浅谈数字控制机床的维修与维护本科论文

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  1、2江苏理工学院成人高等教育毕业论文题 目：浅谈数字控制机床的维修与维护院（站）： 专 业： 学 号： 学生姓名： 薛鑫炜 指导教师： 徐晓俊、周莉萍 职 称： 二OO 年 月 日目 录摘 要2第一章 绪论3第二章 数字控制机床概述42.1 数字控制机床的简介42.2 数字控制机床的组成 42.3数字控制机床的特点 42.4数字控制机床的主要技术指标 52.5数字控制机床使用中应注意的事项 5第三章 数字控制机床的故障诊断 63.1 数字控制机床的外部故障诊断方法 63.2 数字控制机床常见的故障诊断 63.3数字控制机床的故障排除方法 7第四章 数字控制机床各部故障分析及维修 114.1数控机床主轴伺服系统故障检查及维修 114.2 数控P

  2、LC初始故障的诊断 114.3 数控设备检验测试元件故障及维修 114.4数字控制机床加工精度异常故障及维修 12第五章 数字控制机床的保养及维护 135.1 数字控制机床的保养知识 135.2 数字控制机床系统的维护 135.3 机械部件的维护 14第六章 结论 16参考文献 17致 谢 18226江苏理工学院毕业论文摘 要2016年是我国“十三五”规划的开局之年。开好局、打实底，对于整个“十三五”时期的发展至关重要。当前，我们国家的经济发展进入新常态，我国机械制造业的发展既面临大有作为的重要战略机遇，也面临诸多矛盾叠加、风险隐患增多的严峻挑战。目前，作为我们国家的国民经济的主导产业，机械制造业仍然是我们国家的经济增长的主要支撑

  3、；作为经济社会持续健康发展的重要依托，机械制造业是我国城镇就业的主要渠道和国际竞争力的集中体现。但是，从目前的表现来看，中国机械制造业的发展距西方制造业强国仍有很大的差距。首先，能源消耗总量持续不断的增加。在能源强度显而易见地下降的同时，2015年制造业能源消耗总量较2010年增加了2.45倍，石油消费对外依存度接近50%；其次，制造业污染物排放总量显著增加，环境状况持续恶化。在钢铁、水泥、化肥等产品稳居世界第一的同时，大量资源被消耗，部分资源已经严重受制于国外；再次，整体技术水平依然落后，核心技术明显短缺；最后，在制造业持续快速地增长的同时，一线从业人员的福利待遇改善缓慢。可以说，中国机械制造业的可持续发展道路阻碍

  4、频现，任重道远。早在1987年，联合国环境与发展委员会的报告中就明白准确地提出了“可持续发展”这一概念，自提出以来，各方一直在对可持续发展概念的进行争论，而其中绝大多数概念都在同等重要性条件下强调自然、社会、经济三方面的协调和谐。对此，我国政府依据自己的发展现状，高瞻远瞩地将此概念应用于中国制造业转变发展方式与经济转型的具体实践中，提出要以发展方式转变推动发展质量和效益提升，调整优化产业体系，推动创新驱动发展，加快完善各方面体制机制，妥善应对外部环境变化，促进长期稳定健康发展。任何一台数控设备都是一种过程控制设备，这就要求它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

  5、顿。因而对数控系统这样原理复杂、结构精密的装置做维修就显得十分必要了。尤其对引进的CNC机床，大多花费了几十万到上千万美元。在许多行业中，这些设备均处于关键的工作岗位，若在发生故障后不及时维修排除一些故障，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。造成差距的原因主要在于：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升等等。第一章 绪论数控技术是现代制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，离开了数控技术，先进制造技术就成了无本之木。数控技术的广泛使用给机械制造业生产方式、生产结构、管理方式带来深刻的变

  6、化，它的关联效益和辐射能力更是难以估计。数控技术及数控装备已成为关系国家战略和体现国家综合国力水平的重要基础性产业，其水平高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产的全部过程数控化，慢慢的变成了当今制造业的发展趋势。随着电子技术和自动化技术的发展，数控技术的应用愈来愈普遍，以微处理器为基础，以大规模集成电路为标志的数控设备，已在我国批量生产、大量引进和推广应用，它们给机械制造业的发展创造了条件，并带来非常大的效益。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、技术和手段上都发生了飞跃的变化。 第二章 数字控制机床概述2.1数字控制机床的简介数字控制机床是数字控制机床（Comput

