数控机床系统维修技术

数控机床系统维修技术（精选12篇）

数控机床系统维修技术 篇1

1 报警一:伺服过热报警 (报警号为400)

1.1 系统检测原理

伺服放大器侧具有过热检测信号, 该信号由放大器内的智能逆变模块发出。当放大器的逆变模块温度超过规定值时, 通过PWM指令传递到CNC系统, CNC系统发出400号过热报警。

伺服电动机的过热信号是由伺服电动机定子绕组的热偶开关检测的, 当伺服电动机的温度超过规定值时电动机有的热偶开关 (常闭点) 动作, 通过伺服电动机的串行编码器 (数字伺服) 传递给CNC系统, CNC系统发出400号过热报警。系统伺服过热报警检测原理图如图1。

1.2 故障的诊断方法

首先确认CNC系统伺服过热报警, FANUC Oi系统为200或伺服调整画面的ALM1的#7是否为1来判定。然后判别是电动机过热还是伺服放大器过热, 可以通过系统诊断号201或伺服调整画面的ALM2的#7是否为0来判定。如果为"1"则为电动机过热;如果为"0"则为放大器过热。

1.3 故障产生的原因

1) 电动机过热:a.机械传动故障引起的;b.切削用量选择不正确引起的;c.电动机本身不良 (电动机定子绕组的热偶开关不良) ;d.系统伺服参数整定不良, 可进行伺服参数初始化。

2) 伺服放大器过热:a.伺服放大器的风扇故障。b.如果为伺服单元 (SVU) , 还可能是TH1、TH2接口或热保护元件损坏。c.伺服放大器本身故障, 智能逆变模块损坏, 伺服软件不良。

1.4 故障实例

实例:某数控机床系统为FANUC-Oi, 系统出现400号报警。

根据上面故障诊断方法和故障现象, 首先通过系统诊断号200的#7是为1判定为CNC系统伺服过热报警。其次查看系统为201的#7为“1”判定为电动机过热。再次在掉电状态下, 用手转动丝杠也正常, 说明故障在于电动机。最后打开电动机发现电动机内部热敏电阻不良, 更换热敏电阻后, 系统恢复正常, 故障排除。

通过该例子的故障分析可知, 数控机床有些故障若无法判定时, 将两者断开, 先判断电气系统部分, 再判断机械部分。断开后, 判断CNC是否有问题, 若无, 则电气部分正常, 后转动丝杠是否有异常。

2 报警二:伺服不能就绪报警 (报警号为401)

当系统还出现其他4xx号伺服报警时, 先排除其他的伺服报警 (因为其他伺服报警他会导致401号报警) 。

2.1 系统检测原理

当系统的轴控制电路正常时, 控制电路会向伺服驱动装置发出准备信号。当伺服装置接收到该信号后, 如果伺服装置正常工作, 则伺服装置内部的继电器获电动作, 一方面接通伺服的主回路, 另一方面通过伺服装置向系统发出DRDY信号。当系统得到来自轴控制电路的伺服就绪信号后, 系统发出伺服使能信号。伺服装置准备接收来自轴控制电路的控制信号。如果系统轴控制电路发出准备信号而得不到伺服就绪准备信号时, 系统就会产生401号报警。伺服就绪控制信号流程图如图2。

2.2 故障产生的原因

1) 当发生该故障时, 首先要确认系统急停按钮是否处于释放状态, 如果处于急停状态时, 伺服装置就不能正常工作, 这一点请注意。

2) 伺服驱动装置故障:连接电缆故障;伺服装置的继电器MCC控制回路或线圈本身故障;内部控制回路或检测电路故障。

3) 系统轴控制卡 (轴板) 故障或系统伺服模块故障 (此时需要更换系统轴板或对该板进行检修) 。

2.3 故障的诊断方法

采用信号短接的方法来判断故障的部位。具体的做法是短接轴控制板的7-12管脚 (M184) , 如果系统报警消失, 则故障在伺服装置或连接电缆;如果信号短接后系统报警号不消失 (系统复位后) , 则为系统轴控制板故障。

2.4 故障实例

实例:某数控机床系统为FANUC-Oi, 系统出现401号报警, 伺服单元上显示“-”。

根据上面故障诊断方法和故障现象, 可采用短接法来判断故障点位置。首先拨下轴板上的M184电缆接头, 短接轴控制板的7-12管脚, 系统上电后, 系统报警号消失, 而伺服单元还是“-”, 说明伺服单元出现了故障。检查伺服单元的供电压是正常的, 说明故障在伺服单元的内部。拆下伺服单元, 将JV1B的8-10管脚短接后, 接上电源。用电压表测量控制电路有电压输出, 说明伺服单元的辅助电路和检测电路都正常, 故障在继电器MCC线圈回路。仔细检查后发现, MCC线圈的一个焊点虚焊, 焊好虚焊点, 系统恢复正常, 故障排除。

通过该例子的故障分析可知, 数控机床有些故障可以采用信号短接的方法进行故障的诊断与排除, 这样可以比较准确地判断故障发生的具体部位, 但要求维修人员必须清楚系统的信号流程及各接头的管脚功能。

摘要：以FANUC0i系统为例, 简要介绍了数控机床伺服系统常见故障产生的原因和排除方法。

关键词：数控机床,伺服系统,维修技术

参考文献

[1]龚仲华.数控机床故障诊断与维修500例[M].北京:机械工业出版社, 2005.

[2]王风蕴, 张超英.数控原理与典型数控系统[M].北京:高等教育出版社, 2003.

数控机床系统维修技术 篇2

数据机床控制是指通过数控程序，对数控机床下达工作指令，让数控机床按照预定的工作程序，对需要加工的零件进行自动化操作的过程。其操作前，需要先确定零件在机床的安装位置，刀具与零件之间在进行工作时的尺寸参数。机器操作的路线，切削规格等参数等。掌握这些参数之后，才由程序员编制加工的数控操作程序单。然后让电脑按照制定的程序，进行规范的操作的一种深加工过程。

1.2 数控机床的电气控制

数控机床的电气控制主要由电流、位置、速度三个控制环利用串联的原理组成的.。

1)电流环的功能是为伺服电机，提供其所需要的转矩电路。通常情况下，其与电动机之间的匹配调节，是事先就由制造者配备了相应的匹配参数。其反馈信号也在制造时，已经在伺服系统内联接好了。因此不需要事后进行接线与调整;

2)速度环的功能是控制电机的转速，也就是坐标轴在工作时的运行速度的电路。速度调节器其P、I调整值，都是根据骚动坐标轴负载量，或者是机械转动的刚度与间隙等特性来决定的。一旦这些特性发生了变化，就需要对机械的传动系统进行检查和修复，然后再正确调整数控设备速度环的PI调节器;

3)位置环是对各坐标轴按照程序设备的指令进行工作，用于精确定位它位置的控制环节。位置环的正确运行与否，直接影响到坐标轴的工作精度。位置环的工作包括两部分。

其一，位置环是测量元件的精度是否与CNC系统脉冲当量匹配。测量元件每次移动的距离，外部倍频电路是否与系统庙宇的分辨率相符。测量元件与分辨率肪冲比必须达到100倍频方，才算合格。比如，位置测量时，元件脉冲次数10/mm，那么系统的分辨率应为0.001mm才算匹配。

其二，对位置环KV值的设定和调节。KV值一般是被当作机床数据进行设置的，数控系统中，对KV值的数值单位和设置地位都进行指定。速度环在进行最佳化调节后。KV值则是鉴定机床性能好坏，工作精度是否准确的重要因素。KV值体现了机床运动坐标，运动时性能的优势程度。关于KV值的设置，需要参考和符合以下公式：

KV=V/△其中KV即位置环增益系数 V即坐标运行速度，m/min △即跟踪误差，mm 注意不同的单位，数据参数代表的涵义也不一样。

2 数控机床维修方法

2.1 故障检查

首先要对进行进行检查，查找机床究竟问题出在哪里，先可对机器的使用人员进行询问，再进行目测，触摸机器的各个线路是否完好，检查是否短路。再通电进行检测，如果不行，再利用进行检查，对机器的信号与报警装置，接口状态，参数调整等各种方法，直到查出机床的问题为止。故障检查这一步就算结束了。它是机床维修前的基础工作。只有正确地发现其问题，才能有针对性地对其进行修理。

2.2 维修方法

故障排查出来之后，再进行机床的维修，这里给大家介绍几种常见的机床障维修方法。

1)电源：电源是整个机床是否能够顺利工作的能量来源，它的损坏轻则会导致程序数据丢失，产生停机现象。重者可能毁坏整个系统。在我国，由于电力系统不是很充沛，所以经常导致电源的损坏，电源损坏应及时维修。然而做好提前的准备，才是预防电源损坏的根源。因此我们在设计机床的供电系统时，就尽量为它提供单独的配电箱，在电网供电质量不良的地方，三相交流稳压装置，也是必须事先配备的。接入数控机订的电源中线与接地线一定要分开，并且使用三相五线制等;

2)位置环故障：首先，位置环报警可能产生的原因是位置测量回路开路、测量元件已经损坏、接口信号损坏等。其次，坐标轴在脱离指令下运动，可是造成的原因是漂移可能过大;位置环或速度环接成正反馈;元件损坏等;

3)机床坐标查找不到零点。可能造成的原因是零方向与零点远离;编码器损坏光栅零点标、回零差事开关失灵等;

4)机床动态性差：其中原因可能是机械传动系统磨损严重，或者间隙过大造成的。或者是导轨润滑工作做得不充分。对于电气控制系统，造成这样的问题可能原因是速度、位置环和相关参数，已经不处于最佳匹配状态。应在故障排除后，及时进行调整，使得达到最佳效果。

诸如此类等等问题，故障在查出之后，立即根据相关的维修方案进行正确地修理，对各种电路，参数，控制系统，电源等问题，进行仔细确认，然后针对性地调整维护方案，并且把每次维修的记录地都记载下来，以便下一次遇到同样的情况，好迅速地作出处理。

3 结论

根据以上依据，我们可以得知，数控机床的控制与维修技术，在我国虽然还没有形成非常完善的理论体系。但是只要我们仔细地摸索排查，利用自己和别人总结出来的经验，记载下来，对我国未来制定完整的数控机床控制技术和机床维修技术，无疑有着重大的借鉴意义。

参考文献

[1]赵俊生.数控机床电气控制技术基础.[M].2版，科学养鱼，，1.

