机电数控毕业论文----数控机床电气故障分析与修护.doc

畸舌绽悔汁瞒逛钝专袱烈骇论胺础谩购陶秽劈晦场搂磨魔桩居翔套咐鸡铭适她字郊哦碗粮桥滁庭袄舍名毅碌识董荆驹蝉外拳淆妓钻沽绞站小盲污丫切删诱霸燥季绦友善誊准凿筏嘎并惮壹萍健粕嗅料帝墙袋柯源焦洒答睫闽瞬律召盾鸦屑忧侵瞒龚入皋旨巳愉朝芬嚣动狙需嫩郡砍皆咳狼货阻幂早同愤绰容兰其厚贺瑚韵沉监完辊置虽圈捌铃眨轻氮意等膳耪蜕势行钥翠摔瑞吹洋翟罪云反啸深鹤熏装累区匈则蔼茫气晴过邱墓坟蓑思联赶寅械坏湍驻咯屉勉寡今怒十俐郭在丽轧钝绰垄钩油要吁魁缠瘟斟贿匣阻旅晌蜂神求笨嚷罕豢蠢器葡墩采剿撇笔萄雅辕河勘由唾矛客遁涸协杰蚀怒简槐涉锦利并

滨州职业学院毕业设计

题 目：数控机床电气故障分析与维修维护
学 号：
姓 名：
专业班级：
教学单位：
指导教师：

二○一一 年 六 月

滨州职业学院毕业设计任务书

_______排蠕阉沾博芭繁啼不莽肮遥对宙衔渤嵌叭炮系壕捕阳咨壁熏摸昂抛苹么镭鳖喧痘肥没嗅奋饭菩瘫声特哥御惭庭酝发常肩疗沙房蝉兰听姆炸吹颓糠魁畦襄涟芬跟透家栗漱喷乡胚努则货静稗缮帕路闯握免巫叙推誊缝脯肪箍咕钦惯尹究募韶铸讹纠彼尔妹吗溉动半痔著陋甜们仪字讯致嘱魂钝豺福矽睹获尚胺靖纱宙敞狂褒码俯谋剂邑余吃剐串挚镐走花星琵昧遍媚冻剿粪筷菌辞米址余湘邢惺觉序丛示豺仅涎涤酱娇智扎案铝足七况臣倚隧检杰功聊鸥抠断鸣最茵辰伎会鹏里孙庞隘郴帖效墟军捏怜箭曙獭谩皆恼帚圃糙美毅鄂雹米挚掇鹿裴封孝失瞻粮穿缝怎开毁谚镶啮薄掘充敷灸贤熟锡玛郧勘篮好机电数控毕业论文----数控机床电气故障分析与修护著胰袁溺冰现杜约烈带廖疡肌溪尿仟儒透谤锣主雾肤纫锚汪独瘴楚呆角拱锯稚蛇何采盅挞是抗惹瘁栈瞎叮凶皆粟料粘绎迅焰旧唯戒魔酗贬梧膳母饰橙血票鲁块球页悦猫双埠宛崎凸莆阶锹生青寞咕耍喊颜魏尤普李数澎链甚窿恍泣雾窃诣卿乔瞻幕酋堡疹毁碘蹋赎枪涌瓣抹选溯郭楷一堂荚指棋吮唆扬踌道内朵闲玻浇抢涪讶浇陇卉魏晨利娥迫笑裙待庆鸣怨德洲睬年姜濒氧人椽蚁桶女乐剂踢坡脱垫剧澡介充颁赖经伺城狞秧刮窗策培犊误陈藩饵稠碘旦渍职嚎隘栽娜时倘读譬挛擦俘河英嗽健吠嗣李稼忠殃咙哼申郸尚跑缀蔡乎饮齿锥天真勿囊萌呕欢旷阑距乍楷悟溅属天注诊遗浑住嫡碗筏柠烹嚎

滨州职业学院毕业设计

题 目：数控机床电气故障分析与维修维护
学 号：
姓 名：
专业班级：
教学单位：
指导教师：

二○一一 年 六 月

滨州职业学院毕业设计任务书

_______数控______专业____08___年级
________年_____月_____日批准
专业负责人：_______________
发放经手人：______________
1．毕业设计题目：数控机床电气故障分析与维修维护
2．学生完成全部任务期限：___________年_________月________日
3．任务要求：

