数控车床维修技术

数控车床维修技术（通用12篇）

数控车床维修技术 篇1

1 维修工作的基本条件

1.1 人员条件数控车床维修工作的快速性、优质性关键取决于维修人员的素质条件。

首先是有高度的责任心和良好的职业道德;知识面要广;应经过良好的技术培训;勇于实践;掌握科学的方法。

1.2 物质条件准备好通用的和某台数控车床专用的各种备件;

非必要的常备元器件应做到采购渠道快速畅通;必要的维修工具、仪器仪表等, 最好配有笔记本电脑并装有必要的维修软件;每台数控车床所配有的完整的技术图样和资料;数控车床使用、维修技术档案材料。

2 维修与排故技术

2.1 常见故障分类。

数控机床的故障可按故障的性质、表象、原因或后果等分类。2.1.1以故障发生的部位, 分为硬件故障和软件故障。硬件故障是指机械部分、电子元器件、印制电路板、电线电缆、接插件等的不正常状态甚至损坏, 这是需要修理甚至更换才可排除的故障。而软件故障一般是指PLC逻辑控制程序中产生的故障, 需要输入或修改某些数据甚至修改PLC程序方可排除的故障。零件加工程序故障也属于软件故障。最严重的软件故障则是数控系统软件的缺损甚至丢失, 这就只有与生产厂商或其服务机构联系解决了。2.1.2以故障出现时有无指示, 分为有诊断指示故障和无诊断指示故障。当今的数控系统都设计有完美的自诊断程序, 时实监控整个系统的软、硬件性能, 一旦发现故障则会立即报警或者还有简要文字说明在屏幕上显示出来, 结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、部位, 而且还有排除的方法提示。机床制造者也会针对具体机床设计有相关的故障指示及诊断说明书。无诊断指示的故障一部分是上述两种诊断程序的不完整性所致 (如开关不闭合、接插松动等) 。这类故障则要依靠对产生故障前的工作过程和故障现象及后果, 并依靠维修人员对机床的熟悉程度和技术水平加以分析、排除。2.1.3以故障出现时有无破坏性, 分为破坏性故障和非破坏性故障。对于破坏性故障, 损坏工件甚至机床的故障, 维修时不允许重演, 这时只能根据产生故障时的现象进行相应的检查、分析来排除之, 技术难度较高且有一定风险。如果可能会损坏工件, 则可卸下工件, 试着重现故障过程, 但应十分小心。2.1.4以故障出现的或然性, 分为系统性故障和随机性故障。系统性故障是指只要满足一定的条件则一定会产生的确定的故障;而随机性故障是指在相同的条件下偶尔发生的故障, 这类故障的分析较为困难, 通常多与机床机械结构的局部松动错位、部分电气工件特性漂移或可靠性降低、电气装置内部温度过高有关。此类故障的分析需经反复试验、综合判断才可能排除。2.1.5以机床的运动品质特性来衡量, 则是机床运动特性下降的故障。在这种情况下, 机床虽能正常运转却加工不出合格的工件。例如机床定位精度超差、反向死区过大、坐标运行不平稳等。这类故障必须使用检测仪器确诊产生误差的机、电环节, 然后通过对机械传动系统、数控系统和伺服系统的最佳化调整来排除。

2.2 故障的调查与分析。

询问调查在接到机床现场出现故障要求排除的信息时, 首先应要求操作者尽量保持现场故障状态, 不做任何处理, 这样有利于迅速精确地分析故障原因。同时仔细询问故障指示情况、故障表象及故障产生的背景情况, 依此做出初步判断, 以便确定现场排故所应携带的工具、仪表、图纸资料、备件等, 减少往返时间。现场检查到达现场后, 首先要验证操作者提供的各种情况的准确性、完整性, 从而核实初步判断的准确度。由于操作者的水平, 对故障状况描述不清甚至完全不准确的情况不乏其例, 因此到现场后仍然不要急于动手处理, 重新仔细调查各种情况, 以免破坏了现场, 使排故增加难度。故障分析根据已知的故障状况按上节所述故障分类办法分析故障类型, 从而确定排故原则。由于大多数故障是有指示的, 所以一般情况下, 对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书, 可以列出产生该故障的多种可能的原因。确定原因对多种可能的原因进行排查从中找出本次故障的真正原因, 这时对维修人员是一种对该机床熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。排故准备有的故障的排除方法可能很简单, 有些故障则往往较复杂, 需要做一系列的准备工作, 例如工具仪表的准备、局部的拆卸、零部件的修理, 元器件的采购甚至排故计划步骤的制定等等。数控车床系统故障的调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程, 一旦查明了原因, 故障也就几乎等于排除了。因此故障分析诊断的方法也就变得十分重要了。下面把电气故障的部分常用诊断方法介绍如下。

a.直观检查法这是故障分析之初必用的方法, 就是利用感官的检查, 也就是用询问、目视、触摸、通电等办法进行查。b.仪器检查法使用常规电工仪表, 对各组交、直流电源电压, 对相关直流及脉冲信号等进行测量, 从中找寻可能的故障。例如用万用表检查各电源情况, 及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量, 用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无, 用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。3信号与报警指示分析法。硬件报警指示这是指包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯, 结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法;软件报警指示如前所述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示, 依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。4接口状态检查法现代数控系统多将PLC集成于其中, 而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的, 这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示, 有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示, 而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。这种检查方法要求维修人员既要熟悉本机床的接口信号, 又要熟悉PLC编程器的应用。

2.3 故障的维修与排除

2.3.1电源。我们在设计数控机床的供电系统时应尽量做到:提供独立的配电箱而不与其他设备串用;电网供电质量较差的地区应配备三相交流稳压装置;电源始端有良好的接地;进入数控机床的三相电源应采用三相五线制, 中线 (N) 与接地 (PE) 严格分开;电柜内电器件的布局和交、直流电线的敷设要相互隔离。2.3.2数控系统位置环故障。位置环报警。可能是位置测量回路开路;测量元件损坏;位置控制建立的接口信号不存在等;坐标轴在没有指令的情况下产生运动。可能是漂移过大;位置环或速度环接成正反馈;反馈接线开路;测量元件损坏。2.3.3机床坐标找不到零点。可能是零方向在远离零点;编码器损坏或接线开路;光栅零点标记移位;回零减速开关失灵。2.3.4机床动态特性变差, 工件加工质量下降, 甚至在一定速度下机床发生振动。这其中有很大一种可能是机械传动系统间隙过大甚至磨损严重或者导轨润滑不充分甚至磨损造成的;对于电气控制系统来说则可能是速度环、位置环和相关参数已不在最佳匹配状态, 应在机械故障基本排除后重新进行最佳化调整。

2.4 车床维修排故后的总结提高工作

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;有条件的维修人员应该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, 写出论文, 从而达到提高的目的。特别是在有些故障的排除中并未经由认真系统地分析判断而是带有一定地偶然性排除了故障, 这种情况下的事后总结研究就更加必要;总结故障排除过程中所需要的各类图样、文字资料, 若有不足应事后想办法补济, 而且在随后的日子里研读, 以备将来之需;从排故过程中发现自己欠缺的知识, 制定学习计划, 力争尽快补课;找出工具、仪表、备件之不足, 条件允许时补齐。

参考文献

[1]彼得·斯密德, 数控编程手册.北京:化学工业出版社, 2002.

[2]唐应谦, 数控加工工艺学[M].北京:中国劳动出版社, 1997.

数控车床维修技术 篇2

第一篇

日本FANUC公司数控装置

第四章 典型数控系统的故障分析

在本章将以目前在我国应用得较多的FO系列为例给予具体的故障分析。首先说明FO－A系列的启动过程，然后详述简易型数控系统FO－D系列可能出现的各种故障及其排除方法。（l）FO系列启动过程

通过对数控系统通电过程的了解，可以帮助分析数控系统在启动过程中出现的问题所在及其排除方法。（2）FO－D系列的故障分析

现以FO－MD为例，具体介绍故障处理方法。其它系统也可仿照处理。

l）返回参考点（基准点）异常——90号报警 这是由于返回参考点时没有满足“必须沿返回参考点方向并距参考点不能过近（128个脉冲以上）及返回参考点速度不能过低”的条件。对这类故障的处理步骤是： ①距参考点位置如果大于128个脉冲。

a）返回参考点过程中电机转了不到一转（即没有接收到一转信号）。此时首先要变更返回时的开始位置，然后在位置偏差量超过128个脉冲的状态下，在返回参考点方向上进行1转以上的快速进给。按此可检测是否输入过1转信号；

b）返回参考点过程中电机转了一转以上，而又产生上述报警。这种情况多是使用了分离型的脉冲编码器。此时，需要检查位置返回时的脉冲编码器的1转信号PCZ是否输入到了轴卡中。如果是，则是轴卡不良。如果未输人，则先检查编码器用的电源电压是否偏低（允许电压波动在0.2V以内），否则是脉冲编码器不良；

②如果沿返回方向移动量小于128个脉冲，则要检查确认送给速度指令值，快速送给倍率信号，返回参考点减速信号及外部减速信号是否正常；

③距参考点位置如果小于128个脉冲。则变更返回时的开始位置，使其位置偏差量超过128个脉冲。

④返回参考点速度过低。返回参考点速度必须为位置偏差量超过128个脉冲的速度。如果速度过低，电机的1转信号散乱，不可能进行正确的位置检测。

第1页

共10页

2）过载——400号报警 它表示伺服放大器或伺服电机过热，亦即发生了OH报警。此时可用诊断号DGN730－DGN733的第7位ALDF的状态来分析故障。如果ALDF＝1，则说明伺服电机方面过热，此时执行第1步即①。如果ALDF=0，则说明伺服放大器方面有问题，此时执行第2步②，其具体分析步骤如下： ①连轴执②检正放第缆器切接卡行检测确大3是、断器不第查”。器步否再电源，从伺服放火器上拆下产生OH报警轴的反馈电缆，确认电缆侧的8，9脚之间的导通状态。如果导通，说明热控开关动作，其原因多是良引起；如不导通，则观察电源接通时是否立即发生报警。如不是，则3步③。如是，则执行第4步④；