  7、er numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制管理系统的自动化机床。该控制管理系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，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，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数字控制机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展趋势，是一种典型的机电一体化产品。2.2 数字控制机床的组成数字控制机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。下

  8、面分别对各组成部分的基本工作原理进行概要说明。数字控制机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数字控制机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点：1、对加工对象的适应能力强，适应模具等产品单件生产的特点，为模具的制造提供了合适的加工方法；2、加工精度高，具有稳定的加工质量；3、可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；4、加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；5、机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的35倍）；6、机床自动化程度高，能减轻劳动强度；7、有利于生产管理的现代化。数字控制机床使用数字信息与标准代码处理、传递信息，使用了计算机控

  9、制方法，为计算机辅助设计、制造及管理一体化奠定了基础；8、对操作人员的素质要求比较高，对修东西的人的技术方面的要求更高；9、可靠性高。数字控制机床与传统机床相比，具有以下一些特点。1) 具有高度柔性：控机床上加工零件，主要根据加工程序，它与普通机床不同，不必制造、更换许多工具、夹具，不需要经常调整机床。因此，数字控制机床适用于零件频繁更换的场合。也就是适合单件、小批生产及新产品的开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备的费用。2) 加工精度高：数字控制机床的加工精度，一般可达到0.0050.1mm，数字控制机床是按数字信号形式控制的，数控装置每输出一个脉冲信号，则机床移动部件移动一个脉冲当量（一般为0.001mm

  10、），而且机床进给传动链的反向间隙与丝杠螺距平均误差可由数控装置进行补偿，因此，数字控制机床定位精度比较高。3) 加工质量稳定、可靠：工同一批零件，在同一机床，在相同加工条件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀轨迹完全相同，零件的一致性好，质量稳定。4) 生产率高：控机床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间，数字控制机床的主轴转速和进给量的范围大，允许机床进行大切削量的强力切削，数字控制机床目前正进入高速加工时代，数字控制机床移动部件的快速移动和定位及高速切削加工，减少了半成品的工序间周转时间，提高了生产效率。5) 改善劳动条件：控机床加工前经调整好后，输入程序并启动，机床就能自动连续的来加工，直至加工结束

  11、。操作者主要是程序的输入、编辑、装卸零件、刀具准备、加工状态的观测，零件的检验等工作，劳动强度极大降低，机床操作者的劳动趋于智力型工作。另外，机床一般是封闭式加工，即清洁，又安全。6) 利于生产管理现代化：控机床的加工，可预先精确估计加工时间，所使用的刀具、夹具可进行规范化、现代化管理。数字控制机床使用数字信号与标准代码为控制信息，易于实现加工信息的标准化，目前已与计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）有机地结合起来，是现代集成制造技术的基础。关键词：数控技术；数字控制机床；常见故障；诊断方法；维修方法；2.4数字控制机床的主要技术指标一、数字控制机床的精度精度是数字控制机床的重要技术指标之一。精度主要指加工精度

  12、、定位精度和重复定位精度。1、定位精度和重复定位精度定位精度是指数字控制机床工作台等移动部件实际运动位置与指令位置的一致程度，其不一致的差量即为定位误差。定位误差包括伺服系统、检测系统、性进给系统等误差，还包括移动部件导轨的几何误差等。定位误差将直接影响零件加工的位置精度。重复定位精度是指在同一台数控机床上，应用相同程序相同代码加工一批零件，所得到的连续结果的一致程度。重复定位精度受伺服系统特性、进给系统的间隙与刚性以及摩擦特性等因素的影响。正常的情况下，重复定位精度是成正态分布的偶然性误差，它影响一批零件加工的一致性，是一项很重要的性能指标。2、分度精度分度精度是指分度工作台在分度时， 实际回转