[2]潘耀佳.数控机床维修技术浅谈[J].城市建设理论研究.(1).

[3]范宋兵，罗四红.伺服控制示意图在数控机床维修中的应用[J].制造技术与机床.2009(12).

[4]何荣誉. 以“说课”形式谈高职《数控机床控制技术》课程教学[J].职业时空，2012(8).

[5]李周平.基于直线电机的数控机床驱动控制技术[J].现代电子技术，2012(3).

[6]王侃夫主编.数控机床控制技术与系统[M].机械工业出版社， .

[7]刘荫庭.数控机床维修改造系列讲座.第2讲，数控机床电气维修技术(上)[J].机械工人.冷加工，2002(2).

关于数控机床维修技术综合研究 篇3

【关键词】数控；机床；维修；技术分析

随着我国机械加工的快速发展，国内的数控机床也越来越多。由于数控机床的先进性和故障的不稳定性，大部分故障都是以综合故障形式出现，所以数控机床的维修难度较大，并且数控机床维修工作的不规范，使得数控维修工作处于一种混乱状态，为了规范数控维修工作，提高数控机床的利用价值，本文提出五步到位数控维修法。

1.数控机床维修技术分析

1.1故障记录具体

数控机床发生故障时，对于操作人员应首先停止机床，保护现场，并对故障进行尽可能详细的记录，并及时通知维修人员。

（1）故障发生时的情况记录。

1）发生故障的机床型号，采用的控制系统型号，系统的软件版本号。

2）故障的现象，发生故障的部位，以及发生故障时机床与控制系统的现象。

3）发生故障时系统所处的操作方式。

4）若故障在自动方式下发生，则应记录发生故障时的加工程序号，出现故障的程序段号，加工时采用的刀具号等。

5）若发生加工精度超差或轮廓误差过大等故障，应记录被加工工件号，并保留不合格工件。

6）在发生故障时，若系统有报警显示，则记录系统的报警显示情况与报警号。

7）记录发生故障时，各坐标轴的位置跟随误差的值。

8）记录发生故障时，各坐标轴的移动速度、移动方向，主轴转速、转向等。

（2）故障发生的频繁程度记录。

1）故障发生的时例与周期。

2）故障发生时的环境情况。

3）若为加工零件时发生的故障，则应记录加工同类工件时发生故障的概率情况。

4）检查故障是否与“进给速度”、“换刀方式”或是“螺纹切削”等特殊动作有关。

（3）故障的规律性记录。

（4）故障时的外界条件记录。

1.2故障检查方法

维修人员故障维修前，应根据故障现象与故障记录，认真对照系统、机床使用说明书进行各顶检查以便确认故障的原因。当数控设备出现故障时，首先要搞清故障现象，向操作人员了解第一次出现故障时的情况，在可能的情况下观察故障发生的过程，观察故障是在什么情况下发生的，怎么发生的，引起怎样的后果。搞清了故障现象，然后根据机床和数控系统的工作原理，就可以很快地确诊并将故障排除，使设备恢复正常使用。故障检查包括：

（1）机床的工作状况检查。

（2）机床运转情况检查。

（3）机床和系统之间连接情况检查。

（4）CNC装置的外观检查。

维修时应记录检查的原始数据、状态，记录越详细，维修就越方便，用户最好编制一份故障维修记录表，在系统出现故障时，操作者可以根据表的要求及时填入各种原始材料，供维修时参考。

1.3故障诊断

故障诊断是进行数控机床维修的第二步，故障诊断是否到位，直接影响着排除故障的快慢，同时也起到预防故障的发生与扩大的作用。首先维修人员应遵循以下两条原则：

（1）充分调查故障现场。这是维修人员取得维修第一手材料的一个重要手段。

（2）认真分析故障的原因。分析故障时，维修人员不应局限于 CNC部分，而是要对机床强电、机械、液压、气动等方面都作详细的检查，并进行综合判断，达到确珍和最终排除故障的目的。

1）直观法。2）系统自诊断法。3）参数检查法。4）功能程序测试法。5）部件交换法。6）测量比较法。7）原理分析法。8）敲击法。9）局部升温法。10）转移法。

除了以上介绍的故障检测方法外，还有插拔法、电压拉偏法、敲击法等等，这些检查方法各有特点，维修人员可以根据不同的现象对故障进行综合分析，缩小故障范围，排除故障。

1.4维修方法

在数控机床维修中，维修方法的选择到位不到位直接影响着机床维修的质量，在维修过程中经常使用的维修方法有以下几种：

（1）初始化复位法。由于瞬时故障引起的系统报警，可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障，若系统工作存贮区由于掉电、拔插线路板或电池欠压造成混乱，则必须对系统进行初始化清除，清除前应注意作好数据拷贝记录，若初始化后故障仍无法排除，则进行硬件诊断。

（2）参数更改，程序更正法。系统参数是确定系统功能的依据，参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机，对此可以采用系统搜索功能进行检查，改正所有错误，以确保其正常运行。

（3）调节、最佳化调整法。调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节，修正系统故障。

（4）备件替换法。用好的备件替换诊断出坏的线路板，并做相应的初始化启动，使机床迅速投入正常运转，然后将坏板修理或返修，这是目前最常用的排故办法。

（5）改善电源质量法。目前一般采用稳压电源，来改善电源波动。对于高频干扰可以采用电容滤波法，通过这些预防性措施来减少电源板的故障。

（6）维修信息跟踪法。一些大的制造公司根据实际工作中由于设计缺陷造成的偶然故障，不断修改和完善系统软件或硬件。这些修改以维修信息的形式不断提供给维修人员。

（7）修复法。对数控机床的故障进行恢复性修复、调整、复位行程开关、修复脱焊、断线、修复机械故障等。

1.5维修记录到位

维修时应记录、检查的原始数据、状态较多，记录越详细，维修就越方便，用户最好根据本厂的实际清况，编制一份故障维修记录表，在系统出现故障时，操作者可以根据表的要求及时填入各种原始材料，供再维修时参考。

通常维修记录包括以下几方面的内容；（1）现场记录；（2）故障原因；（3）解决方法；（4）遗留的问题；（5）日期和停工的时间；（6）维修人员情况；（7）资料记录。

2.小结

数控机床维修技术的实施，提高重复性故障的维修速度，提高维修者的理论水平和维修能力，有利于分析设备的故障率及可维修性，改进操作规程，提高机床寿命和利用率，并能充分实现资源共享。使其具有可利用性、可持续发展性，为规范数控维修行业奠定坚实的基础。

【参考文献】

[1]孙伟.数控设备故障诊断与维修技术.北京国防工业出版社，2008.

[2]杨中力.数控机床故障诊断与维修.天津：天津理工大学出版社，2008.

[3]沈兵，历承兆.数控系统诊断与维修手册.北京机械工业出版社，2009.

[4]陈蕾，谈峰.浅析数控机床维护维修的一般方法[J].机修用造，2004，（10）.

数控机床系统维修技术 篇4

1 故障现象

该数控机床为捷克SKODA公司生产的数控200镗床:数控部分经过改造后采用SIEMENS840C系统、外置PLC控制方式;主轴和进给轴采用原SKODA公司配置的直流伺服系统。机床自1998年安装、改造以来一直存在各种故障, 处于半使用半停机的状态, 后来经过对机床控制原理的熟悉, 随着在维护过程中经验的不断积累, 该机床运行也比较正常。偶尔出现故障, 在维修中也有章可循, 较快地解决故障问题。但在这段时间里机床正常使用时, X轴出现了1160#ORDl2Contour monitoring报警。按复位键可以将报警消除, 重新运行X轴, 反复出现同样的报警, 造成机床不能正常运行。

2 故障检查

(1) 从参数上对机床数据进行调试

该报警为NC内部报警, 是由数控系统对进给轴运行过程进行监控所产生的报警。其主要原因有两点:1) 以大于MD3360参数中设定的运行速度, 超过了MD 3320参数中设定的允许公差带;2) 在升速或者制动阶段, 在由伺服增益系数指定的时间内, 轴没有达到规定的速度[1]。考虑到机床运行一段时间, 某些参数或者伺服驱动系统特性会改变, 影响机床正常的速度控制。为了分清数据问题还是机床外部的问题, 对X轴参数NC—MDaxis:monitoring目录下的机床数据中MD3320设定的允许公差带进行调整, 把原来的3 mm调整为5 mm, 开动X轴时把进给比率调到50%运行, 又出现同样的报警。说明故障仍然存在, 恢复原来的数据, 排除了机床数据所引起的问题。