伺服放大器的OH报警是否点亮。如不亮，则进行“伺服放大器的电源（见故障13）；如亮，则首先确认伺服放大器与S1短路棒的设置是否当使用外部热控开关时设定为L，否则为H。如设定正确，则确认伺服、伺服变压器、再生放电单元中是否有一个是热的。如有热的，则执行③。如无，则确认伺服放火器、伺服变压器、再生放电单元间的OH电有断线或接线错误。如没有问题，则其原因在于伺服放大器、伺服变压生效电单元的热控开关不良；

③用伺服放大器的测试端子IR、IS测量负载电流，确认是否超过了额定电流值。如超过，则执行第⑤步。否则，请确认风扇电机周围的环境，多是由于通风不良引起的；

④确认反馈电缆是否有断线或接线错误。如有此错误，则修理、更换电缆。否则，是由于电机内的热控开关不良引起的； ⑤床未是检装超电查配过机电机负载是否大于电机的允许值。如是，则须检查机床侧的状态，如机不良等。或重新选择电机和放大器或重新研究机床切削条件；如果负载，则应检查加、减速是否频繁。如是，需重新研究机床切削条件；否则，不良或伺服放大器不良造成的。

3）VRDY OFF故障——401号报警 它表示当NC将MCC接通信号送给伺服放大器时，伺服放大器却不返回已准备好信号。此时应先解除其报警，然后按“伺服放大器的电源检测”（见故障问）进行检查。

4）位置偏差量过大——4×0，4×1报警 它表示NC指令的位置与实际机床位置的误差（即位置偏差量）大于参数设定值。当发生4×0报警时，表示停止中的位置偏差量过大。当发生4×1报警时，表示移动中的位置偏差量过大。它可以用诊断号DGN800－DGN803来确认位置偏差量否超过参数设定值。①如没有超过，则说明是轴卡不良；如超过，则应观察轴是否移动了。如没有移动，则执行第5步⑤。否则，应检查与轴运动有关的参数（如

PRM004-006,35.7,37.0-37.2,45.3,504－506,512－520,522－524,529,593－595,601－603等）值是否合适或进给速度指令（F-）是否过大。如不是这2

第2页

共10页

个原因，则执行第2步②。否则，应变更参数或减少进给速度指令； ②—特确③否接服检查伺服放大器的三相200V输入电压是否在允许波动的范围之内（-15％+10％）。如不正常，则执行第4步③。否则，应检查8000号以后的参数，别是电机的型式等是否正确。如正确，则执行第3步③。否则，应变更不正的参数值； 检则通放查指令线和反馈线是否有断线或接线错误。如有问题，则更换或修理电缆。，应确认伺服关断信号（用诊断号DGN105.0－105.3来检查）是否有时有现象。如不正常，则要检查机床强电梯形图的逻辑关系。否则可能是由伺大器或轴控制电路或电机不良引起的；

④检查伺服电源变压器的输入电压。如正常，则确认伺服电源变压器的连接及连接电缆是否完好、正常。如正常，则是伺服电源变压器不良；

⑤确认轴操作中电机制动器是否有效。如制动器已抱闸，则应解除制动。否则应检查电机动力线、伺服放大器及轴卡之间的连接电缆是否有断线或接错线的现象。如都正常，则故障原因在于电机不良或轴电路不良或伺服放大器不良。

5）4×4报警 它是有关的各种报警的总的表示。这些报警有可能是伺服放大器及伺服电机本身引起的，也可能是数控系统的参数设定不正确等原因造成的。在此着重介绍由后者引起4×4报警的排除方法。对于4×4报警的原因可通过诊断号DGN720－DGN723的第6位至第2位来分别确认是否为LV、OVC、HC、HV、DC报警，然后检查与其报警对应的伺服放大器上的报警指示灯LED是否点亮。如不亮，则参考“伺服放大器的电源检测”（见故障13）的项目进行。否则，按其报警指示分别进行下述检查：

①4×4报警（LV报警）。它表示在伺服放大器中发生了电压不足的报警。其分析步骤如下：

a）首先检查伺服放大器上的保险F1是否熔断。如熔断，则更换保险。若再次熔断，则需考虑更换伺服放大器；

b）检查伺服放大器的输入电压是否在允许波动的范围之内（-15％—+10％）。如电压正常，则是伺取放大器不良；

c）确认是否使用了伺服变压器。如没有使用或虽使用但其输入电压不正常，则应检查供给电源。

d）确认伺服电源变压器的连接及其连接电缆。如连接不好，则进行修正。否则，可认为是伺服电源变压器不良。

②4×4报警（OVO报警）。它表示在防止电机烧毁的电流值监视电路中电流在一定时间内积分值超过了规定值。

a)首先确认参数PRM8140,8141, 8156, 8157的PK1，PK2，EMFCMP,PVPA的值3

第3页

共10页

是否正确；

b）用伺服放大器上的检测端子IR，IS测量负载电流。确认瞬间电流是否超过允许值（20S以下的电机应为额定电流的1.4倍，20S以上的电机为1.7倍）。如未超过，则说明轴电路不良；

C）如瞬间电流超过允许值，则继续观察在恒定进给状态下负载电流是否也超过允许值。如是，则执行第4步d）。否则，是由于加减速时电机能量不足引起的。其解决办法有以下几种：重新选定电机；降低进给速度；增加加减速时间常数，这包括快速进给加减速时间常数（PRM522－525），切削进给加减速时间常数（PRM529）以及手动进给加减速时间常数（PRM601－604）；

d）确认是否由于制动器等外界因素增加了机械负载。若是，则应检查机床侧，设法减少机械负载。若不是，则可以考虑以下几种原因：电机功率不够；电机不良；轴电路不良。

③4×4报警（HC报警）。它表示伺服放大器中发生电流异常——大电流报警。

a）首先检查电机型号（参数PRM8120）以及电流环增益（参数PRM8140－8142的PK1，PK2，PK3的值）。如正确，则执行第2步。（b））。如不正确，则修正之；

b）然后执行的电如相切分第阻同断别4值，MC及伺服放大器的输入电源，从伺服放大器侧取下电机动力电缆，确认电缆侧的U－G、V－G及W－G之间的绝缘状况。如已不绝缘，则步（d））。如绝缘正常，则应测量电缆侧的U－V、V－W、W－U之间，并确认这三个值是否大致相等。如不等，则执行第3步（c））。则可认为是伺服放大器不良；

C）取下电机侧的动力电缆，测量电机端子的U－V、V－w、w～U之间的电阻值，并确认这三个值是否大致相等。如不等，则执行第5步（e））。如相同，则执行第6步（f））。

d）从电机侧取下动力电缆，分别确认电机的U－G、V－G、W－G之间的绝缘状况。如已不绝缘，则执行第5步（e））步。如绝缘正常，则执行第6步（f））。

e）可认为是电机不良，应更换一台同类型的电机。

f）可认为是电机动力线不良，应更换电机动力线或进行修理。④4×4报警（HV报警）。它表示在伺服放大器中发生了过电流报警。

a）首先确认输入伺服放大器的电压是否在允许波动的范围之内（-15％—+10％）。如不正常，则执行第2步（b））。如正常，则执行第4步（d））。

b）然后再确认是否使用了伺服变压器。如未使用，则检查动力电源。如使用，则确认伺服电源变压器的输入电压。如输入电压不正常，则检查动力电源。如4

第4页

共10页

电源正常，则执行第3步（c））；

c）确认伺服电源变压器的连接及连接电缆。如不正确，则修正之。如正确，则可认为是伺服电源变压器不良所致；

d）检查确认相对于负载的加减速时间数是否过小。如过小，则适当增加。如合适，则检查分离型再生放电单元的连接是否正确。如正确，则执行第5步（e））。如不正确，则重新进行连接；

e）切断电源，确认分离型再生放电单元的电阻值是否正确。如正确，则可认为是伺服放大器不良或伺服放大器的规格不适

合于机械负载。如不正确，则更换分离型再生放电单元，但也有可能是电机、伺服放大器不适合于机械负载。

⑤4×4报警（DC报警）。它表示伺服放大器中的再生放电回路发生报警。

a）首先检查确认伺服放大器上端子S2的设定是否正确（若使用分离型再生放电单元，设定为H。若不使用，设定为L）。如正确，则执行第2步（b））。如不正确，则在切断电源之后再改变设定；

b）确认是否使用了分离型再生放电单元。如未使用，执行第3步（c））。如使用，则检查分离型再生放电单元的连接是否正确。如正确，则执行第3步（c））。如不正确，则将其正确连接；

c）检查确认加减速是否频繁。如不频繁，则要考虑是伺服放大器不良。如频繁，则要采取下述措施，或减少加减速的频度或重新研究分离型再生放电单元的设置及规格。

6）4×6报警（断线报警）。它表示发生了脉冲编码器断线故障。①硬否际步②断位采首件使的②先检用丝）用测了杠。诊，分等如断执离间大号行型隙，DGN730－733第7位确认ALDF是“1”还是“0”。是1表示第2步（2））。是0表示软件检测，此时要检查报警轴上是脉冲编码器。如未使用，执行第2步②）。如使用则要检查实量是否大于参数PRM535－538的设定值。如不大，则执行第2则变更上述参数；

检查内装式脉冲编码器侧或分离型脉冲编码器侧的各自反馈电缆中是否有线或接线错误（采用了何种类型脉冲编码器，这可根据DCN730－733的第4EXPC值来确认。若EXPC＝0，表示采用内装式脉冲编码器。若EXPC=l表示用分离型脉冲编码器）。若正确，执行第3步③）。若不正确，则更换电缆；