  13、角度与指令回转角度的差值。 分度精度既影响零件加工部位在空间的角度位置，也影响孔系加工的同轴度等。3、分辨率与脉冲当量分辨率是指可以分辨的最小位移间隔。对测量系统而言，分辨率是可以测量的最小位移；对控制管理系统而言， 分辨率是能控制的最小位移增量，即数控装置每发出一个脉冲信号，反映到机床移动部件上的移动量，一般称为脉冲当量。脉冲当量是设计数字控制机床的原始数据之一，其数值的大小决定数字控制机床的加工精度和表面上的质量。脉冲当量越小，数字控制机床的加工精度和加工表面上的质量越高。4、加工精度近年来，伴随着数字控制机床的发展和机床结构特性的提高，数字控制机床的性能与质量都有了大幅度的提高。中等规格的加工中心，其定位精度普通级达

  14、到(0.0050.008)mm/300mm，精密级达到0.0010.003mm全程；普通级加工中心的加工精度达到1.5m ，超精密级数控车床的加工圆度已达到 0.1m ，表面粗糙度为 Ra0.3 m 。二、 数字控制机床的可控轴数与联动轴数可控轴数是指数控系统能够控制的坐标轴数目。该指标与数控系统的运算能力、运算速度以及内存容量等有关。 目前，高档数控系统的可控轴数已多达 24 轴。数字控制机床的联动轴数是指机床数控装置控制的坐标轴同时达到空间某一点的坐标数目。目前有两轴联动、三轴联动、四轴联动、五轴联动等。三轴联动数字控制机床可以加工空间复杂曲面；四轴联动、五轴联动数字控制机床可以加工宇航叶轮、螺旋桨等零

  15、件。三、数字控制机床的运动性能指标数控机床的运动性能指标最重要的包含主轴转速、进给速度、坐标行程、回转轴的转角范围、刀库容量及换刀时间等。1、主轴转速目前，随着刀具、轴承、冷却、润滑及数控系统等有关技术的发展，数字控制机床主轴转速已普遍提高。以中等规格的数控机床为例，数控车床从过去的 10002000r/min 提高到 40006000r/min ，加工中心从过去的 20003000r/min 提高到现在的 10000r/min 以上。在高速加工的数控机床上，一般会用电动机转子和主轴一体的电主轴，可以使主轴达到每分钟数万转。这样对各种小孔加工以及提高零件加工质量和表面上的质量都极为有利。2、进给速度和加速度数

  16、控机床的进给速度和切削速度一样，是影响零件加工质量、加工效率和刀具寿命的重要的因素。目前国内数字控制机床的进给速度可达 1015m/min，国外一般可达 1530m/min 。进给加速度是反映进给速度提速能力的性能指标，也是反映机床加工效率的重要指标。国外厂家生产的加工中心加速度可达 2g。3、坐标行程数字控制机床坐标轴 X 、 Y 、 Z 的行程大小，构成数字控制机床的空间加工范围，即加工零件的大小。4、刀库容量和换刀时间刀库容量是指刀库能存放加工所需要的刀具数量。目前常见的中小型加工中心多为1660 把，大型加工中心达 100 把以上。换刀时间指有自动换刀系统的数字控制机床，将主轴上使用的刀具与装在刀库上的

  17、下一工序需用的刀具进行交换所需要的时间。目前国内生产的数字控制机床的换刀时间可达到 45s。刀库容量和换刀时间对数字控制机床的生产率有直接影响。数字控制机床的规格指标 规格指标是指数字控制机床的基本功能，主要有以下几方面。 1.行程范围 行程范围是指坐标轴可控的运动区间，它是直接体现机床加工能力的指标参数，一般指数字控制机床坐标轴 X、Y、Z 的行程大小构成的空间加工范围。 2. 摆角范围 摆角范围是指坐标轴可控的摆角区间，数字控制机床摆角的大小也直接影响加工零件空间部位的能力。 3.主轴功率和进给轴扭矩 主轴功率和进给轴扭矩反映数字控制机床的加工能力，同时也可以间接反映该数控机床的刚度和强度。 4. 控制轴数和联动轴数

