數(shù)控機床的維修與保養(yǎng)畢業(yè)論文.doc

畢 業(yè) 論 文題 目 數(shù)控機床的維修與保養(yǎng)專 業(yè) 數(shù)控加工與維護工程 班 級 學 生 指導教師 西安工業(yè)大學函授部二 0 0 九 年摘 要數(shù)控機床的身價從幾十萬元到上百萬元，一般都是企業(yè)中關鍵產(chǎn)品關鍵工序的關鍵設備，一 旦故障停機，其影響和損失往往很大。但是，人們對這樣的設備往往更多地是看重其效能，而不僅對合理地使用不夠重視，更對其保養(yǎng)及維修工作關注太少，日常不注意對保養(yǎng)與維修工作條件的創(chuàng)造和投入，故障出現(xiàn)臨時抱佛腳的現(xiàn)象很是普遍。因此，為了充分發(fā)揮數(shù)控機床的效益，我們一定要重視維修工作，創(chuàng)造出良好的維修條件。由于數(shù)控機床日常出現(xiàn)的多為電氣故障，數(shù)控機床的強電柜中的接觸器、繼電器等電磁部件均是CNC系統(tǒng)的干擾源，所以電氣維修更為重要。數(shù)控機床都應建立日常維護保養(yǎng)計劃，包括保養(yǎng)內(nèi)容(如坐標軸傳動系統(tǒng)的潤滑、磨損情況，主軸潤滑等，油、水氣路，各項溫度控制，平衡系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，傳動帶的松緊，繼電器、接觸器觸頭清潔，各插頭、接線端是否松動，電氣柜通風狀況等等)及各功能部件和元氣件的保養(yǎng)周期(每日、每月、半年或不定期)。 數(shù)控機床的維修以及故障排除包括：CNC系統(tǒng)的維護，CNC裝置的外觀檢查，故障的處置直觀法、自診斷功能法、功能程序測試法、交換法、轉(zhuǎn)移法、參數(shù)檢查法、測量比較法、敲擊法數(shù)控故障產(chǎn)生的原因以及檢測的方法，電氣故障性質(zhì)、表象（現(xiàn)象可歸納為超壓、欠壓、頻率和相位漂移、諧波失真、共模噪聲及常模噪聲）、原因或后果，正確操作和使用數(shù)控系統(tǒng)的步驟，.電氣維修與故障的排除，故障的調(diào)查與分析等等。接著是關于數(shù)控的使用性實現(xiàn)計算機輔助設計( CAD ）、計算機輔助制造（CAM ）、計算機輔助質(zhì)量監(jiān)督（CAQ ）等的有機結(jié)合，是現(xiàn)代集成制造技術(shù)的基礎。關鍵詞：數(shù)控故障、維修、診斷排除23目 錄第一章 數(shù)控機床的保養(yǎng)與維修11數(shù)控機床維修的概述31. 2正確操作和使用數(shù)控系統(tǒng)的步驟31.3 CNC系統(tǒng)的日常維護41.4故障處置51.5故障檢查方法61.6故障排除的一般方法81.7數(shù)控故障產(chǎn)生的原因9第二章 數(shù)控機床故障排除方法及其注意事項2.1、故障排除技巧102.2故障的維修中應注意的事項112.3、常見電氣故障分類122.4.故障的調(diào)查與分析142.5電氣維修與故障的排除142.6、維修排故后的總結(jié)提高工作15第三章 數(shù)控機床的使用性總結(jié)致謝參考文獻第一章 數(shù)控機床的保養(yǎng)與維修1.1概述數(shù)控機床的維修概念，不能單純局限于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，如何排除故障和及時修復，使數(shù)控系統(tǒng)盡早投入使用，還應包括正確使用和日常保養(yǎng)等.1.2正確操作和使用數(shù)控系統(tǒng)的步驟（1）數(shù)控系統(tǒng)通電前的檢查 1）檢查CNC裝置內(nèi)的各個印刷線路板是否緊固，各個插頭有無松動。 2）認真檢查CNC裝置與外界之間的全部連接電纜是否按隨機提供的連接手冊的規(guī)定，正確而可靠地連接。 3）交流輸入電源的連接是否符合CNC裝置規(guī)定的要求。 4）確認CNC裝置內(nèi)的各種硬件設定是否符合CNC裝置的要求。 只有經(jīng)過上述檢查，CNC裝置才能投入通電運行。 （2）數(shù)控系統(tǒng)通電后的檢查 1）首先要檢查數(shù)控裝置中各個風扇是否正常運轉(zhuǎn)。 2）確認各個印刷線路或模塊上的直流電源是否正常，是否在允許的波動范圍之內(nèi)。 3）進一步確認CNC裝置的各種參數(shù)。 