數(shù)控機床故障診斷和日常維護-資料下載頁

　　

【正文】 制(如刀庫管理，液壓啟動等)，主要由PLC實現(xiàn)，必須采集各控制點的狀態(tài)信息(如斷電器，伺服閥，指示燈等)，它與外界繁多的各種信號源和執(zhí)行元件相連接，變化頻繁，發(fā)生故障的可能性較多，故障類型較多。其它由于環(huán)境條件，例如干擾，溫度，濕度超過允許范圍，操作不當，參數(shù)設定不當，都可能造成停機或故障。不按操作規(guī)程拔插線路板，或無靜電防護措施等，也可能造成停機故障甚至毀壞系統(tǒng)。數(shù)控機床故障診斷技術（一）先外部后內部。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)控機床是集械、液壓、電氣為一體的機床，其故障的發(fā)生也會由這三者綜合反映出來。維修人應先由外向內逐一進行排查。盡量避免隨意地啟封，拆卸，否則會擴大故障，使機床喪失精度、降低性能。系統(tǒng)外部的故障主要是由于檢測開關、液壓元件、氣動元件，電氣執(zhí)行元件、機械裝置等出現(xiàn)問題而引起的。（二）先機械后電氣。一般來說，機械故障較易發(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，首先注意排除機械性的故障。（三）先靜態(tài)后動態(tài)。先在機床斷電的靜止狀態(tài)，通過了解、觀察、測試、分析，確認通電后不會造成故障擴大、發(fā)生事故后，方可給機床通電。在運行狀態(tài)下，進行動態(tài)的觀察、檢驗和測試，查找故障。而對通電后會發(fā)生破壞性故障的，必須先排除危險后，方可通電。（四）先簡單后復雜。當出現(xiàn)多種故障互相交織，一時無從下手時，應先解決容易的問題，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。15江西理工大學南昌校區(qū)2011屆專科生畢業(yè)論文（一）借助報警信號和報警內容，查找故障部位　　CNC系統(tǒng)都有自診斷功能，對系統(tǒng)本身、與CNC連接的各種外圍設備、伺服系統(tǒng)等進行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即以報警方式顯示在CRT上或點亮各種硬件、報警指示燈（它們分布在電源單元、伺服單元、控制單元等部件上），甚至可以對故障進行分類，并決定是否停機。一般CNC系統(tǒng)有幾十種報警信號，有的甚至多達五、六百項報警號，用戶可根據(jù)報警內容提示來尋找故障根源。報警號分為9類，其中以編程、操作故障最多（屬于CNC外部故障），故障原因明確，只要按正確方法編程和操作就能排除。電池報警、監(jiān)視器的報警、存儲器奇偶報警、屬于計算機CNC報警，可根據(jù)報警原因排除，最難處理的故障屬伺服故障，牽涉面廣，同一報警號，可有多處故障原因產(chǎn)生，查找的部件較多，不易一下查出問題。（二）利用自診斷功能，查看診斷號，查找故障部位CNC系統(tǒng)不僅能將故障診斷報警信號（即報警號）顯示在CRT上，而且能以：“診斷地址”和“診斷數(shù)據(jù)”的形式提供診斷的各種狀態(tài)（即DGN畫面），通過查看診斷號狀態(tài)是否正常。（三）借助設定參數(shù)來判斷故障和排除故障　　任何CNC系統(tǒng)都有它固定的設定參數(shù)，可通過熒光屏顯示出來，一般分為8類：固定設定參數(shù)、進給伺服參數(shù)、主軸伺服參數(shù)、刀具偏移參數(shù)、反向間隙補償參數(shù)、螺距誤差補償參數(shù)、起始回零方向參數(shù)、用戶程序參數(shù)。這些參數(shù)都可以抄錄或打印出來，留作維修用，一旦由外界干擾或誤操作而造成參數(shù)錯誤，便可按正確的參數(shù)進行修改，故障就可排除了。