畢業(yè)論文---數(shù)控機床故障的診斷和維修

1、<p>　　2011屆畢業(yè)生畢業(yè)論文</p><p>　　數(shù)控機床故障的診斷和維修</p><p><b>　　院系：</b></p><p><b>　　專業(yè)：</b></p><p><b>　　姓名：</b></p><p><b&

2、gt;　　學號：</b></p><p><b>　　提交日期：</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、摘要</b></p><p><b>　　二、內(nèi)容</b></p><p&g

3、t;　　數(shù)控機床故障診斷及維護的意義和要求</p><p>　　數(shù)控機床故障的分類與特點</p><p>　　數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的故障診斷</p><p><b>　　伺服系統(tǒng)的故障診斷</b></p><p>　　數(shù)控機床電氣控制的故障診斷</p><p>　　六、數(shù)控機床故障診斷及維護的基本要求

4、</p><p>　　七、數(shù)控機床故障診斷及維護實例</p><p><b>　　三、總結(jié)</b></p><p>　　數(shù)控機床故障的診斷和維修</p><p><b>　　[一]摘要</b></p><p>　　數(shù)控機床是機電一體化緊密結(jié)合的典范，是一個龐大的系統(tǒng)，涉及機、

5、電、液、氣、電子、光等各項技術(shù)，在運行使用中不可避免地要產(chǎn)生各種故障，關(guān)鍵的問題是如何迅速診斷，確定故障部位，并及時排除解決，保證正常使用，提高生產(chǎn)效率。</p><p><b>　　[二]內(nèi)容</b></p><p>　　一、數(shù)控機床故障診斷及維護的意義和要求</p><p>　　1數(shù)控機床的故障診斷技術(shù)</p><p&g

6、t;　　①數(shù)控系統(tǒng)自診斷。開機自診斷數(shù)控系統(tǒng)在通電開機后，都要運行開機自診斷程序，對系統(tǒng)中關(guān)鍵的硬件和控制軟件進行檢測，并將檢測結(jié)果在CRT上顯示出來。運行自診斷運行自診斷是數(shù)控系統(tǒng)正常工作時，運行內(nèi)部診斷程序，對系統(tǒng)本身、PLC、位置伺服單元以及與數(shù)控裝置相連的其他外部裝置進行自動測試、檢查，并顯示有關(guān)狀態(tài)信息和故障信息。</p><p>　　②在線診斷和離線診斷。在線診斷是指通過數(shù)控系統(tǒng)的控制程序，在系統(tǒng)處于

7、正常運行狀態(tài)下，實時自動地對數(shù)控裝置、PLC控制器、伺服系統(tǒng)、PLC的輸入輸出和其他外部裝置進行自檢，并顯示狀態(tài)信息、故障信息。脫機診斷當數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，需要停機進行檢查，這就是脫機診斷。脫機診斷的目的是修復系統(tǒng)的錯誤和定位故障，將故障定位在最小的范圍。</p><p>　　遠程診斷實現(xiàn)遠程診斷的數(shù)控系統(tǒng)，必須具備計算機網(wǎng)絡功能。因此，遠程診斷是近幾年發(fā)展起來的一種新型的診斷技術(shù)。數(shù)控機床利用數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡功

8、能通過互聯(lián)網(wǎng)連接到機床制造廠家，數(shù)控機床出現(xiàn)故障后，通過機床廠家的專業(yè)人員遠程診斷，快速確診故障。</p><p>　　2數(shù)控機床故障的實用診斷方法</p><p>　?、僭\斷常用的儀器、儀表及工具萬用表-可測電阻、交、直流電壓、電流。</p><p>　　相序表-可檢測直流驅(qū)動裝置輸入電流的相序。轉(zhuǎn)速表-可測量伺服電動機的轉(zhuǎn)速，是檢查伺服調(diào)速系統(tǒng)的重要依據(jù)。鉗形電

9、流表-可不斷線檢測電流。測振儀-是振動檢測中最常用、最基本的儀器。短路追蹤儀-可檢測電氣維修中經(jīng)常碰到的短路故障現(xiàn)象。邏輯測試筆-可測量數(shù)字電路的脈沖、電平。IC測試儀-用于數(shù)控系統(tǒng)集成電路元件的檢測和篩選。工具-彈頭鉤形扳手、拉錐度平鍵工具、彈性手錘、拉卸工具等。</p><p>　　②診斷用技術(shù)資料主要有：數(shù)控機床電氣說明書，電氣控制原理圖，電氣連接圖，參數(shù)表， PLC程序，編程手冊，數(shù)控系統(tǒng)安裝與維修手冊，

10、伺服驅(qū)動系統(tǒng)使用說明書等。數(shù)控機床的技術(shù)資料非常重要，必須參照機床實物認真仔細地閱讀。一旦機床發(fā)生故障，在進行分析的同時查閱相關(guān)資料。</p><p>　?、酃收咸幚?。故障軟故障-由調(diào)整、參數(shù)設(shè)置或操作不當引起硬故障-由數(shù)控機床(控制、檢測、驅(qū)動、液氣、機械裝置)的硬件失效引起。</p><p>　　故障處理對策除非出現(xiàn)影響設(shè)備或人身安全的緊急情況，不要立即切斷機床的電源，應保持故障現(xiàn)場。