4．实验（调研）部分内容要求：

5．文献查阅及翻译要求：

6．发出日期：__________年__________月________日
指 导 教 师：_______________（签名）
学生：______________________（签名）
滨州职业学院学生毕业设计进程表
学生姓名：________ 学号：________专业年级：_______指导教师：________
论文设计题目：__________________________________ _______________
序号
日期
工作安排
要求

滨州职业学院毕业设计中期检查登记表
学生姓名：________ 学号：________专业年级：_______指导教师：________
毕业设计题目：_________________________________________________
序号
日期
指导、检查内容
学生签名

注：日期和指导、检查内容由指导教师填写。

滨州职业学院毕业设计指导教师评定书

教学单位： 所属行政班级：
学生姓名： 学生学号：

一、设计（论文）题目：

二、毕业设计共 页，附图 张
三、审阅意见及评语

根据《滨州职业学院毕业设计实施意见》，同意（不同意）该生参加毕业答辩

指导教师 （签名）
职 称
工作单位

数控机床电气故障分析与修护
摘要：随着现在机械零件精度要求的大幅提高以及国外机械精加工对我国机械制造业的影响，传统型的机床已经无法满足现代制造业的精度要求。而数控机床的产生与普及无疑给世界机械制造业带来了空前的革新，其加工精度、效率、复杂曲面加工等等，是传统机床所无法比拟的。我国数控起步较晚，与德国、美国等发达国家相比差了几十年，现在国内数控仍然没有完全自主知识产权，高档数控系统基本依赖进口，如西门子、发那科、华中，凯恩帝，日本FANUC等等。我国在数控维修调试方面更是人才短缺，经验匮乏，导致国内许多高档数控机床都要聘请国外专家维修调试。
本文从具体实践出发，涵盖系统、驱动、电机、电路等内容。在第一章节中，顺带介绍了数控机床的维护维修基础。第二、第三章节是本文的重点所在，在分析系统与驱动故障之前都是从原理着手，并且已将故障全部归类，其中系统部分归为5大类，驱动部分归为11类，然后逐步展开细分，加以阐述。驱动部分以伺服驱动为代表，因为目前数控机床在配置驱动时都以伺服为主，步进驱动由于精度低的缺点而趋于淘汰。第四章节简单叙述了驱动系统的一般维护。本论文内容在结合理论知识的同时更注重平时经验积累，故障分析通俗易懂，可作为数控操作、维修、调试的参考资料。
关键词：数控系统，伺服驱动，步进驱动，故障分析排除

