數控機床維修論文

1、<p><b>　　數</b></p><p><b>　　控</b></p><p><b>　　機</b></p><p><b>　　床</b></p><p><b>　　故</b></p><p

2、><b>　　障</b></p><p><b>　　診</b></p><p><b>　　斷</b></p><p><b>　　與</b></p><p><b>　　維</b></p><p>&

3、lt;b>　　修</b></p><p>　　數控機床故障診斷與維修</p><p>　　摘要:數控機床故障診斷數控機床是個復雜的系統(tǒng)，一臺數控機床既有機械裝置、液壓系統(tǒng)，又有電 氣控制部分和軟件程序等。組成數控機床的這些部分，由于種種原因，不可避免 地會發(fā)生不同程度、不同類型的故障，導致數控機床不能正常工作。故障診斷是進行數控機床維修的第一步,它不僅

4、可以迅速查明故障原因,排除故障,也可以起到預防故障發(fā)生與擴大的作用。文章結合數控機床中幾個故障的維修實例,說明加強理論學習,適當了解數控系統(tǒng)硬件的相關連接及工作原理,了解PLC與外部器件的聯(lián)系,并注重系統(tǒng)保養(yǎng),對于準確維修數控機床故障,降低機床故障率具有重要意義。 </p><p>　　關鍵詞: 數控機床、PLC、故障診斷、故障維修</p><p>　　NC machine to

5、ol fault diagnosis and repair the </p><p>　　Abstract: in fault diagnosis of CNC machine tool CNC machine tool is a complex system, a CNC machine is a mechanical device, hydraulic system, and electric in gas

6、control part and the software program. These parts in component of the NC machine tool, due to various reasons, inevitably will occur in different degree, different types of faults, resulting in CNC machine tool can not

7、work normally .Fault diagnosis is the first step in NC machine tool repair, it can not only identify the cause of the</p><p>　　Keywords: CNC machine tool 、PLC 、fault diagnosis、fault repair </p><p&

8、gt;　　1數控機床故障診斷的基本方法 </p><p>　　數控設備是一種自動化程度較高，結構較復雜的先進加工設備，是企業(yè)的重點、關鍵設備。要發(fā)揮數控設備的高效益，就必須正確的操作和精心的維護，才能保證設備的利用率。正確的操作使用能夠防止機床非正常磨損，避免突發(fā)故障；做好日常維護保養(yǎng)，可使設備保持良好的技術狀態(tài)，延緩劣化進程，及時發(fā)現(xiàn)和消滅故障隱患，從而保證安全運行，故障診斷是進行數控機床維修的第一步,它不僅可

9、以迅速查明故障原因,排除故障,也可以起到預防故障的發(fā)生與擴大的作用。一般來說,數控機床的故障診斷方法主要有以下幾種: </p><p><b>　　1.1常規(guī)診斷法 </b></p><p>　　對數控機床的機、電、液等部分進行的常規(guī)檢查,通常包括:(1)檢查電源的規(guī)格(包括電壓、頻率、相序、容量等)是否符合要求;(2)CNC、伺服驅動、主軸驅動、電機、輸入/輸出信號

10、的連接是否正確、可靠;(3)CNC、伺服驅動等裝置內的印制電路板是否安裝牢固,接插部位是否有松動;(4)CNC、伺服驅動、主軸驅動等部分的設定端、電位器的設定、調整是否正確;(5)液壓、氣動、潤滑部件的油壓、氣壓等是否符合機床要求;(6)電器元件、機械部件是否有明顯的損壞。</p><p><b>　　1.2狀態(tài)診斷法 </b></p><p>　　通過監(jiān)測執(zhí)行元件的

11、工作狀態(tài)判定故障原因。在現(xiàn)代數控系統(tǒng)中,伺服進給系統(tǒng)、主軸驅動系統(tǒng)、電源模塊等部件主要參數的動、靜態(tài)檢測,及數控系統(tǒng)全部輸入輸出信號包括內部繼電器、定時器等的狀態(tài),也可以通過數控系統(tǒng)的診斷參數予以檢查。 </p><p><b>　　1.3動作診斷法 </b></p><p>　　通過觀察、監(jiān)視機床的實際動作,判斷動作不良部位,并由此來追溯故障源。 </p>