11、從機床外觀、CRT顯示的內(nèi)容、主板或驅(qū)動裝置報警燈等方面進行檢查。可按系統(tǒng)復位鍵，觀察系統(tǒng)的變化，報警是否消失。如消失，說明是隨機性故障或是由操作錯誤引起的。如不能消失，把可能引起該故障的原因羅列出來，進行綜合分析、判斷，必要時進行一些檢測或試驗，達到確診故障的目的。</p><p>　?、軘?shù)控系統(tǒng)故障診斷方法。直觀法(望聞問切)：問-機床的故障現(xiàn)象、加工狀況等看-CRT報警信息、報警指示燈、電容器等元件變形煙熏

12、燒焦、保護器脫扣等聽-異常聲響聞-電氣元件焦糊味及其它異味摸-發(fā)熱、振動、接觸不良等。參數(shù)檢查法：參數(shù)通常是存放在RAM中，有時電池電壓不足、系統(tǒng)長期不通電或外部干擾都會使參數(shù)丟失或混亂，應根據(jù)故障特征，檢查和校對有關(guān)參數(shù)。隔離法：一些故障，難以區(qū)分是數(shù)控部分，還是伺服系統(tǒng)或機械部分造成的，常采用隔離法。同類對調(diào)法用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模板，或?qū)⒐δ芟嗤哪０寤騿卧嗷ソ粨Q。功能程序測試法：將G、M、S、T、功能的全部指令編

13、寫一些小程序，在診斷故障時運行這些程序，即可判斷功能的缺失。</p><p>　?、莨收显\斷應遵循的原則。第一，先外部后內(nèi)部數(shù)控機床的檢修要求維修人員掌握先外部后內(nèi)部的原則，由外向內(nèi)逐一進行檢查排除。第二，先機械后電氣首先檢查機械是否正常，行程開關(guān)是否靈活，氣動液壓部分是否正常等，在故障檢修之前，首先注意排除機械的故障。第三，先靜后動維修人員本身要做到先靜后動。首先詢問機床操作人員故障發(fā)生的過程及狀態(tài)，查閱機床說

14、明書、圖紙資料，進行分析后，才可動手查找和處理故障。</p><p>　　數(shù)控機床故障的分類與特點</p><p>　　數(shù)控機床的故障與故障分類</p><p>　　數(shù)控機床全部或部分喪失了規(guī)定的功能的現(xiàn)象稱為數(shù)控機床的故障。</p><p>　　數(shù)控機床是機電一體化的產(chǎn)物，技術(shù)先進、結(jié)構(gòu)復雜。數(shù)控機床的故障也是多種多樣、各不相同，故障原因一

15、般都比較復雜，這給數(shù)控機床的故障診斷和維修帶來不少困難。為了便于機床的故障分析和診斷，本節(jié)按故障的性質(zhì)、故障產(chǎn)生的原因和故障發(fā)生的部位等因素大致把數(shù)控機床的故障劃分為以下幾類。</p><p>　　1、按數(shù)控機床發(fā)生的故障性質(zhì)分類</p><p><b>　?。?）系統(tǒng)性故障</b></p><p>　　這類故障是指只要滿足一定的條件，機床或者

16、數(shù)控系統(tǒng)就必然出現(xiàn)的故障。例如電網(wǎng)電壓過高或者過低，系統(tǒng)就會產(chǎn)生電壓過高報警或者過低報警；切削量過大時，就會產(chǎn)生過載報警等。</p><p>　　例如一臺采用SINUMERIK810系統(tǒng)的數(shù)控機床在加工過程中，系統(tǒng)有時自動斷電關(guān)機，重新啟動后，還可以正常工作。根據(jù)系統(tǒng)工作原理和故障現(xiàn)象懷疑故障原因是系統(tǒng)供電電壓波動，測量系統(tǒng)電源模塊上的24V輸人電源，發(fā)現(xiàn)為22.3V左右，當機床加工時，這個電壓還向下波動，特別是

17、切削量大時，電壓下降就大，有時接近21V，這時系統(tǒng)自動斷電關(guān)機，為了解決這個問題，更換容量大的24V電源變壓器將這個故障徹底消除。</p><p><b>　?。?）隨機故障</b></p><p>　　這類故障是指在同樣條件下，只偶爾出現(xiàn)一次或者二次的故障。要想人為地再現(xiàn)同樣的故障則是不容易的，有時很長時間也很難再遇到一次。這類故障的分析和診斷是比較困難的。一般情況

18、下，這類故障往往與機械結(jié)構(gòu)的松動、錯位，數(shù)控系統(tǒng)中部分元件工作特性的漂移、機床電氣元件可靠性下降有關(guān)。</p><p>　　例如一臺數(shù)控溝槽磨床，在加工過程中偶爾出現(xiàn)問題，磨溝槽的位置發(fā)生變化，造成廢品。分析這臺機床的工作原理，在磨削加工時首先測量臂向下擺動到工件的卡緊位置，然后工件開始移動，當工件的基準端面接觸到測量頭時，數(shù)控裝置記錄下此時的位置數(shù)據(jù)，然后測量臂抬起，加工程序繼續(xù)運行。數(shù)控裝置根據(jù)端面的位置數(shù)據(jù)