  18、 控制轴数是指机床数控装置能够控制的坐标数目。联动轴数是指机床数控装置控制的坐标轴同时达到空间某一点的坐标数目，它反映数控机床的曲面加工能力。 5. 刀具系统 刀具系统主要指刀库容量及换刀时间，它对数控机床的生产率有直接影响。 1.6.2 数控机床的精度指标 1. 分辨率和脉冲当量 分辨率是指两个相邻的分散细节之间可以分辨的最小间隔。脉冲当量是指数控控制管理系统每发出一个脉冲信号，机床机械运动就产生一个相应的位移量，通常称其为脉冲当量。 2. 定位精度和重复定位精度 定位精度是指数字控制机床工作台等移动部件所达到的实际位置的精度。 重复定位精度是指在相同的条件下，采用相同的操作方法，重复进行同一动作时

  19、，所得到结果的一致程度。 3. 分度精度 分度精度是指分度工作台在分度时，理论要求回转的角度值和实际回转的角度值的差值。 数字控制机床的运动指标 1. 主轴转速 数字控制机床的主轴一般均采用直流或交流主轴电动机驱动，选用高速精密轴承支承，保证主轴具有较宽的调速范围和足够高的回转精度、刚度和抗振性。目前，数字控制机床主轴转速已普遍达到（500010000）r/min，甚至更高。 2. 进给速度 数控机床的进给速度是影响零件加工质量、生产效率以及刀具寿命的重要的因素。目前国内数字控制机床的进给速度可达（1015）m/min，国外为（1530） m/min。1. 平均无故障时间（Mean Time Between F

  20、ailures，MTBF） MTBF 是指一台数字控制机床在使用中平均两次故障间隔的时间，即数字控制机床在寿命范围内总工作时间和总故障次数之比2.5数控机床使用中应注意的事项数控机床使用中应注意的事项：使用数控机床之前，应仔细阅读机床使用说明书以及其他有关联的资料，以便正确操作使用机床，并注意以下几点：(1)机床操作、修东西的人必须是掌握相应机床专业知识的专业人员或经过技术培训的人员，且必须按安全操作规程及安全操作规定操作机床；(2)非专业人员不得打开电柜门，打开电柜门前必须确认已经关掉了机床总电源开关。只有专业维修人员才允许打开电柜门，进行通电检修；(3)除一些供用户使用并可以改动的参数外，其它系统参数、

  21、主轴参数、伺服参数等，用户不能私自修改，否则将给操作者带来设备、工件、人身等伤害；进口泵(4)修改参数后，进行第一次加工时，机床在不装刀具和工件的情况下用机床锁住、单程序段等方式进行试运行，确认机床正常后再使用机床；(5)机床的PLC程序是机床制造商按机床需要设计的，不需要修改。不正确的修改，操作机床可能造成机床的损坏，甚至伤害操作者；(6)建议机床连续运行最多24小时，如果连续运行时间太长会影响电气系统和部分机械器件的寿命，从而会影响机床的精度；(7)机床全部连接器、接头等，不允许带电拔、插操作，否则将引起严重的后果。【摘要】数控机床是一种高效的自动化机床，涵盖了计算机技术、自动化技术、伺服

  22、驱动、精密测量和传感器技术等各个领域的新的技术成果，是一门新兴数字程序控制机床。【关键词】数控机床;故障;排除方法;不同的数控机床，其结构和性能有很大的区别，但在故障诊断上有它的共性。通过对这些共性的分析得出一些对数控机床故障诊断原则、方法及故障排除方法。以下逐一介绍：一、数控机床故障诊断原则1. 先外部后内部数控机床是机械、液压、电气一体化的机床，所以故障的发生必然要从这三者之间综合反映出来。所以要求维修人员掌握先外部后内部的原则，即当数控机床发生故障后，维修人员应采用望、闻、听、问等方法，由外向里逐一进行检查。例1：一数控车床刚投入使用的时候，在系统断电后重新启动时，必须要返回到参考点。即