③检查反馈电缆的屏蔽线是否接地。如没有连接好，则请将电缆的屏蔽接地，否则会在连接信号中参有杂音干扰。如屏蔽线已接地，则可能是由于轴电路不良或脉冲编码器不良所致。

第5页

共10页

7）510－581报警（超程报警）它表示机床位置超过了行程限位或超程信号接通。

①用参数PRM700－702和008.6检查是哪个轴超过了轴的软限位或超程信号（OT）接通；

②用手动操作使机床反方向移动，退出报警区，然后用[RESET]键解除报警。如不能退出，执行第3步③）。如能退出，则将该轴返回原点；

③切断电源，然后在按[P]及[CAN]键的同时接通电源。但是千万注意，不要在按[RESET]及[DELETE]键的同时接通电源。因在返回原点或在切断电源前均不进行行程限位检测，所以容易损坏机床。此时可由手动运转退出报警区； ④退出报警区后，务必再次切断电源，使行程限位检测有效。

8）不能进行自动操作

①首先确认在AUTO方式下，接起动按钮，观察自动运转信号STL是否为“l”。这可由诊断号DGN148.5或048.5来确认。若STL＝l，执行第2步②）。若STL＝0，则执行以下步骤：

a）用DGN121.7或021。7来确认复位信号ETS＝0；

b）用DGN121.5或021.5来确认自动运转暂停信号*ST=l；c）若按启动按钮，用DGN120.2或020.2来确认运转启动信号ST＝1。②用DGN700确认CNG状态，并排除其相应的故障原因：

a）当DGN700.6（CSCT）＝l时，表示等待主轴速度到达信号接通；

b）当DGN700.5（CITL）＝l时，表 示互锁信号接通；

C）当DGN770.4（COVZ）=1时，表示信率为0％；

d）当 DGN700.3（CINP)＝1时，表示进行到位检测；

e）当DGN700.2（CDWL）=1时，表示执行暂停；

f）当DGN700.l（CMTN）=l时，表示执行自动运转中的移动指令；

g）当DGN700.0（CFIN）=1时，表示执行M、S、T功能。

9）不能进行JOG、HANDLE或STEP进给。

第6页

共10页

①无步（在手（用CRT中确认是否为所选定的方式；有无报警；是否为NOTREADY状态；若动手轮控制的选择，HANDLE方式下显示为STEP。如显示正常，则转第22））；如不正常，则变更方式；解除报警；确认紧急停止信号*ESP＝lDGN121.4和021.4确认）；

②当JOG，HANDLE，STEP进给时，CRT的位置显示是否发生变化。如变化，转第6步⑥）。如不变，则用DGN121.7或021.7来确认外部复位信号ERS是否变为“l”。如不是，执行第3步③）。如为“1”，使外部复位信号变为“0”； ③检查互锁信号是否有效。如是，则使互锁信号变为无效。如无效，则执行JOG进给。如确是JOG送给，执行第4步④）；如不是JOG进给，则检查是STEP进给还是HANDLE进给。如是STEP送给，执行第5步⑤）；如是HANDLE进给，执行第6步⑥）；

④检查过给倍率是否为0％，这可用诊断号DGN121.0－121.3或021.0－021.3来检查。如不为0％，执行第5步⑤）；如为0％，则应加大倍率；

⑤检查送给轴方向选择信号是否为“l”，这可用DGNll6.2－119.2（正向）及116.3－119.3（反向）来检查。如不是“1”，应检查电缆的连接是否有问题；如为“1”，则须更换轴电路； ⑥定确或用诊断号DGN120.0或020.0及120.1或020.1来检查手动进给能否正确设每步的机械移动量。如不正确，应检查与电缆的连接并进行正确设定。如正，应检查轴选择信号（HX－H4）是否仅有一个被选择，这可用DGN16.7－119.7016.7－019.7来确认。

10）返回参考点（基准点）位置偏移

①确认参考计数器值的设定是否正确。参考计数器的值等于电机1转的脉冲数乘以检测倍率DMR；参考计数器的值和检测倍率DMR的值均设定在参数PRM004－007中；

②确认返回参考点位置偏移的程度，是否在一个栅格之内。如在一个栅格之内，执行第3步③）；否则执行第4步④）； ③参在上确考该，认点位则减小置应速挡块（*DECX，*DECY等）是否装配在正确位置上。如减速挡块距于电机一转移动量的一半，则改变挡块位置，使它在该位置附近。如

确认减速挡块的长度LDW是否太短。如果挡块长度LDW小于下式：

LDW＜ Vr(Tr/2十Ts＋30）＋4VlTs/60000

式中：

Vr ——快速送给速度；

Tr ——自动加减速时间参数；

第7页

共10页

Ts ——伺服时间参数，Ts=100000/G；

G ——在参数PRM0517中设定的伺服环增益；

Vl ——在PRM0534中设定的返回参考点的最低进给速度。

则应加长LDW，使它大于或等于计算值；如LDW够长，则须考虑更换轴卡； ④如不接检正正地查确常，参数PRM0508－0511中栅格偏移量设定是否正确。如不正确，则修正之。，则检查脉冲编码器与NC之间的反馈电缆是否有断线或松脱现象。如，则修正之；如正常，则检查此反馈电缆中的屏蔽线是否已接地。如已则须更换轴卡。

11）无画面显示

①首先检查CRT信号电缆及电源电缆是否已接好； ②亮－号卡如③不源断如检查电源单元AI上的红色LED灯是否点亮。如不亮，执行第3步③）。如，则关断电源，用万用表测试主印刷板上的十5V（逻辑电路用），＋15V，15V（位置控制电路用），＋24V（CRT/MDI单元用），＋24VE（输入输出信用）端子与GND端子间的电阻，是否有导通情况（0－2Ω认为导通。当轴插入时，+5V与GND之间电阻约为5－10Ω）。如导通，说明主印刷板不良；不通，则是电源单元不良； 检亮。，未查，如则熔电检已更断源查输换，单电入相则元源，应须AI上的绿色LED灯是否点亮。如点亮，执行第4步③）。如单元是否已输入单相200V。如未输入，则检查电缆及外部电则检查电源单元上的保险 F11、F12、F13是否熔断。如已熔规格的保险，并参考“电源单元保险熔断故障”的处理方法。考虑更换电源单元；

④检查主印刷板上的L1－L6的LED是否点亮。如未亮，执行第5步⑤）。如亮，检查L4是否点亮。如亮，说明存储器卡没有插好；如不亮，则可能是CRT不良，或存储器卡不良，或主印刷板不良；

⑤在按面板上ON按钮，接通电源的状态下，测量主印刷板、轴卡、存储卡测试端子上+5V与GND之间的电压是否在4.75-5.25V之间。如不正常，执行第6步⑥）。如正常，则可能是主印刷板不良或存储卡不良； ⑥缆不如为+5V与GND之间的电压是否为OV。如OV，则检查面板上ON、OFF开关的电连接是否正常。如连接正确，则为电源单元不良。如果+5V与GND之间电压是0V，则测量电源单元上的测试端子A1O与A0之间的电压是否为10.00。是，则是电源单元不良。如不是，则应调整其上的可变电阻VR11使其电压10.00V。

12）伺服放大器的电源检测

①用数字万用表测量印刷板上检测端子的电源电压是否正常。在正常情况下，8

第8页

共10页

+20V端子和+24V端子电压允许波动±2V；-15V端子和+15V端子电压允许波动±0.75V；+5V端子电压允许波动±0.25V。如电压正常，执行第2步②）。如电压不正常，执行第5步⑤）；

②检查接通电源后是否立即发生报警。如立即发生报警，执行第3步③）。如不是立即发生报警，则其故障原因可能是伺服放大器不良或轴电路不良； ③对发生报警的轴，用封盒插入轴卡中来代替指令电缆，然后接通电源，观察其报警是否消失。如消失，则执行第4步④）。如不消失，则说明轴电路不良； ④确认伺服放大器与轴卡之间的电缆是否有断线或接线错误。如电缆完好，连接正常，则引起报警的原因在于伺服放大器不良； ⑤范用于检围了伺查伺服放大器的输入电压是否在允许范围之内（-15—+10％）。如在允许，说明伺服放大器不良。如不是，则检查动力电源是否正常。如电路中使伺服变压器，则还应检查连接电缆是否正常。如一切正常，则故障原因在服变压器不良。