19、，在距端面一定距離的位置磨削溝槽，所以溝槽位置不準與測量的準確與否有非常大的關(guān)系。因為不經(jīng)常發(fā)生，所以很難觀察到故障現(xiàn)象。因此根據(jù)機床工作原理，對測量頭進行檢查并沒有發(fā)現(xiàn)問題；對測量臂的轉(zhuǎn)動檢查時發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸有些緊，可能測量臂有時沒有精確到位，使測量產(chǎn)生誤差。將旋轉(zhuǎn)軸拆開檢查發(fā)現(xiàn)已嚴重磨損，制作新備件，更換上后再也沒有發(fā)生這個故障。</p><p><b>　　2、按故障類型分類</b><

20、;/p><p>　　按照機床故障的類型區(qū)分，故障可分為機械故障和電氣故障。</p><p><b>　?。?）機械故障</b></p><p>　　這類故障主要發(fā)生在機床主機部分，還可以分為機械部件故障、液壓系統(tǒng)故障、氣動系統(tǒng)故障和潤滑系統(tǒng)故障等。</p><p>　　例如一臺采用SINUMERIK 810系統(tǒng)的數(shù)控淬火機床

21、開機回參考點、走X軸時，出現(xiàn)報警1680“SERVOENABLETRAV．AXISX"，手動走X軸也出現(xiàn)這個報警，檢查伺服裝置，發(fā)現(xiàn)有過載報警指示。根據(jù)西門子說明書產(chǎn)生這個故障的原因可能是機械負載過大、伺服控制電源出現(xiàn)問題、伺服電動機出現(xiàn)故障等。本著先機械后電氣的原則，首先檢測X軸滑臺，手動盤動X軸滑臺，發(fā)現(xiàn)非常沉，盤不動，說明機械部分出現(xiàn)了問題。將X軸滾珠絲杠拆下檢查，發(fā)現(xiàn)滾珠絲杠已銹蝕，原來是滑臺密封不好，淬火液進人滾珠絲

22、杠，造成滾珠絲杠的銹蝕，更換新的滾珠絲杠，故障消除。</p><p><b>　?。?）電氣故障</b></p><p>　　電氣故障是指電氣控制系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，主要包括數(shù)控裝置、PLC控制器、伺服單元、CRT顯示器、電源模塊、機床控制元件以及檢測開關(guān)的故障等。這部分的故障是數(shù)控機床的常見故障，應該引起足夠的重視。</p><p>　　3、按數(shù)

23、控機床發(fā)生的故障后有無報警顯示分類</p><p>　　按故障產(chǎn)生后有無報警顯示，可分為有報警顯示故障和無報警顯示故障兩類。</p><p>　?。?）有報警顯示故障</p><p>　　這類故障又可以分為硬件報警顯示和軟件報警顯示兩種。</p><p>　　1)硬件報警顯示的故障。硬件報警顯示通常是指各單元裝置上的指示燈的報警指示。在數(shù)控系

24、統(tǒng)中有許多用以指示故障部位的指示燈，如控制系統(tǒng)操作面板、CPU主板、伺服控制單元等部位，一旦數(shù)控系統(tǒng)的這些指示燈指示故障狀態(tài)后，根據(jù)相應部位上的指示燈的報警含義，均可以大致判斷故障發(fā)生的部位和性質(zhì)，這無疑會給故障分析與診斷帶來極大好處。因此維修人員在日常維護和故障維修時應注意檢查這些指示燈的狀態(tài)是否正常。</p><p>　　2)軟件報警顯示的故障。軟件報警顯示通常是指數(shù)控系統(tǒng)顯示器上顯示出的報警號和報警信息。由

25、于數(shù)控系統(tǒng)具有自診斷功能，一旦檢查出故障，即按故障的級別進行處理，同時在顯示器上顯示報警號和報警信息。</p><p>　　軟件報警又可分為NC報警和PLC報警，前者為數(shù)控部分的故障報警，可通過報警號，在《數(shù)控系統(tǒng)維修手冊》上找到這個報警的原因與怎樣處理方面的內(nèi)容，從而確定可能產(chǎn)生故障的原因；后者的PLC報警的報警信息來自機床制造廠家編制的報警文本，大多屬于機床側(cè)的故障報警，遇到這類故障，可根據(jù)報警信息，或者PL

26、C用戶程序確診故障。</p><p>　　（2）無報警顯示的故障</p><p>　　這類故障發(fā)生時沒有任何硬件及軟件報警顯示，因此分析診斷起來比較困難。對于沒有報警的故障，通常要具體問題具體分析。遇到這類問題，要根據(jù)故障現(xiàn)象、機床工作原理、數(shù)控系統(tǒng)工作原理、PLC梯形圖以及維修經(jīng)驗來分析診斷故障。</p><p>　　例如一臺數(shù)控淬火機床經(jīng)常自動斷電關(guān)機，停一會再

27、開還可以工作。分析機床的工作原理，產(chǎn)生這個故障的原因一般都是系統(tǒng)保護功能起作用，所以首先檢查系統(tǒng)的供電電壓為24V，沒有間題；在檢查系統(tǒng)的冷卻裝置時，發(fā)現(xiàn)冷卻風扇過濾網(wǎng)堵塞，出故障時恰好是夏季，系統(tǒng)因為溫度過高而自動停機，更換過濾網(wǎng)，機床恢復正常使用。</p><p>　　又如一臺采用德國SINUMERIK 810系統(tǒng)的數(shù)控溝槽磨床，在自動磨削完工件、修整砂輪時，帶動砂輪的Z軸向上運動，停下后砂輪修整器并沒有修整

