畢業(yè)論文---數(shù)控銑床的典型故障分析與維修系統(tǒng)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題 目 數(shù)控銑床的典型故障分析與維修系統(tǒng) </p><p>　　專 業(yè) </p><p>　　學(xué)生姓名 </p>&

2、lt;p>　　指導(dǎo)教師 </p><p><b>　　二○一一 年 九月</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)

3、域的擴(kuò)大，對國計(jì)民生的一些重要行業(yè)國防、汽車等的發(fā)展起著越來越重要的作用，這些行業(yè)裝備數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢，。本文闡述了數(shù)控銑床參數(shù)故障產(chǎn)生的原因、恢復(fù)方法，通過各種常見參數(shù)故障的排除方法，并結(jié)合相關(guān)的實(shí)際案例分析，提出了行之有效的維修技巧,采用這些維修技巧可以大大提高維修效率。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控銑床 故障排除方法 維修實(shí)例 數(shù)控系統(tǒng)</p><p><b>

4、;　　Abstract</b></p><p>　　the application of numerical control technology not only to the traditional manufacturing industry has brought revolutionary changes, so that the manufacturing sector to become

5、 a symbol of industrialization, and with the continuous development of NC technology and expanding the scope of application, beneficial to the people's livelihood of some of the major industries of national defense,

6、automobile and other development plays a more and more important role, these industry equipment digitization</p><p>　　Key words: CNC milling machine troubleshooting repair repair examples numerical con

7、trol system </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一．?dāng)?shù)控銑床的結(jié)構(gòu)工作原理簡介1</p><p>　　1.1 數(shù)控銑床的主要分類1</p><p>　　1.2 按結(jié)構(gòu)分3</p><p>　　1.3按控制方式分4</p><

8、p>　　二. 數(shù)據(jù)銑床的作業(yè)安全規(guī)則4</p><p><b>　　2.1安全規(guī)則4</b></p><p>　　2.2銑床例保作業(yè)范圍4</p><p>　　三. 數(shù)控銑床的常見故障及維修方法5</p><p>　　3.1數(shù)控機(jī)床故障診斷5</p><p>　　3.2數(shù)控機(jī)床的故

9、障診斷技術(shù)6</p><p>　　3.3數(shù)控機(jī)床的常見故障排除方法9</p><p>　　3.4數(shù)控機(jī)床維修后的開機(jī)調(diào)試14</p><p>　　3.5維修調(diào)試后的技術(shù)處理14</p><p>　　四. 數(shù)控銑床的系統(tǒng)故障與維修14</p><p>　　五. 數(shù)控銑床的故障檢測與故障排除案例16</p

10、><p><b>　　案例小結(jié)18</b></p><p><b>　　致  謝19</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p><p>　　一．?dāng)?shù)控銑床的結(jié)構(gòu)工作原理簡介</p><p>　　銑床是一種用途廣泛的機(jī)床，

11、在銑床上可以加工平面（水平面、垂直面）、溝槽（鍵槽、T形槽、燕尾槽等）、分齒零件（齒輪、花鍵軸、鏈輪乖、螺旋形表面（螺紋、螺旋槽）及各種曲面（見圖1）。此外，還可用于對回轉(zhuǎn)體表面、內(nèi)孔加工及進(jìn)行切斷工作等。 銑床在工作時，工件裝在工作臺上或分度頭等附件上，銑刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，輔以工作臺或銑頭的進(jìn)給運(yùn)動，工件即可獲得所需的加工表面。由于是多刀斷續(xù)切削，因而銑床的生產(chǎn)率較高。用銑刀對工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和

12、花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機(jī)械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。</p><p><b>　　（圖1）</b></p><p>　　1.1 數(shù)控銑床的主要分類</p><p>　　按布局形式和適用范圍加以區(qū)分 　　 </p><p><b>　　銑床</b></p>

13、<p>　　1.1.1升降臺銑床：有萬能式、臥式和立式等，主要用于加工中小型零件，應(yīng)用最廣。 </p><p>　　1.1.2龍門銑床：包括龍門銑鏜床、龍門銑刨床和雙柱銑床，均用于加工大型零件。 </p><p>　　1.1.3單柱銑床和單臂銑床：前者的水平銑頭可沿立柱導(dǎo)軌移動，工作臺作縱向進(jìn)給；后者的立銑頭可沿懸臂導(dǎo)軌水平移動，懸臂也可沿立柱導(dǎo)軌調(diào)整高度。兩者均用于加工大型零件

14、。 </p><p>　　1.1.4工作臺不升降銑床：有矩形工作臺式和圓工作臺式兩種，是介于升降臺銑床和龍門銑床之間的一種中等規(guī)格的銑床。其垂直方向的運(yùn)動由銑頭在立柱上升降來完成。 </p><p>　　1.1.5儀表銑床：一種小型的升降臺銑床，用于加工儀器儀表和其他小型零件。 </p><p>　　1.1.6工具銑床：用于模具和工具制造，配有立銑頭、萬能角度工作臺

15、和插頭等多種附件，還可進(jìn)行鉆削、鏜削和插削等加工。 </p><p>　　1.1.7其他銑床：如鍵槽銑床、凸輪銑床、曲軸銑床、軋輥軸頸銑床和方鋼錠銑床等，是為加工相應(yīng)的工件而制造的專用銑床。按控制方式，銑床又分為仿形銑床（見仿形機(jī)床）、程序控制銑床和數(shù)字控制銑床（見數(shù)字控制機(jī)床）</p><p><b>　　1.2 按結(jié)構(gòu)分 </b></p><p

