【正文】 最后我要向 在 百忙之中 抽時(shí)間對(duì) 本文進(jìn)行審閱、評(píng)議和參與本人論文答辯的各位老師表示由衷的感謝！ 8 參考文獻(xiàn) 1數(shù)控機(jī)床電氣控制 廖兆榮 高等教育出版社 2 數(shù)控故障診斷與維護(hù) 王 峰 清華大學(xué)出版社 3 數(shù)控車(chē)床故障診斷與維修技巧 牛志斌 潘波 機(jī)械工業(yè)出版社 4 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修速查手冊(cè) 李金伴 化學(xué)工業(yè)出版社 5 西門(mén)子 802C簡(jiǎn)要安裝 調(diào)試手冊(cè) 6 西門(mén)子 802C故障診斷手冊(cè) 7中國(guó)工控 168網(wǎng) 8 數(shù)控中國(guó)論壇 9 西門(mén)子中國(guó)官網(wǎng) A boxer that only has front legs refuses to let his disability hold him back as he charges across a beach with his fourlegged ，他同其他四條腿的伙伴們一同在海灘上盡情狂奔。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。雖然在這個(gè)過(guò)程中也 遇到了許多的問(wèn)題困惑，讓我倍感辛苦，但是在一次次解決問(wèn)題戰(zhàn)勝困難后的成就感，又讓我感到了滿(mǎn)足。 在完成數(shù)控機(jī)床的診斷與維修的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，不但是一個(gè)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用于終結(jié) ，這更是一次自我學(xué)習(xí)和自主知識(shí)分析與探索的過(guò)程。 6 結(jié) 論 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的資料收集和學(xué)習(xí)整理，總結(jié)結(jié)出了關(guān)于西門(mén)子 802C base line數(shù)控機(jī)床電氣控制部分的故障診斷與修復(fù)，并完成本畢業(yè)設(shè)計(jì)。對(duì)于磁盤(pán)閱讀機(jī)中磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的磁頭，應(yīng)用專(zhuān)用清洗盤(pán)定期進(jìn)行清洗。 對(duì)紙帶閱讀機(jī)或磁盤(pán)閱讀機(jī)的定期維護(hù)紙帶閱讀機(jī)或磁盤(pán)閱讀機(jī)是數(shù)控系統(tǒng)輸入的重要裝置，數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)、用戶(hù)宏程序和零件程序都要通過(guò)它輸入到 CNC內(nèi)部。 6）經(jīng)常監(jiān)視 CNC裝置用的電網(wǎng)電壓。 5）定期檢查和更換直流電機(jī)電刷。 3）定時(shí)清理數(shù)控裝置的散熱通風(fēng)系統(tǒng)。有些數(shù)控機(jī)床的主軸控制系統(tǒng)安置在強(qiáng)電柜中，強(qiáng)電門(mén)關(guān)得不嚴(yán)，使電器元件損壞、主軸控制失靈。應(yīng)按操作規(guī)程要求進(jìn)行維護(hù)工作。 1）制訂 CNC系統(tǒng)的日常維護(hù)的規(guī)章制度。 （ 8） 附近是否正在修理或調(diào)試機(jī)床、安裝了新機(jī)床等。 （ 4） 切削液、潤(rùn)滑油是否飛濺到了系統(tǒng)柜、系統(tǒng)柜里是否進(jìn)水，受到水的浸 等。診斷時(shí)檢查減速信號(hào)是否有效，接觸是否良好；檢查減速擋塊并緊固；清洗或更換碼盤(pán)。調(diào)整這些機(jī)構(gòu)，使之間隙消除。 4)電動(dòng)機(jī)扭矩過(guò)低或由于伺服調(diào)節(jié)不良，引起跟蹤誤差過(guò)大。 6)機(jī)械誤差包括導(dǎo)軌平行度、導(dǎo)軌與壓板面平行度、導(dǎo)軌 與絲杠的平行度超差等，此時(shí)要重新調(diào)整機(jī)床。