28、砂輪，而是停止了自動循環(huán)，但屏幕上沒有報警指示。根據(jù)機床的工作原理，在修整砂輪時，應該噴射冷卻液，冷卻砂輪修整器，但多次觀察發(fā)生故障的過程，卻發(fā)現(xiàn)沒有切削液噴射。切削液電磁閥控制原理圖所示，在出現(xiàn)故障時利用數(shù)控系統(tǒng)的PLC狀態(tài)顯示功能，觀察控制切削液噴射電磁閥的輸出Q4.5，其狀態(tài)為“1”，沒有問題，根據(jù)電氣原理圖它是通過直流繼電器K45來控制電磁閥的，檢查直流繼電器K45也沒有問題，接著檢查電磁閥，發(fā)現(xiàn)電磁閥的線圈上有電壓，說明問題是

29、出在電磁閥上，更換電磁閥，機床故障消除。</p><p>　　4、按故障發(fā)生部位分類</p><p>　　按機床故障發(fā)生的部位可把故障分為如下幾類：</p><p>　?。?）數(shù)控裝置部分的故障</p><p>　　數(shù)控裝置部分的故障又可以分為軟件故障和硬件故障。</p><p>　　1)軟件故障。有些機床故障是由于加

30、工程序編制出現(xiàn)錯誤造成的，有些故障是由于機床數(shù)據(jù)設(shè)置不當引起的，這類故障屬于軟件故障。只要將故障原因找到并修改后，這類故障就會排除。</p><p>　　2）硬件故障。有些機床故障是因為控制系統(tǒng)硬件出現(xiàn)問題，這類故障必須更換損壞的器件或者維修后才能排除故障。</p><p>　　例如一臺數(shù)控沖床出現(xiàn)故障，屏幕沒有顯示，檢查機床控制系統(tǒng)的電源模塊的24V輸人電源，沒有問題，NC-ON信號也正

31、常，但在電源模塊上沒有5V電壓，說明電源模塊損壞，維修后，機床恢復正常使用。</p><p>　?。?）PLC部分的故障</p><p>　　PLC部分的故障也分為軟件和硬件故障兩種。</p><p>　　1)軟件故障。由于PLC用戶程序編制有問題，在數(shù)控機床運行時滿足一定的條件即可發(fā)生故障。另外，PLC用戶程序編制的不好，經(jīng)常會出現(xiàn)一些無報警的機床側(cè)故障，所以PL

32、C用戶程序要編制的盡量完善。</p><p>　　數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的故障診斷</p><p>　　所謂機械故障，就是指機械系統(tǒng)（零件、組件、部件、整臺設(shè)備和設(shè)備組合）因偏離其設(shè)計狀態(tài)而喪失部分或全部功能的現(xiàn)象。如機床的運動不穩(wěn)（爬行或振動）、軸承噪音過大、機械手夾持刀柄不穩(wěn)定等現(xiàn)象都是機械故障的表現(xiàn)形式。</p><p>　　1 數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)的基本組成<

33、/p><p>　?。ǎ保┲鱾鲃酉到y(tǒng)，其功用是實現(xiàn)主運動。</p><p>　?。ǎ玻┻M給系統(tǒng)，其功用是實現(xiàn)進給運動。</p><p>　　（３）機床基礎(chǔ)件（又稱機床大件），通常指床身、底座、立柱、滑座和工作臺等，它們是整臺機床的基礎(chǔ)和框架，其功用是支承機床本身的其它零部件，并保證這些零部件在工作時或者固定在基礎(chǔ)件上，或者在它的導軌上運動。</p><

34、p>　　（４）實現(xiàn)某些部件動作和輔助功能的系統(tǒng)和裝置，如液壓、氣動、潤滑、冷卻、防護和排屑等裝置。</p><p>　　（５）刀庫、刀架和自動換刀裝置。</p><p>　　（６）自動托盤交換裝置，如雙工位托盤自動交換裝置。</p><p>　?。ǎ罚崿F(xiàn)工件回轉(zhuǎn)、分度定位的裝置和附件，如回轉(zhuǎn)工作臺。</p><p>　?。ǎ福┨厥夤δ?/p>

35、裝置，如刀具破損檢測、精度檢測和監(jiān)控裝置等。</p><p>　　2 數(shù)控機床的機械故障的分類</p><p>　　數(shù)控機床的機械故障主要包括機械結(jié)構(gòu)、潤滑、冷卻、排屑、液壓、氣動和防護等裝置的故障。常見的主要故障有：因安裝、調(diào)試和操作使用不當?shù)仍蛞鸬臋C械傳動故障與導軌運動摩擦過大的故障。故障表現(xiàn)為傳動噪音大、加工精度差、運行阻力大。例如，軸向傳動鏈的撓性聯(lián)軸器松動、齒輪絲桿與軸承缺

36、油、導軌塞鐵調(diào)整不當、導軌潤滑不良、支撐軸承徑向或軸向移動以及參數(shù)設(shè)置不當?shù)仍蚓稍斐梢陨瞎收?。尤其應引起重視的是，機床各部位標明的注油點（注油孔）須定時、定量的加注潤滑油（劑），這是機床各傳動鏈正常運行的保證。另外，液壓、潤滑與氣動系統(tǒng)的故障主要是管路堵塞和密封不良，例如液壓骨架油封因長時間使用造成與之配合零件軸徑方向磨損，研出溝槽，漏油、密封失效。因此，數(shù)控機床更應加強污染控制和根除三漏（漏油、漏氣、漏夜）現(xiàn)象的發(fā)生。</p

