2） 示波器 用于檢測信號(hào)的動(dòng)態(tài)波形，如：脈沖編碼器、光柵的輸出波形，伺服驅(qū)動(dòng)、主軸驅(qū)動(dòng)單元的各級(jí)輸入、輸出波形等；其次還需要用于檢測開關(guān)電源、顯示器的垂直、水平震蕩與掃描電路的波形等。 數(shù)控機(jī)床維修用的示波器通常選用頻帶寬 為 10~100MHz 的雙通道示波器。 （ 3） 數(shù)字轉(zhuǎn)速表 轉(zhuǎn)速表用于測量與調(diào)整主軸的轉(zhuǎn)速，以及調(diào)整系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)，可以使編程的理想主軸轉(zhuǎn)速理與實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速相符，它是主軸維修與調(diào)整的測量工具之一。 （ 4） 相序表 相序表主要用于測量三相電源的相序，它是進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)與主軸驅(qū)動(dòng)維修的必要測量工具之一。 （ 5） 常用的長度測量工具 長度測量工具（如：千分表、百分表等）用于測量機(jī)床移動(dòng)距離、反向間隙值等。通過測量，可以大致判斷機(jī)床的定位精度、重復(fù)定位精度、加工精度等。根據(jù)測量值可以調(diào)整數(shù)控系統(tǒng)的電子齒輪比、反向間隙等主要參數(shù)，以 恢復(fù)機(jī)床精度。是機(jī)械部件維修測量的主要檢測工具之一。 以下為芯片級(jí)維修的常用儀器、儀表。 （ 6） PLC 編程器 不少數(shù)控系統(tǒng)的 PLC 控制器必須使用專用的編程器才能對(duì)其進(jìn)行編程、調(diào)試、監(jiān)控和檢查。如： SIEMENS 的 PG7 PG750、 PG865,OMRON 的 GPC01～ GPC0PRO13～ PRO27 等。這些編程器可以對(duì) PLC 程序進(jìn)行編輯和修改，監(jiān)視輸入和輸出狀態(tài)及定時(shí)器、移位寄存器的變化值。在運(yùn)行狀態(tài)下修改定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的設(shè)定值?？蓮?qiáng)制內(nèi)部輸出，對(duì)定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和位移寄存器進(jìn)行置位和復(fù)位等。有些帶圖形 功能的編輯器還可顯示 PLC 梯形圖。 （ 7） IC 測試儀 可用來離線快速測試集成電路的好壞，當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行芯片級(jí)維修時(shí)是必要的儀器。 （ 8） 邏輯 分析儀 和脈沖信號(hào)筆 它是專門用于測量和顯示多路數(shù)字信號(hào)的測試儀器，通常分為 16 和 64 個(gè)通道，即可同時(shí)顯示 8 個(gè)、 16 個(gè)或 64 個(gè)邏輯方波信號(hào)。與顯示連續(xù)波形的通用示波器不同，邏輯分析儀顯示各被測點(diǎn)的邏輯電平，二進(jìn)制編碼或存儲(chǔ)器的內(nèi)容。 2. 常用 維修用器具 中國最大的管理資源中心 第 10 頁 共 32 頁 （ 1） 電烙鐵 最常用的焊接工具，一般應(yīng)采用 30W 左右的尖頭、帶接地保護(hù)線的內(nèi)熱式電烙鐵，最好使用恒溫式電烙鐵。 （ 2） 吸錫器 常用的是便 攜式手動(dòng)吸錫器，也可采用電動(dòng)吸錫器。 （ 3） 扁平集成電路拔放臺(tái)：防靜電 SMD 片狀元件、扁平集成電路熱風(fēng)拆焊臺(tái)、可換多種噴嘴。 （ 4） 旋具類 規(guī)格齊全的一字和十字螺絲刀各一套。旋具宜采用樹脂或塑料手柄為宜。為了進(jìn)行伺服驅(qū)動(dòng)器的調(diào)整與裝卸，還應(yīng)配備無感螺旋刀與梅花形六角旋具各一套。 （ 5） 鉗類工具 常用的是平頭鉗、 尖嘴鉗、 斜口鉗、 剝線鉗 、壓線鉗、鑷子。 （ 6） 扳手 類 : 大小活絡(luò)扳手、各種尺寸的內(nèi) 、外 六角扳手 各一套等 ； （ 7） 其他 : 剪刀、刷子、吹塵器、清洗盤、 卷尺 等。 （ 8） 化學(xué)用品 松香、純酒精、清潔觸點(diǎn)用噴劑、潤滑油等。 3. 