16、><b>　　銑床</b></p><p>　　1.2.1臺式銑床：小型的用于銑削儀器、儀表等小型零件的銑床。 </p><p>　　1.2.2懸臂式銑床：銑頭裝在懸臂上的銑床，床身水平布置，懸臂通?？裳卮采硪粋?cè)立柱導(dǎo)軌作垂直移動，銑頭沿懸臂導(dǎo)軌移動。 </p><p>　　1.2.3滑枕式銑床：主軸裝在滑枕上的銑床，床身水平布置，滑枕可

17、沿滑鞍導(dǎo)軌作橫向移動，滑鞍可沿立柱導(dǎo)軌作垂直移動。 </p><p>　　1.2.4龍門式銑床：床身水平布置，其兩側(cè)的立柱和連接梁構(gòu)成門架的銑床。銑頭裝在橫梁和立柱上，可沿其導(dǎo)軌移動。通常橫梁可沿立柱導(dǎo)軌垂向移動，工作臺可沿床身導(dǎo)軌縱向移動，用于大件加工。 </p><p>　　1.2.5平面銑床：用于銑削平面和成型面的銑床，床身水平布置，通常工作臺沿床身導(dǎo)軌縱向移動，主軸可軸向移動。它結(jié)

18、構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高。 </p><p>　　1.2.6仿形銑床：對工件進(jìn)行仿形加工的銑床。一般用于加工復(fù)雜形狀工件。 </p><p>　　1.2.7升降臺銑床：具有可沿床身導(dǎo)軌垂直移動的升降臺的銑床，通常安裝在升降臺上的工作臺和滑鞍可分別作縱向、橫向移動。 </p><p>　　1.2.8搖臂銑床：搖臂裝在床身頂部，銑頭裝在搖臂一端，搖臂可在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)和移動，銑

19、頭能在搖臂的端面上回轉(zhuǎn)一定角度的銑床。 </p><p>　　1.2.9床身式銑床：工作臺不能升降，可沿床身導(dǎo)軌作縱向移動，銑頭或立柱可作垂直移動的銑床。 </p><p>　　1.2.10專用銑床：例如工具銑床：用于銑削工具模具的銑床，加工精度高，加工形狀復(fù)雜。</p><p>　　1.3按控制方式分 </p><p>　　銑床又可分為仿形

20、銑床、程序控制銑床和數(shù)控銑床等。</p><p>　　二. 數(shù)據(jù)銑床的作業(yè)安全規(guī)則</p><p><b>　　2.1安全規(guī)則</b></p><p>　　3.1.1裝卸工件，必須移開刀具，切削中頭、手不得接近銑削面。</p><p>　　3.1.2使用旭正銑床對刀時，必須慢進(jìn)或手搖進(jìn)，不許快進(jìn)，走刀時，不準(zhǔn)停車。 &l

21、t;/p><p>　　3.1.3快速進(jìn)退刀時注意旭正銑床手柄是否會打人。 </p><p>　　3.1.4進(jìn)刀不許過快，不準(zhǔn)突然變速，旭正銑床限位擋塊應(yīng)調(diào)好。 </p><p>　　3.1.5上下及測量工件、調(diào)整刀具、緊固變速，均必須停止旭正銑床。 </p><p>　　3.1.6拆裝立銑刀，工作臺面應(yīng)墊木板，拆平銑刀扳螺母，用力不得過猛。 &l

22、t;/p><p>　　嚴(yán)禁手摸或用棉紗擦轉(zhuǎn)動部位及刀具，禁止用手去托刀盤。</p><p>　　2.2銑床例保作業(yè)范圍 </p><p>　　2.2.1床身及部件的清潔工作，清掃鐵屑及周邊環(huán)境衛(wèi)生； </p><p>　　2.2.2檢查各油平面，不得低于油標(biāo)以下，加注各部位潤滑油； </p><p>　　2.2.3清潔工、

23、夾、量具。 銑床一保作業(yè)范圍 </p><p>　　2.2.4清洗調(diào)整工作臺、絲桿手柄及柱上鑲條； </p><p>　　2.2.5檢查、調(diào)整離合器； </p><p>　　2.2.6清洗三向?qū)к壖坝兔珰?，電動機(jī)、機(jī)床內(nèi)外部及附件清潔； </p><p>　　2.2.7檢查油路，加注各部潤滑油； </p><p>　　

24、2.2.8緊固各部螺絲。 </p><p>　　2.2.9床身及部件的清潔工作，清掃鐵屑及周邊環(huán)境衛(wèi)生，清潔工、夾、量具； </p><p>　　2.2.10檢查各油平面，不得低于油標(biāo)以下，加注各部位潤滑油。 </p><p><b>　　2.2.11清潔 </b></p><p>　　拆卸清洗各部油毛氈墊；擦拭各滑動面

25、和導(dǎo)軌面、擦拭工作臺及橫向、升降絲桿、擦拭走刀傳動機(jī)構(gòu)及刀架；擦拭各部死角。 </p><p><b>　　2.2.12潤滑 </b></p><p>　　各油孔清潔暢通并加注潤滑油；各導(dǎo)軌面和滑動面及各絲桿加注潤滑油；檢查傳動機(jī)構(gòu)油箱體、油面、并加油至標(biāo)高位置。 </p><p><b>　　2.2.13扭緊 </b>&

26、lt;/p><p>　　檢查并緊固壓板及鑲條螺絲；檢查并扭緊滑塊固定螺絲、走刀傳動機(jī)構(gòu)、手輪、工作臺支架螺絲、叉頂絲；檢查扭緊其它部份松動螺絲。 </p><p><b>　　2.1.14調(diào)整 </b></p><p>　　檢查和調(diào)整皮帶、壓板及鑲條松緊適宜；檢查和調(diào)整滑塊及絲桿合令。 </p><p><b>　