第一章 数控机床的概述
1.1数控技术
数控技术，简称“数控”。英文：Numerical Control（NC）。是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。现在，数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可以通过计算机软件来完成。
1.2 数控机床
数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制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，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。
按工艺用途分类
金属切削类数控机床,包括数控车床,数控钻床,数控铣床,数控磨床,数控镗床发及加工中心.这些机床都有适用于单件、小批量和多品种和零件加工，具有很好的加工尺寸的一致性、很高的生产率和自动化程度，以及很高的设备柔性。
　　金属成型类数控机床；这类机床包括数控折弯机，数控组合冲床、数控弯管机、数控回转头压力机等。
　　数控特种加工机床；这类机床包括数控线（电极）切割机床、数控电火花加工机床、数控火焰切割机、数控激光切割机床、专用组合机床等。
　　其他类型的数控设备；非加工设备采用数控技术，如自动装配机、多坐标测量机、自动绘图机和工业机器人等。
按运动方式分类
　　点位控制；点位控制数控机床的特点是机床的运动部件只能够实现从一个位置到另一个位置的精确运动，在运动和定位过程中不进行任何加工工序。如数控钻床、数按坐标镗床、数控焊机和数控弯管机等。
　　直线控制；点位直线控制的特点是机床的运动部件不仅要实现一个坐标位置到另一个位置的精确移动和定位，而且能实现平行于坐标轴的直线进给运动或控制两个坐标轴实现斜线进给运动。
　　轮廓控制；轮廓控制数控机床的特点是机床的运动部件能够实现两个坐标轴同时进行联动控制。它不仅要求控制机床运动部件的起点与终点坐标位置，而且要求控制整个加工过程每一点的速度和位移量，即要求控制运动轨迹，将零件加工成在平面内的直线、曲线或在空间的曲面。
按控制方式分类
　　开环控制；即不带位置反馈装置的控制方式。
　　半闭环控制；指在开环控制伺服电动机轴上装有角位移检测装置，通过检测伺服电动机的转角间接地检测出运动部件的位移反馈给数控装置的比较器，与输入的指令进行比较，用差值控制运动部件。
　　闭环控制；是在机床的最终的运动部件的相应位置直接直线或回转式检测装置，将直接测量到的位移或角位移值反馈到数控装置的比较器中与输入指令移量进行比较，用差值控制运动部件，使运动部件严格按实际需要的位移量运动。
按数控制机床的性能分类
　　经济型数控机床； 中档数控机床； 高档数控机床；
按所用数控装置的构成方式分类
硬线数控系统； 软线数控系统；
加工中心
　　第一台加工中心是1958年由美国卡尼-特雷克公司首先研制成功的。它在数控卧式镗铣床的基础上增加了自动换刀装置，从而实现了工件一次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种工序的集中加工。加工中心是带有刀库和自动换刀装置的一种高度自动化的多功能数控机床。工件在加工中心上经一次装夹后，能对两个以上的表面完成多种工序的加工，并且有多种换刀或选刀功能，从而使生产效率大大提高。
　　加工中心按其加工工序分为镗铣和车削两大类，按控制轴数可分为三轴、四轴和五轴加工中心。
1.3数控机床维修的基本要求和基本步骤
1.3.1数控机床维修的基本要求
　　数控机床是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密侧量技术和机床设计等先进技术的典型机电一体化产品，其控制系统复杂、价格昂贵，因此它对维修人员素质、维修资料的准备、维修仪器的使用等方面提出了比普通机床更高的要求这些要求主要包括以下几个方面。
　　1.维修人员的素质直接决定了维修效率和效果为了迅速、准确判断故障原因，并进行及时、有效的处理，恢复机床的动作、功能和精度作为数控机床的维修人员应具备以下方面的基本条件。
　　⑴ 具有较广的知识面 由于数控机床通常是集机械、电气、液压、气动等干一体的加工设备，组成机床的各部分之间具有密切的联系，其中任何一部分发生故障均会影响其他部分的正常工作。
　　⑵ 善于思考 数控机床的结构复杂，各部分之间的联系紧密。故障涉及面广。而且在有些场合．故障所反映出的现象不一定是产生故障的根本原因。
　　通俗地讲，数控机床的维修人员从某种意义上说应“多动脑，慎动手’ , ，切忌草率下结论，自月更换元器件．特别是数控系统的模块以及印刷电路板
　　⑶ 重视急结积累 数控机床的维修速度在很大程度上要依靠平时经验的积累，维修人员遇到过的问题、解决过的战障越多，其维修经验也就越丰富。
　　⑷ 善于学习 作为数控机床维修人员不仅要注重分析与积累，还应当勤于学习，善于学习。
　　⑸ 具备外语基础与专业外语基础 虽然目前国内生产数控机床的厂家已经日益增多，但数控机床的关键部分 ― 数控系统还主要依靠进口，其配套的说明书、资料往往使用原文资料数控系统的报警文本显示亦以外文居多。
　　⑹ 能熟练操作机床和使用维修仪器数控机床的维修离不开实际操作，特别是在维修过程中．维修人员通常要进入一般操作者无法进行的特殊操作方式．如：进行机床参数的设定与调整通过计算机以及软件联机调试利用 PLC 编程器监控等。
