数控机床维护及数控系统故障诊断004

数控机床诊断与维护1烟台工程职业技术学院数控技术系数控技术应用与维护专业08级毕业设计（论文）题目:数控机床诊断与维护姓名王海峰学号指导教师（签名）二○年月日数控机床诊断与维护2烟台工程职业技术学院毕业设计（论文)诚信承诺书本人慎重承诺：我所撰写的设计（论文）《数控机床诊与维护》是在老师的指导下自主完成，没有剽窃或抄袭他人的论文或成果。如有剽窃、抄袭，本人愿意为由此引起的后果承担相应责任。毕业论文（设计）的研究成果归属学校所有。学生(签名)王海峰年月日数控机床诊断与维护3目录摘要…………………………………………………………………………………4前言…………………………………………………………………………………4一数控机床的特点、组成及工作原理及可靠性（一）数控机床的特点…………………………………………………………4（二）数控机床的工作原理………………………………………………………4（三）数控机床的可靠性………………………………………………………5二、现代数控系统维修排故基础（一）维修工作人员基本条件……………………………………………………6（二）在维修手段方面应具备的条件……………………………………………6（三）维修前的准备………………………………………………………………6三、数控机床开机调试（一）通电前外观检查……………………………………………………………7（二）机床总电压的接通…………………………………………………………8（三）CNC电箱通电………………………………………………………………8（四）MDI试验……………………………………………………………………9四、数控机床日常维护及保养（一）数控机床的开电与关电……………………………………………………10（二）与外部计算机的联机使用…………………………………………………10（三）日常维护……………………………………………………………………12五、现场维修（一）数控系统的故障诊断………………………………………………………13（二）数控系统常见的故障分析…………………………………………………16（三）故障排除法…………………………………………………………………19（四）电气故障的排除……………………………………………………………20（五）电器维修与故障的排除……………………………………………………21（六）维修中应注意的事项………………………………………………………23六、维修调试后的技术处理（一）在现场维修结束后，应认真填写现场记录………………………………25（二）总结提高工作的好处………………………………………………………25七、结论……………………………………………………………………………26八、致谢……………………………………………………………………………26数控机床诊断与维护4数控机床维修与数控诊断王海峰【摘要】数控机床,它是把机械加工过程中的各种控制信息代码化,通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号,控制机床的动作,按图纸要求,自动地将零件加工出来。由于它是集强、弱电于一体,数字技术控制机械制造的一体化设备。一旦机床的某些部分出现故障,就势必使机床停机。因此,良好的日常维护是非常必要的。【关键词】数控系统故障原因维护数控机床数控装置前言随着电子技术和自动化技术的发展，数控技术的应用越来越广泛。数控设备已在我国批量生产、大量引进和推广应用，它给机械制造业的发展创造了条件，并带来很大的效益。但同时，由于它们的先进性、复杂性和智能化高的特点，在维修理论、技术和手段上与传统方式发生了飞跃的变化。数控维修技术不仅是保障正常运行的前提，对数控技术的发展和完善也起到了巨大的推动作用，因此，目前它已经成为一门专门的学科。数控设备要求在实时控制的每一时刻都准确无误地工作。任何部分的故障与失效，都会使机床停机，从而造成生产停顿。因而对数控系统这样原理复杂、结构精密的装置进行维修就显得十分必要了。