（四）配置條件，快速而簡便地找出故障部位　　利用備用的電路板、集成電路芯片或其他元器件替換有疑點的部件，是一種快速而簡便找出故障的方法，備件置換前，應檢查有關部分電路，以免由于短路造成好板損壞；在置換計算機的存儲板后，還需對系統(tǒng)作存儲器初始化，否則系統(tǒng)仍不能正常工作。（五）借助輸入/輸出接口信號來診斷故障　　所以接口信號的狀態(tài)都可通過熒光屏進行顯示，其中輸入接口信號，0表示觸頭閉合（高電位）為有效，116江西理工大學南昌校區(qū)2011屆專科生畢業(yè)論文表示觸頭斷開；輸出接口信號，0表示觸頭斷開，而1表示觸頭閉合（高電位）為有效。要查清楚是數(shù)控裝置方面的故障還是機床方面的故障，即要觀察輸入到數(shù)控裝置內或從數(shù)控裝置中輸出的接口狀態(tài)是否正確。（六）用測量比較法來診斷故障　　在印刷電路板上設計有多個檢測用端子，可利用這些端子將正常的印刷電路板和出故障的印刷線路板進行測量比較，分析故障原因及故障的所在位置。另外，還有其他的一些數(shù)控機床故障診斷方法，如試車、程序判定法、敲擊法、升溫法等。數(shù)控系統(tǒng)種類多，新舊設備差異大，在維修商必須具備一定的條件并作充分的準備：；、儀器、儀表、接線、微機及編程系統(tǒng)或編程器；、驅動說明書、PLC說明書、元器件表格等。數(shù)控機床的診斷步驟可以分為：(1)觀查　觀察發(fā)生故障時的響聲、火花、亮光、焦糊味、發(fā)熱異常等現(xiàn)象，檢查可能發(fā)生故障的每塊印刷版的表面狀況（是否燒焦，熏黑或斷裂等）；(2)記錄　向操作者了解現(xiàn)場情況，記錄工作寄存器和緩沖工作寄存器尚存內容及執(zhí)行程序內容，記錄CRT顯示的報警號和硬件報警指示燈，確定故障是屬于軟件故障還是屬于硬件故障；(3)先軟后硬　先把故障作為軟件處理，如修改設定參數(shù)，修改執(zhí)行程序等，如不能排除故障，再作硬件處理；(4)由外到里　列出硬件故障發(fā)生的各種可能原因，畫出步驟流程圖，先檢查外圍接線，測量關鍵點信號，將疑點縮小，然后檢查某幾塊內部電路板；(5)先易后難　先檢查比較簡單的，容易測試比較的電路電路和便于置換備件的原件（如熔斷器），再檢查較復雜的電路板。(6)先機后電　先排除機械方面的故障，再檢查電路故障。另外，干擾（供電線路干擾和機床控制中的干擾）影響機床正常使用，在17江西理工大學南昌校區(qū)2011屆專科生畢業(yè)論文維修診斷時要予以考慮、排除。在現(xiàn)場維護結束后，應認真填寫維修記錄。列出有關必備的備件清單，建立檔案；對故障時間、現(xiàn)象、分析診斷方法、排除故障方法及遺留問題均應記錄，這樣不僅使故障處理有據(jù)可查，還可以積累維修經(jīng)驗。目前所使用的各種CNC系統(tǒng)的診斷技術大致可分為以下幾類：(一)起動診斷　起動診斷是指CNC系統(tǒng)每次從通電開始，系統(tǒng)內部診斷程序就自動執(zhí)行診斷。診斷的內容為系統(tǒng)巾最關鍵的硬件和系統(tǒng)控制軟件，如CPU、存儲器、I／O等單元模塊，以及尬I／CRT單元、紙帶閱讀機、軟盤單元等裝置或外部設備。只有當全部項目都確認正確無誤之后，整個系統(tǒng)才能進入正常運行的準備狀態(tài)。否則，將在CRT畫面或發(fā)光二極管用報警方式指示故障信息。此時起動診斷過程不能結束，系統(tǒng)無法投入運行。(二)在線診斷　在線診斷是指通過CNC系統(tǒng)的內裝程序，在系統(tǒng)處于正常運行狀態(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、主軸伺服單元和主軸電動機以及外部設備等進行自動診斷、檢查。只要系統(tǒng)不停電，在線診斷就不會停止。在線診斷一般包括自診斷功能的狀態(tài)顯示有上千條，常以二進制的o，1來顯示其狀態(tài)。對止邏輯來說，o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)和內部狀態(tài)顯示，如利用I／O接口狀態(tài)顯示，再結合PLC梯形圖和強電控制線路圖，用推理法和排除法即可判斷出故障點所在的真正位置。