常用的 備件 對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)的維修，備品備件是一個(gè)必不可少的物質(zhì)條件。如無備件可調(diào)換，“ 巧媳婦難為無米之炊 ” 。 而且如果維修人員手頭上備有一些電路板的話，將給排除故障帶來許多方便，采用電路板交換法通?？梢钥焖倥袛喑鲆恍┮呻y故障發(fā)生在哪塊電路板上。 數(shù)控系統(tǒng)備件的配制要根據(jù)實(shí)際情況，通常一些易損的電氣元器件如各種規(guī) 格的熔斷器、保險(xiǎn)絲、開關(guān)、電刷，還有易出故障的大功率模塊和印刷電路板等，均是應(yīng)當(dāng)配備的 。 1． 3 常見故障分類 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不少困難。 為了便于故障分析和處理，本節(jié)按故障發(fā)生的部位、故障性質(zhì)及故障原因等對(duì)常見故障作如下分類。 按數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的部件分類 1. 主機(jī)故障 數(shù)控機(jī)床的主機(jī)部分，主要包括機(jī)械、潤滑、冷卻、排屑、液壓、氣動(dòng)與防護(hù)裝置。常見的主機(jī)故障有：因機(jī)械安裝、調(diào)試及操作使用不當(dāng)?shù)仍蛞鸬臋C(jī)械傳動(dòng)故障與導(dǎo)軌副摩擦過大故障。故障表現(xiàn)為傳動(dòng)噪聲大，加工精度差，運(yùn)行阻力大。例如：傳動(dòng)鏈的撓性連軸器松動(dòng)，齒輪、絲杠與軸承缺油，導(dǎo)軌塞鐵調(diào)整不當(dāng)，導(dǎo)軌潤滑不良以及系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)仍蚓稍斐梢陨瞎收稀Ｓ绕鋺?yīng)引起重視的是，機(jī)床各部位標(biāo)明的注油點(diǎn) （注油孔）須定時(shí)、定量加注潤滑油（脂），這是機(jī)床各傳動(dòng)鏈正常運(yùn)行的保證。另外，液壓、潤滑與氣動(dòng)系統(tǒng)的故障主要是管路阻塞或密封不良，引起泄漏，造成系統(tǒng)無法正常工作。 2. 電氣故障 電氣故障分弱電故障與強(qiáng)點(diǎn)故障。弱電部分主要指 CNC 裝置、 PLC 控制器、 CRT 顯示器以及伺服單元、輸入 /輸出裝置等電子電路，這部分又有硬件故障與軟件故障之分。硬件故障主要是指上述各裝置的印制電路板上的集成電路芯片、分立元件、接插件以及外部連接組件等發(fā)生的故障。常見的軟件故障有：加工程序出錯(cuò)，系統(tǒng)程序和參數(shù)的改變或丟失、計(jì)算機(jī)的運(yùn)算出錯(cuò)等。 中國最大的管理資源中心 第 11 頁 共 32 頁 強(qiáng)電故障是指繼電器、接觸器、開關(guān)、熔斷器、電源變壓器、電磁鐵、行程開關(guān)等電器元器件及其所組成的電路故障。這部分的故障十分常見，必須引起足夠的重視。 按數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的性質(zhì)分類 1. 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(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。這一類故障現(xiàn)象極為常見。例如：液壓系統(tǒng)的壓力值隨著液壓回路過濾器的阻塞而降到某一設(shè)定參數(shù)時(shí)，必然會(huì)發(fā)生液壓系統(tǒng)故障報(bào)警使系統(tǒng)斷電停機(jī)；又如：潤滑、冷卻或液壓等系統(tǒng)由于管路泄漏引起游標(biāo)下降到使用限值，必然會(huì)發(fā)生液位報(bào)警使機(jī)床停機(jī) ；再如：機(jī)床加工中因切削用量過大達(dá)到某一限值是必然會(huì)發(fā)生過載或超溫報(bào)警，導(dǎo)致系統(tǒng)迅速停機(jī)。因此，正確的使用與精心維護(hù)是杜絕或避免這類系統(tǒng)性故障發(fā)生的切實(shí)保障。 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”。由于此類故障在各種條件相同的狀態(tài)下只偶然發(fā)生一兩次，因此，隨機(jī)性故障的原因分析與故障診斷較其它故障困難得多。