37、><p>　　數(shù)控機床電氣控制的故障診斷</p><p>　　數(shù)控機床是機電一體化的產(chǎn)物，技術(shù)先進、結(jié)構(gòu)復雜。按照功能結(jié)構(gòu)分為機械部分和電氣部分，其中電氣部分包括電源、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和一些電纜、接頭、開關(guān)等。其故障也是多種多樣、各不相同，故障原因一般都比較復雜，這就給數(shù)控機床的故障診斷和維修帶來不少困難，下面就數(shù)控機床常見電氣故障做一簡單介紹?！　∫弧㈦娫垂收稀　‰娫词钦麄€機

38、床正常工作的能量來源，我們常用的數(shù)控和伺服系統(tǒng)，如西門子系統(tǒng)、海德漢系統(tǒng)等是由德國等西方國家設(shè)計制造的，由于他們國家的電力充足，電網(wǎng)質(zhì)量高，因此其電氣系統(tǒng)的電源設(shè)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(wǎng)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。輕者會造成數(shù)據(jù)丟失、系統(tǒng)死機，重者會毀壞系統(tǒng)局部甚至全部?！　±缫慌_德國產(chǎn)DMU60P加工中心在加工時由于廠房改造，旁邊有一臺大功率焊機突然開始焊接，造成

39、該設(shè)備死機，重啟后系統(tǒng)提示“硬盤系統(tǒng)文件丟失”，系統(tǒng)無法正常啟動，只好更換硬盤并重新安裝系統(tǒng)?！　∮秩缫慌_進口數(shù)控車床（西門子810D系統(tǒng)），開機后出現(xiàn)報警“NC/PLC無法連接”，經(jīng)檢查，系統(tǒng)NCU單元指示燈和數(shù)碼管均沒有</p><p>　　五、 數(shù)控機床故障診斷及維護的基本要求</p><p><b>　　1、日常維護和保養(yǎng)</b></p>&

40、lt;p>　　1>機械部分的維護與保養(yǎng)</p><p>　　數(shù)控機床機械部分的維護與保養(yǎng)主要包括：機床主軸部件、進給傳動機構(gòu)、導軌等的維護與保養(yǎng)。</p><p>　　(1) 主軸部件的維護與保養(yǎng)</p><p>　　主軸部件是數(shù)控機床機械部分中的重要組成部件，主要由主軸、軸承、主軸準停裝置、自動夾緊和切屑清除裝置組成。數(shù)控機床主軸部件的潤滑、冷卻與密封

41、是機床使用和維護過程中值得重視的幾個問題。</p><p>　　首先，良好的潤滑效果，可以降低軸承的工作溫度和延長使用壽命。</p><p>　　第二，主軸部件的冷卻主要是以減少軸承發(fā)熱，有效控制熱源為主。</p><p>　　第三，主軸部件的密封則不僅要防止灰塵、屑末和切削液進入主軸部件，還要防止?jié)櫥偷男孤?lt;/p><p>　　(2)

42、進給傳動機構(gòu)的維護與保養(yǎng)</p><p>　　進給傳動機構(gòu)的機電部件主要有：伺服電動機及檢測元件、減速機構(gòu)、滾珠絲杠螺母副、絲杠軸承、運動部件（工作臺、主軸箱、立柱等）。這里主要對滾珠絲杠螺母副的維護與保養(yǎng)問題加以說明。</p><p>　　滾珠絲杠螺母副除了對本身單一方向的進給運動精度有要求外，對軸向間隙也有嚴格的要求，以保證反向傳動精度。因此，在操作使用中要注意由于絲杠螺母副的磨損而導

43、致的軸向間隙采用調(diào)整方法加以消除。</p><p>　　雙螺母墊片式消隙 此種形式結(jié)構(gòu)簡單可靠、剛度好，應用最為廣泛，在雙螺母間加墊片的形式可由專業(yè)生產(chǎn)廠根據(jù)用戶要求事先調(diào)整好預緊力，使用時裝卸非常方便。</p><p>　　雙螺母螺紋式消隙 這種結(jié)構(gòu)調(diào)整方便，且可在使用過程中，隨時調(diào)整，但預緊力大小不能準確控制。</p><p>　　齒差式消隙 調(diào)整時，先取

44、下內(nèi)齒圈，讓兩個螺母相對于套筒同方向都轉(zhuǎn)動一個齒，然后再插入內(nèi)齒圈，則兩個螺母便產(chǎn)生相對角位移。</p><p>　　(3) 機床導軌的維護與保養(yǎng)</p><p>　　機床導軌的維護與保養(yǎng)主要是導軌的潤滑和導軌的防護。</p><p>　　導軌潤滑的目的是減少摩擦阻力和摩擦磨損，以避免低速爬行和降低高溫時的溫升。因此導軌的潤滑很重要。對于滑動導軌，采用潤滑油潤滑；而

45、滾動導軌，則潤滑油或者潤滑脂均可。</p><p>　　導軌的防護在操作使用中要注意防止切屑、磨粒或者切削液散落在導軌面上，否則會引起導軌的磨損加劇、擦傷和銹蝕。為此，要注意導軌防護裝置的日常檢查，以保證導軌的防護。</p><p>　　(4) 回轉(zhuǎn)工作臺的維護與保養(yǎng)</p><p>　　數(shù)控機床的圓周進給運動一般由回轉(zhuǎn)工作臺來實現(xiàn)，對于加工中心，回轉(zhuǎn)工作臺已成為一