这些设备均处于关键的工作岗位，若在出现故障后不及时维修排除故障，就会造成较大的经济损失。我们现有的维修状况和水平，与国外进口设备的设计与制造技术水平还存在很大的差距。造成差距的原因在于：人员素质较差，缺乏数字测试分析手段，数域和数域与频域综合方面的测试分析技术等有待提高等等。下面是我从现代数控设备的基本构成入手，对数控机床的诊断与维修的经验与心得。一数控机床的特点、组成及工作原理及可靠性（一）特点：、（1）能适应不同零件的自动加工；（2）加工精度高、加工质量稳定；（3）尤其能优质高效地完成复杂零件的加工；（4）工序集中，一机多用；（5）高技术设备，购买、使用、维护和维修费用相对较高；（二）工作原理：将被加工零件的形状、尺寸、工艺要求等信息按规定编程，并记录在输入介质上，输入到数控装置。数控装置对输入信息进行处理和计算，根据计算的结果向各执行机构（进给系统、主轴系统等）分配进给指令。执行机数控机床诊断与维护5构对来自数控装置的各种指令进行处理、转换和放大，驱动机床的运动部件（工作台、刀具及主轴等）运动，按照要求的形状和尺寸完成零件的加工任务。而辅助控制则是为了保证机床安全、方便、有效工作而必不可少的一些操作，如冷却、润滑、工件刀具的的自动松夹，排屑，限位，各种保护，联锁互锁等。（三）设备运行的可靠性设备故障是最令人头痛的问题，特别是同类设备台数少时，设备故障将直接影响生产，衡量设备可靠性可简单的用下面两个指标。（1）平均无故障时间（MTBF），其值可由下式计算：MTBF=总工作时间/总故障次数（小时）；（2）平均排除故障时间（MTTR），即从出现故障直到故障排除恢复正常为止的平均时间。从以上两个指标看，所选择的设备一个是要少出故障，同时还要考虑生产厂家的售后服务，即排除故障要及时。二现代数控系统维修排故基础目前世界上的数控系统种类繁多，形式各异，组成结构上都有各自的特点。这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。例如对点位控制系统和连续轨迹控制系统就有截然不同的要求。对于T系统和M系统，同样也有很大的区别，前者适用于回转体零件加工，后者适合于异形非回转体的零件加工。对于不同的生产厂家来说，基于历史发展因素以及各自因地而异的复杂因素的影响，在设计思想上也可能各有千秋。例如，美国Dynapath系统采用小板结构，便于板子更换和灵活结合，而日本FANUC系统则趋向大板结构，使之有利于系统工作的可靠性，促使系统的平均无故障率不断提高。然而无论哪种系统，它们的基本原理和构成是十分相似的。一般整个数控系统由三大部分组成，即控制系统，伺服系统和位置测量系统。控制系统按加工工件程序进行插补运算，发出控制指令到伺服驱动系统；伺服驱动系统将控制指令放大，由伺服电机驱动机械按要求运动；测量系统检测机械的运动位置或速度，并反馈到控制系统，来修正控制指令。这三部分有机结合，组成完整的闭环控制的数控系统。控制系统主要由总线、CPU、电源、存贮器、操作面板和显示屏、位控单元、可编程序控制器逻辑控制单元以及数据输入/输出接口等组成。最新一代的数控系统还包括一个通讯单元，它可完成CNC、PLC的内部数据通讯和外部高次网络数控机床诊断与维护6的连接。伺服驱动系统主要包括伺服驱动装置和电机。位置测量系统主要是采用长光栅或圆光栅的增量式位移编码器。数控系统的主要特点是：可靠性要求高：因为一旦数控系统发生故障，即造成巨大经济损失；有较高的环境适应能力，因为数控系统一般为工业控制机，其工作环境为车间环境，要求它具有在震动，高温，潮湿以及各种工业干扰源的环境条件下工作的能力；接口电路复杂，数控系统要与各种数控设备及外部设备相配套，要随时处理生产过程中的各种情况，适应设备的各种工艺要求，因而接口电路复杂，而且工作频繁。（一）维修工作人员的基本条件维修工作开展得好坏首先取决于人员条件。