(2) 针对伺服驱动系统的故障, 逐步对控制部分进行检查

对于机床的数控硬件部分, 集成度高, 相对其他控制部分出现的故障机会不大。从进给过程中来分析, 速度控制是由数控中的位置偏差计数器输出经D/A转换后, 输出0~10 V的模拟给定信号给驱动系统, 再由驱动单元对伺服电机进行驱动, 控制电机向消除偏差的方向旋转, 直到偏差为零时, 电机停止运动, 到达指定位置。如果驱动系统存在问题时, 也同样会产生该报警。于是对驱动系统进行了检查, 发现驱动系统中U、V相已经烧断主回路的熔断器。从进给驱动系统分析, 该直流伺服驱动系统采用两组代号为Y1、Y2共12个晶闸管、L1~L4电抗器和各个控制模块组成, 实现反并联可逆有环流调速。各个控制环节都是以模块的形式分开布置, 板后通过软线连接。根据原理图, 由代号为Y6组成的总控制环节主要包括:V-25B模块为速度给定和比较环节、控制调节由Z-17控制、电流环是由V-26A控制、脉冲分配和脉冲输出分别由G-15、G-16模块实现;由代号为Y7模块提供各个控制模块所需要的电源和同步信号。其中K-08检测模块发光二极管亮时, 为系统正常状态指示。

出现熔断器熔断 (熔断器为250 A, 说明系统主回路中瞬时电流大, 而造成主回路电流大的原因主要有:1) 驱动器电源短路;2) 直流伺服电机换向器出现短路;3) 可控硅击穿形成短路;4) 驱动器存在故障[1]。逐项进行检查:电源进线正常, 电机换向器表面也光滑, 各个碳刷也接触良好, 没有短路的痕迹;在可控硅输出端不接电机并且把各个可控硅的阻容吸收器拆开的情况下, 用500 V摇表逐个对可控硅进行测量, 电阻值为40~100 MΩ之间。说明电机、可控硅都没有问题;对于驱动控制模块则采用交换的方法, 把Y轴驱动控制模块按顺序逐块地更换到X轴。于是重新换上相同安培的熔断器, Y轴试运行正常, 说明原来X轴的各个模块没有问题。X轴手动、加工都没有出现问题, 可是没过多久, 又出现了相同报警、熔断器熔断的现象 (这就给我们查找故障和测试带来了一定的困难) , 而且还发现K—08检测模块指示灯不亮了。

(3) 根据控制模块的故障现象, 采用相应的措施对各个信号进行检测

为了避免熔断器再次熔断, 取得在正常运行时, 速度比率为30%时的电流为12 A的情况下, 考虑用断路器来暂时替代熔断器。因为断路器瞬时脱扣电流为额定电流的5~10倍, 选20 A的断路器, 其最大瞬时脱扣电流200 A小于晶闸管的额定电流, 可以起到短路保护作用[2]。经过反复的试车观察, 故障出现了随机性, 而且还有个特点:在运行或起动时会随机产生1160报警, 但断路器没有断开;有时在停止进给时, 不但产生1160报警, 而且断路器断开了。针对K-08检测模块的各个信号, 从板后进行检测如图1。

在系统正常时所测量的各输入端点信号如下:21、25都为15 V;9、17、13都是7.5 V。根据所测量的电压, 再与Z轴K-08检测模块各个信号进行相比较, 电压值完全相同, 这就带来一个疑问:驱动模块都交换试过了, 难道在系统出现故障时检测到某个信号在变化。带着这个问题, 通过反复的观察, 发现在开机启动的过程中, K-08检测模块单元的发光二极管突然灭了, 也就是说控制逻辑电路输出高电平使T2导通, B1继电器动作, 短接了发光二极管。马上对其各个输入端进行检测, 测得9、13端的电压值分别为7.5 V, 而17端的电压值仅为1 V, 约几十秒后又为7.5 V。根据原理图, 17、13端的信号为同步输入检测信号, 为了验证该信号的变化特点, 利用示波器再对17端的波形进行监测, 波形如图2;经过一段时间监测, 发现其波形突变为一直线, 如图3所示, 也就是说17端电压值仅为1V。

3 故障分析

根据以上检查结果, 17端的信号来自Y7模块板, 该模块板固定在同步变压器上, 安装在整个驱动器后面, 所以X轴与Y轴驱动模块交换试车时没有把Y7模块板调换。Y7模块板主要功能为系统提供稳压电源和各相同步电源的信号, 由此看来驱动器主回路的电流大原因:是由于Y7模块中同步控制信号17端电压值过低, 造成同步脉冲信号丢失引起的。为了使到晶闸管在每个周期都在相同的控制角α触发导通, 触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压也就是电源同步, 并与电源波形保持固定的相位关系。因为主回路采用反并联可逆有环流调速, 由于两组晶闸管都参于工作, 为了防止在两组晶闸管之间出现直流环流, 当一组晶闸管工作在整流状态时, 另一组工作在待逆变状态。

在调速过程中, 同步信号丢失引起触发脉冲控制逻辑出错, 造成触发脉冲丢失。那么, 在起动或进给时, 晶闸管工作在整流状态, 由于触发脉冲丢失, 使已导通晶闸管会在经过自然换向点自行关断后, 晶闸管输出断续, 形成直流电压、电流减小, 电机速度降低, 引起在升速或者运行阶段, 在由伺服增益系数指定的时间内, X轴在进给过程中没有达到规定的速度, 从而产生1160报警;而在停机时, 晶闸管工作在逆变状态, 电动机运行在发电机状态, 导通的晶闸管始终承受着正向反压, 这时晶闸管触发控制电路必须在适当时刻使导通的晶闸管受到反压而被迫关断。由于触发脉冲的丢失, 使已导通的晶闸管就会因得不到反压而继续导通, 并逐渐进入整流状态, 其输出电压与电动势成顺极性串联, 形成短路, 所以总是把交流侧熔断器烧断。而对于1160报警, 正因为熔断器熔断, 属于缺相运行, 所以产生该报警。

4 故障解决

Y7模块的输入信号是由同步变压器检测到的三相电源信号, 各相分别独立控制, 同步信号经阻容滤波后由MAA741进行放大, MZHl45逻辑反相输出。U相的电路简图如图4所示。

把Y7模块板拆下后, 初步测量各个元件并没有发现什么问题, 该板在使用过程中出现波形不正常, 通电时会产生随机故障。为了进一步判断该模块的故障所在, 采用外供电源独立测试Y7模块的办法:在Y7模块加上±15 V电源, 利用信号发生器在Ui端输入正弦波信号, 再用示波器检测各个点的波形。经过详细的观察, 其中MAA741运算放大器输出端6的波形为正负方波, 但是时间略长一些则变为无方波输出, 而且呈高电平状态。6端输出高电平, U相输出则为低电平。排除了电路中C7电容有可能存在故障后, 在此, 可以确定MAA741运算放大器有问题:由于放大器特性发生了变化或者受到温度的影响, 在输入信号不变的情况下, 其输出电压会突变[2]。最终确定故障所在, 根据原理图中MAA741运算放大器的各个外引线, 通过详细地查《常用电子元件手册》对应把该放大器集成更换为LM741后, 重新对各点进行测试, 输出波形正常, 没有出现突变的现象, 说明故障已经排除。于是装上Y7模块板通电试运行, 再也没有出现1160 ORDl2 Contour monitoring轮廓监控报警, 系统恢复了正常运行。

5 结束语

通过这次对伺服驱动系统典型故障的处理, 给了维护数控设备工作方面一个启示:对故障的处理重点在于诊断。以理论指导实践, 根据不同的故障原因, 利用手中的器件采取相应的措施和办法进行分析和排除, 从而去确定故障所发生的部分, 这样才能进一步解决问题。而在寻找故障过程中的应变和分析能力一方面靠经验的积累, 更重要的是决定于对系统的了解和掌握程度, 这也要求维修人员要不断地进行学习与探索, 从而提高自身的知识和专业水平。

摘要：数控200镗床因为数控系统报警而不能正常工作, 根据报警的提示, 综合分析了故障可能发生的部位, 逐步对控制系统进行检查、排除。最终解决了伺服驱动系统中, 因运算放大器引起的同步脉冲丢失造成的故障, 从而保证了数控机床的正常运行。

关键词：数控机床,伺服驱动系统,监测,同步信号

参考文献

[1]王佩夫.数控机床故障诊断及维护[M].北京:机械工业出版社, 2000.

