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[资料] 数控机床维修步骤

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发表于 2008-6-20 20:32:46 | 显示全部楼层 |阅读模式

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第1步——故障记录
6 E+ k0 K/ `0 J; F' \2 e# M* z* t4 E; r2 \2 ^
4 S. L3 D' [5 c8 D& c
数控机床发生故障时,操作人员应首先停止机床,保护现场,然后对故障进行尽可能详细的记录,并及时通知维修人员。故障的记录可为维修人员排除故障提供第一手材料,应尽可能详细。记录内容最好包括下述几个方白:7 v% s: c' @+ }. m) n
故障发生时的情况记录
! Q( Q. a. g2 U" L2 Z1 E% H1)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
; o" g4 M! m. A. O% P9 S2)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,如:是否有异常声音、烟、味等。7 K3 q1 k* g5 R
3)发生故障时系统所处的操作方式,如:AUTO(自动方式)、MDI(手动数据输入方式)、 EDIT(编辑)、HANDLE(手轮方式)、JOG(手动方式)等
9 R; j4 t/ w/ s- [, A, [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,加工时采用的刀其号等。1 L0 i2 j" x$ Z% K/ r
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,并保留不合格工件工件; g( ~- s/ @* c: Q8 V/ ^& S" b" _5 x9 \
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。通过诊断画面,记录机床故障时所处的工作状态。如:系统是否在执行MST等。功能?系统是否进入暂停状态或是急停状态?系统坐标轴是否处于“互锁”状态?进给倍率是否为0%?等等
% L* W1 R" J# G; h* }7)记录发生故障时,各坐标轴的位置跟随误差的值
9 m5 U0 T/ P, w1 `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.等等
) j. p$ F/ T1 h3 H 故障发生的频繁程度记录4 m  J% c; _/ v2 R" |9 r3 b
1)故障发生的时例与周期,如:机床是否一直存在故障?若为随机故障.则一天发生几次?是否频繁发生?; d# C, F: Z! E  g
2)故障发生时的环境情况,如:是否总是在用电高峰期发生?故障发生时数控机未旁边的其他机械设备下作是否正常?
9 ?1 j, C8 @% B1 P4 ~' e& L; n+ B3)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。# g. v$ u/ H' z# Y4 N
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8 c% t# A1 W* W# d
故障的规律性记录5 J- ]8 }5 x+ P$ u$ y
1)在不危及人身安全和设备安全的情况下,是否可以重演故障现象?
) Q( R! R) p6 [2 Z2)检查故障是否与机床的外界因素有关?2 ?1 w& j1 M, N- x( F  ?; s3 w5 R
3)如果故障是在执行某固定程序段时出现,可利用 MDI 方式单独执行该程序段,检查是否还存在同样故障?
5 M2 J/ ?5 M8 \& c4)若机床故障与机床动作有关,在可能的情况下,应检查在手动情况下执行该动作.是否也有同样的故障?
# i( e# P8 j6 J5)机床是否发生过同样的故障?周围的数控机床是否也发生同一故障?等等% O4 Z* Z7 O& p, k5 _1 K- z
故障时的外界条件记录
/ n2 f& i2 T& S& L8 m4 ^3 Y1)发生故障时的周围环境温度是否超过允许温度?是否有局部的高温存在?
' s  c" q% x! i1 Q0 e1 _& X2)故障发生时,周围是否有强烈的振动源存在?
- Z- H8 g9 \: Q( o3)故障发生时,系统是否受到阳光的直射?
) h) T% v0 ^! Z+ S4)检查故障发生时电气柜内是否有切削液、润滑油、水的进入?
3 ?; [7 ~( U0 T) `5)故障发生时,输入电压是否超过了系统允许的波动范围?
, l: d9 B% m* N6)故障发生时,车间内或线路上是否有使用大电流的装置正在进行起、制动?- b3 k# ^; ~- _8 B5 o
7)故障发生时,机床附近是否存在吊车、高频机械、焊接机或电加工机床等强电磁干扰源?2 F1 r4 o- M! \8 h" ^1 B/ i
8)故障发生时,附近是否正在安装成修理、调试机床?是否正在修理、调试电气和数控装置?
 楼主| 发表于 2008-6-20 20:33:35 | 显示全部楼层
第2步——维修前的检查: h1 u* K" q; ~