4）當數(shù)控裝置與機床聯(lián)機通電時，應在接通電源的同時，作為按壓緊急停止按鈕的準備，以備出現(xiàn)緊急情況時隨時切斷電源。 5）用手動以低速給移動各個軸，觀察機床移動方向的顯示是否正確。 6）進行幾次返回機床基準點的動作，用來檢查數(shù)控機床是否有返回基準點功能，以及每次返回基準點的位置是否完全一致。 7）CNC裝置的功能測試。1.3 CNC系統(tǒng)的日常維護1）制訂CNC系統(tǒng)的日常維護的規(guī)章制度。 2）應盡量少開數(shù)控柜和強電柜的門。 3）定時清理數(shù)控裝置的散熱通風系統(tǒng)。 4）CNC系統(tǒng)的輸入/輸出裝置的定期維護。 5）定期檢查和更換直流電機電刷。 6）經(jīng)常監(jiān)視CNC裝置用的電網(wǎng)電壓。 7）存儲器用電池的定期更換。 8）CNC系統(tǒng)長期不用時的維護。 9）備用印刷線路板的維護。對于已購置的備用印刷線路板應定期裝到CNC裝置上通電運行一段時間，以防損壞。 1.4 故障處置 一旦CNC系統(tǒng)發(fā)生故障，系統(tǒng)操作人員應采取急停措施，停止系統(tǒng)運行，保護好現(xiàn)場。 （1）故障的表現(xiàn) 系統(tǒng)發(fā)生故障的工作方式 工作方式有：Tape（紙帶方式）、MDI（手動數(shù)據(jù)輸入方式）、MEMORY（存儲器方式）、EDIT（編輯）、HANDLE（手輪）、JOG（點動）方式。 MDI/DPL（手動數(shù)據(jù)輸入/顯示）。 系統(tǒng)狀態(tài)顯示有時系統(tǒng)發(fā)生故障時卻沒有報警，此時需要通過診斷畫面觀察系統(tǒng)所處的狀態(tài)。 定位誤差超差情況。 在CRT上的報警及報警號。 刀具軌跡出現(xiàn)誤差時的速度。 （2）故障的頻繁程度 故障發(fā)生的時間及頻率。 加工同類工件時，發(fā)生故障的概率。 故障發(fā)生的方式，判別是否與進給速度、換刀方式或是與螺紋切削有關。 出現(xiàn)故障的程序段。（3）故障的重復性 將引起故障的程序段重復執(zhí)行多次進行觀察，來考察故障的重復性。 將該程序段的編程值與系統(tǒng)內(nèi)的實際數(shù)值進行比較，確認兩者是否有差異。 本系統(tǒng)以前是否發(fā)生過同樣故障？ （4）外界狀況 環(huán)境溫度。 周圍的振動源。 系統(tǒng)的安裝位置檢查，出故障時是否受到陽光的直射等。 切削液、潤滑油是否飛濺到了系統(tǒng)柜、系統(tǒng)柜里是否進水，受到水的浸漬（如暖氣漏水）等。 輸入電壓調(diào)查，輸入電源是否有波動、電壓值等。 工廠內(nèi)是否有使用大電流的裝置。 近處是否存在干擾源。 附近是否正在修理或調(diào)試機床、安裝了新機床等。 重復出現(xiàn)的故障是否與外界因素有關？ （5）有關操作情況 經(jīng)過什么操作之后才發(fā)生的故障？ 機床的操作方式對嗎？ 程序內(nèi)是否包含有增量指令？ （6）機床情況 機床調(diào)整狀況。 機床在運輸過程中是否發(fā)生振動？ 所用刀具的刀尖是否正常？ 換刀時是否設置了偏移量？ 間隙補償給的是否恰當？ 機械另件是否隨溫度變化而變形？ 工件測量是否正確？ （7）運轉(zhuǎn)情況 在運轉(zhuǎn)過程中是否改變過或調(diào)整過運轉(zhuǎn)方式？ 機床側(cè)是否處于報警狀態(tài)？是否已作好運轉(zhuǎn)準備？ 機床操作面板上的售率開關是否設定為“0”？ 機床是否處于鎖住狀態(tài)？ 系統(tǒng)是否處于急停狀態(tài)？ 系統(tǒng)的保險絲是否燒斷？ 機床操作面板上的方式選擇開關設定是否正確？ （8）機床和系統(tǒng)之間接線情況 電纜是否完整無損？ 交流電源線和系統(tǒng)內(nèi)部電線是否分開安裝？ 電源線和信號線是否分開走線？ 信號屏蔽線接地是否正確？ 繼電器、電磁鐵以及電動機等電磁部件是否裝有噪聲抑制器？ （9）CNC裝置的外觀檢查 機柜。檢查破損情況和是否是在打開柜門的狀態(tài)下操作。 機柜內(nèi)部。風扇電機工作是否正常？控制部分污染程序。 紙帶閱讀機。紙帶閱讀機是否有污物？ 電源單元。保險絲是否正常？ 電纜。電纜連接器插頭是否完全插入、擰緊？ 印刷線路板。印刷線路板數(shù)量有無缺損？ MDI/CRT單元。 