12、;<p>　　1.4系統(tǒng)自診斷法 </p><p>　　這是利用系統(tǒng)內部自診斷程序或專用的診斷軟件,對系統(tǒng)內部的關鍵硬件以及系統(tǒng)的控制軟件進行自我診斷、測試的診斷方法。主要包括開機自診斷、在線監(jiān)控和脫機測試三個方面的內容。 </p><p>　　2故障的調查與分析 </p><p>　　2.1第一階段，是非常關鍵的階段，主要應作好下列工作： </

13、p><p>　　1.詢問調查 在接到機床現(xiàn)場出現(xiàn)故障要求排除的信息時，首先應要求操作者盡量保持現(xiàn)場故障狀態(tài)，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。同時仔細詢問故障指示情況、故障表象及故障產生的背景情況，依此做出初步判斷，以便確定現(xiàn)場排故所應攜帶的工具、儀表、圖紙資料、備件等，減少往返時間。 </p><p>　　2.現(xiàn)場檢查 到達現(xiàn)場后，首先要驗證操作者提供的各種

14、情況的準確性、完整性，從而核實初步判斷的準確度。由于操作者的水平，對故障狀況描述不清甚至完全不準確的情況不乏其例，因此到現(xiàn)場后仍然不要急于動手處理，重新仔細調查各種情況，以免破壞了現(xiàn)場，使排故增加難度。 </p><p>　　3.故障分析 根據已知的故障狀況按上節(jié)所述故障分類辦法分析故障類型，從而確定排故原則。由于大多數故障是有指示的，所以一般情況下，對照機床配套的數控系統(tǒng)診斷手冊和使用說明書，可以列出

15、產生該故障的多種可能的原因。  </p><p>　　4.確定原因 對多種可能的原因進行排查從中找出本次故障的真正原因，這時對維修人員是一種對該機床熟悉程度、知識水平、實踐經驗和分析判斷能力的綜合考驗。 ⑤排故準備 有的故障的排除方法可能很簡單，有些故障則往往較復雜，需要做一系列的準備工作，例如工具儀表的準備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購甚至排故計劃步驟的制定等等

16、。 </p><p>　　數控機床電氣系統(tǒng)故障的調查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程，一旦查明了原因，故障也就幾乎等于排除了。因此故障分析診斷的方法也就變得十分重要了 </p><p>　　2.2 電氣故障的常用診斷方法 </p><p>　　2.2.1直觀檢查法這是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的檢查。 </p><p>　　

17、2.2.1.1詢問向故障現(xiàn)場人員仔細詢問故障產生的過程、故障表象及故障后果，并且在整個分析判斷過程中可能要多次詢問。 </p><p>　　2.2.1.2目視 </p><p>　　總體查看機床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)(例如各坐標軸位置、主軸狀態(tài)、刀庫、機械手位置等)，各電控裝置(如數控系統(tǒng)、溫控裝置、潤滑裝置等)有無報警指示，局部查看有無保險燒煅，元器件燒焦、開裂、電線電

18、纜脫落，各操作元件位置正確與否等等。  </p><p>　　2.2.1.3觸摸 </p><p>　　在整機斷電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、各功率及信號導線(如伺服與電機接觸器接線)的聯(lián)接狀況等來發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)故障的原因。 </p><p>　　2.2.1.4通電 </p><p&g

19、t;　　這是指為了檢查有無冒煙、打火、有無異常聲音、氣味以及觸摸有無過熱電動機和元件存在而通電，一旦發(fā)現(xiàn)立即斷電分析。 </p><p>　　2.2.2儀器檢查法</p><p>　　使用常規(guī)電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關直流及脈沖信號等進行測量，從中找尋可能的故障。例如用萬用表檢查各電源情況，及對某些電路板上設置的相關信號狀態(tài)測量點的測量，用示波器觀察相關的脈動信號的幅值、相位