% a* z8 x* e6 [) y0 C0 x3 i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。这些检查包括:2 W- w! ]8 A3 m( i2 k+ \- a2 B
& N  C- v9 |5 S& j
⑴ 机床的工作状况检查
- L) D5 p( d5 @+ ~5 _) P7 Y1 ~, Q" g9 D0 a
1)机床的调整状况如何?机沐工作条件是否符合要求?8 ?: _, g5 M8 @! |2 g! {) k3 m4 X

% R' e) J8 r, d/ g2)加工时所使用的刀具是否符合要求?切削参数选择是否合理、正确?
6 B% Y& i1 W# i' {9 ^; ]' S
: X- Y4 j9 P, }$ \9 t7 F3)自动换刀时,坐标轴是否到达了换刀位置?程序中是否设置了刀具偏移量
3 Z, ~! C7 [% M+ b8 A5 w! M2 Q3 }* R3 Q6 G9 A! |
4)系统的刀具补偿量等参数设定是否正确?
' \, C  i0 G# D% i$ r+ i4 C8 G1 t& }8 y" }# H
5)系统的坐标轴的间隙补偿量是否正确?3 R. n2 s; u' v6 I- K

0 m- c. |0 w( C0 u# k6)系统的设定参数(包括坐标旋转、比例缩放因子、镜像轴、编程尺寸单位选择等)是否正确?
" V, f! R& r, g6 h1 k0 O0 G9 P
3 k! R+ @( l0 M! N7)工件坐标系位置,“零点偏置值”的设置是否正确?) k- h- j1 X- L7 z6 U8 t) ^

6 J6 x8 O9 m: A5 S) t: F3 r8)安装是否合理?测量手段、方法是否正确、合理?1 r6 U1 i4 f/ o. w

1 c9 h% B, C" O8 G' G1 J9)零件是否存在因温度、加工而产生变形的现象?等等. {5 a7 L4 T) [( o* k
6 U" o4 e9 `7 g1 f
⑵ 机床运转情况检查
6 m4 ^, r! X) }2 u; A" _7 `! d0 o3 V" \: Q6 X% E
1)在机床自动运转过程中是否改变或调整过操作方式?是否插入了手动操作?
1 l7 Z1 Z: e4 o' a5 |  @& ]$ w1 U  M4 J& P% y4 J  E' W" p
2)机床侧是否处于正常加工状态?工作台、夹具等装置是否处于正常工作位置?) X3 Y9 z4 d- k- M5 T

! c$ M# T: p4 x: I3)机床操作面板上的按扭、开关位置是否正确?机床是否处于钱住状态?倍率开关是否设定为“O”?
5 o5 {) q7 k5 T7 y) m5 y8 w0 H: u4 B" p: x1 A* n9 M
4)机床各操作面板上、数控系统上的“急停”按扭是否处十急停状态?
" Z& U- s0 H' h1 D& w  N/ ?
0 X4 j8 y8 h: X  s' U5)电气柜内的熔断器是否有熔断?自动开关、断路器是否有跳闸?
2 y: f- e  G" b& K& w8 a% I# G, K$ ^. Y- _+ |- o- h
6)机床操作面板上的方式选择开关位置是否正确?进给保持按钮是否被按下?
" W( j1 K2 d9 P* x$ h/ t; T$ ?
1 A2 V; f( m9 g9 f⑵ 机床和系统之间连接情况的检查5 d. y, x+ g/ M6 J+ h  M' ~  z
4 d- k: K3 ]9 D7 x; A
1)检查电缆是否有破损,电缆拐弯处是否有破裂、损伤现象?1 N' O# {' x" b  p7 d; i