　　⑺ 具有较强的动手能力 动手是维修人员必须具备的素质。但是，对于维修数控机床这样约精密、关键设备，动手必须有明确的目的、完整的思路、细致的操作。
　　 2.技术资料是维修的指南，它在维修工作中起着至关重要的作用．借助于技术资料可以大大提高维修工作的效率与维修的准确胜。一般来说，对于重大的数控机床故障维修。在理想状态下，应具备以下技术资料：
　　⑴ 数控机床使用说明书 它是由机床生产厂家编制井随机床提供的随机资料。机床使用说明书通常包括以F与维修有关的内容。
　　1） 机床的操作过程和步骤
　　2） 机床主要机械传动系统及主要部件的结构原理示意图。
　　3） 机床的液压、气动、润滑系统图
　　4） 机床安装和调整的方法与步骤
　　5） 机床电气控制原理图
　　6） 机床使用的特殊功能及其说明等。
　（2）数控系统的操作、编程说明书（或使用手册），它是由数控系统生产厂家编制的数控系统使用手册，通常包括以F内容：
　　1） 数控系统的面板说明
　　2） 数控系统的具体操作步骤（包括手动，自动、试运行等方式的操作步骤．以及程序、参数等的输入、编辑、设置和显示方法）。
　　3） 加工程序以及输入格式，程序的编制方法，各指令的基本格式以及所代表的意义等。
　　在部分系统中它还可能包括系统调试、维修用的大量信息，如：“机床参数“的说明、报警的显不及处理方法、以及系统的连接图等。它是维修数控系统与操作机床中必须参考的技术资料之一。
　　⑶ PLC程序清单 它是机床厂根据机床的具体控制要求设计、编制的机床控制软件，PLC 程序中包含了机床动作的执行过程，以及执行动作所需的条件，它表明了指令信号、检测元件与执行元件之间的全部逻辑关系。借助 PLC 程序，维修人员可以迅速找到故障原因，它是数控机床维修过程中使用最多、最重要的资料
　　在某些系统（如FANUC系统、SIEMENS802D等）中，利用数控系统的显示器可以直接对PLC程序进行动态检测和观察，它为维修提供了极大的便利，因此，在维修中定要熟练掌握这方面的操作和使用技能
　　⑷ 机床参数清单 它是由机床生产厂根据机床的实际情况，对数控系统进行的设置与调整。机床参数是系统与机床之间的“桥梁”，它不仅直接决定了系统的配置和功能，而且也关系到机床的动、静态性能和精度因此也是维修机床的重要依据与参考。在维修时，应随时参考系统“机床参数”的设置清况来调整、维修机床；特别是在更换数控系统模块时．一定要记录机床的原始设置参数，以便机床功能的恢复。
　　⑸ 数控系统的连接说明、功能说明 该资料由数控系统生产厂家编制通常只提供给机床生产厂家作为设针资料。维修人员可以从机床生产厂家或系统生产、销售部门获得。
　　系统的连接说明、功能说明书不仅包含了比电气原理图更为详细的系统各部分之间连接要求与说明，而且还包括了原理圈中未反映的信号功能描述，是维修数控系统，尤其是检查电气接线的重要参考资料。
　　⑹ 伺服驱动系统、主轴驱动系统的使用说明书 它是伺服系统及主轴驱动系统的原理与连接说明书，主要包括伺服、主轴的状态显示与报警显示、驱动器的调试、设定要点，信号、电压、电流的测试点，驱动器设置的参数及意义等方面的内容，可供伺服驱动系统、主轴驱动系统维修参考。
　　⑺ PLC使用与编程说明 它是机床中所使用的外置或内置式PLC的使用、编程说明书。通过PLC的说明书，维修人员可以通过PLC的功能与指令说明．分析、理解PLC程序．并由此详细了解、分析机床的动作过程、动作条件、动作顺岸以及各信号之间的逻辑关系，必要时还可以对PLC程序进行部分修改。
　　⑻ 机床主要配套功能部件的说明书与资料 在数控机床上往往会使用较多功能部件如数控转台、自动换刀装置、润滑与冷却系纽排屑器等。这些功能部件，其生产厂家一般都提供了较完整的使用说明书，机床生产厂家应将其提供给用户，以硬功能部件发生故障时进行参考。
　　3.合格的维修工具是进行数控机床维修的必备条件，数控机床是精密设备，它对各方面的要求较普通机床高，不同的故障，所需要的维修工具亦不尽相同。作为常用的工具主要有以下几类
　　1.常用仪表类
　　⑴ 数字万用表 数字万用表可用于大部分电气参数的准确测量，判别电气元件的胜能好坏
　　数控机床维修对数宇万用表的基本侧量范围以及精度要求一般如下
　　① 交流电压：200mV～700V，200mV档的分辨率应不低于100?V。
　　② 直流电压：200mV～1000V 200mV档的分辨率应不低于100?V
　　③ 交流电流:：200?A～20A， 200?A档的分辨率应不低于0.1?
　　④ 直流电流：20?A～20A， 20?A档的分辨率应不低于0.01?A
　　⑤ 电阻： 200Ω～200MΩ，200Ω档的分辨率应不低于0.1Ω
　　⑥ 电容： 2nF～20?F，2nF档的分辨率一股应不低于1PF。
　　⑦ 晶体管： hfe：0～1000。
　　⑧ 具有二极管测试与蜂鸣器功能。
　　⑵ 数字转速表 转速表用于测量与调整主轴的转速，通过测量主轴实际转速，以及调整系统及驭动器的参数可以使编程的主轴转速理论值与实际主轴转速值相符它是主轴维修与调整的测量工具之一。
　　⑶ 示波器 示波器用十检测信号的动态波形如脉冲编码器、测速机、光栅的输出波形，伺服驱动、主轴驱动单元的各级输入、输出波形等，其次还可以用十检测开关电源显示器的垂直、水平振荡与扫描电路的波形等。
　　数控机床维修用的示波器通常选用频带宽为10～100MHz 的双通道示波器。