一般而言，這類故障的發(fā)生往往與安裝質(zhì)量、組件排列、參數(shù)設(shè)定、元器件品質(zhì)、操作失誤與維護(hù)不當(dāng)，以及工作環(huán)境影響等諸因素有關(guān)。例如： 接插件與連接組件因疏忽未加鎖定，印制電路板上的元器件松動(dòng)變形或焊點(diǎn)虛脫，繼電器觸點(diǎn)、各類開關(guān)觸頭因污染銹蝕以及直流電刷不良等所造成的接觸不可靠等。另外，工作環(huán)境溫度過高或過低、濕度過大、電源波動(dòng)與機(jī)械振動(dòng)、有害粉塵與氣體污染等原因均可引發(fā)此類偶然性故障。因此，加強(qiáng)數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)檢查，確保電器箱門的密封，嚴(yán)防工業(yè)粉塵及有害氣體的侵襲等，均可避免此類故障的發(fā)生。 按數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的有無報(bào)警顯示分類 1. 有報(bào)警顯示的故障 這類故障又可分為硬件報(bào)警顯示與軟件報(bào)警顯示兩種。 （ 1） 硬件報(bào)警顯示的故障 硬件報(bào)警顯示通常是指各 單元裝置上的警示燈（一般由 LED發(fā)光管或小型指示燈等組成）的指示。在數(shù)控系統(tǒng)中有許多用以指示故障部位的警示燈，如控制操作面板、位置控制印制線路板、伺服控制單元、主軸單元、電源單元等部位以及光電閱讀機(jī)、穿孔機(jī)等外設(shè)裝置上常設(shè)有這類警示燈。一旦數(shù)控系統(tǒng)的這些警示燈指示故障狀態(tài)后，借助相應(yīng)部位上的警示燈均可大致分析判斷出故障發(fā)生的部位與性質(zhì)，這無疑給故障分析診斷帶來極大方便。因此，維修人員日常維護(hù)和排除故障時(shí)應(yīng)認(rèn)真檢查這些警示燈的狀態(tài)是否正常。 （ 2） 軟件報(bào)警顯示的故障 軟件報(bào)警顯示通常是指 CRT顯示屏上顯示出來的報(bào) 警號(hào)和報(bào)警信息。由于數(shù)控系統(tǒng)具有自診斷功能，一旦檢測到故障，即按故障的級(jí)別進(jìn)行處理，同時(shí)在 CRT上以報(bào)警號(hào)形式顯示該故障信息。這類報(bào)警顯示常見的有：存儲(chǔ)器警示、過熱警示、伺服系統(tǒng)警示、軸超程警示、程序出錯(cuò)警示、主軸警示、過載警示以及短路警示等，通常，少則幾十種，多則上千種，這無疑為故障判斷和排除提供極大的幫助。 上述軟件報(bào)警有來自 NC的報(bào)警和來自 PLC 的報(bào)警，前者為數(shù)控部分的故障報(bào)警，可通過所顯示的報(bào)警號(hào)，對(duì)照維修手冊中有關(guān) NC 故障報(bào)警及說明，來確定可能產(chǎn)生該故障的原因。后者PLC 報(bào)警顯示由 PLC的報(bào)警信息 文本所提供，大多數(shù)屬于機(jī)床側(cè)的故障報(bào)警，可通過所顯示的報(bào)警號(hào)，對(duì)照維修手冊中有關(guān) PLC 故障報(bào)警信息、 PLC接口說明以及 PLC 程序等內(nèi)容、檢查 PLC有關(guān)接口和內(nèi)部繼電器狀態(tài)，確定該故障所產(chǎn)生的原因。通常， PLC報(bào)警發(fā)生的可能性要比 NC報(bào)警高得多。 2. 無報(bào)警顯示的故障 這類故障發(fā)生時(shí)無任何硬件或軟件的報(bào)警顯示，因此分析診斷難度較大。例如：機(jī)床通電后，在手動(dòng)方式或自動(dòng)方式運(yùn)行 X軸時(shí)出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，無任何報(bào)警顯示。又如機(jī)床在自動(dòng)方式運(yùn)行時(shí)突然停止，而 CRT顯示器上無任何報(bào)警顯示。還有在運(yùn)行機(jī)床某軸時(shí)發(fā)生異常聲響，一般也 無報(bào)警顯示等。一些早期的數(shù)控系統(tǒng)由于自診斷功能不強(qiáng)；尚未采用 PLC控制器，無 PLC報(bào)警信息文 中國最大的管理資源中心 第 12 頁 共 32 頁 本，出現(xiàn)無報(bào)警顯示的故障情況會(huì)更多一些。 對(duì)于無報(bào)警顯示故障，通常要具體情況具體分析，要根據(jù)故障發(fā)生的前后變化狀態(tài)進(jìn)行分析判斷。