27、　2.2.15防腐 </b></p><p>　　除去各部銹蝕，保護(hù)噴漆面，勿碰撞；停用、備用設(shè)備導(dǎo)軌面、滑動絲桿手輪及其它暴露在外易生銹的部位涂油防腐。</p><p>　　三. 數(shù)控銑床的常見故障及維修方法</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)故障維修通常按照：現(xiàn)場故障的診斷與分析、故障的測量維修排除、系統(tǒng)的試車這三大步進(jìn)行。</p><

28、p>　　3.1數(shù)控機(jī)床故障診斷</p><p>　　在故障診斷時應(yīng)掌握以下原則：</p><p>　　3.1.1 先外部后內(nèi)部</p><p>　　現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來越高，數(shù)控系統(tǒng)本身的故障率越來越低，而大部分故障的發(fā)生則是非系統(tǒng)本身原因引起的。由于數(shù)控機(jī)床是集機(jī)械、液壓、電氣為一體的機(jī)床，其故障的發(fā)生也會由這三者綜合反映出來。維修人員應(yīng)先由外向內(nèi)逐一進(jìn)

29、行排查。盡量避免隨意地啟封、拆卸，否則會擴(kuò)大故障，使機(jī)床喪失精度、降低性能。系統(tǒng)外部的故障主要是由于檢測開關(guān)、液壓元件、氣動元件、電氣執(zhí)行元件、機(jī)械裝置等出現(xiàn)問題而引起的。</p><p>　　3.1.2 先機(jī)械后電氣</p><p>　　一般來說，機(jī)械故障較易發(fā)覺，而數(shù)控系統(tǒng)及電氣故障的診斷難度較大。在故障檢修之前，首先注意排除機(jī)械性的故障。</p><p>　　

30、3.1.3 先靜態(tài)后動態(tài)</p><p>　　先在機(jī)床斷電的靜止?fàn)顟B(tài)，通過了解、觀察、測試、分析，確認(rèn)通電后不會造成故障擴(kuò)大、發(fā)生事故后，方可給機(jī)床通電。在運(yùn)行狀態(tài)下，進(jìn)行動態(tài)的觀察、檢驗(yàn)和測試，查找故障。而對通電后會發(fā)生破壞性故障的，必須先排除危險(xiǎn)后，方可通電。</p><p>　　3.1.4 先簡單后復(fù)雜</p><p>　　當(dāng)出現(xiàn)多種故障互相交織，一時無從下手

31、時，應(yīng)先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。往往簡單問題解決后，難度大的問題也可能變得容易。</p><p>　　3.2數(shù)控機(jī)床的故障診斷技術(shù)</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)是高技術(shù)密集型產(chǎn)品，要想迅速而正確的查明原因并確定其故障的部位，要借助于診斷技術(shù)。隨著微處理器的不斷發(fā)展，診斷技術(shù)也由簡單的診斷朝著多功能的高級診斷或智能化方向發(fā)展。診斷能力的強(qiáng)弱也是評價CNC數(shù)控系統(tǒng)性能的一項(xiàng)重要指

32、標(biāo)。目前所使用的各種CNC系統(tǒng)的診斷技術(shù)大致可分為以下幾類：</p><p>　　3.2.1 起動診斷</p><p>　　起動診斷是指CNC系統(tǒng)每次從通電開始，系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序就自動執(zhí)行診斷。診斷的內(nèi)容為系統(tǒng)中最關(guān)鍵的硬件和系統(tǒng)控制軟件，如 CPU、存儲器、I/O 等單元模塊，以及MDI/CRT單元、紙帶閱讀機(jī)、軟盤單元等裝置或外部設(shè)備。只有當(dāng)全部項(xiàng)目都確認(rèn)正確無誤之后，整個系統(tǒng)才能進(jìn)入

33、正常運(yùn)行的準(zhǔn)備狀態(tài)。否則，將在CRT畫面或發(fā)光二極管用報(bào)警方式指示故障信息。此時起動診斷過程不能結(jié)束，系統(tǒng)無法投入運(yùn)行。</p><p>　　3.2.2 在線診斷</p><p>　　在線診斷是指通過CNC系統(tǒng)的內(nèi)裝程序，在系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時對CNC系統(tǒng)本身及CNC裝置相連的各個伺服單元、伺服電機(jī)、主軸伺服單元和主軸電動機(jī)以及外部設(shè)備等進(jìn)行自動診斷、檢查。只要系統(tǒng)不停電，在線診斷就不會

34、停止。 在線診斷一般包括自診斷功能的狀態(tài)顯示有上千條，常以二進(jìn)制的0、1來顯示其狀態(tài)。對正邏輯來說，0表示斷開狀態(tài)，1表示接通狀態(tài)，借助狀態(tài)顯示可以判斷出故障發(fā)生的部位。常用的有接口狀態(tài)和內(nèi)部狀態(tài)顯示，如利用I/O接口狀態(tài)顯示，再結(jié)合PLC梯形圖和強(qiáng)電控制線路圖，用推理法和排除法即可判斷出故障點(diǎn)所在的真正位置。故障信息大都以報(bào)警號形式出現(xiàn)。一般可分為以下幾大類：過熱報(bào)警類；系統(tǒng)報(bào)警類；存儲報(bào)

35、警類；編程/設(shè)定類；伺服類；行程開關(guān)報(bào)警類；印刷線路板間的連接故障類。</p><p>　　3.2.3 離線診斷</p><p>　　離線診斷是指數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，數(shù)控系統(tǒng)制造廠家或?qū)I(yè)維修中心利用專用的診斷軟件和測試裝置進(jìn)行停機(jī)（或脫機(jī)）檢查。力求把故障定位到盡可能小的范圍內(nèi)，如縮小到某個功能模塊、某部分電路，甚至某個芯片或元件，這種故障定位更為精確。</p><p