! i6 S: J" [% K+ R0 h2)电源线与信号线布置是否合理?电缆连接是否正确、可靠?1 K& g& U6 _( Q; {0 F6 B' g
8 X2 q* {+ ~+ s) v
3)机床电源进线是否可靠接地?接地线的规格是否符合要求?4 M$ Q" q; \, a. x& l4 k: N6 C! h
9 x5 n! Z; I# O3 v) ?
4)信号屏蔽线的接地是否正确?端子板上接线是否牢固、可靠?系统接地线是否连接可靠?
  i, |5 T$ E$ q) }8 a3 Y8 o* ?! l* \4 y
5)继电器、电磁铁以及电动机等电磁部件是否装有噪声抑制器?等等
; G  f! T8 u; n/ U, Z6 A
) K$ O. O7 O& B1 y+ b% c⑷ CNC装置的外观检查7 [$ u& l2 J; q9 {

) U) i$ I: w# ~. n# R& M1)是否在电气柜门打开的状态下运行数控系统?有无切削液或切削粉末进入柜内?空气过滤器清洁状况是否良好?1 F" C& O- Z" u  u
5 l1 _. C7 W) Z1 Q$ W, p
2)电气柜内部的风扇、热交换器等部件的工作是否正常?4 @; n" \' e. G% v5 g  i, `$ l

0 ]/ l( j. J" G: c2 {4 ?3)电气柜内部系统、驱动器的模块、印制电路板是否有灰尘、金属粉末等污染?! S, b9 U4 b2 M7 H3 |
7 `5 r' Y/ |$ \8 ~$ c
4)在使用纸带阅读机的场合,检查纸带阅读机是否有污物?阅读机上的制动电磁铁动作是否正常?: z. F% y/ o! g/ Z5 K/ P
  _2 q4 {0 G4 T% i8 h2 U
5)电源单元的熔断器是否熔断?: S: `1 a0 w6 ?( h+ D

7 C0 E6 [. z, y' m5 `0 t, I6)电缆连接器插头是否完全插入、拧紧?5 N) q) ^# H5 z* F

  r/ S/ \% d, z. _* v% G7 K! I2 _7)系统模块、线路板的数量是否齐全?模块、线路板安装是否牢固、可靠?
* [" ?, q- d. o# ^2 b. f% \' y8 g8 Y+ B
8)机床操作画板 MDl/CRT 单元上的按钮有无破损,位置是否正确?
: b7 i; h( W' v: m6 R, E% @- `/ ]0 T$ H. ?2 `- L  T
9)系统的总线设置,模块的设定端的位置是否正确?
5 ~% ?& I) H* a2 t. E
0 g% y& v" M1 A+ Y8 c6 q- {0 z# X3 Q⑸ 有关穿孔纸带的检查 旱期的系统,加工程序一般是用纸带读入的。如果发现是由于穿孔纸带读入的信息不对而引起故障时,需要检查并记录下述内容
- _9 D5 @+ s2 U( E" x6 L1 q2 a2 C5 i0 [. ^( x6 T& l
1)纸带阅读机开关是否正常?) R# q4 O( G2 }. O8 H  d
: Y; J& d$ N4 x) q. w
2)有关纸带操作的设定是否正确,操作是否有误?
4 r( a- W7 H1 n! v" @
/ `& Z8 ]4 Z: y3 I% ^" Z3)纸带是否有折、皱现象?
2 e+ \5 n3 _+ U+ l2 Q" N8 f7 S- q+ F4 h/ ?/ I' E7 _4 N0 @+ o
4)纸带上的孔是否有破损?
9 ~2 [  R6 F5 F$ Q3 B$ Y
% D1 O4 P6 J. T4 S5)纸带上的接头处连接是否平整?5 D+ I9 c% z$ S) H

