【正文】 數(shù)過大，而使工作臺進給超載。例如：數(shù)控機床的供電電壓過低，波動過大，相序不對或三相電壓不平衡；周圍的環(huán)境溫度過高，有害氣體、潮氣、粉塵侵入；外來振動和干擾，如電焊機所產(chǎn)生的電火花干擾等均有可能使 數(shù)控機床發(fā)生故障。數(shù)控機床所發(fā)生的極大多數(shù)故障均屬此類故障，但應(yīng)區(qū)別有些故障并非機床本身而是外部原因所造成的。有關(guān)伺服系統(tǒng)進一步檢查可參閱后續(xù)介紹的“交換法”和“隔離法”。具體做法是：在手搖脈沖進給方式中，可均勻地旋轉(zhuǎn)手搖脈沖發(fā)生器，同時分別觀察比較 CRT顯示器上 Y軸、 Z 軸與 X 軸進給數(shù)字的變化速率。 對于無報警顯示故障，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)進行分析判斷。還有在運行機床某軸時發(fā)生異常聲響，一般也 無報警顯示等。例如：機床通電后，在手動方式或自動方式運行 X軸時出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，無任何報警顯示。通常， PLC報警發(fā)生的可能性要比 NC報警高得多。 上述軟件報警有來自 NC的報警和來自 PLC 的報警，前者為數(shù)控部分的故障報警，可通過所顯示的報警號，對照維修手冊中有關(guān) NC 故障報警及說明，來確定可能產(chǎn)生該故障的原因。由于數(shù)控系統(tǒng)具有自診斷功能，一旦檢測到故障，即按故障的級別進行處理，同時在 CRT上以報警號形式顯示該故障信息。因此，維修人員日常維護和排除故障時應(yīng)認真檢查這些警示燈的狀態(tài)是否正常。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、穿孔機等外設(shè)裝置上常設(shè)有這類警示燈。 按數(shù)控機床發(fā)生故障的有無報警顯示分類 1. 有報警顯示的故障 這類故障又可分為硬件報警顯示與軟件報警顯示兩種。另外，工作環(huán)境溫度過高或過低、濕度過大、電源波動與機械振動、有害粉塵與氣體污染等原因均可引發(fā)此類偶然性故障。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)、操作失誤與維護不當(dāng)，以及工作環(huán)境影響等諸因素有關(guān)。有的文獻上稱此為“軟故障”。因此，正確的使用與精心維護是杜絕或避免這類系統(tǒng)性故障發(fā)生的切實保障。這一類故障現(xiàn)象極為常見。這部分的故障十分常見，必須引起足夠的重視。常見的軟件故障有：加工程序出錯，系統(tǒng)程序和參數(shù)的改變或丟失、計算機的運算出錯等。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。另外，液壓、潤滑與氣動系統(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。例如：傳動鏈的撓性連軸器松動，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?。常見的主機故障有：因機械安裝、調(diào)試及操作使用不當(dāng)?shù)仍蛞鸬臋C械傳動故障與導(dǎo)軌副摩擦過大故障。 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)及故障原因等對常見故障作如下分類。 數(shù)控系統(tǒng)備件的配制要根據(jù)實際情況，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 。如無備件可調(diào)換，“ 巧媳婦難為無米之炊 ” 。 （ 8） 化學(xué)用品 松香、純酒精、清潔觸點用噴劑、潤滑油等。 （ 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。旋具宜采用樹脂或塑料手柄為宜。 （ 3） 扁平集成電路拔放臺：防靜電 SMD 片狀元件、扁平集成電路熱風(fēng)拆焊臺、可換多種噴嘴。 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、帶接地保護線的內(nèi)熱式電烙鐵，最好使用恒溫式電烙鐵。 （ 8） 邏輯 分析儀 和脈沖信號筆 它是專門用于測量和顯示多路數(shù)字信號的測試儀器，通常分為 16 和 64 個通道，即可同時顯示 8 個、 16 個或 64 個邏輯方波信號。有些帶圖形 功能的編輯器還可顯示 PLC 梯形圖。在運行狀態(tài)下修改定時器和計數(shù)器的設(shè)定值。如： SIEMENS 的 PG7 PG750、 PG865,OMRON 的 GPC01～ GPC0PRO13～ PRO27 等。 