13）主印刷板上LED灯的指示含义及其故障排除方法： ①L1为绿灯，表示系统正常；

②L2为红灯，表示只要有任一报警发生，L2就点亮； ③L3为红灯，表示存储卡接触不良；

④L4为红灯，表示监控报警。其可能原因有轴卡脱落；轴卡、主印刷板不良；轴卡与伺服ROM配置不当； ⑤L5为红灯，未使用； ⑥L为红灯，未使用。

14）电源单元保险熔断的处置方法

①电源单元输人端的F11/F12熔断器的熔断原因及处理。

a）VS11浪涌吸收器短路；VS11用于吸收输人端门的浪涌电压。若浪涌电压过高或连续过电压加在VS11上会导致VS11短路，从而使F11/F12熔断；

b）DS11二极管堆短路；

c）开关晶体管Q14-15的C－E间短路；

d）二极管D33－34短路；

第9页

共10页

e）辅助电源电路内晶体管Q1的G－E间短路。②电源单元+24V输出端的F13熔断；

a）可认为是CRT/MDI单元内部或连接电缆短路。取下连接器CP15，对其电缆作重点检查；

b）主印刷板侧+24V电路短路。取下连接器CP14和CP15的电缆后，对主印刷板侧作重点检查。

③电源单元+24E输出端的F14熔断；

a）向各印刷板单元供给+24E电源的电缆短路；

b）来自机床侧的+24V电源线接地或与其它电源线混接。④保护电源内部电路的熔断器F1熔断。

a）辅助电源电路（M1，Q1，T1，D1，Q2，ZD1）发生故障；

b）电源ON/OFF开关的触点信号线、外部报警信号线与交流电源线等交错。此时，有可能将辅助电路烧毁。所以，应考虑更换电源单元。

第10页

数控车床维修技术 篇3

关键词 数控机床；数控系统；故障诊断技术

中图分类号 TG659 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0129-02

1 数控系统的常见故障

1.1 常见故障分类

数控机床数控系统常见的故障一般具有一定规律，按照出现的阶段不同可分为：初期运行阶段、正常运行阶段和衰老阶段。初期运行阶段出现故障的频率相对较高，且故障频率曲线明显呈上升之势，多为设计制作和装配缺陷造成。正常运行阶段故障发生则趋于水平，频率较低，多为人员操作和维护不良所致。而衰老阶段出现的系统故障出现频率极大且曲线呈上升趋势，多为运行时间过长、机件磨损老化所致。数控机床出现故障问题可按照结构不同分为机械类与电气类两种，按照故障发生源不同分为机械故障与控制故障两种，而究其数控系统来说可分为软件故障、硬件故障和干扰故障三种。判定故障的发生原因在电气方面还是机械方面，则需先检查数控系统是否能够正常运行，“看门狗”预警系统是否出现报警现象。然后检查电机电路和原构件组成是否能够正常运行，关注是否出现间歇或抖动现象和定位不准等现象。在检查完毕后如没有出现以上问题则初步诊断可排除问题源不在电气方面，进而转向机械故障的检查环节。应在保证切断电机电源的前提下着重检查系统传动环节，配合手动打表检查系统工作状态。

1.2 故障分析

数控机床伺服驱动系统是与系统电源、电气及机械系统联系，系统运行过程中不断处于启动与关闭状态。容易出现故障一般会出现系统瘫坏、加工工件面表不达标和保险烧断等问题，系统瘫坏问题是因为电压不稳导致电压波动过大或电压冲击所致。而加工工件面表不达标的问题则是由于生产过程伺服驱动系统调整不合理导致走圆弧补轴换向出现凸台，电机爬行低速或振动情况所致。烧断保险是以机械系统超载负荷导致电机温度过高烧断保险；电源故障：电源失去效用造成的结果是整个系统瘫痪，根本原因在于系统设计方面的不足，而我国大部分地区的供电都存在电压不稳定、品质差等问题，再有人为操作的原因都是造成电源故障的重要原因；内部器件逻辑故障：数控系统主以系统内部器件的逻辑处理模式作为控制的核心，通常以PLC核心技术来实现。内部器件与外界采集的信息接触甚多，执行元构件出现故障的可能性就相对较大。

2 数控机床系统的诊断技术

2.1 数控系统故障诊断技术

数控系统的诊断与维修概念，不能仅仅局限于数控系统发生故障时，如何能够排除故障和及时修复，使数控系统尽早投入使用，还应包括正确使用和日常保养等。正确操作和使用数控系统的步骤是数控系统通电前的检查和数控系统通电后的检查两个阶段。数控系统通电前的检查内容包括：检查CNC装置内的各个印刷线路板是否紧固，各个插头有无松动；认真检查CNC装置与外界之间的全部连接电缆是否按随机提供的连接手册的规定，正确而可靠地连接；交流输入电源的连接是否符合CNC装置规定的要求；确认CNC装置内的各种硬件设定是否符合CNC装置的要求。只有经过上述检查，CNC装置才能投入通电运行。数控系统通电后的检查的内容则包括：首先要检查数控装置中各个风扇是否正常运转；确认各个印刷线路或模块上的直流电源是否正常，是否在允许的波动范围之内；进一步确认CNC装置的各种参数；当数控装置与机床联机通电时，应在接通电源的同时，作为按压紧急停止按钮的准备，以备出现紧急情况时随时切断电源；用手动以低速给移动各个轴，观察机床移动方向的显示是否正确；进行几次返回机床基准点的动作，用来检查数控机床是否有返回基准点功能，以及每次返回基准点的位置是否完全一致；CNC装置的功能测试等等。

2.2 诊断程序法维修技术

很多数控系统都具有程序单步执行功能，这个功能是在调试加工程序时使用的。当执行加工程序出现故障时，采用单步执行程序可快速确认故障点，从而排除故障。本文就以常用的诊断程序法进行分析讨论。

所谓诊断程序就是对数控机床各部分包括数控系统本身进行状态或故障检测的软件，当数控机床发生故障时，可利用该程序诊断出故障源所在范围或具体位置。诊断程序一般分为三套，即启动诊断、在线诊断或称后台诊断和离线诊断。启动诊断指从每次通电开始至进入正常的运行准备状态止，CNC内部诊断程序自动执行的诊断，一般情况下数秒之内即告完成，其目的是确认系统的主要硬件可否正常工作。主要检查的硬件包括：CPU、存储器、I/O单元等印刷板或模块；CRT/MDI单元、阅读机、软盘单元等装置或外设。若被检测内容正常，则CRT显示表明系统已进入正常运行的基本画面（一般是位置显示画面）。否则，将显示报警信息。在线诊断是指在系统通过启动诊断进入运行状态后由内部诊断程序对CNC及与之相连接的外设、各伺服单元和伺服电机等进行的自动检测和诊断。只要系统不断电，在线诊断也就不会停止，在线诊断的诊断范围大，显示信息的内容也很多。一台带有刀库和台板转换的加工中心报警内容有五六百条。离线诊断是利用专用的检测诊断程序进行的旨在最终查明故障原因，精确确定故障部位的高层次诊断，离线诊断的程序存储及使用方法一般不相同。离线诊断是数控机床故障诊断的一个非常重要的手段，它能够较准确地诊断出故障源的具体位置，而许多故障靠传统的方法是不易进行诊断的。需要注意的是，有些厂商不向用户提供离线诊断程序，有些则作为选择订货内容。在机床的考察、订货时要注意到这一点。

随着科学技术的发展及CNC技术的成熟与完善，更高层次的诊断技术已经出现。其中最引人注目的是“自修复”、“专家诊断系统”和通信诊断系统，这些新技术的发展与应用，无疑会给数控

维修特别是故障诊断提供更有效的方法与手段。

3 结束语

数控机床作为一种比较高效的自动化机床，其主要综合了现代计算机技术、自动化技术、伺服驱动和精密测量等各项新型的技术研究成果。作为一门具有经济性能好、生产效益高等特点的新兴工业控制技术，为保障数控机床能够安全平稳运行作业，应加强维护保养工作和注重研究对出现故障的排除办法，从而发挥数控机床更大的能用效益。

参考文献

[1]张筱琪.机电设备控制基础[M].北京:中国人大出版社,2000.

[2]陈子银.数控机床电气控制[M].北京:北京理工大学出版社,2006.

数控车床维修技术 篇4

机床排故是一个追因、去因的过程, 故障解决与否依赖的是排故者分析问题和解决问题的能力, 而这些能力的养成需要不断的学习和积累。本文结合设备排故的过程 (故障现象认识—分析诊断—故障排除—设备试运行—总结等几个方面) 及设备中元件和系统的相关性, 以数控机床的控制原理为平台, 设计了数控维修技术学习模块, 介绍了不同的学习阶段及每个阶段所对应的学习项目。

1.1 原理学习阶段

原理学习阶段主要围绕2个模块展开: (1) 成型运动控制及执行模块; (2) 辅助控制及执行模块。在第一个模块中主要涉及主运动 (表1) 和进给运动 (表2) 的控制执行原理, 该模块的主要功能是使学习者掌握成型运动的数控原理及其实现形式的系统知识。第二个模块中主要涉及辅助控制功能及相关机构的原理 (表3) , 这一模块的主要作用是使学习者掌握数控机床中辅助控制系统的工作过程。

以上3个模块构建以数控机床的机电液相关工作原理为基础, 设计了各个功能项目, 通过对以上模块的学习, 可以为机床使用和维护工作打下基础。

1.2 方法学习阶段

故障分析是一个逻辑思考的过程, 在这个过程中需要运用相关的方法。现结合数控设备维修的常用手段, 设计学习模块如表4所示, 通过对典型故障的分析, 学习掌握常见的故障分析方法。

注:表1、2、3中各模块为从上到下、从左到右的顺序。

注:典型故障选取时必须有一定的针对性, 适用具体的分析方法。

该模块以典型故障的分析为基础, 通过对故障的判断和排除, 使学习者掌握常见的排故分析方法。这个环节的训练可以使学习者初步建立使用相关方法分析问题的能力, 为下一阶段的学习打下基础。

1.3 实践练习阶段

故障的排除也是一个经验不断积累的过程, 针对机床的故障排除进行实践训练, 可以让学习者很快将原理、方法、技能融合在一起, 获得解决实际生产问题的能力。该模块设计如表5所示, 通过梳理数控机床中3大功能系统的控制、检测、传动等方面的常见故障, 设计了3大功能系统的排故项目, 通过系统的排故实践训练, 培养学习者在排故工作中的实际分析问题、解决问题的能力。

2 学习体系的特点

本文通过局部和整体、零件和设备的相互关系, 依据从故障现象出发查找元件问题的思路, 以数控设备维修过程需要的原理、方法、能力为基础, 结合由简到繁的认知规律, 设计了设备维修的学习体系。该体系主要有以下几个特点: (1) 以数控原理为主线由简到繁; (2) 由局部认识到整体认识再到实际问题解决, 符合学习的认知规律; (3) 模块之间相互联系, 突出了学习的逻辑性和系统性。