故障現(xiàn)象為以快速移動(dòng)速度向參考點(diǎn)方向移動(dòng)，碰到減速開(kāi)關(guān)后減速，以低速移動(dòng)直至超程報(bào)警。此時(shí)要檢查減速開(kāi)關(guān)是否是否損壞，減速信號(hào)線(xiàn)向 PLC 傳遞過(guò)程中是否斷線(xiàn)，以及減速開(kāi)關(guān)上電源是否正常。當(dāng)軸接收到第一個(gè)零脈沖時(shí)，軸即制動(dòng)到速度為零，然后再以 V2 速度前移參考點(diǎn)偏移量而停止于參考點(diǎn) ，如圖 52 所示。 數(shù)控機(jī)床位置檢測(cè)裝置如果采用絕對(duì)編碼器時(shí)，由于系統(tǒng)斷電后位置檢測(cè)裝置靠電池來(lái)維持坐標(biāo)值實(shí)際位置的記憶，所以機(jī)床開(kāi)機(jī)時(shí)，不需要進(jìn)行返回參考點(diǎn)操作。 故障原因：伺服進(jìn)給電動(dòng)機(jī)得簡(jiǎn)述時(shí)間參數(shù)設(shè)定過(guò)短；伺服單元得制動(dòng)電阻接觸不良或損壞；伺服單元本身電壓監(jiān)控電路故障；伺服軟件不良。 系統(tǒng)檢測(cè)原理：伺服放大器的 DC300 V電壓低 于標(biāo)準(zhǔn)電壓（一般為 4240V）。 故障原因：電動(dòng)機(jī)側(cè)短路；放大器得你變塊擊穿短路。 LV為 1說(shuō)明是伺服低電壓引起得報(bào)警； OVC為 1說(shuō)明是伺服過(guò)電流引起的報(bào)警； HCA 為 1說(shuō)明是伺服異常電流引起得報(bào)警； HVA為 1 說(shuō)明是伺服高電壓引起得報(bào)警； DCA為 1說(shuō)明是伺服 DC放電回路一場(chǎng)引起得報(bào)警。產(chǎn)生該故障的可能原因有主軸 位置編碼器不良、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤（機(jī)床梯形圖種沒(méi)有設(shè)計(jì)主軸速度到達(dá)信號(hào) ，而系統(tǒng)參數(shù) 37080設(shè)定為檢測(cè)主軸速度到達(dá)信號(hào)） 。 （ 2） 系統(tǒng)循環(huán)啟動(dòng)信號(hào)未被輸入 通過(guò)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)梯形圖或系統(tǒng)診斷號(hào) （循環(huán)啟動(dòng)信號(hào)為下降沿觸發(fā)），若未被輸入則為機(jī)床循環(huán)啟動(dòng)按鈕本身及接線(xiàn)或系統(tǒng) I/O接口故障，如果系統(tǒng)循環(huán)啟動(dòng)信號(hào)輸入，則為系統(tǒng)本身故障。 （ 2）手搖脈沖軸選擇信號(hào)未輸入 通過(guò)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)梯形圖診斷手搖脈沖軸選擇信號(hào) 、 、 、 （分別為手搖脈沖第 4軸選擇信號(hào)）是否接通，若 未接通則原因可能是為手搖脈沖軸選擇開(kāi)關(guān)及接線(xiàn)故障。 機(jī)床手動(dòng)（ JOG）或手 搖脈沖（ MPG）不執(zhí)行而自動(dòng)正常 （ JOG）操作無(wú)效 （ 1）系統(tǒng)狀態(tài)選擇未在手動(dòng)狀態(tài) 可以通過(guò)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)梯形圖得信號(hào) 、 、 ，原因可能是 狀態(tài)開(kāi)關(guān)位置不對(duì)、狀態(tài)開(kāi)關(guān)及接線(xiàn)故障。若為 1則系統(tǒng)的進(jìn)給倍率為 0，原因可能是倍率開(kāi)關(guān)位置不對(duì)或系統(tǒng)故障。利用動(dòng)態(tài)梯形圖 的信號(hào) （系統(tǒng)所有軸互鎖 ） 、 、 、 （分別為 第 4軸互鎖 ） 是否為“ 0”進(jìn)行判斷。 （ 2）系統(tǒng)處于急停狀態(tài)（ CRT顯示 EMG） 不同數(shù)控廠家系統(tǒng)急停信號(hào)的編制方法有所不同，可以通過(guò)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)梯形圖查看導(dǎo)致 “ 0”（正常為“ 1”）的原因。