  23、当用手动方式将各轴移到非干涉区外后，再使各轴返回参考点。否则，可能发生撞车事故。所以，每天加工完后，最好把机床的轴移到安全位置。此时再操作或断电后就不会出现问题。外部硬件操作引起的故障是数控修理中的常见故障。一般都是由于检测开关、液压系统、气动系统、电气执行元件、机械装置出现问题引起的。这类故障有些可以通过报警信息查找故障原因。对一般的数控系统来讲都有故障诊断功能或信息报警。维修人员可利用这些信息手段缩小诊断范围。而有些故障虽有报警信息显示，但并不能反映故障的真实原因。这时需根据报警信息和故障现象来分析解决。例如：台立式加工中心采用FANUC-OM控制系统。机床在自动方式下执行到X轴快速移动时

  24、就出现414#和410#报警。此报警是速度控制OFF和X轴伺服驱动异常。由于此故障出现后能通过重新启动消除，但每执行到X轴快速移动时就报警。经查该伺服电机电源线插头因电弧爬行而引起相间短路，经修整后此故障排除。2. 先机械后电气由于数控机床是一种自动化程度高，技术复杂的先进机械加工设备。机械故障较易发现，而系统故障诊断难度要大一些。3. 先静后动维修人员要做到先静后动，不可盲目动手，应先询问操作人员故障发生的过程及状态，查看说明书、资料后方可动手查找故障原因，继而排除故障，4. 先公用后专用公用性问题会影响到全局，而专用性问题只影响局部。5. 先简单后复杂当出现多种故障相互交织掩盖、一时无从下

  25、手时，应先解决容易的问题，后解决较大的问题。常常在解决简单的故障的过程中，难度大的问题也可能变的容易，理清思路，将难度较大的变得容易一些。6. 先一般后特殊在排除某一故障时，要先考虑最常见的可能原因，然后再分析很少发生的特殊原因。二、数控系统自诊断技术及故障排除方法所谓系统诊断技术，就是利用数控装置中的计算机及相关运行诊断软件进行各种测试。1. 自诊断技术1) 开机自诊断：数控系统通电后，设备内部诊断软件会自动对系统中各种元件如CPU、RAM及各应用软件进行逐一检测并将检测结果显示出来，如检测发现问题，系统会显示报警信息或发出报警信号。开机自诊断通常会在开机一分钟之内完成。有时开机诊断会将故障

  26、原因定位到电路板或模块上，但也经常仅将故障原因定位在某一范围内，这时维修人员需查找相关维修手册根据提示找到真正故障原因并加以排除。2) 运行自诊断：运行自诊断也称在线自诊断，是指数控系统正常工作时，运行内部诊断程序，对系统本身、PLC、位置伺服单元以及与数控装置相连的其它外部装置进行自动测试、检查，并显示有关信息，这种诊断一般会在系统工作时反复进行。3) 脱机诊断：当系统出现故障时，首先停机，然后使用随机的专用诊断纸带对系统进行脱机诊断。诊断时先要将纸带上的程序读入RAM系统中，计算机运行程序进行诊断，从而判定故障部位，这种诊断在早期的数控系统中应用较多。2. 人工诊断技术数控系统的故障种类很

  27、多，而自诊断往往不能对系统的所有部件进行测试，也不能将故障原因定位到具体确定的元器件上，这时要迅速查明原因就需要采用人工诊断方法。人工诊断方法有很多种，最常用的有:功能程序测试法、参数检查法、备件置换法、直观法、原理分析法等，现简介如下:1) 功能程序测试法：这种方法将数控系统中的G、M、S、T、功能的全部指令编成一个测试程序，穿成纸带或存储到软盘上在进行诊断时运行这个程序，可快速判定哪个功能出现问题，这种方法一般在机床出现随机性故障时使用，也可用于设备闲置时间较长重新投入使用时测试用。2) 参数检查法：一般系统的参数是存放在RAM中的，一旦出现干扰或其它原因会造成参数丢失或混乱，从而使系统不