3 结语

对数控原理的认识和掌握, 是开展设备维修工作的重要条件。本文以数控原理为平台, 融合维修排故的方法, 按学习数控原理—掌握排故方法—实际排故训练3个阶段设计了学习项目。依据数控机床的各功能模块特点设计了每个项目的学习内容, 并使用综合故障项目对各单元模块的知识点进行总结。方案设计中运用简单到复杂、局部到整体的认知规律, 逐步培养学习者综合运用知识的能力。构建机床故障诊断学习模块, 旨在培养学习者从数控原理出发, 分析、解决问题的能力, 推动数控维护、维修技术人才的培养, 促进数控维护、维修工作的开展。

摘要：结合数控机床的控制原理和学习的认知规律设计了数控维修技术学习模块, 分原理学习、方法学习、实践练习3个阶段进行了阐述, 并介绍了该模块构建的学习体系的特点。

关键词：数控机床,数控维修技术,学习模块

参考文献

[1]陈炜峰, 陆静霞.故障诊断技术及其发展趋势[J].农机化研究, 2005 (2)

[2]陈幼平, 李作清, 等.现代制造系统远程故障诊断标准化研究[J].高技术通讯, 2001 (11)

[3]白恩远.数控机床的故障诊断[J].中国安全科学学报, 1996 (3)

[4]孙汉卿.数控机床维修技术[M].北京:机械工业出版社, 2001

[5]孙金栋.实践教学体系的建设[J].中国建设教育, 2007 (12)

数控维修心得 篇5

1 设备的安装与维护

数控机床维修比较复杂出现问题不易解决，所以最好的方法是使其不出故障或尽量少出故障。这就要求我们的维修人员，操作人员及管理人员共同做好日常维 护保养工作，使其经常在良好的状态下正常运行。维护工作看似简单，实则非常重要，一些看起来不起眼似乎可有可无的工作却能起到事半功倍的效果。

机床安装的好坏直接影响到今后的使用，所以应引起足够的重视。数控机床应安装在相对封闭的环境中，要求场地整洁通风良好周围没有污染源，如果有条件 能做到恒温恒湿则更好。据笔者观察数控机床的故障率夏天远多于冬天，这恐怕与温度湿度有关，此种观点不无道理。另外机床一经就位就不宜再移动，因为机床上 众多的接近开关感应位置只有1—2mm，机床的搬运不可避免的震动可能会使感应点发生变化，查找与调整起来非常困难。数控机床对电源的要求较高，电压波动 要小，接地要可靠，对地阻值不大于4 欧以免三项不平衡，影响机床正常运行。另外有些系统对电源过于敏感,如德国西门子系统最好加装稳压电源。

使用环节，操作人员应做好日常保养工作，应避免长期加工同一种工件，最好隔一段时间换一种工件，以避免螺杆，导轨等运动部件长时间使用同一部位，造 成局部磨损。另外某些不常用的功能应定期开动几次，以防锈住或油粘住。当机床关机时，最好将机床移动部分停在导轨中部，因为机床上装有很多行程开关，这样 做可以防止这些开关长时间受压，造成内部弹簧疲劳，影响动作的准确完成。

从维修角度讲，首先应经常检查电箱上的风扇，因电箱内的数控板和数控模块都是很娇气的部件，风扇工作不正常会造成电气件散热不良，粘上很多灰尖，甚 至会造成局部短路。有的风扇是和电源模块并接在一起的，风扇故障开不了机，有的风扇是装在数控板上的，风扇故障系统报警，还有一种情况是风扇独立供电，风 扇故障不影响开机，这种情况应引起特别注意。

机床上所装的光栅尺，编码器也是重点检查的对象，这些部件的干净与否，决定机床能否正常工作。笔者曾用清洗光栅尺，编码器的方法解决了主轴定向故障 和机床进给不准等问题。接近开关灵敏度很高，如粘上铁屑会造成误动作，行程开关运动作要灵活，有时机床出现“准备不足”报警，常与此开关卡住有关。当机床 执行M06或M60等交换刀具或交换工作台的指令时，先要将主轴箱或工作台移至相应的位置，这个点通常由参数控制，但有的厂家在此装了一个开关，这个开关 由于使用过于频繁，容易出问题造成动作失败，应引起注意。

另外备份系统参数，定期更换存储器电池，给机床换油，换滤油器，空气滤清器也是维修人员应做的工作。

2 故障的诊断与处置

数控机床故障的诊断与处置是一项很复杂的工作，也是本文论讨的重点。当故障发生时，笔者认为不要急于动手，应先向操作人员了解故障的现象，过程，机 床处于何种状态执行哪一步程序，如果条件许可，且确保安全的前提下不妨进行故障的演示，以助于分析问题。数控机床的故障千变万化，其成因错综复杂，即有机 械问题也有电气问题，即有强电问题也有弱电问题，如何在纷乱的现象中找出故障点是每一个维修人员面临的问题。笔者从事机械维修多年，偏爱先从机械方面考虑 问题，通过几年的实践证明此举是有益的，因为它符合数控维修中先简单后复杂，先普通后特殊，先机械后电气的一般原则。

现在的数控机床有很强的自诊断功能，有时甚至能直接指出故障点。所以我们要充分利用这个特点。利用数控机床的诊断功能维修机床关键是掌握所诊断的系统在正常状态下的信息，一旦发生故障，这些状态将会发生变化。通过这些变化我们就能很容易地找出原因。

例1：德国L—3030激光切割机，SIEMENS-840D系统，交换工作台故障。有一次操作者反应机床工作台进入机床后机床即停止了工作，不执 行下一道工序也退不出工作台，到现场后我推出工作台，重新开进去结果一样，于是打开PLC 地址表，根据资料得知影响工作台运行的有6个感应点即E45.0，E45.1，E48.6，E48.7，E49.0，E49.1这6个点。但是我不清楚这 6 个点的工作顺序，也确定不了是哪一个开关坏了。后得知某厂有一同型号机床，经与对方联系得到同意，去该厂实地观察工作台运行状况，画出了这6 个点的工作顺序图，回厂后手动运行工作台，模拟机床运行情况对照顺序图找出了原因，是E48.6感应开关坏，换新后机床正常。

每台机床厂家都提供了相应的资料，参数表，地址表，梯形图，这些信息同样也可在屏幕上显示出来，灵活运用这些资料给维修工作带来了很大的便利。

例2：台湾产SJ-35数控车，FANUC--0i系统，故障现象为当液压卡盘脚踏开关接通卡盘卡紧时尾座套筒向前移动4-5mm，这是完全不同的 两个部分，为何会联动?查地址表，脚踏开关X5.8接通时并没有影响尾座套筒伸出的信号Y12.3发出，打开梯形图查看Y12.3也没信号，为确保稳妥甚 至将控制尾座套筒前进的KA6 继电器拆下，但是故障依旧，后查液压系统，顺着油路查找，发现该机床将卡盘电磁阀和尾座电磁阀装在同一板上，故障是因两阀串油所至。

每台数控机床都有上千个参数，它控制着机床的状态和动作。参数的变化会造成故障。

例3：台湾产MH--800卧式加工中心，FANUC--0TD系统，故障现象为当Z轴向前运动时刀具刚一接触工件机床就停车，经重启一切正常系统 无报警，开始我怀疑是主轴驱动模块或Z 轴驱动模块发生问题，于是换上两个同型号的模块进行试验，问题还在，这显然不是模块问题。后打开主轴驱动画面，发现主轴伺服参数PROP GAIN 为4500，而正常值应为30左右，不知是什么原因变成了4500，我将其改回30故障排除。

机床在启动阶段往往会发生很多故障，维修手册中对此有详尽的叙述，笔者在此不再重复，只提两个个例。

例4：开机黑屏，台湾产MH--630卧式加工中心，FANUC--0TD系统，启动机床无任何反应，先查总电源，主变压器以得电，再查电源模块输 入端也得电，后发现是QS--2 空开跳闸，查强电图得知该空开连结电源模块，主板电源和风扇。用排除法一一断开各个负载，当断开风扇时机床启动成功。换新后机床正常。

例5：开机白屏，天津产弯板机，瑞士DNC-80系统。开机后屏幕全白，无法操作。打开吊挂箱测量5V直流电，只有4.9V，拆下负载测为5V,于 是调节电源板上的微调电阻但不起作用，将其拆下检查该电阻碳膜损坏，阻值为28欧的微调电阻一时没买到，选了两个小电阻凑出相近阻值，使其在空载时输出为 5.2欧。并入负载后输出5.05V，再开机故障排除。

3 简单的板级维修与设备改装

数控车床四工位刀架的维修 篇6

关键词：数控车床；刀架；故障

1 ．四工位数控刀架的结构和控制原理

四工位数控刀架得到选刀指令后，由三相异步交流电动机正传，带动蜗杆蜗轮丝杠转动，将动齿盘抬起，松开刀架，拔出定位销，传动盘带动刀架转位。当转到选刀工位时，相应工位的霍尔开关感应到永磁体，霍尔元件发出信号，数控系统接收到信号后发出指令，使三相异步交流电动机反传，经过蜗杆 、蜗轮、丝杠、传动盘，带动刀台反转，定位销在弹簧的作用下进入定位槽中，刀台停止转动，动齿盘在三相交流异步电动机的带动下向下移动，实现精定位和锁紧动作，到位后微动开关发出信号，选刀结束。四工位数控刀架的强电控制如图1所示。

刀架三相异步电动机正（反）转是P L C输出Y 80.4（Y 80.5）继电器KA4（KA11）吸、KA10(KA11）的常开点闭合KM5（KM6）吸，接通主电路，实现电动机的正传（反转）（见图2）。

如图 2所示，刀架在选刀的过程中，根据 4个元件（SQ41、SQ42、SQ43、SQ44），通过磁感应发送给数控机床P L C（X22.0、X22.1、X22.2、X22.3），通过P L C比较 ，当到达编程刀位后，P L C输出 Y 8 0.5 ，三相交流异步电动机反转并延时实现刀架的定位锁紧动作。