数控机床系统维修技术 篇5

一、数控机床常见电器故障分析

（一）电源故障

在数控机床运行的过程中，电源设备发挥着突出的作用，是为数控机床运行操作提供电能供应的主体设备之一。在实际生产过程中，数控机床的电子系统很容易受到电流或者电压的影响产生故障问题。同时，在电源没有故障的情况下，一旦电能供应不足也会对数控机床的运行效率造成影响。在以往的数控机床电源故障问题中可以发现，电源故障问题不仅会对数控机床的安全生产造成影响，严重的还可能引发电器系统死机的问题，使系统内部的数据信息遗失，对整个机床系统的安全性带来极大威胁。为了避免上述问题的发生，在进行数据机床安装作业时，还需要根据数据机床的运行特点以及供电需求，在特定的区域内配置单独的配电箱，使整体控制系统与各个电器设备的电源设备分别设立。

（二）短路故障

数控机床系统在运行的过程中，由于接通电阻小于导体的情况所引发的线路短路故障较为常见，这种短路故障如果不能得到有效控制，必定会对数控机床系统的.程序作用造成影响。而数控机床程序失控的现象会导致大量生产材料浪费。针对此类问题，在发现数控机床运行失控情况时，需要采取关停的方式，降低短路故障对数控机床相应设备的影响率。同时，相应人员还需要对数控机床的相应设备进行及时检修，找出短路故障问题的诱因，从而采取有效的措施修复故障问题。对于电源短路现象来说，在此过程中形成的电流会直接经由导线进入电源设备内部，对电源设备的安全运行带来极大威胁。而电器短路问题会引发电器设备的大范围故障，严重的还可能导致电器烧毁，对于数控机床的安全生产带来较大影响。针对此类问题，可以采取分段检查的方式对短路故障进行排除。

（三）控制器故障

此类故障发生的原因主要是触电烧灼，影响线路接触效果。统所用开关要保证其负荷量满足运行需求，减少继电器使用数量。数控机床系统中继电器应用数量越多，则其诱发故障的概率越高，并且存在很多不易察觉的故障隐患。因此，在系统设计安装时，必须要做好继电器的管理，确保其设计的合理性，并且在后期使用过程中需要安排专业技术人员进行全面检修养护，为机床营造一个良好的运行环境，消除存在的各类故障隐患。

二、数控机床电器故障检修的要点内容

（一）完善检修方案

为了保证对数据机床故障问题的准确查找，在发生故障问题时，应该及时上报给专业的维修人员，并且对故障发生的整个过程进行详细描述。故障维修人员会根据机床故障的发生过程，对各类机床数据信息进行全面分析，结合以往的故障检修经验对本次故障原因进行确认，之后采取专业的维修手段，处理故障问题，在短时间内排除故障问题，保证数控机床的运行效率。

（二）确定故障检修顺序

先检查后通电。在进行故障检修的过程中，为了避免对检修人员人身安全造成影响，需要在断电的情况下对机床设备进行全面检查。检修人员在初步确认故障问题之后，需要对故障的性质进行有效判断。先软件后硬件。对于数控机床系统软件出现的故障问题，需要考虑保护系统软件数据的内容。在对具体故障进行修复之前，需要先测试系统软件的性能，确保其为正常运行的状态且内部参数完整，再依据机床故障问题对相应的硬件设施进行检修。

参考文献：

[1]朱东旭,李笑宇.数控机床电气系统的故障诊断与维修策略研究[J].山东工业技术,(20):15.

数控机床系统维修技术 篇6

【关键词】数控机床；电气故障诊断；维护

一、绪论

数控机床系统在使用过程中免不了会发生故障，主要是由于数控机床系统原本应有的某些功能出现缺失造成。故障的原因和表现形式都是不一样的，实际操作中具有一定的差别。但是不管是其中的哪一种故障，在对故障进行诊断的过程里，是有着一些原则和技巧可以遵循的。

二、排障原则

排障工作主要包括以下几个方面：1.首先对故障展开充分调查，仔细询问操作者，搞清故障出现的整个过程中出现了什么样的现象，采用了哪些措施。其后再对现场的情况进行仔细的勘察；2.在排查引发故障的原因时，一定要具有非常开阔的思路，不管是集成电器，还是机械因素，只要有可能引发故障的因素存在，就要将其详细地罗列出来。分别对这些原因进行优化和选择，将其中最有可能引发故障的原因找出。

除了需要掌握专业知识以外，进行故障诊断的人员还需要实际工作的经验和一定的技术操作水平，工作人员工作时必须结合实际进行思考，借助平时对机床实际工作的了解程度来掌握机床的故障，这样才可以起到举一反三的结果。除了这些之外，工作人员还要有与维修与实际经验相关的资料，比如图纸和说明书等等。

三、故障处理的思路

不同的数控系统之间互相具有的设计思想也是各异的，但是不管是哪一种系统，他们具有极其相依的原理以及构成。所以当机床有故障出现的时候，维修人员针对故障所需要展开的维修思路必须是清晰的：首先对故障现场进行调查，对于故障现象要做的及时明确、还要弄清楚故障性质，对于故障信息应该尽可能地进行掌握，在出手开始修理之前要做到深思熟虑，以免故障出现扩大。依靠已经得到的故障信息就可以初步明确故障具有的复杂程度，同时将可能出现故障的部位和可能出现故障的疑点罗列出来。将需要用到的技术资料准备好，将这样资料作为分析故障的基础，将可能排除故障的合理方案设计出来。

四、故障处理方法

数控机床的核心就是数控系统，数控系统是否可以可靠地运行，会对整个设备的运行都起到重大的影响。下面就是常见的一些对于故障进行确定和排除的方法。

4.1对数控系统硬件、软件具有的报警功能进行利用

现在应用的许多数控系统里面都有许多硬件报警指示装置，这些装置可以有效地对数控系统自身的可维护性进行提高。数控机床自带的CNC系统普遍都带有自诊断功能，系统在进行工作的过程中，可以凭借自诊断程序迅速对可能出现故障的系统进行检测。如果有故障被检测到，就会马上用报警的方式将面板上的报警指示灯电量，同时，该功能还可以对故障进行分类后再报警处理。

4.2数控机床简单故障报警处理的方法。

一般的数控机床都有一定的自警功能，可以针对系统硬件和软件所处的工作状态进行随时的监测，数控机床绝大多数的故障都可以从报警提示中得知，根据这些出现的提示，就可以对机床的故障进行测定，使故障更快地得到处理和排除，提高机床的寿命和使用效率。

4.3直接观察法。

直接观察法主要借助的是人的感觉器官，通过对故障发生前后所出现的一些异常的外部现象来对故障进行排查的一种方法。在对数控系统故障进行处理的整个过程当中，这是最基本的一条切入点，也是最能够直接产生效果的方法，针对一般出现的简单故障都可以使用这种方法解决问题。

4.4借助状态判断法。

现代数控系统不仅仅只能把针对故障分析的信息显示出来，还可以以诊断地址和诊断方式，把诊断过程中的各个环节显示出来。

五、故障举例

5.1数控机床排屑器故障分析及其改进。

现场工作工作人员首先对电机进行拆卸，然后开始试着运行点击，运行后得到的结果是正常的，所以电机发生故障就可以被排除掉，同时检查电动机传动轴上键槽内没有应该存在的键，所以大体上可以判断引发故障原因为电机轴与排屑螺旋杆发生分离，再继续进行分析，由于传动键所受到的力处于时刻变化的状态，这个时候如果把传动键分割开来，分割后的每一个部分则都可以看成是具有独立性的横梁，所以可以进行振动分析。

通过分析传动键的受力情况，发现其拥有了微动磨损产生的条件，所以属于微动磨损的范畴，通过搜索后，看到键掉落到螺旋杆管孔里面，键本身处于完好的状态，只是稍微有些磨损，所以键压溃和键磨损这两条也可以排除掉了，此次可以判定引发故障的原因就是键脱落，导致螺旋排屑杆和电机轴发生脱离，不再具有传动力。把键重新装上，电机重新进行装配，电机恢复正常的工作状态。

结束语

当故障证明被排除后，维修工作并没有就此结束，还需要从技术与管理这两个方面来分析导致故障出现的一些深层原因，并且实施一些补救措施，避免同类故障第二次出现。必要时，可依据实际条件借助成熟的技术来改造设备或者是对设备进行改进。将故障排除好，再尽快地进行解决。把线路进行整理，再将机床所有动作试着运转一次，如果一切正常，就可以交付使用。同时，操作人员要继续做好观察工作。坚持一段时间，要对机床的运行状况向工人进行询问，同时对故障点开展二次全面检查。最好详细的记录，把每一个过程记录下来，比如维修时间、故障原因及更换的部件等。不断在排除故障过程中吸取知识，建立学习计划，达到充实个人的目的。

参考文献

[1] 彭三顺，王宏伟，翟冉兵. 数控机床常见故障诊断及维修[J]. 机床修理. 2010（04）

[2] 唐富民，刘云涛，王熹微. 数控机床常见元件故障诊断[J]. 机床与液压. 2009（10）

[3] 杨山峰，王国运. 数控机床检测与维修[J]. 机床新工艺. 2008（01）

[4] 杨信忠，彭玉祁. 浅析数控系统故障判断与排除法[J]. 机床与液压. 2009（11）

数控机床控制技术与机床维修 篇7

1 数控机床控制技术

数控机床电气控制系统综述一台典型的数控机床其全部的电气控制系统。

(1) 数据输入装置将指令信息和各种应用数据输入数控系统的必要装置。它可以是穿孔带阅读机 (已很少使用) , 3.5in软盘驱动器, CNC键盘 (一般输入操作) , 数控系统配备的硬盘及驱动装置 (用于大量数据的存储保护) 、磁带机 (较少使用) 、PC计算机等等。

(2) 数控系统数控机床的中枢, 它将接到的全部功能指令进行解码、运算, 然后有序地发出各种需要的运动指令和各种机床功能的控制指令, 直至运动和功能结束。

(3) 可编程逻辑控制器是机床各项功能的逻辑控制中心。它将来自CNC的各种运动及功能指令进行逻辑排序, 使它们能够准确地、协调有序地安全运行;同时将来自机床的各种信息及工作状态传送给CNC, 使CNC能及时准确地发出进一步的控制指令, 如此实现对整个机床的控制。