46、個不可缺少的部件。因此，在操作使用中要注意嚴格按照回轉(zhuǎn)工作臺的使用說明書要求和操作規(guī)程正確操作使用。特別注意回轉(zhuǎn)工作臺傳動機構(gòu)和導軌的潤滑。</p><p>　　(5) 輔助裝置的維護與保養(yǎng)</p><p>　　數(shù)控機床的輔助裝置的維護與保養(yǎng)主要包括：數(shù)控分度頭、自動換刀裝置、液壓氣壓系統(tǒng)的維護與保養(yǎng)。</p><p>　　1. 數(shù)控分度頭的維護與保養(yǎng)</p&

47、gt;<p>　　數(shù)控分度頭是數(shù)控銑床和加工中心等的常用附件，其作用是按照CNC裝置的指令作回轉(zhuǎn)分度或者連續(xù)回轉(zhuǎn)進給運動，使數(shù)控機床能夠完成指定的加工精度，因此，在操作使用中要注意嚴格按照數(shù)控分度頭的使用說明書要求和操作規(guī)程正確操作使用。</p><p>　　2. 自動換刀裝置的維護與保養(yǎng)</p><p>　　自動換刀裝置是加工中心區(qū)別于其它數(shù)控機床的特征結(jié)構(gòu)。它具有根據(jù)加工

48、工藝要求自動更換所需刀具的功能，以幫助數(shù)控機床節(jié)省輔助時間，并滿足在一次安裝中完成多工序、工步加工要求。因此，在操作使用中要注意經(jīng)常檢查自動換刀裝置各組成部分的機械結(jié)構(gòu)的運轉(zhuǎn)是否正常工作、是否有異?，F(xiàn)象；檢查潤滑是否良好等，并且要注意換刀可靠性和安全性檢查。</p><p>　　3. 液壓系統(tǒng)的維護與保養(yǎng)</p><p>　　(1) 定期對油箱內(nèi)的油進行檢查、過濾、更換;</p>

49、;<p>　　(2) 檢查冷卻器和加熱器的工作性能，控制油溫;</p><p>　　(3) 定期檢查更換密封件，防止液壓系統(tǒng)泄漏;</p><p>　　(4) 定期檢查清洗或更換液壓件、濾芯、定期檢查清洗油箱和管路;</p><p>　　(5) 嚴格執(zhí)行日常點檢制度，檢查系統(tǒng)的泄漏、噪聲、振動、壓力、溫度等是否正常。</p><p&

50、gt;　　4. 氣壓系統(tǒng)的維護與保養(yǎng)</p><p>　　(1) 選用合適的過濾器，清除壓縮空氣中的雜質(zhì)和水分;</p><p>　　(2) 檢查系統(tǒng)中油霧器的供油量，保證空氣中有適量的潤滑油來潤滑氣動元件，防止生銹、磨損造成空氣泄漏和元件動作失靈;</p><p>　　(3) 保持氣動系統(tǒng)的密封性，定期檢查更換密封件;</p><p>　　

51、(4) 注意調(diào)節(jié)工作壓力;</p><p>　　(5) 定期檢查清洗或更換氣動元件、濾芯。</p><p>　　(6) 數(shù)控裝置的日常維護與保養(yǎng)</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)的核心。每臺機床數(shù)控系統(tǒng)在運行一定時間后，某些元器件難免出現(xiàn)一些損壞或者故障。為了盡可能地延長元器件的使用壽命，防止各種故障，特別是惡性事故的發(fā)生，就必須對對數(shù)控系統(tǒng)進行日

52、常的維護與保養(yǎng)。主要包括：數(shù)控系統(tǒng)的使用檢查和數(shù)控系統(tǒng)的日常維護。 </p><p>　　CNC系統(tǒng)的日常維護主要包括以下幾方面：</p><p>　　1. 嚴格制訂并且執(zhí)行CNC系統(tǒng)的日常維護的規(guī)章制度</p><p>　　根據(jù)不同數(shù)控機床的性能特點，嚴格制訂其CNC系統(tǒng)的日常維護的規(guī)章制度，并且在使用和操作中要嚴格執(zhí)行。</p><p>

53、　　2. 應盡量少開數(shù)控柜門和強電柜的門</p><p>　　因為，在機械加工車間的空氣中往往含有油霧、塵埃，它們一旦落入數(shù)控系統(tǒng)的印刷線路板或者電氣元件上，則易引起元器件的絕緣電阻下降，甚至導致線路板或者電氣元件的損壞。所以，在工作中應盡量少開數(shù)控柜門和強電柜的門。</p><p>　　3. 定時清理數(shù)控裝置的散熱通風系統(tǒng)，以防止數(shù)控裝置過熱</p><p>　　

54、散熱通風系統(tǒng)是防止數(shù)控裝置過熱的重要裝置。為此，應每天檢查數(shù)控柜上各個冷卻風扇運轉(zhuǎn)是否正常，每半年或者一季度檢查一次風道過濾器是否有堵塞現(xiàn)象，如果有則應及時清理。</p><p>　　4. 注意CNC系統(tǒng)的輸入/輸出裝置的定期維護</p><p>　　例如CNC系統(tǒng)的輸入裝置中磁頭的清洗。</p><p>　　5. 定期檢查和更換直流電機電刷</p>