(三)離線診斷　離線診斷是指數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，數(shù)控系統(tǒng)制造廠家或專業(yè)維修中心利用專用的診斷軟件和測試裝置進行停機(或脫機)檢查。力求把故障定位到盡可能小的范圍內，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。(四)現(xiàn)代診斷技術　隨著電信技術的發(fā)展，IC和微機性價比的提高，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域。18江西理工大學南昌校區(qū)2011屆專科生畢業(yè)論文數(shù)控機床故障排除一、初始化復位法一般情況下，由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警，可用硬件復位或開關系統(tǒng)電源依次清除故障。若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電、拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統(tǒng)進行初始化清除，清除前應注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄。若初始化后故障仍無排除，則需進行硬件診斷。二、參數(shù)更改、程序更正法系統(tǒng)參數(shù)是系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設定有誤可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系統(tǒng)的塊搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，確保正常運行。調節(jié)、最佳化調整法調節(jié)簡單易行的辦法，可通過對電位計的調節(jié)，修正系統(tǒng)故障。通過調節(jié)速度調節(jié)器的比例系數(shù)和積分時間，可使伺服系統(tǒng)達到既有較高的動態(tài)響應特性，又不發(fā)生振蕩的最佳工作狀態(tài)。在現(xiàn)場沒有示波器或記錄儀的情況下，根據(jù)經(jīng)驗，先正向調節(jié)使電機起振，然后向反向慢慢調節(jié)，直到消除震蕩即可。三、備件替換法采用好的備件替換診斷出的壞線路板，并做相應的初始化啟動，使機床迅速投人正常運轉，然后將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦法。改善電源質量法目前一般采用穩(wěn)壓電源，以改善電源波動。對于高頻干擾可用電容濾波法，通過這些預防性措施可減少電源板的故障。維修信息跟蹤法一些大的制造公司根據(jù)實際工作中屬于設計缺陷造成的偶然故障，可以不斷修改和完善系統(tǒng)軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員，以此做為故障排除的依據(jù)，有利于正確徹底地排除故障。對于數(shù)控系統(tǒng)干擾源的排除，要注意以下幾點。19江西理工大學南昌校區(qū)2011屆專科生畢業(yè)論文一、檢查各種地線的連接　數(shù)控機床一定要采用點接地法，不可就近接地，造成多點接地，形成地環(huán)流。按規(guī)定采用屏蔽線，且屏蔽地只允許接在系統(tǒng)側而不能接機床側，否則會引起干擾。二、防止強電干擾　數(shù)控機床強電柜中的接觸器、繼電器等電磁部件都是CNC系統(tǒng)的干擾源。應對這些電磁干擾采取措施，在交流接觸器線圈的兩端或交流電動機的三相輸人端并聯(lián)RC網(wǎng)絡。