例如：上述 X軸在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，可首先判斷是數(shù)控部分故障還是伺服部分故障。具體做法是：在手搖脈沖進(jìn)給方式中，可均勻地旋轉(zhuǎn)手搖脈沖發(fā)生器，同時(shí)分別觀察比較 CRT顯示器上 Y軸、 Z 軸與 X 軸進(jìn)給數(shù)字的變化速率。通常，如數(shù)控部分正常，三個(gè)軸的上述變化速率應(yīng)基本相同，從而可確定爬行故障是 X軸的伺服部 分還是機(jī)械傳動(dòng)所造成。有關(guān)伺服系統(tǒng)進(jìn)一步檢查可參閱后續(xù)介紹的“交換法”和“隔離法”。 按數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的原因分類 1. 數(shù)控機(jī)床自身故障 這類故障的發(fā)生是由于數(shù)控機(jī)床自身的原因引起的，與外部使用環(huán)境條件無關(guān)。數(shù)控機(jī)床所發(fā)生的極大多數(shù)故障均屬此類故障，但應(yīng)區(qū)別有些故障并非機(jī)床本身而是外部原因所造成的。 2. 數(shù)控機(jī)床外部故障 這類故障是由于外部原因造成的。例如：數(shù)控機(jī)床的供電電壓過低，波動(dòng)過大，相序不對(duì)或三相電壓不平衡；周圍的環(huán)境溫度過高，有害氣體、潮氣、粉塵侵入；外來振動(dòng)和干擾，如電焊機(jī)所產(chǎn)生的電火花干擾等均有可能使 數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障。還有人為因素所造成的故障，如操作不當(dāng)，手動(dòng)進(jìn)給過快造成超程報(bào)警，自動(dòng)切削進(jìn)給過快造成過載報(bào)警。又如操作人員不按時(shí)按量給機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)加注潤滑油，易造成傳動(dòng)噪聲或?qū)к壞Σ料禂?shù)過大，而使工作臺(tái)進(jìn)給超載。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，首次采用數(shù)控機(jī)床或由不熟練工人來操作，在使用第一年內(nèi)，由于操作不當(dāng)所造成的外部故障要占三分之一以上。 除上述常見故障分類外，還可按故障發(fā)生時(shí)有無破壞性來分，可分為破壞性故障和非破壞性故障；按故障發(fā)生的部位分，可分為數(shù)控裝置故障，進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障、主軸系統(tǒng)故障、刀架、刀庫、工作臺(tái) 故障等。 1． 4 數(shù)控機(jī)床故障的排除思路和原則 數(shù)控機(jī)床故障的排除思路 數(shù)控系統(tǒng)型號(hào)頗多，所產(chǎn)生的故障原因往往比較復(fù)雜，這里介紹故障處理的一種思路，程序大致如下： 1. 確認(rèn)故障現(xiàn)象，調(diào)查故障現(xiàn)場，充分掌握故障信息。 當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，維護(hù)維修人員進(jìn)行故障的確認(rèn)是很有必要的，特別是操作使用人員不熟悉機(jī)床的情況下，尤其重要。不該也不能讓非專業(yè)人士隨意開動(dòng)機(jī)床，特別是出現(xiàn)故障后的機(jī)床，以免故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。 專業(yè)維護(hù)維修人員對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，也不要急于動(dòng)手盲目處理，首先要查看故障記錄，向操作人員詢問故障出現(xiàn)的全過 程。在確認(rèn)通電對(duì)系統(tǒng)無危險(xiǎn)的情況下，再通電親自觀察，特別要注意確定一下主要故障信息，包括系統(tǒng)有何異常， CRT顯示的報(bào)警內(nèi)容是什么等： ① 故障發(fā)生時(shí)報(bào)警號(hào)和報(bào)警提示是什么？ 有哪 些指示燈和發(fā)光管指示了什么報(bào)警？ ② 如無報(bào)警，系統(tǒng)處于何種工