位置漂移太大引起的。 103～ 133號(hào)報(bào)警。 （ 2） 如有 102， 112， 122， 132號(hào)報(bào)警，則說(shuō)明指令值太高。 （ 3） 機(jī)構(gòu)磨擦力太大。 進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)不連續(xù)。如產(chǎn)生 104， 114， 124， 134報(bào)警，則位置環(huán)有硬件故障。造成此故障的原因有： （ 1） 操作方式不對(duì)； （ 2） 從 PLC傳至 數(shù)控系統(tǒng) 的信號(hào)不正常； （ 3） 位控板有故障（如 03350， 03325， 03315板有故障）。 3）編碼器連接錯(cuò)誤。 4）每次關(guān)機(jī)后，重新定位，其定位點(diǎn)都不同 ，主軸可以在任意位置定位。 故障二： 主軸定位的過(guò)程，其實(shí)是將主軸停止在編碼器“零脈沖”位置的定位過(guò)程，并在該點(diǎn)進(jìn)行位置閉環(huán)調(diào)節(jié)。由于該資料內(nèi)容豐富，描述具體，維修時(shí)可以根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況，參照進(jìn)行，在此不再一一進(jìn)行描述。 機(jī)床操作信息： 7000~7031。 報(bào)警在排除原因后，用報(bào)警應(yīng)答鍵清除。 機(jī)床報(bào)警： ALM6000~6031。 報(bào)警在排除原因后，用機(jī)床控制面板上的復(fù)位鍵消除。以上報(bào)警在排除原因后，可以用機(jī)床控制面板上的復(fù)位鍵消除。維修時(shí)應(yīng)檢查測(cè)量回路電纜是否斷路、脫落；必要時(shí)可以通過(guò)插上測(cè)量回路短路插頭，判斷位置控制模塊是否有故障。它表示軸運(yùn)行速度高于機(jī)床數(shù)據(jù) MD336*規(guī)定的輪廓監(jiān)控速度，且超過(guò)了 MD332*規(guī)定的允差；也有可能是制動(dòng)時(shí)，軸不能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到要求的速度引起的。其中： （ 1） ALMl04*：坐標(biāo)軸指令值到達(dá)了數(shù)模轉(zhuǎn)換極限。 ALM28 報(bào)警為“環(huán)行存儲(chǔ)器溢出”，表明系統(tǒng)不能及時(shí)處理讀入的字 符， 可能的原因是傳 速度太快，應(yīng)降低系統(tǒng)與外設(shè)的傳輸波特率等等。對(duì)于偶然出現(xiàn)的故障，當(dāng)維修現(xiàn)場(chǎng)無(wú)編程器時(shí)，可以通過(guò)系統(tǒng)初始化的方法，重新啟動(dòng) PLC 使機(jī)床恢復(fù)工作。更換必須在系統(tǒng)斷電的情況下進(jìn)行，否則會(huì)引起系統(tǒng)故障。但也有部分報(bào)警的含義較廣泛，現(xiàn)將故障可能原因及處理方法列舉如下，以供維修人員參考。 對(duì)于以上情況，維修時(shí)只要進(jìn)行糾正，并重新啟動(dòng)系統(tǒng)，故障即可排除。 如果在運(yùn)行過(guò)程中 LED 發(fā)光，則表 明： 1) 模塊中出現(xiàn)硬件故障； 2) CPU 循環(huán)出錯(cuò)。以 810/820 系統(tǒng)為例， 系統(tǒng)監(jiān)控主要有以下內(nèi)容。 位置測(cè)量系統(tǒng)板故障時(shí)，一般有如下現(xiàn)象： 1)CNC 不能執(zhí)行回參考點(diǎn)動(dòng)作，或每次回參考點(diǎn)位置不一致； 2)坐標(biāo)軸、主軸的運(yùn)動(dòng)速度不穩(wěn)定或不可調(diào)； 3)加工尺寸不穩(wěn)定； 4)出現(xiàn)測(cè)量系統(tǒng)或接口電路硬件故障報(bào)警； 5)在驅(qū)動(dòng)器正常的情況下，坐標(biāo)軸不運(yùn)動(dòng)或定位不正確。 5．存儲(chǔ)器板的故障診斷 802C存儲(chǔ)器板上安裝有 UMS 用戶(hù)存儲(chǔ)子模塊、系統(tǒng)存儲(chǔ)器子模塊等， 其中 UMS可以是固化用戶(hù) WS800A 開(kāi)發(fā)軟件的用戶(hù)程序子模塊，或是西門(mén)子提供的固定循環(huán)子模塊，或是 RAM 子模塊。 