55、<p>　　在20世紀80年代生產(chǎn)的數(shù)控機床，大多數(shù)采用直流伺服電機，這就存在電刷的磨損問題，為此對于直流伺服電機需要定期檢查和更換直流電機電刷。</p><p>　　6. 經(jīng)常監(jiān)視CNC裝置用的電網(wǎng)電壓</p><p>　　CNC系統(tǒng)對工作電網(wǎng)電壓有嚴格的要求。例如FANUC公司生產(chǎn)的CNC系統(tǒng)，允許電網(wǎng)電壓在額定值的85％～110％的范圍內(nèi)波動，否則會造成CNC系統(tǒng)不能正常工

56、作，甚至會引起CNC系統(tǒng)內(nèi)部電子元件的損壞。為此要經(jīng)常檢測電網(wǎng)電壓，并控制在定額值內(nèi)。</p><p><b>　　2、故障處理</b></p><p>　　在檢測和排除故障時應掌握以下原則：</p><p><b>　　(1)先外部后內(nèi)部</b></p><p><b>　　(2)先機械

57、后電氣</b></p><p><b>　　(3)先靜后動</b></p><p><b>　　(4)先公用后專用</b></p><p><b>　　(5)先簡單后復雜</b></p><p><b>　　(6)先一般后特殊</b></

58、p><p>　　3、數(shù)控機床故障診斷及維修的一般方法</p><p><b>　　(1)常規(guī)檢查法</b></p><p><b>　　(2)參數(shù)檢查法</b></p><p>　　(3)功能程序測試法</p><p><b>　　(4)升降溫法</b>&l

59、t;/p><p><b>　　(5)敲擊法</b></p><p><b>　　(6)拉偏電源法</b></p><p><b>　　(7)交換法</b></p><p><b>　　(8)備板置換法</b></p><p><b

60、>　　(9)隔離法</b></p><p>　　(10)系統(tǒng)更新重置法</p><p><b>　　(11)對比法</b></p><p><b>　　(12)原理分析法</b></p><p>　　4、常用的維修工具及儀器</p><p>　　(1)常用維

61、修工具：電烙鐵、吸錫器、螺絲刀、六角扳手</p><p>　　(2)常用維修儀器：萬用表、示波器、邏輯分析儀、邏輯測試筆和脈沖信號筆、短路追蹤儀、激光干涉儀、IC測試儀、特征代碼分析儀及球桿儀。</p><p>　　六、 數(shù)控機床故障診斷及維護實例</p><p>　　例1：配套某系統(tǒng)的數(shù)控車床，在工件運行中，被加工零件的Z軸尺寸逐漸變小，而且每次的變化量與機床的

62、切削力有關(guān)，當切削力增加時，變化量也會隨之變大。</p><p>　　分析與處理過程：根據(jù)故障現(xiàn)象分析，產(chǎn)生故障的原因應在伺服與滾珠絲杠之間的機械連接上。由于本機床采用的是聯(lián)軸器直接連接的結(jié)構(gòu)形式，當伺服與滾珠絲杠之間的彈性聯(lián)軸器未能縮緊時，絲杠與之間將產(chǎn)生相對滑移，造成Z軸進給尺寸逐漸變小。</p><p>　　解決聯(lián)軸器不能正?？s緊的方法是壓緊錐形套，增加摩擦力。如果聯(lián)軸器與絲杠、之間

63、配合不良，依靠聯(lián)軸器本身的縮緊螺釘無法保證鎖緊時，通常的解決方法是將每組錐形彈性套種的其中一個開一條0.5mm左右的縫，以增加錐形彈性套的收縮量，這樣可以解決聯(lián)軸器與絲杠、之間配合不良引起的松動。</p><p>　　例4：實際移動量與理論值不符的故障維修</p><p>　　故障現(xiàn)象：某數(shù)控車床，用戶在加工過程中，發(fā)現(xiàn)X、Z軸的實際移動尺寸與理論值不符。</p><p

64、>　　分析與處理過程：由于本機床X、Z軸工作正常，故障僅是移動的實際值與理論值不符，因此可以判定機床系統(tǒng)、驅(qū)動器等部件均無故障，引起問題的原因在于機械傳動系統(tǒng)參數(shù)與控制系統(tǒng)的參數(shù)匹配不當。</p><p>　　機械傳動系統(tǒng)與控制系統(tǒng)匹配的參數(shù)在不同的系統(tǒng)中有所不同，通常有電子齒輪比、指令倍乘系數(shù)、檢測被乘系數(shù)、編碼器脈沖數(shù)、絲杠螺距等。以上參數(shù)必須統(tǒng)一設(shè)定，才能保證系統(tǒng)的指令值與實際移動之相符。</p

65、><p>　　在本機床中，通過檢查系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)發(fā)現(xiàn)，X、Z軸伺服的編碼器脈沖數(shù)與系統(tǒng)設(shè)定不一致。在機床上，X、Z軸的的型號相同，但內(nèi)裝式編碼器分別為每轉(zhuǎn)2000脈沖與2500脈沖，而系統(tǒng)的設(shè)定值正好與此相反。</p><p>　　據(jù)了解，故障原因是用戶在進行機床大修時，曾經(jīng)拆下X、Z軸伺服進行清理，但安裝時未注意到編碼器的區(qū)別，從而引起了以上問題。對X、Z進行交換后，機床恢復正常工作。<