36、>　　3.2.4 現(xiàn)代診斷技術(shù)</p><p>　　隨著電信技術(shù)的發(fā)展，IC和微機(jī)性價比的提高，近年來國外已將一些新的概念和方法成功地引用到診斷領(lǐng)域。</p><p>　　3.2.4.1通信診斷</p><p>　　也稱遠(yuǎn)程診斷，即利用電話通訊線把帶故障的CNC系統(tǒng)和專業(yè)維修中心的專用通訊診斷計(jì)算機(jī)通過連接進(jìn)行測試診斷。如西門子公司在CNC系統(tǒng)診斷中采用了這種

37、診斷功能，用戶把CNC系統(tǒng)中專用的“通信接口”連接在普通電話線上，而兩門子公司維修中心的專用通迅診斷計(jì)算機(jī)的“數(shù)據(jù)電話”也連接到電話線路上，然后由計(jì)算機(jī)向 CNC系統(tǒng)發(fā)送診斷程序，并將測試數(shù)據(jù)輸回到計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析并得出結(jié)論，隨后將診斷結(jié)論和處理辦法通知用戶。</p><p>　　通訊診斷系統(tǒng)還可為用戶作定期的預(yù)防性診斷，維修人員不必親臨現(xiàn)場，只需按預(yù)定的時間對機(jī)床作一系列運(yùn)行檢查，在維修中心分析診斷數(shù)據(jù)，可發(fā)現(xiàn)存

38、在的故障隱患，以便及早采取措施。當(dāng)然，這類CNC系統(tǒng)必須具備遠(yuǎn)程診斷接口及聯(lián)網(wǎng)功能。</p><p>　　3.2.4.2自修復(fù)系統(tǒng)</p><p>　　就是在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有備用模塊，在CNC系統(tǒng)的軟件中裝有自修復(fù)程序，當(dāng)該軟件在運(yùn)行時一旦發(fā)現(xiàn)某個模塊有故障時，系統(tǒng)一方面將故障信息顯示在CRT上，同時自動尋找是否有備用模塊，如有備用模塊，則系統(tǒng)能自動使故障脫機(jī)，而接通備用模塊使系統(tǒng)能較快地進(jìn)入

39、正常工作狀態(tài)。這種方案適用于無人管理的自動化工作場合。</p><p>　　需要注意的是：機(jī)床在實(shí)際使用中也有些故障既無報(bào)警，現(xiàn)象也不是很明顯，對這種情況，處理起來就不那樣簡單了。另外有此設(shè)備出現(xiàn)故障后，不但無報(bào)警信息，而且缺乏有關(guān)維修所需的資料。對這類故障的診斷處理，必須根據(jù)具體情況仔細(xì)檢查，從現(xiàn)象的微小之處進(jìn)行分析，找出它的真正原因。要查清這類故障的原因，首先必須從各種表面現(xiàn)象中找山它的真實(shí)故障現(xiàn)象，再從確認(rèn)

40、的故障現(xiàn)象中找出發(fā)生的原因。全面地分析一個故障現(xiàn)象是決定判斷是否正確的重要因素。在查找故障原因前，首先必須了解以下情況：故障是在正常工作中出現(xiàn)還是剛開機(jī)就出現(xiàn)的；山現(xiàn)的次數(shù)是第一次還是已多次發(fā)生；確認(rèn)機(jī)床加工程序的正確性；是否有其他人 </p><p>　　3.3數(shù)控機(jī)床的常見故障排除方法</p><p>　　由于數(shù)控機(jī)床故障比較復(fù)雜，同時數(shù)控系統(tǒng)自診斷能力還不能對系統(tǒng)的所有部件進(jìn)行測試，

41、往往是一個報(bào)警號指示出眾多的故障原因，使人難以入手。下面介紹維修人員任生產(chǎn)實(shí)踐中常用的排除故障方法。</p><p>　　3.3.1直觀檢查法</p><p>　　直觀檢查法是維修人員根據(jù)對故障發(fā)生時的各種光、聲、味等異?，F(xiàn)象的觀察，確定故障范圍，可將故障范圍縮小到一個模塊或一塊電路板上，然后再進(jìn)行排除。一般包括：</p><p>　　a.詢問:向故障現(xiàn)場人員仔細(xì)詢

42、問故障產(chǎn)生的過程、故障表象及故障后果等；</p><p>　　b.目視：總體查看機(jī)床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)，各電控裝置有無報(bào)警指示，局部查看有無保險(xiǎn)燒斷，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等；</p><p>　　c.觸摸：在整機(jī)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(dǎo)線的聯(lián)接狀況以及用手摸并輕搖元器件，尤其是大體積的阻

43、容、半導(dǎo)體器件有無松動之感，以此可檢查出一些斷腳、虛焊、接觸不良等故障；</p><p>　　d.通電：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(jī)和元件存在而通電，一旦發(fā)現(xiàn)立即斷電分析。如果存在破壞性故障，必須排除后方可通電。</p><p>　　例：一臺數(shù)控加工中心在運(yùn)行一段時間后，CRT顯示器突然出現(xiàn)無顯示故障，而機(jī)床還可繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。停機(jī)后再開又一切正常。觀察發(fā)