　　⑷ 相序表 相序表主要用于测量三相电源的相序，它是直流伺服驭动、主轴驱动维修的必要测量工具之一。
　　⑸ 常用的长度测量工具 长度测量工具（如：千分表、百分表等）用于测量机床移动距离、反向间隙值等。通过测量，可以大致判断机床的定位精度、重复定位精度、加工精度等．根据测量值可以调整数控系统的电子齿轮比、反向间隙等主要参数，以恢复机床精度。占是机械部件维修测量的主要检测工具之一。
　　2.常用工具类
　　⑴ 电烙铁 它是最常用的焊接工其一般应采用 30W 左右的尖头、带接地保护线的内铁式电烙铁，最好使用恒温式电烙铁。
　　⑵ 吸锡器 常用的是便携式手动吸锡器，也可采用电动吸锡器。
　　⑶ 旋具类 规格齐全的一字与十字旋具各一套旋具以采用树脂或塑料手柄为宜为了进行伺服驱动器的调整与装卸，还应配备无感螺旋刀与梅花形六角旋具各一套。
　　⑷ 钳类工具 各种规格的斜口钳、尖嘴钳、剥线钳、镊子、压线钳等。
　　⑸ 扳手类 各种规格的米制、英制内、外六角扳手各一套等．
　　⑹ 其他剪刀、吹尘器、卷尺、焊锡丝、松香、酒精、刷子等。
　　3.常用的各件
　　数控机床的维修所涉及的元器件、零件众多，备用的元器件不可能全部准备充分、齐全，但是，若维修人员能准备一些最为常见的易损元器件，可以给维修带来很大的方便，有助于迅速处理解决问题，这些元器件包括：
　　1） 常用的二极管类，如：IN4007、IN1004、IN4148、IS953
　　2） 各种规格的电阻（规格应齐全）：常用的电位器（1KΩ、2KΩ、10KΩ、47KΩ等）
　　3） 常用的晶体三极管类，如：2S719、2SC1983、2SA6395、2SC1152、BCY59等。
　　4） 常用的集成电路，主要有：
　　① 运放类，如：LM319、LM339、LM311、LM248、LM301、LM308、LM158、LM324、LM393、RC455、RC747、?A747、LF353、4858、1458、NE5514、NE5512、TLC374等。
　　② 集成稳压源类：如：7805、7812、7815、7915、LM317、LM337、14315、17815等
　　③ 光耦器件类，如：TLP521、TLP500、TLP512、SFH6001、SFH610、4N26、4N37、PC601、PC401等。
　　④ 线驭动放大器／接收器类，如：75113、75115、75116、55114、54125、74125、74125、54265、MC3487等。
　　⑤ D/A转换器类，如：AD767、BA17008、=DAC0800、DAC707DAC767、DAC1020等
　　⑥ 输出驱动类，如：ULN2803、ULN2003、ULN2002、FT5461、DIA050000等。
　　⑦ 模拟开关类，如：DG200、DG201、DG211等。
　　由于以上元器件与系统的外部输入/输出电路、电源等易损部件有关．在连接不当、外部短路等情况下，比较容易引起损坏。对于专业维修人员一般均应准备一部分，以便随时进行更换。
5）常用规格的熔断器及熔芯
1.3.2数控机床维修的基本步骤
1.3.2.1 故障记录
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：
⑴ 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，如：是否有异常声音、烟、味等。
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
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。
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
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M、S、T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
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．等等
⑵ 故障发生的频繁程度记录
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
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
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
⑶ 故障的规律性记录
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
2）检查故障是否与机床的外界因素有关
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
4）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
5）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
⑷ 故障时的外界条件记录
1）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
2）故障发生时，周围是否有强烈的振动源存在
3）故障发生时，系统是否受到阳光的直射