2 ． 数控刀架维修方法

数控车床刀架故障分机械故障和电气故障两部分。机械故障直观，维修和排除相对容易一些；电气故障要根据电路图分布排除。

下面举几个笔者在实际工作中的例子，说明数控车床刀架的维修方法。

( 1 )数控刀架的机械故障一般经过解体细心观察，都能找到机械故障的部位。如笔者在工作中维修过一台数控车床的刀架卡死故障。机床在转动刀架的时候，随机出现刀架转不到位。刀架正常的时候，可以肩负生产任务。故障是随机出现，时好时坏。根据刀架机械图样分析；经过笔者手工旋转电动机发现，在刀架转动过程中，瞬时出现很大的阻力。解体刀架，没有发现明显的故障点，凶机床服役周期很长，刀架内部油腻很多，对刀架解体的零件进行清洗，甄别零件磨损情况的时候，发现刀架的推力轴承有裂纹，刀架在卡死的时候是由于轴承的失效。仔细检查其他零件，没有发现可疑的故障点。换新推力轴承装配刀架，一次试车成功，故障排除。

( 2 )数控刀架的电气故障 要根据电气原理图分析 判断此类故障。笔者曾经遇到手动刀架不能换刀，自动刀架也同时不能换刀，看其霍尔元件正常，刀架电气动作正常，松开接触器先动作，刀架部分不旋转。数控报警换刀超时，手动旋转电动机刀架转动正常，三相异步电动机接线良好 ，也不存在缺相故障。通过了解得知，机床安装以后，第一次加工零件就发生刀架故障。细心观察发现，三相异步电动机在换刀开始的瞬间，向刀架锁紧的方向转一下后就停止不动了。由此判断，可能是机床在安装后刀架电动机的相序反了，机床验收时没有进行刀架测试。于是，调整刀架三相交流异步电动机相序，刀架正常运转，故障排除。

数控刀架故障还有找不到某号到位，这类故障用P L C的输入点，能观察到霍尔元件的状態。若霍尔元件没有信号，一种可能是连接线路故障，另一种可能是霍尔元件失效。判断排除都很简单。

( 3 )数控刀架的综合故障 若遇到刀架的电气部分 和机械部分都没有明显的故障点，反复查找还是没有结果这类故障时，需要仔细分析刀架的机械电气图样和动作过程。笔者在工作中修理过一例刀架故障。刀架手动换刀正常，自动换刀和 MDI方式换刀第一次正常，以后刀架没有动作，机床的加工程序也停止运行。这种情况下，在用手动换刀还是正常的。重起机床后，还是自动换刀和MD I方式下第一次正常。手动换刀时观察霍尔元件的状态完全正常，自动换刀时霍尔元件的状态也正常，手工旋转刀架没有卡死的现象。数控机床手动和自动在控制上不同的是不检测反馈信号，而霍尔元件的反馈信号都是正常的。该刀架有一个夹紧反馈是靠一个微动开关发信号的，观察 P L C输入在手动时和自动换刀正常时，微动开关一直没有发信号。

通过原理分析，在手动换刀数控机床不检测反馈信号，换刀动作正常。在自动和MD I 方式下，第一次也不 检测微动开关的状态，第一次动作完成后，微动开关没有发信号。机床等待信号，换刀程序没有运行完，等待夹紧信号被中断。微动开关同P L C的连接电路经过测试没有故障，解体刀架，找到发讯盘上的微动开关。微动开关在换刀过程中有动作，但没有发信号。订购同型号微动开关 ，焊接在刀架发讯于电路板上，试车刀架运行良好，故障排除。

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)

关于数控机床维修技术的探讨 篇8

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) .

数控车床维修技术 篇9

关键词：数控机床,电气故障,维修技术

1 数控机床电气故障的诊断

通常, 机床制造厂提供数控机床的PLC程序清单或梯形图, 维护人员往往根据PLC程序分析故障原因, 这对机床的维护人员技能提出了要求。如果维护人员不懂数控系统的PLC语言, 诊断工作将十分困难的。随着数控机床制造技术的发展, 数控机床的诊断功能也成为衡量数控机床性能的一个技术指标。数控系统可以提供硬件、驱动器、编程、操作等相关的诊断功能, 包括带有明确文字说明的报警信息, 或提供在线帮助功能, 或提供报警手册。机床电气故障的诊断也越来越受到机床制造厂的重视。

2 数控机床的电气故障原因和诊断分析

数控机床的电气故障出现的原因主要有电源故障、数控系统位置环故障、偶发停机故障、主轴伺服系统主轴转速异常等。如图1 所示。

2.1 电源故障

维持数控机床系统正常工作的组成部分中, 电源对数控机床的影响较大。可以直接造成数控机床系统的停机或者系统损坏。西方发达国家由于科技水平质量较高, 对机床的电源设计缺少考虑。相对西方国家来说, 我国的电力供电网有较大波动和高次谐波, 再加上人为因素的影响, 机床的电源故障等时有发生。

2.2 数控系统位置环故障

(1) 无指令情况下, 坐标轴产生运动。这种情况的发生, 可能是因为数控机床系统坐标轴漂移过大、速度或位置环的连接不当、反馈的接线开路、系统测量元件遭到损坏等。

(2) 数控机床的坐标无法对零点进行查找。此类情况的发生与接线开路或编码器损坏、光回零减速开关失灵、栅零点标记移位、零方向远离零点等原因有关。

(3) 位置环警报。造成这种状况可能是系统的测量元件已经被损坏、不存在建立的控制接口信号、位置测量回路开路等原因造成的。

(4) 机床加工的工件质量上下降, 在动态性上变差, 甚至在可能在达到某些速度值时产生震动。导轨润滑不充分以至磨损或者机械传动系统间隙过大, 甚至磨损严重, 可能是造成这种状况最大的原因。在排除机械故障后对系统的电气控制上的速度和位置环以及相关参数的匹配状态进行检查调整。

2.3 偶发的停机故障

这种情况的发生与两种原因有关:如果在机床断电后重新通电后故障便会消除, 便是机床的某些特定的操作与功能运行组合下, 引发了相关软件在设计中的BUG而导致。另一种是机床在湿度过大。在我国部分地区, 机床常常被置于厂房大门附近, 在机床运行时长时间开着机床电源柜的门, 附近空气中的大量粉尘、金属碎屑或者水雾便进入其中, 从而影响到电源设备的正常工作。

2.4 主轴伺服系统主轴转速异常

机床主轴伺服系统的主轴速度异常原因有多种可能, 首先, 数控机床的机械传动部位的变速系统可能产生异常, 必须对其加以重新调整。其次, 便是主轴驱动器的电缆连接中断或者驱动器的状态指示灯损坏, 必须对电缆加以重新连接或者更换指示灯。再次, 便是机床控制柜中的位置控制板输出信号的稳定性变差所致。如果上述问题均可排除, 可以再对控制板加以进一步的查看。

3 数控机床电气故障的排除与维修技术

3.1 严格遵循操作规程

数控系统编程、操作以及维修人员要严格遵守操作规程, 严格按照机床和系统使用说明书来进行操作, 尽量避免因为操作不当使数控机床出现电气故障。

3.2 对纸带阅读机或磁盘阅读机的定期维护

数控机床的操作者要对纸带阅读机的运动部分进行定时清理, 每周一次, 要对导向滚轴、张紧臂滚轴加注润滑油, 每半年一次。除此之外, 还要专门清洗磁盘阅读机中磁盘驱动器内的磁头, 要使用专用清洗盘定期进行清洗。

3.3 监视数控系统的电网电压

对于数控系统而言, 其电网电压额定值的安全范围在85% -110%, 在这个范围之外, 数控系统的工作就会出现不稳定的情况, 甚至还有可能损坏重要的电子元器件。这就要求数控机床操作者应该时刻关注数控系统的电压波动。在一些电网质量不高的地区, 要在数控系统上装设专用的交流稳压电源装置, 达到降低故障发生率的目的。

3.4 定期检查和更换直流电动机电刷

要对数控车床, 数控铣床以及加工中心等进行每年一次的检查, 对于频繁加速的机床, 比如冲床工艺, 要进行两个月一次的检查。

4 总结

综上所述, 数控机床操作者要定期对数控系统的硬件以及软件进行检查, 确保数控机床能够安全稳定工作的同时, 将数控机床可能出现的故障消除在萌芽状态。数控机床操作者要学会分析数控系统出现的故障, 懂得如何维修以及维护数控系统, 确保数控机床能够正常工作。

参考文献

[1]何贤义.数控机床的电气维修技术及发展趋势探讨[J].中国高新技术企业, 2011 (05) .

[2]汤宝平.基于Elman神经网络的旋转机械故障诊断[J]计算机集成制造系统, 2010 (10) .