44、現(xiàn)，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，每當(dāng)發(fā)生振動時故障就可能發(fā)生。初步判斷是元件接觸不良。當(dāng)檢查顯示板時，CRT顯示突然消失。檢查發(fā)現(xiàn)有一晶振的兩個引腳均虛焊松動。重新焊接后，故障消除。</p><p>　　3.3.2 初始化復(fù)位法</p><p>　　一般情況下，由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報(bào)警，可用硬件復(fù)位或開關(guān)系統(tǒng)電源依次來清除故障。若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電、撥插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統(tǒng)進(jìn)行

45、初始化清除，清除前應(yīng)注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進(jìn)行硬件診斷。</p><p>　　例：一臺數(shù)控車床當(dāng)按下自動運(yùn)行鍵，微機(jī)拒不執(zhí)行加工程序，也不顯示故障自檢提示，顯示屏幕處于復(fù)位狀態(tài)（只顯示菜單）。有時手動、編輯功能正常，檢查用戶程序、各種參數(shù)完全正確；有時因記憶電池失效，更換記憶電池等，系統(tǒng)顯示某一方向尺寸超量或各方向的尺寸都超最（顯示尺寸超過機(jī)床實(shí)斤能加工的最大尺寸或超過系統(tǒng)能夠認(rèn)可的最

46、大尺寸）。排除方法：采用初始化復(fù)位法使系統(tǒng)清零復(fù)位（一般要用特殊組合健或密碼）。</p><p>　　3.3.3 自診斷法</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)已具備了較強(qiáng)的自診斷功能，并能隨時監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件的工作狀態(tài)。利用自診斷功能，能顯示出系統(tǒng)與主機(jī)之間的接口信息的狀態(tài)，從而判斷出故障發(fā)生在機(jī)械部分還是數(shù)控部分，并顯示出故障的大體部位（故障代碼）。</p><p&

47、gt;　　a.硬件報(bào)警指示：是指包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電氣裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應(yīng)的功能說明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法；</p><p>　　b.軟件報(bào)警指示：系統(tǒng)軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設(shè)有報(bào)警顯示，依據(jù)顯示的報(bào)警號對照相應(yīng)的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及排除方法。 </p><p>　　功能程序測試法是將數(shù)控系統(tǒng)的G、M

48、、S、T、F功能用編程法編成一個功能試驗(yàn)程序，并存儲在相應(yīng)的介質(zhì)上，如紙帶和磁帶等。在故障診斷時運(yùn)行這個程序，可快速判定故障發(fā)生的可能起因。</p><p>　　3.3.4功能程序測試法常應(yīng)用于以下場合：</p><p>　　a.機(jī)床加工造成廢品而一時無法確定是編程操作不當(dāng)、還是數(shù)控系統(tǒng)故障引起；</p><p>　　b. 數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)隨機(jī)性故障，一時難以區(qū)別是外來

49、干擾，還是系統(tǒng)穩(wěn)定性個好；</p><p>　　c. 閑置時間較長的數(shù)控機(jī)床在投入使用前或?qū)?shù)控機(jī)床進(jìn)行定期檢修時。例：一臺FANUC9系統(tǒng)的立式銑床在自動加工某一曲線零件時出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，表面粗糙度極差。在運(yùn)行測試程序時，直線、圓弧插補(bǔ)時皆無爬行，由此確定原因在編程方面。對加工程序仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)該曲線由很多小段圓弧組成，而編程時又使用了正確定位外檢查C61指令之故。將程序中的G61取消，改用G64后，爬行現(xiàn)象消

50、除。 </p><p>　　3.3.5 備件替換法</p><p>　　用好的備件替換診斷出壞的線路板，即在分析出故障大致起因的情況下，維修人員可以利用備用的印刷電路板、集成電路芯片或元器件替換有疑點(diǎn)的部分，從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級。并做相應(yīng)的初始化起動，使機(jī)床迅速投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　對于現(xiàn)代數(shù)控的維修，越來越多的情況采用這種方法進(jìn)行

51、診斷，然后用備件替換損壞模塊，使系統(tǒng)正常工作。盡最大可能縮短故障停機(jī)時間，使用這種方法在操作時注意一定要在停電狀態(tài)下進(jìn)行，還要仔細(xì)檢查線路板的版本、型號、各種標(biāo)記、跨接是否相同，若不一致則不能更換。拆線時應(yīng)做好標(biāo)志和記錄。</p><p>　　一般不要輕易更換CPU板、存儲器板及電地，否則有可能造成程序和機(jī)床參數(shù)的丟失，使故障擴(kuò)大。</p><p>　　例：一臺采用西門子SINUMERIK

52、 SYSTEM 3系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，其PLC采川S5—130w/B，一次發(fā)生故障時，通過NC系統(tǒng)PC功能輸入的R參數(shù)，在加工中不起作用，不能更改加上程序中R參數(shù)的數(shù)值。通過對NC系統(tǒng)工作原理及故障現(xiàn)象的分析，認(rèn)為PLC的主板有問題，與另一臺機(jī)床的主板對換后，進(jìn)一步確定為PLC主板的問題。經(jīng)專業(yè)廠家維修，故障被排除。</p><p>　　3.3.6 交叉換位法</p><p>　　當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障板

53、或者個能確定是否是故障板而又沒有備件的情況下，可以將系統(tǒng)中相同或相兼容的兩個板互換檢查，例如兩個坐標(biāo)的指令板或伺服板的交換，從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應(yīng)特別注意，不僅要硬件接線的正確交換，還要將一系列相應(yīng)的參數(shù)交換，否則不僅達(dá)不到目的，反而會產(chǎn)生新的故障造成思維混亂，一定要事先考慮周全，設(shè)計(jì)好軟、硬件交換方案，準(zhǔn)確無誤再行交換檢查。</p><p>　　例：一臺數(shù)控車床出現(xiàn)X向進(jìn)給正常，Z向進(jìn)給出現(xiàn)