(4) 主轴驱动系统接受来自CNC的驱动指令, 经速度与转矩 (功率) 调节输出驱动信号驱动主电动机转动, 同时接受速度反馈实施速度闭环控制。它还通过PLC将主轴的各种现实工作状态通告CNC用以完成对主轴的各项功能控制。通常CNC中也设有主轴相关的机床数据, 并且与主轴驱动系统的参数作用相同, 因此要注意二者取一, 切勿冲突。

(5) 进给伺服系统接受来自CNC对每个运动坐标轴分别提供的速度指令, 经速度与电流 (转矩) 调节输出驱动信号驱动伺服电机转动, 实现机床坐标轴运动, 同时接受速度反馈信号实施速度闭环控制。它也通过PLC与CNC通信, 通报现时工作状态并接受CNC的控制。

(6) 电器硬件电路随着PLC功能的不断强大, 电器硬件电路主要任务是电源的生成与控制电路、隔离继电器部分及各类执行电器 (继电器、接触器) , 很少还有继电器逻辑电路的存在。但是一些进口机床柜中还有使用自含一定逻辑控制的专用组合型继电器的情况, 一旦这类元件出现故障, 除了更换之外, 还可以将其去除而由PLC逻辑取而代之, 但是这不仅需要对该专用电器的工作原理有清楚的了解, 还要对机床的PLC语言与程序深入掌握才行。

(7) 机床 (电器部分) 包括所有的电动机、电磁阀、制动器、各种开关等。它们是实现机床各种动作的执行者和机床各种现实状态的报告员。这里可能的主要故障多数属于电器件自身的损坏和连接电线、电缆的脱开或断裂。

(8) 速度测量通常由集装于主轴和进给电动机中的测速机来完成。它将电动机实际转速匹配成电压值送回伺服驱动系统作为速度反馈信号, 与指令速度电压值相比较, 从而实现速度的精确控制。这里应注意测速反馈电压的匹配联接, 并且不要拆卸测速机。由此引起的速度失控多是由于测速反馈线接反或者断线所致。

(9) 位置测量较早期的机床使用直线或圆形同步感应器或者旋转变压器, 而现代机床多采用光栅尺和数字脉冲编码器作为位置测量元件。它们对机床坐标轴在运行中的实际位置进行直接或间接的测量, 将测量值反馈到CNC并与指令位移相比较直至坐标轴到达指令位置, 从而实现对位置的精确控制。位置环可能出现的故障多为硬件故障, 例如位置测量元件受到污染, 导线连接故障等。

(10) 外部设备一般指PC计算机、打印机等输出设备, 多数不属于机床的基本配置。使用中的主要问题与输入装置一样, 是匹配问题。

2 数控机床运动坐标的电气控制数控组成

数控机床运动坐标的电气控制数控机床一个运动坐标的电气控制由电流 (转矩) 控制环、速度控制环和位置控制环串联组成。

(1) 电流环是为伺服电机提供转矩的电路。一般情况下它与电动机的匹配调节已由制造者作好了或者指定了相应的匹配参数, 其反馈信号也在伺服系统内联接完成, 因此不需接线与调整。

(2) 速度环是控制电动机转速亦即坐标轴运行速度的电路。速度调节器是比例积分 (PI) 调节器, 其P、I调整值完全取决于所驱动坐标轴的负载大小和机械传动系统 (导轨、传动机构) 的传动刚度与传动间隙等机械特性, 一旦这些特性发生明显变化时, 首先需要对机械传动系统进行修复工作, 然后重新调整速度环PI调节器。

(3) 位置环是控制各坐标轴按指令位置精确定位的控制环节。位置环将最终影响坐标轴的位置精度及工作精度。这其中有两方面的工作:

一是位置测量元件的精度与CNC系统脉冲当量的匹配问题。测量元件单位移动距离发出的脉冲数目经过外部倍频电路和/或CNC内部倍频系数的倍频后要与数控系统规定的分辨率相符。例如位置测量元件10脉冲/mm, 数控系统分辨率即脉冲当量为0.001 mm, 则测量元件送出的脉冲必须经过100倍频方可匹配。

二是位置环增益系数Kv值的正确设定与调节。通常Kv值是作为机床数据设置的, 数控系统中对各个坐标轴分别指定了Kv值的设置地址和数值单位。在速度环最佳化调节后Kv值的设定则成为反映机床性能好坏、影响最终精度的重要因素。Kv值是机床运动坐标自身性能优劣的直接表现而并非可以任意放大。关于Kv值的设置要注意两个问题, 首先要满足下列公式:

式中v———坐标运行速度, (m/min) ;

Δ———跟踪误差, (mm) 。

注意, 不同的数控系统采用的单位可能不同, 设置时要注意数控系统规定的单位。

其次要满足各联动坐标轴的Kv值必须相同, 以保证合成运动时的精度。通常是以Kv值最低的坐标轴为准。

位置反馈有3种情况:

(1) 没有位置测量元件, 为位置开环控制即无位置反馈, 步进电机驱动一般即为开环;

(2) 是半闭环控制, 即位置测量元件不在坐标轴最终运动部件上, 也就是说还有部分传动环节在位置闭环控制之外, 这种情况要求环外传动部分应有相当的传动刚度和传动精度, 加入反向间隙补偿和螺距误差补偿之后, 可以得到很高的位置控制精度;

(3) 全闭环控制, 即位置测量元件安装在坐标轴的最终运动部件上, 理论上这种控制的位置精度情况最好, 但是它对整个机械传动系统的要求更高而不是低, 如若不然, 则会严重影响两坐标的动态精度, 而使得机床只能在降低速度环和位置精度的情况下工作。影响全闭环控制精度的另一个重要问题是测量元件的精确安装问题, 千万不可轻视。

3 结语

电子技术、信息技术、网络技术、模糊控制技术的发展使新一代数控系统技术水平大大提高, 促进了数控机床产业的蓬勃发展, 也促进了现代制造技术的快速发展。现代制造业正在迎来一场新的技术革命。

参考文献

[1]至骏.机床数控技术[M].北京, 机械工业出版社, 1983

[2]董龚洪浪.提高数控车床加工质量的措施[J].机械工人 (冷加工) , 2006 (1)

[3]武友德.数控原理与系统[M].北京:机械工业出版社, 2004

[4]王侃夫.数控机床控制技术与系统.北京:机械工业出版社, 2008 (2)

数控机床系统维修技术 篇8

1 实例1

我院数控实训基地一台VC6045立式数控加工中心, 采用华中数控系统HNC-21M, 新学期开机试运行, 系统不能复位, 始终处于急停状态, 不能解除。

首先检查机床的“急停”回路:检查超程限位开关的常闭触点;检查急停按钮 (XS8和XS20) 的常闭触点, 都没有发现问题。关机断电, 用万用表仔细检查急停回路, 没有发现问题。

检查PLC程序, 将安装有华中数控系统软件的CF卡取下, 进行磁盘检查, 未发现数据丢失。检查KA中间继电器, 中间继电器发光二极管绿色指示灯亮, 未发现明显异常。

最后, 检查PLC中规定的系统复位所需要完成的信息是否未满足要求。由于现场没有电气原理图, 按照华中数控系统典型数控系统电气原理图1进行检查, 对照机床实际进行分析。

PLC中规定的系统复位所需要完成的信息为“外部运行允许”信号和“伺服OK”信号正常, “外部运行允许”信号对应急停回路, 经检查正常;“伺服OK”信号对应伺服模块, 经检查伺服电源正常, 驱动器无报警信号, PLC中规定的系统复位所需要完成的信息满足。

分析至此, 陷入了难解的局面, 由于出现故障同型号机床只有一台, 难以进行状态比较, 故障一时难以解决。

经与机床操作人员沟通确认, 故障机床放假前 (6月底) 使用正常, 暑假结束 (9月份) 开机试运行即出现故障, 机床有两个月没有加电运行。重新梳理思路, , 将PLC状态调出, 多次按下、松开急停按钮, 仔细观察系统上电时PLC各状态位, 按下、松开急停按钮, 中间继电器KA2要断开、吸合。安照操作规程, 每次开机、关机, 都需要先按下急停按钮, 也就是中间继电器KA2都要动作, 根据经验, 经常运动的部件故障率较高。马上关机断电, 换上同型号的继电器, 开机, 松开“急停”按钮, 系统正常, 故障得以解除。

分析:我校地处江南, 梅雨季节空气比较潮湿, 暑假有两个月时间没有开机加电运行, 中间继电器KA2发生了锈蚀, 线圈得电, 发光二极管指示灯亮, “发光二极管指示灯亮”显示的是假动作, 此时其常开触点并没有真正闭合, 导致Y0.0“外部运行允许”信号故障, 系统不能复位, 始终处于急停状态。

2 实例2

一台CK6140数控卧式车床, 采用华中世纪星HNC-21T系统, 开机上电后显示器不亮, 黑屏, 键盘指示灯也不亮。

该车床配置彩色8.4TFT液晶显示屏, 上电后黑屏, 键盘指示灯不亮, 说明数控系统没有启动。

首先检查电源部分, 世纪星 (工控机) 和液晶显示屏使用的电源是由开关电源提供, DC24V, 打开电气柜门, 发现开关电源指示灯不亮, 初步判断为开关电源故障。马上断电, 用万用表检查世纪星电源部分输入阻抗, 发现世纪星内部有短路故障。