3 O1 v- ~6 S, Z- m* u' O6)纸带以前是否用过?
; n+ z0 ?; U5 [* Y; Z9 W+ B/ u9 |- ?+ M7 h1 H, z
7)使用的是黑色纸带还是其他颜色的纸带?
/ {. C- k! u3 [+ F# Q: X+ e
- B+ \4 _7 a$ i总之.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情况,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,供维修时参考。
 楼主| 发表于 2008-6-20 20:33:53 | 显示全部楼层

; n& l0 Y; ?5 s8 N
第3步——故障诊断的原则与方法
! T/ u; a% z3 o% }8 J1 ^* T: N; r2 H+ c3 g. c% c3 E
数控机床发生故障时,为了进行故障诊断,找出产生故障的根本原因,维修人员应遵循以下两条原则
! L# ]/ y6 F) V) Y5 t  M0 p4 |    一,充分调查故障现场这是维修人员取得维修第一千材料的一个重要手段。调查故障现场,首先要查看故障记录单;同时应向操作者调查、询问出现故障的全过程,充分了解发生的故障现象,以及采取过的措施等。此外,维修人员还应对现场作细致的检查,观察系统的外观内部各部分是否有异常之处:在确认数控系统通电无危险的情况下方可通电,通电后再观察系统有何异常,CRT显示的报警内容是什么等。
- `% a6 Q6 |* |  二,认真分析故障的原因。数控系统虽有各种报警指示灯或自诊断程序,但不可能诊断出发生故障的确切部位。而且同一故障、同一报警可以有多种起因,在分析故障的起因时,一定要开阔思路,尽可能考虑各种因素.
3 O+ \6 S, X+ @+ N  分析故障时,维修人员也不应局限于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,达到确诊和最终排除故障的目的
8 Y" H  t( q0 [1 {" X# O, I
$ [) M/ w6 u- D& h% Q$ e4 p1 `+ H4 ?
4 G$ I3 H% s2 P8 F5 D) o, X
, L: g+ e4 ?/ g1 g6 @$ Y+ l  系统自诊断法% q1 {2 a- r; Q+ N* D5 I
充分利用数控系统的自诊断功能,根据CRT上显示的报警信息及各模块上的发光二极管等器件的指示,可判断出故障的大致起因。进一步利用系统的自诊断功能.还能显示系统与各部分之间的接口信号状态,找出故障的大致部位.它是故障诊断过程中最常用、有效的方法之一。
" e6 ~$ n  x% Z: x6 m' _4 x0 ^* m% [3 t3 J. B
  参数检查法* a0 z: R1 A& `2 A9 [. r- S
数控系统的机床参数是保证机床正常运行的前提条件,它们直接影响着数控机未的性能。( x# K$ `" X" W5 E) g  l$ d
参数通常存放在系统存储器中,一旦电池不足或受到外界的干扰,可能导致部分参数的丢夫或变化,使机床无法正常工作。通过核对、调整参数,有时可以迅速排除故障:特别是对于机床长期不用的清况,参数丢失的现象经常发生,因此,检查和恢复机床参数是维修中行之有效的方法之一。另外,数控机床经过长期运行之后,由于机械运动部件磨损,电气元器件性能变化等原因,也需对有关参数进行重新调整。* v  n7 b6 T- q- x0 q3 o
1 p* x, v- d; l2 R
    功能测试法/ q5 k, d+ g( U+ X3 l. x% r/ c
所谓功能测试法是通过功能测试程序,检查机床的实际动作,判别故障的一种方法功能测试可以将系统的功能(如:直线定位,圆弧插补、螺纹切削、固定循环、用户宏程序等),用手工编程方法,编制一个功能测试程序,并通过运行测试程序,来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原因 5 Q( V" P( C5 f! q  o) b
对于长期不用的数控机床或是机床第一次开机不论动作是否正常,都应使用本方法进行一次检查,以判断机床的上作状况。' ]: @" N- _, u6 v" J