而對于直流接觸器或直流電磁閥的線圈，則在它們的兩端反相并人一個續(xù)流二極管。但要注意的一點是，這些吸收網(wǎng)絡的連接線不應大于20cm，否則效果不會太好。另外，在CNC系統(tǒng)控制電路的輸人電源部分也要采取措施。一般是在三相電源線間并聯(lián)浪涌吸收器，從而可有效地吸收電網(wǎng)中的尖峰電壓，起到一定保護作用。三、抑制或減小供電線路上的干擾　在有些地區(qū)由于電力不足或供電頻率不穩(wěn)，造成超壓、欠壓、頻率和相位漂移、諧波失真、共模噪聲及常模噪聲等。應該盡量減小供電線路上出現(xiàn)這些現(xiàn)象所引起的于擾。對于電網(wǎng)電壓變化較大的地區(qū)，應在數(shù)控系統(tǒng)的輸人電源前增加一臺電子穩(wěn)壓器，用以減小電網(wǎng)電壓波動。但要注意，不可用串人臺自禍變壓器的方法來調節(jié)輸人電壓，因為自根變壓器的電感量太人。供電線路的容量應能滿足整個機床電器容量的要求，否則要限制部分電器的開動。應避免數(shù)控機床和電火花設備以及大功率起動、停止頻繁的設備共用同一于線，有條件時可為數(shù)控機床單獨提供一條動力干線，以免這些設備的干擾通過電源線串人數(shù)控系統(tǒng)中。數(shù)控機床應遠離中頻爐、高頻感應護等變頻設備。控制系統(tǒng)在機床故障中診斷流程PLC有很強的自診斷能力，當PLC自身故障或外圍設備故障，都可用PLC上具有的診斷指示功能的發(fā)光二極管的亮滅來診斷。一、PLC故障查找流程圖總體檢查根據(jù)總體檢查流程圖找出故障點的大方向，逐漸細化，以找出具體故障，20江西理工大學南昌校區(qū)2011屆專科生畢業(yè)論文如圖１所示。電源故障檢查　　電源燈不亮需對供電系統(tǒng)進行檢查，檢查流程圖如圖２所示。運行故障檢查電源正常，運行指示燈不亮，說明系統(tǒng)已因某種異常而終止了運行，檢查流程圖如圖３所示21江西理工大學南昌校區(qū)2011屆專科生畢業(yè)論文輸入輸出故障檢查輸入輸出是PLC與外部設備進行信息交流的通道，是否正常工作，除了和輸入輸出單元有關外，還與連接線、接線端子、保險管等元件狀態(tài)有關。檢查流程圖如圖４、圖５所示。22江西理工大學南昌校區(qū)2011屆專科生畢業(yè)論文外部環(huán)境的檢查影響PLC工作的環(huán)境因素主要有溫度、濕度、噪音與粉塵，以及腐蝕性酸堿等。第三章　　數(shù)控機床的日常維護數(shù)控機床的維護一、維修前的準備工作1．人員數(shù)控機床是將電子技術、測量技術、自動化技術、電力半導體技術、計算機技術及電機技術等集于一體的自動化設備。要求維修人員不但要有CNC系統(tǒng)方面的知識，也要掌握跨專業(yè)的知識如機械結構、加工工藝及編程等知識，還要懂外語，同時要有較強的責任感和良好的職業(yè)道德。2．維修手段維修人員必須配備必要的工具、測試儀表等。主要有精度較高的數(shù)字式和機械式萬用表、相序表、雙通道帶記憶功能的示波器（帶寬應大于20M）、邏輯23江西理工大學南昌校區(qū)2011屆專科生畢業(yè)論文筆和信號發(fā)生器等，必要的清潔劑如無水酒精。3．備件除常用的保險（熔斷器）等備件外，印刷板類的備件必不可少。因為CNC系統(tǒng)各組成部分相當復雜，各部件間的制約性強，而生產(chǎn)廠家一般很少提供印刷板的電路圖，大多只提供原理框圖，這樣一旦印刷板有了故障，維修起來就比較麻煩，勢必造成長時間的停機，影響生產(chǎn)。若有備板可快速確定故障部位，縮短停機時間。4．資料資料應盡量齊全，并要完整地保存好維修用的技術文件。主要有：系統(tǒng)操作說明書、維修說明書、有關系統(tǒng)的參數(shù)資料等。尤其是隨機帶來的CNC系統(tǒng)參數(shù)文件，要絕對保存好，因為往往是一個參數(shù)受外界干擾發(fā)生變化，會影響到整個系統(tǒng)的性能，給設備帶來莫名其妙的故障。二、日常維護1．制定數(shù)控系統(tǒng)日常維