打开世纪星, 依次拆下CPU板、电源板、NC板并仔细检查, 保险未熔断, 没有发现明显短路痕迹。检查液晶显示屏, 也未发现短路现象, 仔细从世纪星的电源输入部分逐级检查, 在一块线路板上发现一电解电容鼓起, 焊下, 更换同型号电容后, 检查电源部分输入阻抗, 正常, 系统上电, 故障排除。此案例为电解电容老化造成电源短路故障, 查询《世纪星数控装置连接说明书》第1-6页, “在通常情况下应用时, 电解电容器最好每10年更换一次”, 得到了证实。

经验:电解电容老化造成电源短路故障属于常见故障, 此次案例后将车间世纪星老化的电解电容全部进行了更换。

3 实例3

一台CK6140数控卧式车床, 采用华中世纪星HNC-21T系统, 运行过程中出现“死机”故障。

首先, 检查电源部分, 世纪星配置的电源为台湾明玮开关电源, 输入为交流220V, 输出为DC24V, 开关电源同时给世纪星数控装置和PLC端子板供电, 经过计算, 电源功率足够, 输出DC24V输出非常稳定, 可以排除电源部分故障。为了进一步确认, 讲世纪星接入PC键盘, 开机时按“F8”键, 只运行DOS系统, 不运行HNC-21T数控系统软件, 运行DOS下内存测试软件进行拷机2小时, 没有出现死机故障。说明数控系统软件导致的死机故障, 仔细检查系统参数, 没有发现问题, 尝试将备份参数进行恢复, 开机时运行, “死机”故障没有排除。把此机床备份的数控系统软件进行恢复, “死机”故障还是没有排除。重新梳理了一下思路, 恢复备份软件是使用以下DOS命令“XCOPY*.*C:/V”, 加入了“/V”恢复时进行校验, 发现恢复到其中一个文件时写入磁盘数据出错, 运行“SCANDISK”磁盘检查工具, 发现磁盘数据存在问题, 进行修复后, 重新恢复系统软件, “死机”故障解除。

分析:CK6140数控车床, 配置的为DOC电子盘。咨询询厂商技术支持, DOC电子盘可靠使用期限为10年左右, 此次出现故障机床适用有9年多了, 此次出现“死机”故障为DOC电子盘使用时间较长, 达到器件正常设计使用年限, 电子盘存储器工作不可靠, 导致系统文件数据丢失, 出现“死机”故障。

4 结束语

数控机床进行维修和分析排除后的总结与提高工作是排故的第三阶段, 也是十分重要的阶段, 应引起足够重视。

总结提高工作的主要内容包括:详细记录从故障的发生、分析判断到排除全过程中出现的各种问题, 采取的各种措施, 涉及到的相关电路图、相关参数和相关软件, 其间错误分析和排故方法也应记录并记录其无效的原因。除填入维修档案外, 内容较多者还要另文详细书写。从较典型的故障排除实践中找出常有普遍意义的内容作为研究课题进行理论性探讨, 从而达到提高的目的。

以上是本人在工作与学习中的一点体会, 有不当之处, 请大家原谅!

摘要：通过分析实际教学生产过程中数控机床故障诊断维修的案例, 从故障现象、产生的原因等方面入手, 据理析象, 采取了一些有效的故障处理方法。

关键词：数控机床,急停,无报警故障,诊断

参考文献

[1]潘海丽.数控机床故障分析与维修 (第二版) [M].西安:西安电子科技大学出版社, 2008.

关于数控机床维修技术的探讨 篇9

1 数控机床故障分析

1.1 数控机床故障记录。

数控机床在运行的过程中, 很容易出现故障问题, 在发生故障后, 工作人员先要停止机床, 还要做好故障记录工作, 保护故障现场, 然后通知技术人员进行维修。故障发生时记录的具体内容包括:a.对故障机床的型号、控制系统的型号以及系统软件版本号进行记录。b.对数控机床故障发生的位置以及故障现象进行记录。c.对数控机床采用的控制系统的操作方式进行记录。d.对采用自动化运行的数控机床故障的加工程序号进行记录, 比如程序的段号、刀具号等。e.有的数控机床发生故障的原因主要是精度不高、误差过大等, 工作要对加工构件的工件号进行记录, 还要对不合格的工件进行保留。f.有的数控机床在发生故障时会发出警报, 工作人员要对警报号以及警报显示的情况进行记录。g.操作人员要对坐标轴移动速度、方向进行记录, 对主轴的转速以及转向进行详细的记录。

数控机床操作人员要分析故障出现的频率, 要善于总结故障的规律或者周期, 还要考虑故障发生的环境, 在对零件加工时出现故障, 还要对工件的型号进行记录, 对加工该零件时总共出现的故障进行概率分析。在分析故障原因时, 要综合考虑, 检查故障是否与换刀方式、切削方式有关。有的故障具有规律性, 操作人员要做好记录工作, 要将外界因素加进去, 这样才能保证故障分析的全面性。

1.2 故障检查与诊断。

为了降低数控机床出现故障的概率, 技术维修人员需要对故障出现的原因进行分析, 要对机床进行全面的故障诊断, 这有助于采取具有针对性的措施进行解决。技术人员需要仔细查找故障存在的原因, 要结合故障记录, 对故障发生的原因、现象以及引起的后果进行综合性分析。在故障检查与诊断的过程中, 还要了解数控机床的工作原理。提高故障诊断的水平, 可以及时确诊出故障, 并解决故障, 可以保证数控机床正常运行。故障检查时, 操作人员需要对机床的工作状况、运转情况以及机床与系统的连接情况进行仔细的检查。

在故障诊断时, 要参考故障检查结果, 维修人员要进行故障现场的调查, 还要对故障原因进行合理的分析, 并找到有效的措施排除故障, 在诊断时, 可以从机械、液压以及气动等方面综合考虑, 要合理应用诊断方法, 保证工作的高效性。修人员可以根据不同的现象对故障进行综合分析, 缩小故障范围, 排除故障。

2 数控机床维修技术分析

设备维修方式可以分为事后维修、预防维修、改善维修、预知维修或状态检测维修、维修预防等, 选择最佳的维修方式, 是要用最少的费用取得最好的修理效果。如果从修理费用、停产损失、维修组织工作和修理效果等方面去衡量, 每一种维修方式都有它的优点和缺点。现代数控机床具有自动检测、自动诊断功能。对数控机床的维修, 可以选择预知维修或状态检测维修的方式。这是一种以设备状态为基础的预防维修, 在设计上广泛采用检测系统, 在维修上采用高级诊断技术, 根据状态监视和诊断技术提供的信息, 判断机床的异常, 预知机床的故障, 在故障发生前进行适当维修。在数控机床维修中, 维修方法的选择到位不到位直接影响着机床维修的质量, 在维修过程中经常使用的维修技术有以下几种:

2.1 初始化复位法。

由于瞬时故障引起的系统报警, 可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障, 若系统工作存贮区由于掉电、拔插线路板或电池欠压造成混乱, 则必须对系统进行初始化清除, 清除前应注意作好数据拷贝记录, 若初始化后故障仍无法排除, 则进行硬件诊断。

2.2 参数更改, 程序更正法。

系统参数是确定系统功能的依据, 参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机, 对此可以采用系统搜索功能进行检查, 改正所有错误, 以确保其正常运行。

2.3 调节、最佳化调整法。调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节, 修正系统故障。

2.4 备件替换法。

用好的备件替换诊断出坏的线路板, 并做相应的初始化启动, 使机床迅速投入正常运转, 然后将坏板修理或返修, 这是目前最常用的排故办法。

2.5 改善电源质量法。

目前一般采用稳压电源, 来改善电源波动。对于高频干扰可以采用电容滤波法, 通过这些预防性措施来减少电源板的故障。

2.6 维修信息跟踪法。

一些大的制造公司根据实际工作中由于设计缺陷造成的偶然故障, 不断修改和完善系统软件或硬件。这些修改以维修信息的形式不断提供给维修人员。

2.7 修复法。对数控机床的故障进行恢复性修复、调整、复位行程开关、修复脱焊、断线、修复机械故障等。

2.8 维修记录。

维修时应记录、检查的原始数据、状态较多, 记录越详细, 维修就越方便, 用户最好根据本厂的实际清况, 编制一份故障维修记录表, 在系统出现故障时, 操作者可以根据表的要求及时填入各种原始材料, 供再维修时参考。维修记录包括:a.现场记录;b.故障原因;c.解决方法;d.遗留的问题;e.日期和停工的时间;f.维修人员情况;g.资料记录。

结束语

数控机床是机械制造业生产应用的主要设备, 其在运行的过程中, 会受到外界因素的影响, 会出现较多的故障问题, 这会影响系统的正常运行, 会影响企业的经济效益, 为了降低数据机床出现故障的概率, 操作人员需要记录故障情况, 技术维修人员要根据故障诊断结果, 采取有效的技术进行修理, 要提高维修的水平, 还要提高数控机床的利用率。本文对数控机床维修技术进行了分析, 在诊断与维修的过程中, 要结合设备运行的环境, 要考虑环境因素对数控机床运行质量的影响。

摘要：数控机床维修是一项专业性较强工作, 其对维修人员提出了较高的要求, 维修人员必须了解数控机床常见的故障问题, 还要总结出有效的维修技术。在数控维修工作中, 存在混乱无序的现象, 这影响了数控行业的发展, 不利于提高维修的质量, 为了保证制造业更好的发展, 必须对维修的方法进行优化, 提高维修的效率, 这样才能促进数控维修行业更好的发展, 才能为保证数控机床正常的运转。下面笔者针对数控机床维修技术进行简单的分析与探讨, 以供参考。

关键词：数控机床,维修,技术,故障

参考文献

[1]索永圣.数控设备常见故障处理及维修工作研究[J].装备制造技术, 2014 (9) .