當(dāng) CPU 板故障時(shí)，一般情況下只能更換新的 CPU 備件板。系統(tǒng)軟件固化在EPROM 中。 視頻板故障時(shí)一般有以下幾種現(xiàn)象： 1)屏幕無(wú)任何顯示，系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)。 CRT 的作用是將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為圖像進(jìn)行顯示；視頻板的作用是將字符及圖像點(diǎn)陣轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)進(jìn)行輸出。若電源模塊取下后，無(wú) +5V 輸出或仍然只有幾秒的 +5V 電壓輸出，可能是電源模塊本身存在過(guò)載或內(nèi)部元器件損壞，可根據(jù)原理圖進(jìn)行進(jìn)一步的檢查。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)開(kāi)機(jī)時(shí)有 +5V 電壓輸出 ，但幾秒鐘后 +5V 電壓又?jǐn)嚅_(kāi)的故障時(shí)。 電源模塊的故障診斷 維修 電源模塊的工作過(guò)程如下 : 1)外部直流 24V 或交流 220V 電壓加入； 2)通過(guò)短時(shí)接通系統(tǒng)啟動(dòng) (NCON)信號(hào)，接通系統(tǒng)電源； 3)若控制電路正常，直流輸出線(xiàn)路中無(wú)過(guò)電流，“ 電源正常”輸出觸點(diǎn)信號(hào)閉合；否則輸出信號(hào)斷開(kāi)。如誤操作信 息，有關(guān)伺服系統(tǒng)報(bào)警，設(shè)定錯(cuò)誤報(bào)警，各種行程超程報(bào)警等。這些檢查方法各有特點(diǎn)，按照不同的故障現(xiàn)象，可以同時(shí)選擇幾種方法靈活應(yīng)用，對(duì)故障進(jìn)行綜合分析，才能逐步縮小故障范圍，較快地排除故障。當(dāng)然，采用此法時(shí)，一定要注意元器件的溫度參數(shù)等，不要將原來(lái)是好的器件烤壞。當(dāng)用絕緣物輕輕敲打有虛焊及接觸不良的疑 點(diǎn)處，故障肯定會(huì)重復(fù)再現(xiàn)。因 為數(shù)控 系統(tǒng)生產(chǎn)廠往往不提供有關(guān)這方面的資料。用戶(hù)也可利用這些端子比較測(cè)量正常的印刷線(xiàn)路板和有故障的印刷線(xiàn)路板之間的差異。 另外，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行的數(shù)控機(jī)床，由于其機(jī)械傳動(dòng)部件磨損，電氣無(wú)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。 6 參數(shù)檢查法 ： 眾所周知，數(shù)控參數(shù)能直接影響數(shù)控機(jī)床的功能。 5 轉(zhuǎn)移法 ： 所謂轉(zhuǎn)移法就是將 數(shù) 控 系統(tǒng)中具有相同功能的二塊印刷線(xiàn)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。缺少了后一步，一旦零件程序輸入，將產(chǎn)生 60號(hào)報(bào)警。 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。本方法對(duì)于長(zhǎng)期閑置的數(shù)控機(jī)床第一次開(kāi)機(jī)時(shí)的檢查以及機(jī)床加工造成廢品但又無(wú)報(bào)警的情況下，一時(shí)難以確定是編程錯(cuò)誤 或是操作錯(cuò)誤，還是機(jī)床故障時(shí)的判斷是一較好的方法。一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即在 顯示器 上報(bào)警信息或用發(fā)光二極管批示出故障的大致起因。維修人員通過(guò)對(duì)故障發(fā)生時(shí)的各種光、聲、味等異常現(xiàn)象的觀察以及認(rèn)真察看系統(tǒng)的每一處，往往可將故障范圍縮小到一個(gè)模塊或一塊印刷線(xiàn)路板。