数控车床维修技术 篇10

1 数控设备的常见电气故障

有关数控设备的电气故障, 可根据不同要素划分为若干种类, 具体分析如下:

1) 根据发生故障的部位。可将电气故障划分为硬件故障与软件故障两种类型。一方面, 硬件故障主要指电气元件、电线电缆、电子、接插件、电路板等出现问题;另一方面, 软件故障则表现为程序错误、参数丢失、计算机错误、系统程序问题等。2) 根据出现故障的可能性。可将电气故障划分为随机故障与系统故障两种类型。一方面, 随机故障是指偶然发生的故障, 即“软故障”;另一方面, 在特定条件下, 必然产生的故障则为系统故障。3) 根据故障的破坏性。可将电气故障划分为破坏性故障与非破坏性故障两种类型。对于破坏性故障来说, 会造成机床障碍, 损坏工件。这种情况下, 只能根据实际现象进行检查, 排除障碍, 具有较高的技术难度, 且风险性较大。4) 根据故障的指示显示。可将电气故障划分为诊断指示故障与无诊断指示故障两种类型。

2 故障诊断与维修

有关数控设备电气设备的分析诊断与维修, 应根据故障实际状况, 选择不同的方法。以下将对几种常见的故障诊断与维修技术进行分析与阐述:

2.1 观察法

当数控设备电气故障产生之后, 维修人员的第一反应就是观察发生故障所带来的声音、气味、异响等现象, 进一步缩小故障范围, 通过手触、轻轻摇动元器件的方式, 查看电阻、电容等是否发生松动, 及时发现元件断脚或者虚焊等问题。

2.2 分析法

作为数控设备维修人员, 必须对各种设备的工作原理了如指掌。了解可能引发电气故障的各种因素, 利用设备原理分析故障原因, 最终确定几个重点查找的部位与方向, 提高诊断的针对性。

2.3 调整法

如果数控设备运行的参数设置不当, 也会对设备的正常运行产生影响。因此, 根据设备产生故障的特征, 对相关参数进行核对、检查与调整, 即可快速排除故障。

2.4 诊断法

充分应用数控设备系统的自检功能, 通过系统与主机之间的接口信号以及报警信号状况, 结合具体的设备故障特征, 确定发生故障的具体位置。

2.5 试运行法

如果数控设备产生的故障时有时无, 则可将数控设备启动, 实行试运行。在试运行过程中, 观察可能出现故障的可能性, 确定设备状态机故障位置, 包括故障发生的轴段、程序段等, 迅速确定故障部位、故障原因, 有针对性地采取对策。

2.6 置换法

置换法是电气故障诊断最直接、最简单的方法之一, 尤其在现场判断的应用非常广泛。利用正常的组件或者电路板, 对问题电路板进行置换, 进而快速发现存有故障的元件;如果没有可用的备用元件, 则可将故障区和非故障区的组件进行交换。在应用置换法过程中, 应注重保持备用元件的状态与问题元件的状态保持一致, 包括开关、短路棒设置的位置等等。另外, 在应用元器件替换过程中, 应该注意以下问题:电容主要包括容量与耐压性两大参数, 在进行电阻替代过程中, 除了数字电路中对分压、定时、振荡的电阻值要求较高, 其他电路只需要满足功率即可, 一般采用金属膜电阻;而在线性电路中, 则采用精密电阻, 取代精度等级较高的元件;当元器件取下来之后, 应确认其是否发生损坏, 对制造厂家、型号、参数等进行记录;在集成电路中应用置换法, 由于拆卸集成电路之后发生故障的几率增大, 因此应确认原有的集成电路为损坏状态, 方可拆卸集成电路片子。

2.7 测量法

在数控设备电气运行中, 有关印刷线路板的设计, 为了便于调整与维修, 在板中设计诸多检测端子。维修人员通过这些端子, 就可以对线路板进行测量, 确定发生问题的区域, 同时也可通过测量端子, 或者电压或者波形等参数。另外, 也可对印刷线路板进行切断电路、短路、拔去组件等操作, 通过观察现象, 判断故障原因。

2.8 PC图法

在PC形象化中, 梯形图是最直观的编程方式, 利用软继电器线圈及电路节点, 根据一定的逻辑性, 构建梯形电路。根据PC梯形电路, 对故障进行分析, 已成为当前数控设备电气故障诊断的基础方法。首先, 了解设备运行的原理与程序;其次, 熟练掌握梯形图;再次, 排除故障过程中, 认识到问题输出, 再查看具体的输入条件, 根据PC系统状态显示, 监测编程器的运行状况, 逐一排查故障点, 并采取对应的处理措施。

2.9 暴露法

如果系统产生的故障时有时无, 具有不稳定性, 那么在查找过程中, 可利用绝缘物进行敲打, 发现虚焊或者接触不良的位置;或者利用吹风机进行局部升温, 发现性能出现变化的元器件。通过这种方法, 可将存在故障的元器件暴露出来, 但是也存在一定风险, 可能将完好的元器件损坏。

3 分析诊断技术的未来发展

3.1 远程诊断

随着计算机与网络技术的快速发展, 在数控设备、计算机终端、网络连接之间构建通讯联系, 利用相关软件及网络支持, 可调用数控设备的参数与状态信息。当数控设备出现故障时, 利用计算机即可实行远程诊断, 监控数据及时回输到计算机中, 将诊断结果及具体维修技术呈现出来。

3.2 人工神经网诊断

人工神经元网络, 可简称为神经网络, 构建在人脑思维的基础上, 模仿人类大脑的神经元特征, 通过数学方法将程序简单化、抽象化、模拟化, 同时形成非线性的动力学网络系统。由于神经网络系统的强大性, 可处理各种复杂故障, 同时具备记忆、容错、推测、联系及自适应等功能。人工神经网络作为一种全新识别技术与维修技术, 目前在数控设备电气故障应用领域的潜力较大。

3.3 状态监测

有关数控设备的诊断过程, 主要包括获取诊断信息、提取故障特征、识别状态以及诊断故障等环节。在设备运行过程中, 各种故障都可能造成失稳运行。因此, 通过应用检测仪器, 实时监测设备运行状况, 在出现非平稳状态的初期即发出报警, 可及时进行故障诊断与识别, 避免故障的进一步扩大。

3.4 模拟专家

模拟专家技术离不开专家数据库的支持, 一旦数控设备出现电气故障, 由维修人员调用数据库系统中的内容, 经过经验推理与研究, 获得需要的内容, 完成故障诊断与维修过程。

3.5 自修复技术

在数控设备系统中, 具有备用模块功能, 并在系统软件中发挥自修复程序作用。在软件运行过程中, 如果某个模块产生故障, 则系统将显示信息, 并自动寻找故障点。如果系统中已经存在备用模块, 则系统将自动切换, 确保数控设备的稳定运行, 并为维修提供便捷性。

摘要：做好数控设备的正确操作、保养与维护, 是提高数控设备使用效率与使用寿命的根本途径。本文结合当前数控设备运行状况, 对常见的电气设备故障进行分析, 并提出相关维修技术与未来发展方向。

关键词：数控设备,电气故障,诊断,维修

参考文献

[1]马巍.浅谈电气系统故障检修在数控设备检修中的重要作用[J].黑龙江科技信息, 2011.

[2]邵建中.数控设备各组成部分对故障的影响程度分析[J].机械工程与自动化, 2010.

[3]马兆斌, 夏芳臣, 涂海宁, 张宗阳.数控设备机械结构的故障排查分析研究[J].机械设计与制造, 2009.

[4]叶敏.数控设备的管理与常见故障维修技术[J].广东科技, 2009.

[5]李伟.谈如何做好数控设备的管理与维修[J].大科技:科技天地, 2011.

数控车床维修技术 篇11

【关键词】虚拟 ； 数控机床 ； 数控维修 ； 教学

【中图分类号】G64 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2015）7-0029-01

随着我国经济的迅速崛起，数控机床被广泛地应用于制造业中，与此同时，企业也需要优秀的、专业的数控人员，不仅需要他们有熟练的操控技术以及数控编程，而且还应具备维护和维修技术。这些数控人员大多是从学校或经过培训所获得的技能，而在传统的教学和培训方式上已经难以达到社会对数控人员的技术和能力的要求，虚拟数控机床的出现很好的缓解了这一尴尬的局面。不但能提高学生的实际操作能力，而且投入少，非常经济、安全、可靠。

一、虚拟数控机床的概况

（一）虚拟技术的开发利用

数控技术的发展加快了工业化文明的进程，科技的发展使得工业机床的功能不断增多，结构日益复杂，这同时也加大了数控维修的教学难度。在如此的大背景下，其传统老套的教学方法难以真正诠释和授予学生现代机床维修技术。因此，学校应该利用当前的科技成果，深入研究和创新教学方式，在此过程中，新的教学理论体系——虚拟数控机床应运而生。

随着虚拟数控机床技术在教学中的应用与发展，赋予了数控维修教学新的方向。在运用此技术之前教师更多的是教授理论知识，在实际操作却因学校的真实机床少而无法满足每个学生的动手操作能力。现如今，虚拟数控机床技术成功地解决了这个困难，使得学生理论联系实际，真正掌握维修手段和方法。

（二）虚拟数控机床概述

数控技术的发展加快了工业化文明的进程，而虚拟数控机床技术是通过利用计算机，模拟出一个真实的环境，帮助学生通过模拟操作提高控制能力以及实际的工作决策。它的应用不仅还原了现实的加工流程，十分逼真，若机器出现故障，还会及时发出预警消息提出操作人员，进而促进实际加工流程的合理化，有效地节省了开资，相比于实际工作，其风险也降低了不少，随着生产效率也提高了。

二、虚拟数控机床的功能

虚拟数控机床几乎是复制了现实的数控机床，不仅是在其结构上，而且真实数控机床上的全部功能，虚拟数控机上同样具备，换言之，在维修教学上虚拟数控机可以替代现实的数控机床，这一功能上可以有效避免数据的丢失。除此之外，虚拟数控机床拥有真实机床的界面风格，减少学生心理的排斥，保障实际操作训练。其次，虚拟机床相对于真实的机床更显独立性，因为机床模块属于颗粒性，能够独立的开发、工作，又因为颗粒度与对应的模块的抽象度密不可分，其实虚拟机床的框架极具抽象性，既可以随意组合，满足不同类型数控机床的教学。值得注意的是，虚拟机床能完善图形接口，能将真实图形显示在计算机中，其运行参数也同步显示，方便观察以便进行数据控制和分析，如同置身于现实环境中操作，真正实现人机结合。第三，虚拟数控机床对于数据的处理和储存更加安全，降低了现实数据丢失的风险。第四，为了达到教学效果，虚拟数控机床通过对材料和方法进行仿真模拟，使用真实数据，然后以三维立体的形式呈现，完成数控机床操作。与此同时，还可监控整个流程，若出现差错会在最快的时间得到分析并加以改正，保证结果的准确性。虚拟数控机床有强大的网络功能的支持，能迅速地找到相关制造资源，与其之间的操作性加强，它的各个部件都非常灵活，以便精确定位维修机床。