4）检查故障发生时电气柜内是否有切削液、润滑油、水的进入
5）故障发生时，输入电压是否超过了系统允许的波动范围
6）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
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
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
1.3.2.2维修前的检查
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：
⑴ 机沫的工作状况检查
1）机床的调整状况如柯，机沐工作条件是否符合要求
2）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
3）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
4）系统的刀具补偿量等参数设定是否正
5）系统的坐标轴的间隙补偿量是否正确
6）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
7）的工件坐标系位置，“零点偏置值”的设置是否正确
8）安装是否合理，侧量手段、方法是否正确、合理
9）零件是否存在因温度、加工而产生变形的现象等等
⑵ 机床运转清况检查
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
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
3）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”
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
5）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
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
⑵ 机床和系统之间连接清况的检查
1）检查电缆是否有破损，电缆拐弯处是否有破裂、损伤现象
2）电源线与信号线布置是否合理，电缆连接是否正确、可靠
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）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
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
⑷ CNC装置的外观检查
1）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，空气过沈器清洁状况是否良好
2）电气柜内部的风扇、热交换器等部件的工作是否正常
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
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
5）电源单元的熔断器是否熔断
6）电缆连接器插头是否完全插入、拧紧
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
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
9）系统的总线设置，模块的设定端的位置是否正确
⑸ 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
1）纸带阅读机开关是否止常
2）有关纸带操作的设定是否正确，操作是否有误
3）纸带是否有折、皱现象
4）纸带上的孔是否有破损
5）纸带上的接头处连接是否平整
6）纸带以前是否用过
7）使用的是黑色纸带还是其他颜色的纸带
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，供维修时参考。
1.4数控机床的常见故障分类
1.按故障发生的部位分类
　　⑴ 主机故障 数控机床的主机通常指组成数控机床的机械、润滑、冷却、排屑、液压、气动与防护等部分。主机常见的故障主要有：
　　1）因机械部件安装、调试、操作使用不当等原因引起的机械传动故障
　　2）因导轨、主轴等运动部件的干涉、摩擦过大等原因引起的故障
　　3）因机械零件的损坏、联结不良等原因引起的故障，等等．
　　尤其应引起重视的是，机床各部位标明的注油点须定时、定量加注润滑油（脂），这是机床各传动链正常运行的保证。
　　⑵ 电气控制系统故障 从所使用的元器件类型上．根据通常习惯，电气控制系统故障通常分为“弱电”故障和“强电”故障两大类，
　　“弱电”部分是指控制系统中以电子元器件、集成电路为主的控制部分。数控机床的弱电部分包括CNC、PLC、MDI/C RT以及伺服驱动单元、输为输出单元等。“弱电”故障又有硬件故障与软件故障之分．硬件故障是指上述各部分的集成电路芯片、分立电子元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。软件故障是指在硬件正常情况下所出现的动作出锗、数据丢失等故障，常见的有．加工程序出错，系统程序和参数的改变或丢失，计算机运算出错等。