20、甚至有無，用PLC編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。 </p><p>　　2.2.3信號與報警指示分析法  </p><p>　　1.各種狀態(tài)和故障指示燈，結合指示燈狀態(tài)和相應的功能說明便可獲知指示內容及故障原因與排除方法。 </p><p>　　2.軟件報警指示 如前所述的系統(tǒng)軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設有報警顯示，依據

21、顯示的報警號對照相應的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。  </p><p>　　2.2.4接口狀態(tài)檢查法 </p><p>　　現(xiàn)代數控系統(tǒng)多將PLC集成于其中，而CNC與PLC之間則以一系列接口信號形式相互通訊聯(lián)接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失相關的，這些接口信號有的可以在相應的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示，有的可以通過簡單操作在CRT屏幕上

22、顯示，而所有的接口信號都可以用PLC編程器調出。這種檢查方法要求維修人員既要熟悉本機床的接口信號，又要熟悉PLC編程器的應用。  </p><p>　　2.2.5參數調整法 </p><p>　　數控系統(tǒng)、PLC及伺服驅動系統(tǒng)都設置許多可修改的參數以適應不同機床、不同工作狀態(tài)的要求。這些參數不僅能使各電氣系統(tǒng)與具體機床相匹配，而且更是使機床各項功能達到最佳化所必需的。因

23、此，任何參數的變化(尤其是模擬量參數)甚至丟失都是不允許的；而隨機床的長期運行所引起的機械或電氣性能的變化會打破最初的匹配狀態(tài)和最佳化狀態(tài)。此類故障多指故障分類一節(jié)中后一類故障，需要重新調整相關的一個或多個參數方可排除。這種方法對維修人員的要求是很高的，不僅要對具體系統(tǒng)主要參數十分了解，既知曉其地址熟悉其作用，而且要有較豐富的電氣調試經驗。  </p><p>　　3電氣維修與故障的排除 </p&

24、gt;<p>　　這是排故的第二階段，是實施階段。 </p><p>　　如前所述，電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程，因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節(jié)的分析方法中已綜合介紹過了，本節(jié)則列舉幾個常見電氣故障做一簡要介紹，供維修者參考。 </p><p><b>　　3.1電源 </b></p><p>　　電源

25、是維修系統(tǒng)乃至整個機床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會丟失數據、造成停機。重者會毀壞系統(tǒng)局部甚至全部。西方國家由于電力充足，電網質量高，因此其電氣系統(tǒng)的電源設計考慮較少，這對于我國有較大波動和高次諧波的電力供電網來說就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現(xiàn)由電源而引起的故障。我們在設計數控機床的供電系統(tǒng)時應盡量做到： </p><p>　?、偬峁┆毩⒌呐潆娤涠慌c其他設備串用。 </p>

26、<p>　?、陔娋W供電質量較差的地區(qū)應配備三相交流穩(wěn)壓裝置。 </p><p>　?、垭娫词级擞辛己玫慕拥?。 </p><p>　?、苓M入數控機床的三相電源應采用三相五線制，中線(N)與接地(PE)嚴格分開。 </p><p>　?、蓦姽駜入娖骷牟季趾徒?、直流電線的敷設要相互隔離。  </p><p>　　3.2數控系

27、統(tǒng)位置環(huán)故障  </p><p>　　1.位置環(huán)報警?？赡苁俏恢脺y量回路開路；測量元件損壞；位置控制建立的接口信號不存在等。 </p><p>　　2.坐標軸在沒有指令的情況下產生運動?？赡苁瞧七^大；位置環(huán)或速度環(huán)接成正反饋；反饋接線開路；測量元件損壞。  </p><p>　　3.3機床坐標找不到零點?？赡苁橇惴较蛟谶h離零點；編碼器損壞或接線

28、開路；光柵零點標記移位；回零減速開關失靈。  </p><p>　　3.4機床動態(tài)特性變差，工件加工質量下降，甚至在一定速度下機床發(fā)生振動。這其中有很大一種可能是機械傳動系統(tǒng)間隙過大甚至磨損嚴重或者導軌潤滑不充分甚至磨損造成的；對于電氣控制系統(tǒng)來說則可能是速度環(huán)、位置環(huán)和相關參數已不在最佳匹配狀態(tài)，應在機械故障基本排除后重新進行最佳化調整。  </p><p>　　3.