  28、能正常工作，这时应根据故障特征，检查和核对有关参数，在排除某些故障时，有时还需对某些参数进行调整。3) 备件置换法：是将系统中型号完全相同的电路板、模块、集成电路或其它零部件进行互相交换比较，或利用备用的元器件替换有疑点的部件，从而快速有效地确定故障部位。4) 直观法：直观法是利用维修中常用的“先外后内”的原则，利用观察零部件的工作状态、听声音、摸发热等方法，进行逐个检查，如利用视觉可观察内部器件或外部连接的形状上的变化;利用听觉可查寻器件发出的异常声音;利用嗅觉或触觉可查寻过载、高温等现象;等等。5) 原理分析法：当采用其它检查方法难以奏效时，可以从电路基本原理出发，一步一步用万用表、逻辑表

  29、、示波器等工具对测点进行检查对照，最终查明故障原因。3. 高级诊断技术1) 在高级诊断中，常用的方法主要有以下几种方法：2) 自修复诊断：自修复诊断一般是指在系统内设置不参与运行的备用模块。自修复程序在控制系统每次开机运行，当发现某模块有问题时，系统会把故障信息显示在屏幕上，同时自动查寻备用模块，故障模块的工作即被备用模块取代，维修人员可根据提示更换下一故障模块。自修复诊断方法需要较多的备用模块，这会使系统体积增大，价格提高。3) 诊断指导专家系统：近年来，随着图像识别、声音识别、自动翻译和智能工业机器人等技术的发展，这些技术越来越多地被应用到数控机床上。诊断专家系统以专家知识、经验为基础，自

  30、动模仿专家利用知识解决复杂问题的思维活动，这就使普通工作人员同样能对故障做出具有专家级水平的诊断结论。例如：日本的FANUC系统的诊断指导专家系统是由知识库、推理计算机和人工控制器组成。知识库内存储了专家分析、故障判断和如何消除故障的经验知识。这些知识用于读出数控系统的状态信息，通过人工控制器，编程员可用简捷的记述把专家的知识编成程序，并把程序变成知识库目标形式，再存储到知识库中。推理机通过运行程序进行推理，操作者也可通过显示单位，用简单的人机对话的方式选择故障状态，必要时回答系统的提问，以补充为得出结论所需的其它信息。4) 通讯诊断系统：该诊断方法又称海外诊断，是由中央维修站通过电话线、至国际电话系统向用户设备发送诊断程序所进行的一种遥控诊断。通讯诊断系统除可用于故障发生后的诊断外，还可以为用户作定期的预防性诊断，设备生产厂家的维修工不必亲临现场，只需按预定的时间对机床进行系列试运行检查，在中央维修站分析诊断数据，即可发现可能存在的故障隐患。3.3.3功能程序测试法所谓功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能，如直线定位、圆弧插补、螺纹切削、固定循环、用户宏程序等用手工编程或自动编程方法，编制成一个功能程序测试纸带，通过纸带阅读机送入数控系统中，然后启动数控系统使之进行运行，藉以检查机床执行这些功能的准确性和可靠性，进而判断出故障发生的可能起因。本方法对于长期闲置的数

  32、控机床第一次开机时的检查以及机床加工造成废品但又无报警的情况下，一时难以确定是编程错误或是操作错误，还是机床故障时的判断是一较好的方法。3.3.4交换法这是一种简单易行的方法，也是现场判断时最常用的方法之一。所谓交换法就是在分析出故障大致起因的情况下，维修人员可以利用备用的印刷线路板、模板，集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到印刷线路板或芯片一级。它实际上也是在验证分析的正确性。在备板交换之前，应仔细检查备板是否完好，并应检查备板的状态应与原板状态完全一致。这包括检查板上的选择开关，短路棒的设定位置以及电位器的位置。在置换CNC装置的存储器板时，往往还需要对系统作存储器的

  33、初始化操作（如日本FANUC公司的FS6系统用的磁泡存储器就需要进行这项工作），重新设定各种数控数据，否则系统仍将不能正常地工作。又如更换FANUC公司的7系统的存储器板之后，需重新输入参数，并对存储器区进行分配操作。缺少了后一步，一旦零件程序输入，将产生60号报警（存储器容量不够）。有的CNC系统在更换了主板之后，带需进行一些特定的操作。如FNUC公司在FS10系统，必须按一定的操作步骤，先输入90009031号选择参数，然后才能输入0000号至8010号的系统参数和PC参数。总之，一定要严格地按照有关系统的操作、维修说明书的要求进行操作。3.3.5转移法所谓转移法就是将CNC系统中具有相同