因此，現(xiàn)場(chǎng)維修時(shí)，一般只要求能夠根據(jù)模塊的功能結(jié)合故障現(xiàn)象，判斷、查找出發(fā)生故障的模塊，進(jìn)行備件替換。 4）操作診斷：監(jiān)視操作錯(cuò)誤和程序錯(cuò)誤。 當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)可以先利用以下方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的初步診斷 : 1）動(dòng)作診斷：監(jiān)視機(jī)床各動(dòng)作部分，判定動(dòng)作不良的部位。 圖 21西門(mén)子 802C與伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)連線(xiàn)圖如圖 4 數(shù)控機(jī)床的故障診斷 與維修 機(jī)床診斷的內(nèi)容及 初步診斷 數(shù)控機(jī)床是集機(jī)、電、液、氣于一體的機(jī)電一體化裝備，數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)是其核心，它的可靠運(yùn)行，直接關(guān)系到整個(gè)設(shè)備運(yùn)行正常與否。主軸運(yùn)動(dòng)指令，實(shí)現(xiàn)零件加工的切削運(yùn)動(dòng) 。以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制。 ： 現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)除采用輸入輸出設(shè)備進(jìn)行信息交換外，一般都具有用通訊方式進(jìn)行信息交換的能力。 組成：按鈕站、狀態(tài)燈、按鍵陣列和顯示器；它是數(shù)控機(jī)床特有的部件。 802c base line 電氣 系統(tǒng) 介紹 西門(mén)子 802C base line是在 802C基礎(chǔ)上新開(kāi)發(fā)的一種經(jīng)濟(jì)型系統(tǒng)其驅(qū)動(dòng)部分采用東元伺服驅(qū)動(dòng)，分別控制 X軸進(jìn)給， Y軸進(jìn)給， Z軸進(jìn)給，主軸采用三相異步電動(dòng)機(jī)并采用日本原裝三菱變頻器對(duì)其進(jìn)行控制，可實(shí)現(xiàn)主軸的無(wú)級(jí)調(diào)速。采用電容防止掉電引起的數(shù)據(jù)丟失。10V 的接口用于連接主軸驅(qū)動(dòng)。 802C base line 可控制三個(gè)進(jìn)給軸。工作方式選擇（ 6種），進(jìn)給速度修調(diào)，主軸速度修調(diào)，數(shù)控啟動(dòng)與數(shù)控停止，系統(tǒng)復(fù)位均采用按鍵形式進(jìn)行操作 。其特性如下： 結(jié)構(gòu)緊湊，高度 結(jié)構(gòu)緊湊，高度集成于一體的數(shù)控單元，操作面板，機(jī)床操作面板和輸入輸出單元機(jī)床調(diào)試配置數(shù)據(jù)少，系統(tǒng)與機(jī)械黃匹配更快速、更容易簡(jiǎn)單 而友好的編程界面，保證了生產(chǎn)的快速進(jìn)行，優(yōu)化了機(jī)床的使用 。 結(jié)構(gòu)如圖 14。位置檢測(cè)裝置安裝在機(jī)床工作臺(tái)上，用以檢測(cè)機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際運(yùn)行位置，并與 CNC裝置的指令位置進(jìn)行比較，用差值進(jìn)行控制，其控制框圖如下圖所示。閉環(huán)控制系統(tǒng)的調(diào)試和維修比較復(fù)雜，其關(guān)鍵是系統(tǒng)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)調(diào)試不好容易產(chǎn)生振蕩，所以在設(shè)計(jì)時(shí)必須對(duì)穩(wěn)定性給予足夠的重視。開(kāi)環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床工作比較穩(wěn)定，反應(yīng)快，調(diào)試方便，維修簡(jiǎn)單，但控制精度低這類(lèi)數(shù)控機(jī)床多為經(jīng)濟(jì)型 ,結(jié)構(gòu)如圖 12