维修工作人员必须具备以下要求：（1）高度的责任心与良好的职业道德；（2）知识面广，掌握计算机技术、自动控制与电机拖动、模拟与数字电路基础、机械加工工艺方面及检测技术的基础知识与一定的外语水平；（3）经过良好的技术培训，掌握有关数控、驱动及PLC的工作原理，懂得CNC编程和编程语言；（4）熟悉机床结构，具有实验技能和较强的动手操作能力；（5）掌握各种常用（尤其是现场）的测试仪器、仪表和各种工具。（二）在维修手段方面应具备的条件（1）准备好常用备品、配件；（2）必要的维修工具、仪器、仪表、接线、微机。最好有小型编程系统或编程器，用以支援设备调试；（3）随时可以得到微电子元器件的实际支援或供应；（4）完整资料、手册、线路图、维修说明书（包括CNC操作说明书）以及接口、调整与诊断、驱动说明书，PLC说明书（包括PLC用户程序单），元器件表格等。（三）维修前的准备接到用户的直接要求后，应尽可能直接与用户联系，以便尽快地获取现场信息、现场情况及故障信息。如数控机床的进给与主轴驱动型号、报警指示或故障数控机床诊断与维护7现象、用户现场有无备件等。据此预先分析可能出现的故障原因与部位，而后在出发到现场之前，准备好有关的技术资料与维修服务工具、仪器备件等，做到有备而去.三数控机床开机调试数控机床是一种技术含量很高的机电仪一体化的机床，用户买到一台数控机床后，是否正确的安全地开机，调试是很关键的一步。这一步的正确与否在很大程序上决定了这台数控机床能否发挥正常的经济效率以及它本身的使用寿命，这对数控机床的生产厂和用户厂都是事关重大的课题。数控机床开机，调试应按下列的步骤进行。（一）通电前的外观检查（1）机床电器检查打开机床电控箱，检查继电器，接触器，熔断器，伺服电机速度，控制单元插座，主轴电机速度控制单元插座等有无松动，如有松动应恢复正常状态，有锁紧机构的接插件一定要锁紧，有转接盒的机床一定要检查转接盒上的插座，接线有无松动，有锁紧机构的一定要锁紧。（2）CNC电箱检查打开CNC电箱门，检查各类接口插座，伺服电机反馈线插座，主轴脉冲发生器插座，手摇脉冲发生器插座，CRT插座等，如有松动要重新插好，有锁紧机构的一定要锁紧。按照说明书检查各个印刷线路板上的短路端子的设置情况，一定要符合机床生产厂设定的状态，确实有误的应重新设置，一般情况下无需重新设置，但用户一定要对短路端子的设置状态做好原始记录。（3）接线质量检查检查所有的接线端子。包括强弱电部分在装配时机床生产厂自行接线的端子及各电机电源线的接线端子，每个端子都要用旋具紧固一次，直到用旋具拧不动为止，各电机插座一定要拧紧。（4）电磁阀检查所有电磁阀都要用手推动数次，以防止长时间不通电造成的动作不良，如发现异常，应作好记录，以备通电后确认修理或更换。（5）限位开关检查检查所有限位开关动作的灵活及固定性是否牢固，发现动作不良或固定不牢的应立即处理。（6）操作面板上按钮及开关检查，检查操作面板上所有按钮，开关，指示灯的接线，发现有误应立即处理，检查CRT单元上的插座及接线。（7）地线检查要求有良好的地线，测量机床地线，接地电阻不能大于1Ω。数控机床诊断与维护8（8）电源相序检查用相序表检查输入电源的相序，确认输入电源的相序与机床上各处标定的电源相序应绝对一致。有二次接线的设备，如电源变压器等，必须确认二次接线的相序的一致性。要保证各处相序的绝对正确。此时应测量电源电压，做好记录。（二）机床总电压的接通（1）接通机床总电源，检查CNC电箱，主轴电机冷却风扇，机床电器箱冷却风扇的转向是否正确，润滑，液压等处的油标志指示以及机床照明灯是否正常，各熔断器有无损坏，如有异常应立即停电检修，无异常可以继续进行。（2）测量强电各部分的电压特别是供CNC及伺服单元用的电源变压器的初次级电压，并作好记录。（3）观察有无漏油，特别是供转塔转位、卡紧，主轴换档的以及卡盘卡紧等处的液压缸和电磁阀。如有漏油应立即停电修理或更换。（三）CNC电箱通电（1）按CNC电源通电按扭，接通CNC电源，观察CRT显示，直到出现正常画面为止。如果出现ALARM显示，应该寻找故障并排除，此时应重新送电检查。（2）打开CNC电源，根