66、/p><p>　　例5：測量系統(tǒng)故障的維修</p><p>　　故障現(xiàn)象：某臥式加工中心，當X軸運動到某一位置時，液壓自動斷開，且出現(xiàn)報警提示：Y軸測量系統(tǒng)故障。斷電再通電，機床可以恢復正常工作，但X軸運動到某一位置附近，均可能出現(xiàn)同一故障。</p><p>　　分析與處理過程：該機床為進口臥式加工中心，配套SIEMENS 6RA系列直流伺服驅(qū)動。由于X軸移動時出現(xiàn)Y軸

67、報警，為了驗證系統(tǒng)的正確性，拔下了X軸測量反饋電纜試驗，系統(tǒng)出現(xiàn)X軸測量系統(tǒng)故障報警，因此，可以排除系統(tǒng)誤報警的原因。</p><p>　　檢查X軸在出現(xiàn)報警的位置及附近，發(fā)現(xiàn)它對Y軸測量系統(tǒng)（光柵）并無干涉與影響，且僅移動Y軸亦無報警，Y軸工作正常。再檢查Y軸電纜插頭，光柵讀數(shù)頭和光柵尺狀況，均未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。</p><p>　　考慮到該設(shè)備屬大型加工中心，電纜較多，電柜與機床之間的電

68、纜長度較長，且所有電纜均固定在電纜架上，隨機床來回移動。根據(jù)上述分析，初步判斷由于電纜的彎曲，導致局部斷線的可能性較大。</p><p>　　維修時有意將X軸運動到出現(xiàn)故障點位置，人為移動電纜線，仔細測量Y軸上每一根反饋信號線的連接情況，最終發(fā)現(xiàn)其中一根信號線在電纜不斷移動的過程中，偶爾出現(xiàn)開路現(xiàn)象；利用電纜內(nèi)的備用線替代斷線后，機床恢復正常。</p><p>　　例6：驅(qū)動器未準備好的故

69、障維修</p><p>　　故障現(xiàn)象：一臺配套SIEMENS 6RA26**系列直流伺服驅(qū)動系統(tǒng)的臥式加工中心，在加工過程中突然停機，開機后面板上的“驅(qū)動故障”指示燈亮，機床無法正常起動。</p><p>　　分析與處理過程：根據(jù)面板上的“驅(qū)動故障”指示燈亮的現(xiàn)象，結(jié)合機床電器原理圖與系統(tǒng)PLC程序分析，確認機床的故障原因為Y軸驅(qū)動器未準備好。檢查電柜內(nèi)驅(qū)動器，測量6RA26**驅(qū)動器主電

70、路電源輸入，只有V向有電壓，進一步按機床電器原理圖對照檢查，發(fā)現(xiàn)6RA26**驅(qū)動器進線快速熔斷器的U、W相熔斷。用萬用表測量驅(qū)動器主回路進線斷1U、1W，確認驅(qū)動器主回路內(nèi)部存在短路。</p><p>　　由于6RA26**驅(qū)動器主回路進線直接與晶閘管相連，因此可以確認故障原因是由于晶閘管損壞引起的。</p><p>　　逐一測量主回路晶閘管V1~V6,確認V1、V2不良（已短路）；更換

71、同規(guī)格備件后，機床恢復正常。</p><p>　　由于測量主回路其他部分均無故障，換上晶閘管模塊后，機床恢復正常工作，分析原因可能是瞬間電壓波動或負載波動引起的偶然故障。</p><p>　　例9：自動工作偶然出現(xiàn)劇烈震動的故障維修</p><p>　　故障現(xiàn)象：一臺配套FAGOR 8030系統(tǒng)、SIEMENS 6SC610交流伺服驅(qū)動的立式加工中心，在自動工作時，

72、偶然出現(xiàn)X軸的劇烈振動。</p><p>　　分析與處理過程：機床在出現(xiàn)故障時，關(guān)機后在開機，機床即可以恢復正常；且在故障時檢查，系統(tǒng)、驅(qū)動器都無報警；而且振動在加工過程中只是偶然出現(xiàn)。</p><p>　　在振動時檢查系統(tǒng)的位置跟隨誤差顯示，發(fā)現(xiàn)此值在0~0.1mm范圍內(nèi)振動，可以基本確認數(shù)控系統(tǒng)的位置檢測部分以及位置測量系統(tǒng)均無故障。</p><p>　　由于故

73、障的偶然性，而且當故障發(fā)生時只要通過關(guān)機，即可恢復正常工作，這給故障的診斷增加了困難。為了確認故障部位，維修時將X、Y周的驅(qū)動器模塊、伺服分別作了互換處理，但故障現(xiàn)象不變。因此，初步確定故障是由于伺服與驅(qū)動器間的連接電纜不良引起的。</p><p><b>　　[三]總結(jié)</b></p><p>　　數(shù)控機床是現(xiàn)代化企業(yè)進行生產(chǎn)的一種重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是完成生產(chǎn)過程的重要

74、技術(shù)手段，強化管理是關(guān)鍵，“防”與“治”的結(jié)合是解決數(shù)控機床“使用難、維修難”的唯一途徑。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1] 陳蕾、談峰，淺析數(shù)控機床維護維修的一般方法［J］，機修用造，2004（10） </p><p>　　[2] 邱先念，數(shù)控機床故障診斷及維修[J]，設(shè)備管理與維修，2003（01）