54、振動、噪音大、精度差，采用手動和手搖脈沖進(jìn)給時也如此。觀察各驅(qū)動板指示燈亮度及其變化基本正常，疑是Z軸步進(jìn)電動機(jī)及其引線開路或Z軸機(jī)械故障。遂將Z軸電機(jī)引線換到X軸電機(jī)上，X軸電機(jī)運(yùn)行正常，說明Z軸電動機(jī)引線正常；又將X軸電機(jī)引線換到Z軸電機(jī)上，故障依舊；可以斷定是Z軸電動機(jī)故障或Z軸機(jī)械故障。測量電動機(jī)引線，發(fā)現(xiàn)一相開路。修復(fù)步進(jìn)電動機(jī)，故障排除。</p><p>　　3.3.7 參數(shù)檢查法</p>

55、<p>　　系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設(shè)定錯誤就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。發(fā)生故障時應(yīng)及時核對系統(tǒng)參數(shù)，參數(shù)一般存放在磁泡存儲器或存放在需由電池保持的 CMOS RAM中，一旦電池電量不足或由于外界的干擾等因素，使個別參數(shù)丟失或變化，發(fā)生混亂，使機(jī)床無法正常工作。此時，可通過核對、修正參數(shù)，將故障排除。</p><p>　　例：一臺數(shù)控銑床上采用了測量循環(huán)系統(tǒng)，這一功能要求有一個背景存

56、貯器，調(diào)試時發(fā)現(xiàn)這一功能無法實(shí)現(xiàn)。檢查發(fā)現(xiàn)確定背景存貯器存在的數(shù)據(jù)位沒有設(shè)定，經(jīng)設(shè)定后該功能正常。</p><p>　　又如：一臺數(shù)控車床數(shù)控刀架換對突然出現(xiàn)故障，系統(tǒng)無法自動運(yùn)行，在手動換刀時，總要過一段時間才能再次換刀。遂對刀補(bǔ)等參數(shù)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)一個手冊上沒有說明的參數(shù)P20變?yōu)?0，經(jīng)查有關(guān)資料P20是刀架換刀時間參數(shù)，將其清零，故障排除。</p><p>　　有時由于用戶程序和參

57、數(shù)錯誤亦可造成故障停機(jī)，對此可以采用系統(tǒng)的程序自診斷功能進(jìn)行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運(yùn)行。</p><p>　　3.3.8 測量比較法</p><p>　　CNC系統(tǒng)生產(chǎn)廠在設(shè)計(jì)印刷線路板時，為了調(diào)整和維修方便，在印刷線路板上設(shè)計(jì)了一些檢測端子。維修人員通過測量這些檢測端子的電壓或波形，可檢查有關(guān)電路的工作狀態(tài)是否正常。但利用檢測端子進(jìn)行測量之前，應(yīng)先熟悉這些檢測端子的作用及有關(guān)部

58、分的電路或邏輯關(guān)系。</p><p><b>　　3.3.9 敲擊法</b></p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)故障表現(xiàn)為有時正常有時不正常時，基本可以斷定為元器件接觸不良或焊點(diǎn)開焊，利用敲擊法檢查時，當(dāng)敲擊到虛焊或接觸不良的故障部位時，故障就會出現(xiàn)。</p><p>　　3.3.10 局部升溫法</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)

59、過長期運(yùn)行后元件均要老化，性能變壞。當(dāng)它們尚未完全損壞時，出現(xiàn)的故障就會時有時無。這時用電烙鐵或電吹風(fēng)對被懷疑的元件進(jìn)行局部加溫，會使故障快速出現(xiàn)。操作時，要注意元器件的溫度參數(shù)等，注意不要損壞好的元器件。</p><p>　　3.3.11 原理分析法根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的組成原理，可從邏輯上分析各點(diǎn)的邏輯電平和特性參數(shù)，如電壓值和波形，使用儀器儀表進(jìn)行測量、分析、比較，從而確定故障部位。</p><

60、p>　　除以上常用的故障檢測方法之外，還可以采用拔插板法、電壓拉偏法、開環(huán)檢測法等。總之，根據(jù)不同的故障現(xiàn)象，可以同時選用幾個方法靈活應(yīng)用、綜合分析，才能逐步縮小故障范圍，較快地排除故障。</p><p>　　3.4數(shù)控機(jī)床維修后的開機(jī)調(diào)試</p><p>　　機(jī)床的故障排除后通常分兩大步進(jìn)行通電試車：</p><p>　　3.4.1 自動狀態(tài)試驗(yàn)</p

61、><p>　　將機(jī)床鎖住，用編制的程序進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，驗(yàn)證程序的正確性，然后放開機(jī)床，分別將進(jìn)給倍率開關(guān)、快速超凋開關(guān)、主軸速度超調(diào)開關(guān)進(jìn)行多種變化，使機(jī)床在上述各開關(guān)的多種變化的情況下進(jìn)行充分地運(yùn)行，后將各超調(diào)開關(guān)置于100％處，使機(jī)床充分運(yùn)行，觀察整機(jī)的工作情況是否正常。</p><p>　　3.4.2 正常加工試驗(yàn)</p><p>　　夾裝好工件按正常程序進(jìn)行加工

62、，加工后檢查工件的加工精度是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求</p><p>　　3.5維修調(diào)試后的技術(shù)處理</p><p>　　在現(xiàn)場維修結(jié)束后，應(yīng)認(rèn)真填寫維修記錄，列出有關(guān)必備的備件清單，建立用戶檔案。對于故障時間、現(xiàn)象分析診斷方法、采用排故方法，如果有遺留問題應(yīng)詳盡記錄，這樣不僅使每次故障都有據(jù)可查，而且也可以不斷積累維修經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　四. 數(shù)控銑床的系統(tǒng)故障與維