  34、功能的二块印刷线路板、模块、集成电路芯片或元器件互相交换，观察故障现象是否随之转移。藉此，可迅速确定系统的故障部位。这个方法实际上就是交换法的一种。因此，有关注意事项同交换法所述。3.3.6参数检查法众所周知，数控参数能直接影响数控机床的功能。参数 通常是存放在磁泡存储器或存放在需由电池保持的CMOS RAM中，一旦电池不足或由于外界的某种干扰等因素，会使个别参数丢失或变化，发生混乱，使机床无法正常工作。此时，通过核对、修正参数，就能将故障排除。当机床长期闲置工作时无缘无故地出现不正常现象或有故障而无报警时，就应根据故障特征，检查和校对有关参数。另外，经过长期运行的数控机床，由于其机械传动部件

  35、磨损，电气无件性能变化等原因，也需对其有关参数进行调整。有些机床的故障往往就是由于未及时修改某些不适应的参数所致。当然这些故障都是属于故障的范畴。3.3.7测量比较法CNC系统生产厂在设计印刷线路板时，为了调整、维修的便利，在印刷线路板上设计了多个检测用端子。用户也可利用这些端子比较测量正常的印刷线路板和有故障的印刷线路板之间的差异。可以检测这些测量端子的电压或波形，分析故障的起因及故障的所在位置。甚至，有时还可对正常的印刷线路人为地制造“故障”，如断开连线或短路，拨去组件等，以判断真实故障的起因。为此，维修人员应在平时积累印刷线路板上关键部位或易出故障部位在正常时的正确波形和电压值。因为CN

  36、C系统生产厂往往不提供有关这方面的资料。3.3.8敲击法当系统出现的故障表现为若有若无时，往往可用敲击法检查出故障的部位所在。这是由于CNC系统是由多块印刷线路板组成，每块板上又有许多焊点，板间或模块间又通过插接件及电缆相连。因此，任何虚焊或接触不良，都可能引起故障。当用绝缘物轻轻敲打有虚焊及接触不良的疑点处，故障肯定会重复再现。3.3.9局部升温CNC系统经过长期运行后元器件均要老化，性能会变坏。当它们尚未完全损坏时，出现的故障变得时有时无。这时可用热吹风机或电烙铁等来局部升温被怀疑的元器件，加速其老化，以便彻底暴露故障部件。当然，采用此法时，一定要注意元器件的温度参数等，不要将原来是好的器

  37、件烤坏。3.3.10原理分析法根据CNC系统的组成原理，可从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数（如电压值或波形），然后用万用表、逻辑笔、示波器或逻辑分析仪进行测量、分析和比较，从而对故障定位。运用这种方法，要求维修人员一定对整个系统或每个电路的原理有清楚的、较深的了解。除了以上常用的故障检查测试方法外，还有拔板法，电压拉偏法，开环检测法以及在上章中曾提出的诊断方法等多种。这些检查方法各有特点，按照不同的故障现象，可以同时选择几种方法灵活应用，对故障进行综合分析，才能逐步缩小故障范围，较快地排除故障。第四章 数控机床各部故障分析及维修4.1 数控机床主轴伺服系统故障检查及维修 电子工业的飞速发展

  38、，使各种集成度高、性能先进的调速驱动层出不穷，给数控机床的更新换代提供了有利条件，但对于目前大中型企业还无法将旧数控机床全部改造的现实，修理旧的驱动系统，仍是维修战线上的一项艰巨任务。在维修主回路采用错位选触无环流可逆调速驱动系统的数控车床中所遇到的部分故障及处理方法。 4.2 机床PLC初始故障的诊断机床PLC初始故障的诊断为了保护机床和维修方便，PLC有显示和检测机床故障的能力。一旦发生故障，修东西的人就能根据机床的故障显示号去确定故障类别，予以排除。但在实际加工过程中，我们发现有时PLC同时显示几个故障，它们是由某一个故障引起的连锁故障，排除了初始的引发故障，其它故障报警就消失了。可是从机