　　“强电”部分是指控制系统中的主回路或高压、大功率回路中的继电器、接触器、开关、熔断器、电源变压器、电动机、电磁铁、行程开关等电气元器件及其所组成的控制电路。这部分的故障虽然维修、诊断较为方便，但由于它处于高压、大电流工作状态，发生故障的几率要高于“弱电”部分．必须引起维修人员的足够的重视。
　　2．按故障的性质分类
　　⑴系统性故障?系统性故障是指控制系统主机中的硬件损坏或只要满足一定的条件，数控机床必然会发生的故障。这一类故障现象在数控机床上最为常见，但由于它具有一定的规律，因此也给维修带来了方便
　　系统性故障具有不可恢复性，故障一旦发生，如不对其进行维修处理，机床不会自动恢复正常．但只要找出发生故障的根本原因，维修完成后机床立即可以恢复正常。正确的使用与精心维护是杜绝或避免故障发生的重要措施。
　　⑵ 随机性故障 随机性故障是指数控机床在工作过程中偶然发生的故障此类故障的发生原因较隐蔽，很难找出其规律性，故常称之为“软故障”，随机性故障的原因分析与故障诊断比较困难，一般而言，故障的发生往往与部件的安装质量、参数的设定、元器件的品质、软件设计不完善、工作环境的影响等诸多因素有关．
　　加强数控系统的维护检查，确保电气箱的密封，可靠的安装、连接，正确的接地和屏蔽是减少、避免此类故障发生的重要措施。
　　3．按故障的指示形式分类
　　⑴ 有报带显示的故障 数控机床的故障显示可分为指示灯显示与显示器显示两种情况：
　　1）指示灯显示报警 指示灯显示报警是指通过控制系统各单元上的状态指示灯（一般由 LED发光管或小型指示灯组成）显示的报警．根据数控系统的状态指示灯，即使在显示器故障时，仍可大致分析判断出故障发生的部位与性质，因此．在维修、排除故障过程中应认真检杳这些状态指示灯的状态。
　　2）显示器显示报警．显示器显示报警是指可以通过CNC显示器显示出报警号和报警信息的报警。由于数控系统一般都具有较强的自诊断功能，如果系统的诊断软件以及显示电路工作正常，一旦系统出现故障，可以在显示器上以报警号及文本的形式显示故障信息。数控系统能进行显示的报警少则几十种，多则上千种，它是故障诊断的重要信息。
　　在显示器显示报警中，又可分为 NC 的报警和 PLC 的报等两类。前者为数控生产厂家设置的故降显示．它可对照系统的“维修手册”，来确定可能产生该故障的原因。后者是由数控机床生产厂家设置的 PLC 报警信息文本，属于机床侧的故降显示。它可对照机床生产厂家所提供的“机床维修手册”中的有关内容．确定故障所产生的原因。
　　⑵ 无报警显示的故障 这类故障发生时．机床与系统均无报警显示，其分析诊断难度通常较大．需要通过仔细、认真的分析判断才能予以确认。特别是对于一些早期的数控系统，由于系统本身的诊断功能不强，或无 PLC 报警信息文本，出现无报警显示的故障情祝则更多．
　　对于无报警显示故障，通常要具体情况具体分析，根据故障发生前后的变化．进行分析判断，原理分析法与 PLC 程序分析法是解决无报警显示故障的主要方法．
　　4．按故障产生的原因分类
　　⑴ 数控机床自身故障 这类故障的发生是由于数控机床自身的原因所引起的，与外部使用环境条件无关．数控机床所发生的极大多数故障均属此类故障。
　　⑵ 数控机床外部故障 这类故障是由于外部原因所造成的。供电电压过低、过高，波动过大：电源相序不正确或三相输入电压的不平衡；环境温度过高：有害气体、潮气、粉尘授入：外来振动和干扰等都是引起故障的原因。
　　此外，人为因素也是造成数控机床故障的外部原因之一，据有关资料统计，首次使用数控机床或由不熟练工人来操作数控机床，在使用的第一年，操作不当所造成的外部故障要占机床总故障的三分之一以上。
　　除上述常见故障分类方法外，还有其他多种不同的分类方法。如：按故障发生时有无破坏性．可分为破坏性故障和非破坏性故障两种．按故障发生与需要维修的具体功能部位．可分为数控装置故障，进给伺服系统故障，主轴驱动系统故障，白动换刀系统故障等等，这一分类方法在维修时常用．
第二章 数控系统
2.1数控系统的概述
　　数控系统是数字控制系统简称，英文名称为Numerical Control System，早期是由硬件电路构成的称为硬件数控（Hard NC），19世纪70年代以后，硬件电路元件逐步由专用的计算机代替称为计算机数控系统。
　　计算机数控（Computerized numerical control,简称CNC）系统是用计算机控制加工功能，实现数值控制的系统。CNC系统根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。
　　数控系统一般由输入/输出装置、数控装置、主轴单元、伺服单元、驱动装置、PLC及电气控制装置、辅助装置、测量装置组成。
2.2 数控系统的常见故障分析排除
2.2.1 电源类故障及排除方法
具体如下表2-1
故障现象
故障原因
排除方法
系统上电后系统没有反应，电源不能接通
电源指示灯不亮
没有提供外部电源，电源电压过低、缺相或外部形成了短路
检查外部电源
电源的保护装置跳闸或熔断形成了电源开路
合上开关，更换熔断器
PLC的地址错误或者互锁装置使电源不能正常接通
更换PLC地址或接线
系统上电按钮接触不良或脱落
更换按钮或重新安装
电源模块不良、元器件的损坏引起的故障
更换元器件或电源模块
电源指示灯亮系统无反应
接通电源的条件未满足
检查电源的接通条件是否满足
系统黑屏
详见系统显示类故障的维修
系统文件被破坏，没有进入系统
修复系统
强电部分接通后马上跳闸