63、修</p><p>　　機(jī)床的位置反饋測量系統(tǒng)的精度和位置環(huán)增益Kc影響到位置誤差的輸出。位置環(huán)增益反映了整個伺服系統(tǒng)的靈敏度，在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，增益越高，定位誤差越小，但機(jī)床容易振蕩，不易調(diào)整；系統(tǒng)的增益越低，定位誤差越大，但機(jī)床容易調(diào)整，不易振蕩?，F(xiàn)調(diào)出數(shù)控系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)，檢查位置環(huán)的增益是否選得太低，使定位誤差較大。經(jīng)校對，位置環(huán)的增益和機(jī)床調(diào)試好后的增益一致。因此，該機(jī)床的問題可能在機(jī)床的位置反饋測量系

64、統(tǒng)的精度和控制裝置的位置調(diào)節(jié)精度不匹配上。 </p><p>　　由于該機(jī)床采用全閉環(huán)位置控制系統(tǒng)，是直接從機(jī)床移動部件(工作臺)上獲得位置實(shí)際移動值，因此其檢測精度不受機(jī)械傳動精度的影響。要使位置環(huán)能夠正常工作，必須具有正確的位置調(diào)節(jié)閉環(huán)回路。為此必須使位置測量系統(tǒng)的脈沖與控制裝置的位置調(diào)節(jié)精度相互匹配。在該系統(tǒng)中有一個可設(shè)置參數(shù)MD5002(共8位)，表示反饋輸入分辨率和位置控制分辨率，只有當(dāng)反饋輸入精度的

65、設(shè)置和位置控制精度的設(shè)置相互匹配時，位置環(huán)才可能正確運(yùn)算，使機(jī)床正常移動，在誤差允許的范圍內(nèi)準(zhǔn)確到達(dá)指定位置。</p><p>　　在CNC系統(tǒng)中，定位誤差的計(jì)算是以伺服分辨率為單位的，如果位置反饋輸入的精度和位置控制的精度不一致，位置誤差的計(jì)算就在非統(tǒng)一單位下進(jìn)行的，其結(jié)果就不是真正意義上的指令位置和實(shí)際位置的誤差，因而工作臺就不能到達(dá)指令所要求的位置。</p><p><b>

66、;　　故障處理</b></p><p>　　根據(jù)以上故障分析，調(diào)出系統(tǒng)參數(shù)，校對參數(shù)單元MD5002的內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)與原來調(diào)試好的參數(shù)有出入，可能是外部某種干擾，使RAM中的參數(shù)發(fā)生混亂?，F(xiàn)將該參數(shù)進(jìn)行正確修改后，使機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)復(fù)位，再開動機(jī)床，經(jīng)檢測，機(jī)床的定位精度達(dá)到了正常要求，機(jī)床恢復(fù)了正常生產(chǎn)。</p><p>　　五. 數(shù)控銑床的故障檢測與故障排除案例</p>

67、<p>　　由于現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來越高，數(shù)控系統(tǒng)本身的故障越來越低，而大部分故障的發(fā)生則是非系統(tǒng)本身原因引起的。系統(tǒng)外部的故障主要指由于檢測開關(guān)、液壓元件、氣動元件、電氣執(zhí)行元件、機(jī)械裝置等出現(xiàn)問題而引起的。</p><p>　　數(shù)控設(shè)備的外部故障可以分為軟故障和外部硬件損壞引起的硬故障。軟故障是指由于操作、調(diào)整處理不當(dāng)引起的，這類故障多發(fā)生在設(shè)備使用前期或設(shè)備使用人員調(diào)整時期。對于數(shù)控系統(tǒng)來

68、說，另一個易出故障的地方為伺服單元。由于各軸的運(yùn)動是靠伺服單元控制伺服電機(jī)帶動滾珠絲杠來實(shí)現(xiàn)的。用旋轉(zhuǎn)編碼器作速度反饋，用光柵尺作位置反饋。一般易出故障的地方為旋轉(zhuǎn)編碼器與伺服單元的驅(qū)動模塊。也有個別的是由于電源原因而引起的系統(tǒng)混亂。特別是對那些帶計(jì)算機(jī)硬盤保存數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。例如，德國西門子系統(tǒng)840C。 </p><p>　　5.1：一數(shù)控車床剛投入使用的時候，在系統(tǒng)斷電后重新啟動時，必須要返回到參考點(diǎn)。即當(dāng)用手

69、動方式將各軸移到非干涉區(qū)外后，再使各軸返回參考點(diǎn)。否則，可能發(fā)生撞車事故。所以，每天加工完后，最好把機(jī)床的軸移到安全位置。此時再操作或斷電后就不會出現(xiàn)問題。 </p><p>　　外部硬件操作引起的故障是數(shù)控修理中的常見故障。一般都是由于檢測開關(guān)、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、電氣執(zhí)行元件、機(jī)械裝置出現(xiàn)問題引起的。這類故障有些可以通過報(bào)警信息查找故障原因。對一般的數(shù)控系統(tǒng)來講都有故障診斷功能或信息報(bào)警。維修人員可利用這些信