[2]杨红瑶.数控机床维修专业的教学特点及现状[J].科技创新与应用, 2013 (7) .

浅析数控系统的现场维修 篇10

当前, 随着机电技术、计算机技术、液压等技术的发展, 数控机床已经越来越多的应用在各种类型的生产部门。大体来讲, 数控机床的组成如图1所示。数控机床这样原理复杂、结构精密的装置来讲, 数控系统作为其核心控制指令的发出和接收装置, 其正常的工作和维修就显得十分必要了。

数控系统的维修包括维修前的准备、现场维修、维修后的工作等, 现就在实际生产中影响最大、作用突出的现场维修方面, 谈谈经验和体会。

现场维修是对数控机床出现的故障 (主要是数控部分) 进行诊断, 找出故障部位, 以相应的正常备件更换, 使机床恢复正常运行。此过程的关键是诊断, 即对系统或外围线路进行检测, 确定有无故障, 并对故障定位指出故障的确切位置。从整机定位到插线板, 在某些场合下甚至定位到元器件。这是整个维修工作的主要部分。

2 初步判别

通常在机床的相关资料较全时, 可通过资料分析判断故障所在, 或采取接口信号法根据故障现象判别可能发生故障的部位, 而后再按照故障与这一部位的具体特点, 逐个部位检查, 初步判别。

在实际应用中, 可能用一种方法即可查到故障并排除, 有时需要多种方法并用。对各种判别故障点的方法的掌握程度主要取决于对故障设备原理与结构掌握的深度。

3 报警处理

3.1 系统报警的处理

数控系统发生故障时, 一般在显示屏或操作面板上给出故障信号和相应的信息。通常系统的操作手册或调整手册中都有详细的报警号, 报警内容和处理方法。由于系统的报警设置单一、齐全、严密、明确, 维修人员可根据每一警报后面给出的信息与处理办法自行处理。

如我校使用的一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。经查维修手册, 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。

3.2 机床报警和操作信息的处理

机床制造厂根据机床的电气特点, 应用PLC程序, 将一些能反映机床接口电气控制方面的故障或操作信息以特定的标志, 通过显示器给出, 并可通过特定键, 看到更详尽的报警说明。这类报警可以根据机床厂提供的排除故障手册进行处理, 也可以利用操作面板或编程器根据电路图和PLC程序, 查出相应的信号状态, 按逻辑关系找出故障点进行处理。

我校一车削单元采用的是SINUMERIK 840C系统。机床在工作时突然停机。显示主轴温度报警。经过对比检查, 故障出现在温度仪表上, 调整外围线路后报警消失。随即更换新仪表后恢复正常。

4 无报警或无法报警的故障处理

当系统的PLC无法运行, 系统已停机或系统没有报警但工作不正常时, 需要根据故障发生前后的系统状态信息, 运用已掌握的理论基础, 进行分析, 做出正确的判断。下面阐述这种故障诊断和排除办法。

故障诊断方法:

1) 常规检查法

目测目测故障板, 仔细检查有无保险丝烧断, 元器件烧焦, 烟熏, 开裂现象, 有无异物断路现象。以此可判断板内有无过流, 过压, 短路等问题。

手摸用手摸并轻摇元器件, 尤其是阻容, 半导体器件有无松动之感, 以此可检查出一些断脚, 虚焊等问题。

鼻闻用鼻子闻一闻现场的味道, 尤其是用目测和手摸无法触及的部位, 当出现元器件烧焦, 烟熏现象时, 会有一些难闻的气味, 帮助我们判断故障出现的部位。

询问仔细询问现场操作人员, 故障出现前后的一些异常, 为分析和排除故障提供详细依据。

通电首先用万用表检查各种电源之间有无断路, 如无即可接入相应的电源, 目测有无冒烟, 打火等现象, 手摸元器件有无异常发热, 以此可发现一些较为明显的故障, 而缩小检修范围。

例如:在广州某工厂排除故障时, 机床的数控系统和PLC运行正常, 但机床的液压系统无法启动, 用编程器检查PLC程序运行正常, 各所需信号状态均满足开机条件。进一步检查中发现, PLC信号状态与图纸和设备上的标记不一致, 停机拔出电路板检查, 发现PLC两块输出板编址不对, 与另两块位置搞错, 经交换后, 机床正常运转。

2) 仪器测量法

当系统发生故障后, 采用常规电工检测仪器、工具 (如万用表等) , 按系统电路图及机床电路图对故障部分的电压, 电源, 脉冲信号等进行实测判断故障所在。如电源的输入电压超限, 引起电源监控可用电压表测网络电压, 或用电压测试仪实时监控以排除其它原因。如发生位置控制环故障可用示波器检查测量回路的信号状态, 或用示波器观察其信号输出是否缺相, 有无干扰。

例如, 某厂在排除故障中, 系统报警, 位置环硬件故障, 用示波器检查发现有干扰信号, 在电路中用接电容的方法将其滤掉后, 系统工作正常。如出现系统无法回基准点的情况, 可用示波器检查是否有零标记脉冲, 若没有可考虑是测量系统损坏。

用可编程控制器进行PLC中断状态分析:可编程序控制器发生故障时, 其中断原因以中断堆栈的方式记忆。使用编程器可以在系统停止状态下, 调出中断堆栈和块堆栈, 按其所指示的原因, 查明故障所在。在可编程序控制器的维修中这是最常用有效和快速的办法。

接口信号检查:通过用可编程序控制器检查机床控制系统的接口信号, 并与接口手册的正确信号相对比, 亦可查出相应的故障点。

诊断备件替换法:现代数控系统大都采用模块化设计, 按功能不同划分不同模块, 随着现代技术的发展, 电路的集成规模越来越大, 技术也越来越复杂, 按常规方法, 很难把故障定位到一个很小的区域。而一旦系统发生故障, 为了缩短停机时间, 我们可以根据模块的功能与故障现象, 初步判断出可能的故障模块, 用诊断备件将其替换, 这样可迅速判断出有故障的模块。在没有诊断备件的情况下可以采用现场相同或相容的模块进行替换检查, 对于现代数控的维修, 越来越多的情况采用这种方法进行诊断, 然后用备件替换损坏模块, 使系统正常工作。尽最大可能缩短故障停机时间, 使用这种方法在操作时注意一定要在停电状态下进行。还要仔细检查线路板的版本、型号、各种标记和跨接是否相同。对于有关的机床数据和电位计的位置应做好记录, 拆线时应做好标志。

利用系统的自诊断功能判断:现代数控系统尤其是全功能数控具有很强的自诊断能力, 通过实施时监控系统各部分的工作, 及时判断故障, 给出报警信息, 并做出相应的动作, 避免事故发生。然而有时当硬件发生故障时, 就无法报警, 有的数控系统可通过发光管不同的闪烁频率或不同的组合做出相应的指示, 这些指示配合使用就可帮助我们准确地诊断出故障模板的位置。如SINUMERIK 8系统根据MS100 CPU板上四个指示灯和操作面板上的FAULT灯的亮灭组合就可判断出故障位置。

最后, 在现场维修结束后, 应认真填写维修记录, 列出有关必备的备件的清单。建立用户档案, 对于故障时间、现象、分析诊断方法、采用排故方法等认真记录, 如果有遗留问题则更应详尽。这样不仅使每次故障都有据可查, 而且也可以积累维修经验。

总而言之, 可以用一下简单的图形 (图2) 对以上的故障内容做一概括。

5 结语

以上对于数控系统维修技术的阐述, 是本人在结合自身几年工作中的经验, 以及参考同行的基础上对数控系统现场维修这一难题的总结。虽然, 数控系统种类繁多, 故障千变万化, 维修方法也不尽相同, 一篇短文很难尽述。但本人仍希望把一些基本方法与思路写出来, 与大家交流, 以期能引起人们对数控系统维修技术的重视。

摘要：就数控系统的故障处理进行论述, 着重讲解其现场维修。

关键词：数控系统,现场维修,诊断方法

参考文献

[1]朱仕学.数控机床系统故障诊断与维修[M].北京:清华大学出版社, 2007.

[2]张振国.数控机床的结构与应用[M].北京:机械工业出版社, 1990.

[3]娄锐.数控机床[M].大连:大连理工大学出版社, 2006.

[4]VBZ640铣床说明书[Z].DMG, 2003.