三、虚拟数控机床在数控维修教学中的运用

（一）虚拟数控机床服务于数控维修理论教学

数控维修理论的教学枯燥且乏味，教师单凭教学课件和动画讲解日渐复杂的机床功能和工作原理，只会让磨灭学生学习的乐趣，而且在真實数据机床上的操作少，使得学生难以消化学到的理论知识。虚拟数控机床技术在维修教学中的应用，教师可以将理论知识中的机床功能，结构利用逼真的三维动画呈现在学生面前进行详细的演示，有利于学生更好地理解和掌握所学到的相关数控机床的知识。

（二）虚拟拆装

拆装是维修教学的一个重要环节，能帮助学生在动手操作期间更深层次地了解专业知识。虚拟拆装是计算机模拟一个真实的实训环境，选择正确的零部件和工具进行拆装。在拆装过程中了解数控机床的功能、结构及工作原理，能有效的提高学生的实践能力。

（三）故障诊断

故障诊断考验一个数控人员的洞察力和分析能力。在故障诊断中，每个学生都会配有一台计算机和虚拟数控机床，他们利用计算机对数控机床进行全面的诊断和检查，并显示出相关诊断信息。学生们可以根据分析得出的数据信息，对故障进行诊断维修。利用虚拟数控机床来施行故障诊断，一方面为学校节省了相应的实验资源，减少资源浪费，另一方面，每个学生都有机会进行实践的维修操作，为今后的数控维护能力以及维修能力奠定了坚实的基础。

四、结语

综上所述，虚拟数控机床的出现为数控维修教学提供了一个非常好的实践平台，提高教学效率的同时，其教学成果也十分显著，学生能将学到的理论知识通过模拟实训很好的融会贯通。帮助社会的各大行业培育了众多的优秀的、专业的数控人才，促进社会经济长期稳定的发展。

参考文献

[1]吴南，赵岐刚.数控机床电气控制实训平台的开发[J].科协论坛（下半月），2010（11）.

[2]王卫东，李海清.虚拟现实技术在数控维修软件开发与教学中的应用[J].四川理工学院学报（自然科学版），2012，02：31-34.

数控车床维修技术 篇12

一、校企合作双主体育人存在的问题

当前, 全国很多高职院校都在推进构建校企合作双主体育人机制的教育教学改革, 取得了显著成效, 形成了多种校企合作、工学结合教学模式。 但在改革过程中, 还存在以下主要问题:一是企业参与共同育人的积极性不高, 认为学校是负责人才培养的, 企业只管用人, 企业主体地位不够彰显。 二是教学资源和平台建设问题, 现有教学资源和平台建设不适应工学结合教学内容和载体的选择。 三是教学实施问题, 教学计划很难对接生产计划, 不利于校企合作、工学结合教学的开展。 本文主要以常州机电职业技术学院数控维修专业为例, 介绍探索实践基于校中厂的校企合作双主体育人机制建设。

二、构建双主体育人管理机制

在社会交换学理论指导下, 校企强化合作交换, 共同获益, 努力调动企业参与人才培养的积极性, 将常州创胜特尔数控机床设备有限公司引入校园, 共建校中厂。 企业享受常州国家大学科技园等优惠政策, 并在土地及基础设施使用、员工培训、项目合作开发、毕业生优先选择等方面享受学院的优惠待遇。 学院参与企业形象包装、产品宣传, 共享学院的软硬件资源, 以降低企业运营成本。 企业履行为学院提供生产性实训、顶岗实习岗位、设备和兼职教师等义务。

与该公司共建江苏省数控机床工程技术研究开发中心、 常州市数控机床精度检测与维修公共服务平台和国家师资培训基地, 通过人员、资本、技术相互渗透, 以课题研究、项目开发、社会服务等为纽带, 完善技术协作机制, 实现校企深度融合、合作共赢和持续发展, 夯实双主体育人基础。

在校中厂环境下, 建立“专业建设合作委员会-合作办-项目组”三级管理运行机制, 如图1所示。 合理界定三级机构职责, 明确决策、管理和执行的分工协作, 立体协同推进校中厂的育人机制, 具体出台《校中厂教学实施细则》、《校中厂教学考核办法》等系列制度, 保障校中厂教学的顺利实施。

三、探索“三层递进、工学交替”人才培养

深入开展专业人才需求调研, 结合地方装备制造业产业特点和结构调整的需要, 在专业建设合作委员会的全面指导、协调、监督下, 根据数控机床装调与维修技术技能型人才工作岗位要求, 对接数控机床装调与维修职业标准, 校企双主体共同制订工学结合人才培养方案。 选择源于企业的岗位 (群) 典型工作任务为载体, 遵循专业基本能力、专业专项能力、专业综合能力的能力渐进培养规律, 开发构建符合企业需要和生产实践的“三层递进”项目课程体系, 探索实践数控维修专业的“三层递进、工学交替”的人才培养模式改革。

企业参与共同开发专业课程和教学资源, 共同实施课程教学和评价考核。 校中厂为数控维修和电气技术类等相关专业全面开放资源, 为工学结合课程的实施提供场所, 满足专业认知、职业素养训练、生产性实训、顶岗实习等环节的教学需求。 为了教学过程更好地对接生产过程, 在校中厂教学生产车间共建“数控机床装调集训教学岛”。 把《机床电气控制与PLC》、《数控系统安装与调试》 等专业课程引入校中厂, 按照数控机床装调生产工艺流程 (机械本体安装—强电安装调试—机床功能调试—机床整机性能调试和精度检测) 对应《机床电气控制与PLC》、《数控系统安装与调试》等课程的教学。 双方互派人员, 执行企业的品质要求, 弹性安排教学, 共同指导学生在“真环境、真设备、真产品”条件下完成学习任务, 同时完成数控机床装调生产任务。 厂校双方共同制定监督与评价体系, 实施对课程、师资、经费等监控及评价。

校中厂中, 针对数控机床装调集训教学岛的生产教学任务, 聘请企业的工程师、技师与能工巧匠作为兼职教师, 学院对兼职教师的教学工作完成情况进行考核并发放相应工作津贴, 同时企业也把其教学工作纳入员工年度考核指标中, 从规范制度、考核激励等多方面确保校中厂兼职教师工作的圆满完成。 企业每年聘请两三名教师作为兼职工程师, 参与企业产品开发、生产、形象宣传工作, 学院把教师参与企业工作的绩效纳入教师年度考核指标中, 并作为职称评聘依据之一。

四、实施工学交替教学

安排本专业学生第一学年在校内公共平台课程学习, 进行专业基本能力的培养。 其中新生入学一周安排在校内实训中心、校中厂常州创胜特尔数控机床设备有限公司企业进行职业认知实习。 以职业和专业入门介绍、企业体验为主, 使学生在入学初期即对所学专业的应用领域和核心技术有初步认识, 激发学生的学习兴趣和热情。 基本素质课程和专业基本能力课程按照通常教学安排进行, 学生获得机械装配和电气安装连接基础能力。 第一学年暑期4周在企业跟班实习, 认识数控机床组成及数控机床制造过程, 建立完整的专业认识。

第二学年主要培养学生数控机床操作、机械装调、电气装调、数控机床维修专业专项能力, 课程分项目、分阶段弹性实施, 数控机床故障诊断与维修等课程主要在校内数控维修实训中心实施。 数控系统安装与调试、数控机床机械安装与调试等课程采取弹性安排, 对接企业生产计划, 校内和校外交替, 专任教师和企业兼职教师互补进行专业专项能力训练。 第二学年暑期4周进行数控机床装调与维修专业能力集中实训, 安排在校中厂常州创胜特尔数控机床设备有限公司进行。 以企业兼职教师为主、专任教师为辅进行指导, 实现“学生员工身份合一、学做合一、课堂车间合一”, 培养学生专业专项能力。

第三学年安排学生进行顶岗实习和毕业设计。 与合作企业签订学生顶岗实习协议, 制订本专业顶岗实习课程标准、顶岗实习手册等教学文件, 依托校企合作工作站, 创新并实践“工作站”式顶岗实习教育模式。 结合专业教师下企业实践制度要求, 定期选派专业教师进驻“工作站”担任专职指导教师, 聘请企业“帮带师傅”担任兼职指导教师, 校企共同开发教材, 共同落实顶岗实习学生检查、考核和评价制度, 建立“双元主体、过程共管、责任共担”的顶岗实习教育质量保障体系, 努力强化学生在“真实情景”工作环境中的顶岗实习效果, 使顶岗实习真正成为学生专业综合能力训练的主要环节。 毕业设计选题源于企业, 为企业解决技术上的实际问题。 在此过程中, 学生在企业兼职教师的指导下不仅提升专业技能, 更重要的是在企业真实环境下进一步培养学生专业综合能力和提升学生职业素养。 学院与企业共同制订、共同实施学生顶岗实习计划, 共同评价学生顶岗实习与毕业设计。

五、结语

本专业经过近三年校企合作双主体育人机制建设的探索实践, 人才培养质量有较大提升, 毕业生毕业半年后就业率、就业现状满意度、月收入连续三届均高于全国高职院校同专业平均水平, 并培育出《“引企入校、三层递进、分段实施”高职数控类专业人才培养模式的探索与实践》等省级教学成果奖。 校中厂从进校初的年产值800万元发展到年产值过亿元, 初步实现校企共同发展、共同受益的目标。

参考文献

[1]教育部.关于深化职业教育教学改革全面提高人才培养质量的若干意见[A].职成司2015[2015]6号.

[2]李忠华.“双主体”模式下校企深度融合的运行及保障机制研究[J].中国职业技术教育, 2012 (28) .