70、息手段縮小診斷范圍。而有些故障雖有報(bào)警信息顯示，但并不能反映故障的真實(shí)原因。這時需根據(jù)報(bào)警信息和故障現(xiàn)象來分析解決。</p><p>　　5.2：我廠一車削單元采用的是SINUMERIK840C系統(tǒng)。機(jī)床在工作時突然停機(jī)。顯示主軸溫度報(bào)警。經(jīng)過對比檢查，故障出現(xiàn)在溫度儀表上，調(diào)整外圍線路后報(bào)警消失。隨即更換新儀表后恢復(fù)正常。 </p><p>　　5.3：同樣是這臺車削中心，工作時CRT顯

71、示9160報(bào)警“9160NOPARTWITHGRIPPER1CLOSEDVERIFYV14-5”。這是指未抓起工件報(bào)警。但實(shí)際上抓工件的機(jī)械手已將工件抓起，卻顯示機(jī)械手未抓起工件報(bào)警。查閱PLC圖，此故障是測量感應(yīng)開關(guān)發(fā)出的。經(jīng)查機(jī)械手部位，機(jī)械手工作行程不到位，未完全壓下感應(yīng)開關(guān)引起的。隨后調(diào)整機(jī)械手的夾緊力，此故障排除。 </p><p>　　5.4：一臺立式加工中心采用FANUC-OM控制系統(tǒng)。機(jī)床在自動方

72、式下執(zhí)行到X軸快速移動時就出現(xiàn)414＃和410＃報(bào)警。此報(bào)警是速度控制OFF和X軸伺服驅(qū)動異常。由于此故障出現(xiàn)后能通過重新啟動消除，但每執(zhí)行到X軸快速移動時就報(bào)警。經(jīng)查該伺服電機(jī)電源線插頭因電弧爬行而引起相間短路，經(jīng)修整后此故障排除。 </p><p>　　5.5：操作者操作不當(dāng)也是引起故障的重要原因。如我廠另一臺采用840C系統(tǒng)的數(shù)控車床，第一天工作時完全正常，而第二天上班時卻無論如何也開不了機(jī)，工作方式一轉(zhuǎn)到

73、自動方式下就報(bào)警“EMPTYINGSELECTEDMOOESELECTOR”。加工完工件后，主軸不停，機(jī)械手就去抓取工件，后來仔細(xì)檢查各部位都無毛病，而是自動工作條件下的一個模式開關(guān)位置錯了。所以，當(dāng)有些故障原因不明的報(bào)警出現(xiàn)的話，一定要檢查各工作方式下的開關(guān)位置。 </p><p>　　還有些故障不產(chǎn)生故障報(bào)警信息，只是動作不能完成，這時就要根據(jù)維修經(jīng)驗(yàn)、機(jī)床的工作原理和PLC運(yùn)行狀況來分析判斷了。</p

74、><p>　　對于數(shù)控機(jī)床的修理，重要的是發(fā)現(xiàn)問題。特別是數(shù)控機(jī)床的外部故障。有時診斷過程比較復(fù)雜，但一旦發(fā)現(xiàn)問題所在，解決起來比較簡單。對外部故障診斷應(yīng)遵從以下兩條原則。首先要熟練掌握機(jī)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(jī)外編程器監(jiān)測PLC的運(yùn)行狀態(tài)，一般只要遵從以上原則，小心謹(jǐn)慎，一般的數(shù)控故障都會及時排除。</p><p><b>　　

75、案例小結(jié)</b></p><p>　　通過這次故障維護(hù)可見，為了能夠充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床功能多、柔性強(qiáng)、加工精度高、自動化程度高的優(yōu)勢，生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，以適應(yīng)市場競爭的需要，就必須注意加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床的維護(hù)工作。具體應(yīng)做到如下幾點(diǎn)：(1)保證數(shù)控設(shè)備的使用環(huán)境良好，符合產(chǎn)品規(guī)定的要求。(2)注意數(shù)控設(shè)備使用電源的維護(hù)。特別當(dāng)增減旁邊共用交流電源的大容量設(shè)備時，必須觀察是否產(chǎn)生瞬時干擾信號，防止它破壞機(jī)內(nèi)的

76、程序或參數(shù)，甚至造成死機(jī)，影響機(jī)床的正常運(yùn)行。(3)數(shù)控設(shè)備應(yīng)有操作規(guī)程。特別防止機(jī)床操作員隨意修改內(nèi)部參數(shù)。(4)應(yīng)有維修記錄。一般機(jī)床故障都具有規(guī)律性(如常發(fā)故障)，維修記錄對今后工作具有指導(dǎo)意義。(5)要加強(qiáng)有關(guān)數(shù)控設(shè)備技術(shù)人員和操作員的培訓(xùn)工作，結(jié)合理論和實(shí)踐來提高他們的綜合業(yè)務(wù)素質(zhì)。</p><p><b>　　致  謝</b></p><p>　

77、　感謝我的指導(dǎo)老師，他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。 </p><p>　　感謝我的同學(xué)們，從遙遠(yuǎn)的家來到這個陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著班級那份家的融洽。在大學(xué)里，我們沒有紅過臉，沒有吵過嘴，沒有發(fā)生上大學(xué)前所擔(dān)心的任何不開心的事情。只是今后大家就難得再聚在一了，沒關(guān)系，各奔前程，大家珍重，我們在一起的日子

78、，我會記一輩子的。  </p><p>　　感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂是我最大的心愿。  </p><p>　　在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！</p><p><b>　　參考文

79、獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]孫漢卿主編.數(shù)控機(jī)床維修技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.[2]畢承恩，丁乃健主編.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.[3]李福生主編.實(shí)用數(shù)控機(jī)床技術(shù)手冊.北京：北京出版社，1993.[4]吳祖育，秦鵬飛主編.數(shù)控機(jī)床.上海：上海科技出版社，1990.[5]熊光華主編.數(shù)控機(jī)床.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.[6]劉希金主編.機(jī)床數(shù)控