# j8 L7 [* [# e3 z( U4 Y' N( C/ }部件交换法
7 e: f# H, l4 r所谓部件交换法,就是在故障范围大致确认,并在确认外部条件完全正确的情况下.利用同样的印制电路板、模块、集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分的方法。部件交换法是一种简单,易行、可靠的方法,也是维修过程中最常用的故障判别方法之一。
. H" b: N+ j9 O. R: J6 A) F交换的部件可以是系统的备件,也可以用机床上现有的同类型部件替换通过部件交换就可以逐一排除故障可能的原因把故障范围缩小到相应的部件上。
! t1 [! ?" P# \5 Y: T2 I) ~% h* l必须注意的是:在备件交换之前应仔细检查、确认部件的外部工作正常,在线路中存在短路、过电压等情况时,切不可轻易更换备件。此外.备件(或交换板)应完好,且与原板的各种设定状态一致。( E1 Q1 b3 z) |9 m+ i5 d$ a- X, u8 _
在交换装置的存储器板或CPU板时,通常还要对系统进行某些特定的操作,如存储器的初始化操作等并重新设定各种参数,否则系统不能正常工作。这些操作步骤应严格按照系统的操作说明书、维修说明书进行。: c) N2 s  o( S. @6 v) @

0 t2 o9 e* u: d" s0 @* H8 g* t( o测量比较法
- b' l1 L, J* s5 I! H) O数控系统的印制电路板制造时,为了调整、维修的便利通常都设置有检测用的测量端子。维修人员利用这些检测端子,可以测量、比较正常的印制电路板和有故障的印制电路板之间的电压或波形的差异,进而分析、判断故障原因及故障所在位置。
( C6 r1 P1 L- c- |+ I' o通过测量比较法,有时还可以纠正他人在印制电路板上的调整、设定不当而造成的“故障”5 p9 I8 b: {. c5 c( d
测量比较法使用的前提是:维修人员应了解或实际测量正确的印制电路板关键部位、易出故障部位的正常电压值,正确的波形,才能进行比较分析,而且这些数据应随时做好记录并作为资料积累。
* Z6 A+ e& Q7 @$ J1 Q6 X2 {
( X" ]8 h5 w/ Y; ~原理分析法% Z( ^' ~& ]1 l. g3 f
这是根据数控系统的组成及工作原理,从原理上分析各点的电平和参数,并利用万用表、示波器或逻辑分析仪等仪器对其进行侧量,分析和比较,进而对故障进行系统检查的一种方法。运用这种方法要求维修人员有较高的水平,对整个系统或各部分电路有清楚,深入的了解才能进行。对于具体的故障,也可以通过测绘部分控制线路的方法.通过绘制原理图进行维修。" K, K) u9 D1 o% M1 K3 I* l0 D* q% R
5 r# I& F+ K9 @6 Q, t! P6 {7 H0 @
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、局部升温法等等这些检查方法各有特点,维修人员可以根据不同的故障现象加以灵活应用,以便对故障进行综合分析,逐步缩小故障范围,排除故障 $ ?- F5 X& @- e$ ?

' O. B1 M" Q: }6 G) \, D$ Z; v5 y& N& }8 `/ l6 H

2 l7 f9 \' S1 ~% _5 i/ d对于数控机床发生的大多数故障,总体上说可采用下述几种方法来进行故障诊断
4 b; R! y7 F/ v2 W& ?6 c. l. r0 q      / c8 ^& W5 Q5 g  w6 ?( `9 n
  直观法
9 w0 o5 H2 e+ F1 s! y& O9 O这是一种最基本、最简单的方法。维修人员通过对故障发生时产生的各种光、声、味等异常现象的观察、检查,可将故障缩小到某个模块,甚至一块印制电路板。但是它要求维修人员具有丰富的实践经验.以及综合判断能力。
 楼主| 发表于 2008-6-20 20:35:08 | 显示全部楼层
第4步——数控系统干扰及其预防# @) M4 l! [. Q  @$ O$ J' U5 r% X