数控机床系统维修技术 篇11

关键词：科技；数控技术；维修；发展；对策

数控技术的出现，为现代工业的发展，特别是机器依赖性强的企业的发展带来了新的发展契机。数控技术维修是建立在数控技术成熟发展的基础上的，其出现已经有一定的时间，在今天数控技术维修中，开始出现一系列的问题，想要保证数控技术继续有良好的发展趋势，继续服务与企业发展，那么就要解决好这些问题。

1.数控技术与数控技术维修

对于数控技术与数控技术维修的基本概念的理解，是分析数控技术维修中存在的问题以及解决这些问题的基础。

数控技术，就是以电脑技术和电脑程序为手段，根据数控人员事先编排好的程式对相关零件和机器的运作进行加工控制，最终实现对机器的控制技术。在今天计算机技术不断发展的环境下，对于计算机技术的应用反映了一个行业的现代化程度，所以说数控技术是机器生产行业的现代化的重要标志。数控技术维修，顾名思义，就是将数控技术应用在相关机器的维修上，它是以数控技术为基础发展起来的一项现代化技术，对于今天的机器维修发挥着重要的作用。

2.数控技术维修中存在的问题

可以说，当前形势下我国对于计算机等先进技术的应用是非常充分的，在数控技术维修中也是如此，充分发挥了计算机技术等现代技术的优势，大大提高了生产能力以及生产效率。但是，在看到我们发展中取得的成绩的同时，也应该注意到当前数控技术维修中存在的问题：

2.1专业数控技术维修人才缺乏

专业数控技术维修人才的缺乏是当前数控技术维修中存在的一个非常大的问题。人才对于任何一个行业的发展来讲，都是至关重要的，特别是在现代竞争非常激烈的情况下，掌握了人才才能占据发展的主动地位。数控技术维修行业与其它行业相比，其对于人才的要求更为严格，对于人才的需求也更大，由于数控技术维修是在计算机技术与数控技术的基础上发展而来的，而这两项技术本身就对技术能力有非常高的要求，将二者结合并进行提高而得来的数控技术维修，对于专业技术的需求自然更高，所以说，在数控技术维修中，从事工作的人员，必须具有较高的技术能力。但是以目前我国的数控技术维修的发展实情来看，专业的数控技术维修人才是非常不够，虽然我国的高校以及高职院校都开设了数控技术维修方面的专业课，但是对人才的培养的深度还是很有限的，以及教育中本身存在的弊端，导致数控技术维修方面的员工的工作能力还是很有限的，技术能力是有限的。总之，我国的专业数控技术维修人才不足是当前数控技术维修中存在的问题之一。

2.2对于数控技术维修的应用领域不够广泛

根据当前数控维修的发展现状来看，对于数控技术维修的应用一般都停留在一些较大的机器上，或者价值相对较高的机器上，而对于应用量较多，应用广泛的的中小型机器来讲，对于数控维修技术的应用还是非常少的，这不管是对中小型机器本身，还是对企业生产，以及数控维修技术的长远发展，都是非常不利的。首先，中小型机器占据我国企业生产操作中所需要的机器的大部分比重，对于这些机器的数控技术维修的缺乏，就直接影响到整个企业的生产效率，对机器的维修和保养等，进而影响到整个企业发展；其次，大型机器以及高新技术机器的数量毕竟是有限的，如果把应用空间简单的局限在这些机器上，那么数控维修技术的应用就会越来越少，最终使整个发展受限。所以说，对于数控技术维修的应用领域不够广泛也是当前数控技术维修发展中需要解决的问题。

此外，数控技术维修发展中存在的问题还有很多，比如缺乏创新等。

3.数控技术维修的问题解决对策

根据数控技术维修的发展现状来看，对数控技术维修提出以下几点建议：

首先要建立健全专业的数控技术维修人才队伍，保证专业人才的供应，只有这样，数控维修技术的发展才能成为可能。人才队伍的建设，不仅需要各高校和高职院校教育的跟进，也需要对现有数控技术维修人员进行专业的培训再教育，总体上提高现有数控技术维修人员的能力；其次是要把数控维修技术引入到更多领域，尝试在多种生产企业的生产机器设备中运用数控维修技术，既为了企业自身的发展，也为了数控维修技术的长久发展；再次，是要创新数控维修技术，不能把技术水平停留在当前，也不能单单依靠学习其他国家的这一方面的先进技术，我们还需要不断创新，通过创新找到适合我们自身的数控技术维修。此外，还可以通过引入计算机领域的其它知识来更多的指导数控技术维修的发展等等。

4.结束语

数控技术维修作为新时期的重要技术，不仅为社会的发展带来了更多的便利，也为科技的向前提出了考验。必须要认真分析数控技术维修中存在的问题，我们才能在现有技术上不断完善数控技术维修。

5.参考文献

数控机床系统维修技术 篇12

一、绿色维修及绿色维修性的基本概念

(一) 绿色维修技术

绿色维修是综合环境影响和资源利用效率的现代维修模式。其目标是除达到、保持和恢复, 甚至改善产品规定状态性能外, 还应满足可持续发展的要求:既要在维修过程及维修后直至产品报废处理这一段时间内, 最大程度的使产品保持和恢复原来规定的状态、性能, 又要使维修废弃物和有害排放物最少;既对环境的负面影响最小, 对维修者和使用者的劳动保护性好, 还要使资源利用效率最高。

绿色维修技术在产品维修领域应用很广泛, 如焊接、热处理、机械加工等。

(二) 绿色维修性

绿色维修性是考虑维修对环境造成的影响的维修性。它在现有维修性定义的基础上, 定义为:产品在规定的条件下和规定的时间内, 按规定的程序和方法进行维修时, 以最小的资源和能源消耗, 在对环境负面影响最小的情况下, 保持或恢复规定状态的能力。

二、绿色维修性设计及分析

(一) 绿色维修性设计

绿色维修性设计就是通过一系列的技术工作将产品的维修性要求转化为产品的实际性能, 即在设计阶段赋予装备使用、维修阶段可维修的性能。另外还要具备绿色的特征, 从可持续发展的高度审视产品的整个寿命周期。

目前国外许多研究机构已经开始了可维修性的研究。如日本东京大学用了6个月的时间开发了一个“虚拟维修系统”来分析产品的可维修性能以及做维修计划。这个系统还可以支持一些与维修相关的工程活动, 如失效模式分析, 故障检测, 拆卸分析等等。

(二) 绿色维修性设计准则

绿色维修性设计准则是为了将产品的维修性要求及使用和保障约束转化为具体的产品设计而确定的通用或专用设计准则。

确定绿色维修性设计准则的最基本依据是产品的维修方案和维修定性和定量要求, 其原则如下:

1) 简化设计。2) 选用绿色材料。3) 标准化、模块化、互换化。4) 检测诊断迅速准确。5) 防差错措施和维修安全性。6) 贵重件、稀有材料制备件的可修复性。

(三) 实施绿色维修设计的经济效益

在生产过程开始之后再对设计进行修改必将会带来成本的增加, 因此设计者如果在设计的初始阶段就考虑到产品的可维修性, 那么此时更改设计所带来的损失相对较小。可维修性设计所带来的收益包括:降低操作成本和生命周期费用。据统计, 飞机的使用和维护费用平均占其生命周期费用的48%。减少发生故障后的维修时间, 延长产品使用寿命;故障率降低, 计划外的停工时间较少。

三、绿色维修性分析技术和方法

维修性分析采用定性与定量分析相结合的方法。分析的目的不同, 项目不同, 维修性分析所采用的技术和方法也不同, 主要有:

1) 维修性模型。维修性模型是指为分析, 评定系统的维修性而建立的各种物理模型和数学模型。维修性模型可分为物理模型和数学模型。

2) 设计特征可视化分析。维修性设计特征的可视化是利用计算机软件、硬件平台建立产品的“电子样机”和人体模型, 通过三维图形、图像以及动画技术来模拟维修操作或过程, 并能根据需要进行各种活动的演示。

四、绿色维修性设计在数控机床中的应用

应用上述技术方法, 我们来分析一种常见的交流进给伺服系统故障——电动机故障。首先分析该项维修作业所包含的各项维修任务, 并进行维修性建模, 建立其物理模型。要完成该项维修作业, 必须包含下列一些具体操作:辅助操作, 装/拆机进给轴、装/拆控制单元, 装/拆电动机、检查编码器, 开/关外盖。我们分别用A-G来表示这些具体操作。

这里采用加权的分析方法对该项作业进行维修性分析。根据A-G这几项具体操作的相对重要性, 分别赋予其权值为:{1, 2, 2, 2, 1, 1, 2}。这里从选用材料、维修工具, 观察性这三个方面来看, 并对其中的不同指标也给出不同的权重, 对维修人员或维修工具的要求越高, 则权重越大, 表明其可维修性越差。表1是对两种不同进给伺服系统模型A、B的分析结果。

从分析结果来看, 模型B的总得分高于模型A, 这就意味着对模型B进行该项维修作业要比模型A困难, 将导致较高的维修成本以及降低产品的竞争力。表1还清楚地显示了模型B相对于模型A的弱势所在, 以便于设计者发现问题, 总结设计准则, 改进设计。

五、结语

随着工业技术的发展, 数控机床结构日趋复杂, 使用场所更加广泛, 环境更加严酷。因而, 数控机床的绿色维修性问题越来越突出。绿色维修性成为目前衡量机电产品质量的一项重要标准, 而绿色维修性设计作为一种新的设计方法已经得到了广泛的认可、重视和应用, 取得了客观的经济效益和社会效益。

摘要：绿色维修是一种科学的维修, 本文在叙述绿色维修性特点的基础上, 提出了绿色维修性设计准则, 阐述了绿色维修性分析的内容、技术和方法, 最后应用该技术对一项具体的维修工作进行了实例分析。

关键词：绿色维修,绿色维修性,设计准则

参考文献

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[3]GJB/91-97.维修性设计手册.北京:国防科工委军标出版社发行部, 1997.