29、5偶發(fā)性停機故障</p><p>　　這里有兩種可能的情況：一種情況是如前所述的相關軟件設計中的問題造成在某些特定的操作與功能運行組合下的停機故障，一般情況下機床斷電后重新通電便會消失；另一種情況是由環(huán)境條件引起的，如強力干擾(電網或周邊設備)、溫度過高、濕度過大等。這種環(huán)境因素往往被人們所忽視，例如南方地區(qū)將機床置于普通廠房甚至靠近敞開的大門附近，電柜長時間開門運行，附近有大量產生粉塵、金屬屑或水霧的設備等等。

30、這些因素不僅會造成故障，嚴重的還會損壞系統(tǒng)與機床，務必注意改善。 </p><p>　　本文由于篇幅所限不做更多的介紹，讀者可參閱數控機床的隨機資料及其他專門介紹各種故障的文章。 </p><p>　　4維修排故后的總結 </p><p>　　對數控機床電氣故障進行維修和分析排除后的總結與提高工作是排故的第三階段，也是十分重要的階段，應引起足夠重視。 </p&

31、gt;<p>　　4.1總結提高工作的主要內容包括：  </p><p>　　1.詳細記錄從故障的發(fā)生、分析判斷到排除全過程中出現(xiàn)的各種問題，采取的各種措施，涉及到的相關電路圖、相關參數和相關軟件，其間錯誤分析和排故方法也應記錄并記錄其無效的原因。除填入維修檔案外，內容較多者還要另文詳細書寫。 </p><p>　　2.有條件的維修人員應該從較典型的故障排除實踐中找

32、出常有普遍意義的內容作為研究課題進行理論性探討，寫出論文，從而達到提高的目的。特別是在有些故障的排除中并未經由認真系統(tǒng)地分析判斷而是帶有一定地偶然性排除了故障，這種情況下的事后總結研究就更加必要。  </p><p>　　3.總結故障排除過程中所需要的各類圖樣、文字資料，若有不足應事后想辦法補濟，而且在隨后的日子里研讀，以備將來之需。 </p><p>　　4.從排故過程中發(fā)現(xiàn)自

33、己欠缺的知識，制定學習計劃，力爭盡快補課。  </p><p>　　5.找出工具、儀表、備件之不足，條件允許時補齊。 </p><p>　　4.2總結提高工作的好處： </p><p>　　1.迅速提高維修者的理論水平和維修能力。 </p><p>　　2.提高重復性故障的維修速度。 </p><p>　　3

34、.利于分析設備的故障率及可維修性，改進操作規(guī)程，提高機床壽命和利用率。 </p><p>　　4可改進機床電氣原設計之不足。 </p><p>　　5.資源共享?？偨Y資料可作為其他維修人員的參數資料、學習培訓教材。 </p><p><b>　　5結束語　 </b></p><p>　　對于數控機床的修理,重要的是發(fā)現(xiàn)問

35、題,特別是數控機床的外部故障。有時診斷過程比較復雜,但一旦發(fā)現(xiàn)問題所在,解決起來就比較簡單。對于機床外部故障的診斷應遵從以下兩條原則:首先要熟練掌握機床的工作原理和動作順序;其次,要會利用PLC梯形圖,NC系統(tǒng)的狀態(tài)顯示功能或機外編程器監(jiān)測PLC的運行狀態(tài)。一般情況下只要遵從以上原則,小心謹慎,常見的數控故障都會及時排除。參考文獻：</p><p>　　[1] 劉江.數控機床診斷與維修[M]. 北京：高等教育出版