数控机床故障诊断维修技术初探

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

Abstract：This paper describes the structure and characteristics of CNC machine tools；analysis offailure of treatment methods；On this basis，it gives aention to maem of maintenance andtechnical management contentKey words：CNC machine tool；breakdvwn；maintenance1 数控机床的结构和特点数控系统采用专用的总线结构，专用的伺服驱动，备件供应渠道单-，图纸程序协议、专用LSI不对用户开放，所以线路板维修非常困难，-般数控制造商不建议用户维修OCB(印刷线路板 )。

数控机床的滚珠丝杠、直线导轨、机械主轴、数控刀塔、数控转台等均是由各专业制造商来制造。机床厂已从传统的零部件设计、生产、组装面面俱到”的生产方式，转变为机电-体化集成应用商。所以作为数控机床的维修人员修复上述这些专业化生产的机械部件非常困难。例如直线导轨磨损后我们最终用户没有手段修磨直线导轨的滑道，也无法修复损坏的滑块。

对于现代新技术应用部件-直线电机、扭矩电机、电主轴等，由于现场的工艺条件和现有的技术手段的限制，现场设备维修人员修复这些部件也是非常困难的。例IFANUC的高速电主轴对装配调试工艺要求非常高，必需经过专门的培训后才可拆装，否则主轴速度达不到出厂指标。

线路板不能修，很多机械件也不能修。机电-体化部件更碰不得，那么我们现场维修人员修什么呢这就需要我们从传统的维修概念中摆脱出来。

20世纪七八十年代的数控维修人员需要对模拟电38路，数字电路有比较深刻的了解，由于那个时代的制造技术还是基于模拟电路和中规模数字电路搭建的硬件环境，器件大都采用标准器件，他们通过电烙铁，万用表，示波器修理损坏的线路板。而现今的数控技术紧随着IT业的进步而改变，目前FANUC数控系统除了CPU和存储器采用标准制造商的产品外，CPU周边以及大量的外围芯片均由自己设计开发，例如数字伺服处理，RS232通讯，字符及图形显示等。另外，系统各环节之间的数据传送也由20年前的 并行传送”为主，改变为目前的 串行传送”为主。在 串行传送”的环境下，用示波器已无法诊断信号的来龙去脉，万用表更是无能为力。

目前示波器和万用表仅作为-些并行信号或静态信号的检测工具，对伺服放大器或电源拈的维修还有些帮助，但是对于CNC系统本身和数字伺服部分的维修帮助非常有限。

2 预防性维修归纳前面所描述的数控机床的结构和特点，我们不难发现数控机床故障后维修主要是更换备件，因此为了减少停机时间，节约资源，提高设备的利用率，做好日常维护和保养工作是非常重要的。

2.1 工作的环境要求数控机床对室温、相对湿度、振动、环境中尘W ooDWORKING MACHINERYStandard and Test椽灌与检嗣土含量，冷却液或者有机溶液含量等方面都有严格要求，使用时-定要符合设计标准。±10%2.2 电源电压的要求数控机床低压允许波动范围24v ；强电电压允许波动范围200 v～240 v(-15%～10%)；400v～480V(-15% l0%)。

2.3 防止噪音对系统的干扰安装时每组信号电缆线间隔要在10cm以上 ，且每组电缆线间用接地的金属材料屏蔽；做好信号地、框架地、系统地的连接；为了抑制电磁线圈中感应电流的脉冲对电子线路的干扰，在AC设备中使用灭弧器，在DC中使用二极管。

2.4 确保电柜的密封电柜的密封性能对电柜内的放大器和各种电子元器件的保护非常重要，因此-定要保证柜门没有开孔，电柜侧不能安装排风扇，电柜的进出电缆线需要密封，密封条之间不能留有空隙。

2.5 定期检查伺服放大器为了实现伺服放大器长期使用，确保设备的高性能、高稳定性，必须定期对放大器进行检查。

耳听是否有异常响声和振动；眼看是否粘附有尘埃和油污；手摸是否有发热迹象；鼻闻是否有异常气味。

2.6 伺服电机、主轴电机的定期维护伺服电机的El常检查包括振动、噪音检查；外部损伤检查；污垢检查和电机绝缘电阻的检查。

3 故障性维修当发生故障时，为了更快的恢复机床，首先应详细了解故障的情况，然后进行妥善处理。

3.1 第-步：何时发生的故障①故障发生的日期及时刻②是否是运行时发生的③是否是接通电源时发生的④是否在打雷、停电或对电源有干扰时发生的⑤发生了几次故障3.2 第二步：进行了什么操作后发生的故障①发生故障时CNC是何种方式 (JOG方式，存储器方式/MDI方式/返回参考点方式 )②程序运行时的情况：发生故障时是否在执行程木工机床 2013 No.1序发生故障时，程序执行到什么位置程序的内容是什么是否在轴移动时发生的是否在M/Sfr代码执行中发生的③再次进行同样操作时是否发生同样故障 (确认故障再现性 )。

④是否在输入/输出数据时发生的故障3.4 第三步：发生了何种故障①在报警显示画面上，显示什么报警的内容(对于300号到599号的报警，首先要确认是哪个轴发生的报警。)②画面显示是否正常③如果加工尺寸不准确要确认加工误差多大位置显示画面的尺寸是否正确偏置量参数的设定是否正确3.5 第四步：考虑其他的外界因素。

①装置附近是否有干扰发生源故障发生频率低时，考虑电源电压的外部干扰等因素影响，要确认在同-电源上是否还连接了其他机器及电焊机，如果连接了的话，应该检查这些设备的运行与所发生的故障是否有关联。

②输入电压是否有波动是否有相间电压差电压是否符合要求③控制单元周围温度是多少④控制单元上是否有较大振动现今，最有效的维修诊断手段是由数控系统制造商来提供的，[IFANUC 0i系列的PMC TRACER(接 口信号跟踪诊断 )，数字伺服波形画面等功能。现场维修人员利用数控制造商提供的各种监控或诊断方法，特别是借助计算机或人机界面，及时准确地判断出是CNC，伺服部分还是PMC接口电路出现了故障，并找出故障点∮下来就要能够利用最直接有效的渠道迅速买到备件，正确更换备件。

而正确更换备件也是-件需要重视的工作，因为数控系统的某些重要数据是存放在SRAM中的，数据有易失性，更换CNC主板或存储器板会造成数据丢失，那么修好硬件后恢复数据，就成为我们正确更换备件的工作之-。作为-个维修工程师如果仅会更换硬件，不会恢复数据，等于不会修理数控机床，因为你无法使机床进入正常工作状态。因此，作为维修工程师都要会备份系统的SRAM。SRAM中f转入第16页)39设计与研究 Design and Research点。加工同-产品，无需多次对刀； (4)多功能的自动加工模式。自动加工时，能够实现机台暂停、单步执行、停止等功能，并能监lJI/O信号及统计相关数据。