以下為芯片級維修的常用儀器、儀表。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)機床精度。 （ 5） 常用的長度測量工具 長度測量工具（如：千分表、百分表等）用于測量機床移動距離、反向間隙值等。 （ 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)動器的參數(shù)，可以使編程的理想主軸轉(zhuǎn)速理與實際主軸轉(zhuǎn)速相符，它是主軸維修與調(diào)整的測量工具之一。 （ 2） 示波器 用于檢測信號的動態(tài)波形，如：脈沖編碼器、光柵的輸出波形，伺服驅(qū)動、主軸驅(qū)動單元的各級輸入、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。因此，在必要時，維修人員應(yīng)通過現(xiàn)場測繪、平時積累等方法完善、整理有關(guān)技術(shù)資料。維修人員應(yīng)熟悉各種常用的元器件， 一旦需要，能夠較快地查閱有關(guān)元器件的功能、參數(shù)及使用型號，能對一些專用器件生產(chǎn)廠家及訂貨編號。最理想的情況是：維修人員應(yīng)對自己所進行的每一步維修情況進行詳細的記錄，不管當(dāng) 中國最大的管理資源中心 第 9 頁 共 32 頁 時的判斷是否正確 ，這樣不僅有助于今后進一步維修，而且有助于維修人員的經(jīng)驗總結(jié)與提高。這些功能部件，其生產(chǎn)廠家一般都提供較完整的使用說明書，機床生產(chǎn)廠家應(yīng)將其提供給用戶，以便功能部件發(fā)生故障時進行維修的參考。 維修人員應(yīng)掌握伺服單元的原理，熟悉其連接。如果完整的話，一般包括如下資料： ① PLC裝置及其編程器的連接、編程、操作方面的技術(shù)說明書 ； ② PLC用戶程序清單或梯形圖 ； ③ I/O地址及意義清單 ； ④ 報警文本以及 PLC的外部連接圖。 PLC 程序中包含了機床動作的執(zhí)行過程，以及執(zhí)行動作所需的條件，它表明了指令信號、檢測元件與執(zhí)行元件之間的全部邏輯關(guān)系。能熟練地通過報警信息確定故障范圍，對系統(tǒng)供維修的檢測點進行測試，充分利用隨機的系統(tǒng)診斷功能。 (2) 數(shù)控系統(tǒng)方面的資料 應(yīng)有數(shù)控裝置安裝、使用（包括編程）、操作和維修方面的技術(shù)說明書，其中包括： ① 數(shù)控裝置操作面板布置及其操作； ② 數(shù)控裝置內(nèi)部各電路板的技術(shù)要點及其外部連接圖； ③ 系統(tǒng)參數(shù)的意義及其設(shè)定方法； ④ 數(shù)控裝置的自診斷功能和報警清單； ⑤ 數(shù)控裝置接口的分配及其含義等。對于重大的數(shù)控機床故障維修，應(yīng)具備以下技術(shù)資料： (1) 數(shù)控機床使用說明書 它是由機床廠家編制并隨機床提供的資料。 . 必要的技術(shù)資料 維修 的效果、尋找 故障 的準(zhǔn)確性 ， 也 決定于維修人員對系統(tǒng)的熟悉程度和運用技術(shù)資料的熟練程度。做到如下幾點： ①動手前應(yīng)仔細思考、觀察，找準(zhǔn)切入點；②動手過程要做好記錄，尤其是對于電器元件的安裝位置、導(dǎo)線號、機床參數(shù)、調(diào)整值等都必須做好明顯的標(biāo)記，以便恢復(fù)；③維修完成后，應(yīng)作好“收尾”工作，如：將機床、系統(tǒng)的罩殼、緊固件安裝到位；將電線、電纜整理整齊等。 (6) 應(yīng)養(yǎng)成良 好的工作習(xí)慣。此外，為了判斷故障原因，維修過程可能還需要編制相應(yīng)的加工程序，對機床進行必要的運行試驗與工件的試切削。 (5) 有較強的動手能力和實驗技能。而每臺數(shù)控機床，其內(nèi)部各部分之間的聯(lián)系緊密，故障涉及面很廣，而且有些現(xiàn)象不一定反映出了故障產(chǎn)生的原因，作為維修人員，一定要透過故障的表象，通過分析故障產(chǎn)生的過程，針對 各種可能產(chǎn)生的原因，仔細思考分析，迅速找出發(fā)生故障的根本原因并予以排除。國外、國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)種類繁多，而且每種數(shù)控系統(tǒng)的說明書內(nèi)容通常也很多，包括操作、編程、連接、安裝調(diào)試、維護維修、 PLC 編程等多種書明書。 (4) 善于學(xué)習(xí)，勤于學(xué)習(xí)，善于思考。但國外數(shù)控系統(tǒng)的配套說明書、資料往往使用原文資料，數(shù)控系統(tǒng)的報警文本顯示亦以外文居多。 (3) 具有一定的外語基礎(chǔ)和專業(yè)外語基礎(chǔ)。