9 `' t1 ~9 ]+ L$ l7 `. e2 V干扰是造成数控系统“软”故障.且容易被忽视的一个重要的方面。消除系统的干扰可以从下述几个方面着手:
& p0 s, F" I" k" c: w2 X, P  q, c( x8 c3 q$ W: ?6 T( T, U
⑴ 正确连接机床、系统的地线 数控机床必须采用点接地法,切不可为了省事,在机床的各部位就近接地,造成多点接地环流。接地线的规格定要按系统的规定,导线线径必须足够大。在需要屏蔽的场合必须采用屏蔽线。屏蔽地必须按系统要求连接,以避免千扰。
5 F3 @3 U+ ?" l) u; X4 M3 g2 {! t/ j- B3 @/ K4 j
数控机床对接她的要求通常较高,车间、厂房的进线必须有符合数控机床安装要求的完整接地网络。它是保证数控机床安全、可靠运行的前提条件,必须引起足够的重视。
: H2 }* L# ^4 J5 d/ B
" D- C; x1 d& d5 v5 u5 V⑵ 防止强电干扰数控机床强电柜内的接触器、继电器等电磁部件都是干扰源交流接触器的频繁通/断、交流电动机的频繁起动、停止,主问路与控制回路的布线不合理.都可能使CNC的控制电路产生尖峰脉冲、浪涌电压等干扰,影响系统的正常工作。因此,对电磁干扰必须采取以下措施,予以消除。
7 P/ d/ ?8 j3 i  p
/ x0 U7 e8 L8 k/ q# u1)在交流接触器线圈的两端、交流电动机的三相输出端上并联RC吸收器
8 w; X7 C5 g( r' {: e. @: i8 d
1 F& F* @5 a, }2 J$ v" B2)在直流接触器或直流电磁阀的线圈两端,加入续流二极管* ^4 u+ `  N' m8 k9 e, k* D/ M

) ?5 h. C) H" G1 _- T3)CNC的输入电源线间加入浪涌吸收器与滤波器.& {0 H  \: Z# L; N) ]( R

' N: {1 e3 U4 F- N/ g4)伺服电动机的三相电枢线采用屏蔽线(SIEMENS 驱动常用)./ V- v! d- Q2 A, G- R( k: `: O: d

% v3 _5 \$ r5 W通过以上办法一般可有效抑制干扰,但要注意的是:杭千扰器件应尽可能靠近干扰源其连接线的长度原则上不应大于20cm .
3 B3 d& z2 P) t" l4 a3 b! @- c- G: N* d2 c, Y
⑶ 抑制或减小供电线路L的干扰在某些电力不足或频率不稳的场合,电压的冲击欠压,频率和相位漂移.波形的失真 1 共模噪声及常模噪声等.将影响系统的正常工作.应尽可能减小线路上的此类干扰, X, P0 |1 U( N4 ~1 R" O! K) N' V

- C. I7 ~4 r8 J6 L. {$ |0 B4 L' u防止供电线路干扰的具体措施一般有以下几点:. ]2 K9 O# J: R' {+ N: }
/ b5 {: f) d% [
1)对于电网电压波动较大的地区,应在输入电源上加装电子稳压器.: n7 a( g. e- J1 I, |4 e" U' x( ^' A
, Z: L2 E3 Y* n9 G5 b* y
2)线路的容量必须满足机床对电源容量的要求。
/ T; n. m' f- p7 m6 `/ I3 @! |. M) c0 D& _5 W0 P
3)避免数控机床和电火花设备频繁起动、停止的大功率设备共用同一干线
( h- T. ~6 P  F' b
3 p6 C2 q/ ^# s4)安装数控机床时应尽可能远离中频炉、高频感应炉等变频设备。
发表于 2008-6-21 07:49:19 | 显示全部楼层
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