  39、床PLC显示的所有报警故障中，维修人员并不知道哪个故障是初始引发故障，维修人员只能逐个故障去查，这就增加了维修难度。机床PLC初始故障诊断功能，通过PLC程序，准确判断出初始故障的报警号。维修中，首先排除初始故障，其它引发故障自行消失，这样就极大地方便了机床的维修，提高了机床维修的快速性和准确性。 其次初始故障诊断原理设计的PLC程序不单单是把各个故障都能检测和显示出来，还能把最关键的初始故障自动判断出来。4.3 数控设备检测元件故障及维修 检测元件是数字控制机床伺服系统的重要组成部分，它起着检测各控制轴的位移和速度的作用，它把检测到的信号反馈回去，构成闭环系统。测量方式可分为直接测量和间接测量：

  40、直接测量就是对机床的直线位移采用直线型检测元件测量，直接测量常用的检测元件一般包括：直线感应同步器、计量光栅、磁尺激光干涉仪。间接测量就是对机床的直线位移采用回转型检测元件测量，间接测量常用的检测元件一般包括：脉冲编码器、旋转变压器、圆感应同步器、圆光栅和圆磁栅。 当机床出现如下故障现象时，应考虑是否是由检测元件的故障引起的： 4.3.1机械振荡（加减速时） (1)脉冲编码器出现故障，此时检查速度单元上的反馈线端子电压是否在某几点电压下降，如有下降表明脉冲编码器不良，更换编码器。 (2)脉冲编码器十字联轴节可能损坏，导致轴转速与检测到的速度不同步，更换联轴节。 (3)测速发电机出现故障，修复，

  41、更换测速机。 4.3.2机械暴走（飞车） 在检查位置控制单元和速度控制单元的情况下，应检查： (1)脉冲编码器接线是否错误，检查编码器接线是否为正反馈，A相和B相是否接反。(2)脉冲编码器联轴节是否损坏，更换联轴节。 (3)检查测速发电机端子是否接反和励磁信号线主轴不能定向或定向不到位 在检查定向控制电路设置和调整，检查定向板，主轴控制印刷电路板调整的同时，应检查位置检测器（编码器）是否不良，此时测编码器输出波形。 4.3.4坐标轴振动进给 在检查电动机线圈是否短路，机械进给丝杠同电机的连接是否良好，检查整个伺服系统是否稳定的情况下，检查脉冲编码是否良好、联轴节联接是否平

  42、稳可靠、测速机是否可靠。 检测元件是一种极其精密和容易受损的器件，一定要从下面几个方面注意，进行正确的使用和维护保养。 1不能受到强烈振动和摩擦以免损伤代码板，不能受到灰尘油污的污染，以免影响正常信号的输出。 2工作环境周围温度不能超标，额定电源电压一定要满足，以便于集成电路片子的正常工作。 3要保证反馈线电阻，电容的正常，保证正常信号的传输。 4防止外部电源、噪声干扰，要保证屏蔽良好，以免影响反馈信号。 5安装方式要正确，如编码器联接轴要同心对正，防止轴超出允许的载重量，以保证其性能的正常。 总之，在数控设备的故障中，检测元件的故障比例是比较高的，只要正确的使用并加强维护保养，对出现的问题进行深入分析，就一定能降低故障率，并能迅速解决故障，保证设备的正常运行。4.4 数字控制机床加工精度异常故障及维修 生产中经常会遇到数字控制机床加工精度异常的故障。此类故障隐蔽性强、诊断难度大。导致此类故障的原因主要有五个方面:(1)机床进给单位被改动或变化。(2)机床各轴的零点偏置(NULL OFFSET)异常。(3)轴向的反向间隙(BACKLASH)异常。(4)电机运行状态异常，即电气及控制部分故障。(5)机械故障，如丝杆、轴承、轴联器等部件。此外，加工程序的编制、刀具的选择及人为因素，也可能导致加工精度异常。 第四章 数字控制机床各部故障分析及维修4.1 数字控制机床主