維修人員還必須經(jīng)過數(shù)控技術(shù)方面的專門學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，掌握數(shù)字控制、伺服驅(qū)動及 PLC 的工作原理，懂得 NC和 PLC 編程 。主要有如下方面：① 掌握或了解計算機原理、電子技術(shù)、電工原理、自動控制與電動機拖動、檢測技術(shù)、機械傳動及機加工工藝方面的基礎(chǔ)知識 ②既要懂電、又要懂機。 由于數(shù)控機床是集機械、電氣、液壓、氣動等為一體的加工設(shè)備，組成機床的各部分之間具有密切的聯(lián)系，其中任何一部分發(fā)生故障都有可能影響其它部分的正常工作。 應(yīng)有高度的責(zé)任心和良好的職業(yè)道德。 . 維修人員的素質(zhì)要求 維修工作開展的好壞 （高的效率和好的效果） 首先取決于維修人員的素質(zhì)。因此，聯(lián)動軸的數(shù)量是衡量數(shù)控機床性能的重要技術(shù)指標(biāo)。能同時參與插補的坐標(biāo)軸數(shù)，稱為聯(lián)動軸數(shù)。這樣就實現(xiàn)了數(shù)控機床控制刀具移動軌跡的根本目的。第二，只要改變坐標(biāo)軸的脈沖分配方式，即可以改變擬合折線的形狀，從而達到改變加工軌跡的目的。 ③ 數(shù)控裝置根據(jù)擬合折線的軌跡，給相應(yīng)的坐標(biāo)軸連續(xù)不斷地分配進給脈沖，并通過伺服驅(qū)動使機床坐標(biāo)軸按分配的脈沖運動。其工作原理與過程可以簡述如下（圖12）： ① 數(shù)控裝置根據(jù)加工程序要求 △ X O Y △ Y X 機床 I/O 電路和裝置 主軸驅(qū)動裝置 進給驅(qū)動裝置 主軸伺服單元 進給伺服單元 計算機數(shù) 控 裝 置 操作面板 P L C 計算機數(shù)控系統(tǒng) 機 床 輔助控制機構(gòu) 進給傳動機構(gòu) 主運動機構(gòu) 鍵盤 輸入輸出 裝置 測量反饋裝置 中國最大的管理資源中心 第 6 頁 共 32 頁 的刀具軌跡，將軌跡按機床對應(yīng)的坐 標(biāo)軸，以最小移動量（脈沖當(dāng)量）進 行微分（圖 12 中的 △ X、 △ Y），并 計算出各坐標(biāo)軸需要移動的脈沖數(shù)。 2. 數(shù)控加工的原理 在傳統(tǒng)的金屬切削機床上，加工零件時需要操作者根據(jù)圖樣的要求，通過不斷改變刀具的運動軌跡和運動速度等參數(shù)，使刀具對工件進行切削加工，最終加工出合格零件。但為了滿足數(shù)控的要求，充分發(fā)揮機床性能，它在總體布局、外觀造型、傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、刀具系統(tǒng)以及操作性能方面都已發(fā)生了很大的變化。它通常由 PLC 和強電控制回路構(gòu)成， PLC 在結(jié)構(gòu)上可以與 CNC 一體化（內(nèi)置式 PLC），也可以相對獨立（外置式 PLC）。 輔助控制機構(gòu)、進給傳動機構(gòu) 它是介于數(shù)控裝置和機床機械、液壓部件之間的控制部件。 由于先進的伺服都采用了數(shù)字式伺服驅(qū)動技術(shù)（稱為數(shù)字伺服），伺服驅(qū)動和數(shù)控裝置間一般都采用總線進行連接；反饋信號在大多數(shù)場合都是與伺服驅(qū)動進行連接，并通過總線傳送到數(shù)控裝置。 中國最大的管理資源中心 第 5 頁 共 32 頁 圖 1— 1 數(shù)控機床的組成 測量反饋裝置 它是閉環(huán)（半閉環(huán)）數(shù)控機床的檢測環(huán)節(jié)，其作用是通過現(xiàn)代化的測量元件：脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光柵、磁尺和 激光測量儀 等，將執(zhí)行元件（如、刀架等）或工作臺等的實際位移的速度和位移量檢測出來，反饋回伺服驅(qū)動裝置或數(shù)控裝置，并補償進給的速度或執(zhí)行機構(gòu)的運動誤差，以達到 提高運動機構(gòu)精度的目的。目前數(shù)控系統(tǒng)大部分采用計算機數(shù)控（即 CNC），圖中的輸入 /輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動和反饋裝置構(gòu)成的機床數(shù)控系統(tǒng)，作用在上面已經(jīng)敘述。 由此可知，作為數(shù)控機床的基本組成，它應(yīng)包括：輸入 /輸出裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動和反饋裝置、輔助控制裝置以及機床本體等部分（如圖 11 所示）。 ④ 在運動過程中，數(shù)控系統(tǒng)需要隨時檢測機床的坐標(biāo)軸位置、行程開關(guān)的狀態(tài)等，并與程序的要求相比較，以