1.5 故障檢查方法 直觀法 這是一種最基本的方法。維修人員通過對故障發(fā)生時的各種光、聲、味等異常現(xiàn)象的觀察以及認真察看系統(tǒng)的每一處，往往可將故障范圍縮小到一個模塊或一塊印刷線路板。2自診斷功能法現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)雖然尚未達到智能化很高的程度，但已經(jīng)具備了較強的自診斷功能。能隨時監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件的工作狀況。一旦發(fā)現(xiàn)異常，立即在CRT上報警信息或用發(fā)光二極管批示出故障的大致起因。利用自診斷功能，也能顯示出系統(tǒng)與主機之間接口信號的狀態(tài)，從而判斷出故障發(fā)生在機械部分還是數(shù)控系統(tǒng)部分，并批示出故障的大致部位。這個方法是當前維修時最有效的一種方法。 功能程序測試法所謂功能程序測試法就是將數(shù)控系統(tǒng)的常用功能和特殊功能，如直線定位、圓弧插補、螺紋切削、固定循環(huán)、用戶宏程序等用手工編程或自動編程方法，編制成一個功能程序測試紙帶，通過紙帶閱讀機送入數(shù)控系統(tǒng)中，然后啟動數(shù)控系統(tǒng)使之進行運行，藉以檢查機床執(zhí)行這些功能的準確性和可靠性，進而判斷出故障發(fā)生的可能起因。4.交換法這是一種簡單易行的方法，也是現(xiàn)場判斷時最常用的方法之一。所謂交換法就是在分析出故障大致起因的情況下，維修人員可以利用備用的印刷線路板、模板，集成電路芯片或元器件替換有疑點的部分，從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級。5.轉(zhuǎn)移法所謂轉(zhuǎn)移法就是將CNC系統(tǒng)中具有相同功能的二塊印刷線路板、模塊、集成電路芯片或元器件互相交換，觀察故障現(xiàn)象是否隨之轉(zhuǎn)移。藉此，可迅速確定系統(tǒng)的故障部位。這個方法實際上就是交換法的一種。6.參數(shù)檢查法數(shù)控參數(shù)能直接影響數(shù)控機床的功能。參數(shù) 通常是存放在磁泡存儲器或存放在需由電池保持的CMOS RAM中，一旦電池不足或由于外界的某種干擾等因素，會使個別參數(shù)丟失或變化，發(fā)生混亂，使機床無法正常工作。此時，通過核對、修正參數(shù)，就能將故障排除。當機床長期閑置工作時無緣無故地出現(xiàn)不正常現(xiàn)象或有故障而無報警時，就應根據(jù)故障特征，檢查和校對有關參數(shù)。測量比較法 CNC系統(tǒng)生產(chǎn)廠在設計印刷線路板時，為了調(diào)整、維修的便利，在印刷線路板上設計了多個檢測用端子。用戶也可利用這些端子比較測量正常的印刷線路板和有故障的印刷線路板之間的差異?？梢詸z測這些測量端子的電壓或波形，分析故障的起因及故障的所在位置。甚至，有時還可對正常的印刷線路人為地制造“故障”，如斷開連線或短路，撥去組件等，以判斷真實故障的起因。為此，維修人員應在平時積累印刷線路板上關鍵部位或易出故障部位在正常時的正確波形和電壓值。 敲擊法 當系統(tǒng)出現(xiàn)的故障表現(xiàn)為若有若無時，往往可用敲擊法檢查出故障的部位所在。這是由于CNC系統(tǒng)是由多塊印刷線路板組成，每塊板上又有許多焊點，板間或模塊間又通過插接件及電纜相連。因此，任何虛焊或接觸不良，都可能引起故障。當用絕緣物輕輕敲打有虛焊及接觸不良的疑點處，故障肯定會重復再現(xiàn)。 9局部升溫 CNC系統(tǒng)經(jīng)過長期運行后元器件均要老化，性能會變壞。當它們尚未完全損壞時，出現(xiàn)的故障變得時有時無。這時可用熱吹風機或電烙鐵等來局部升溫被懷疑的元器件，加速其老化，以便徹底暴露故障部件。當然，采用此法時，一定要注意元器件的溫度參數(shù)等，不要將原來是好的器件烤壞。原理分析法 根據(jù)CNC系統(tǒng)的組成原理，可從邏輯上分析各點的邏輯電平和特征參數(shù)（如電壓值或波形），然后用萬用表、邏輯筆、示波器或邏輯分析儀進行測量、分析和比較，從而對故障定位。除了以上常用的故障檢查測試方法外，還有拔板法，電壓拉偏法，開環(huán)檢測法以及在上章中曾提出的診斷方法等多種。這些檢查方法各有特點，按照不同的故障現(xiàn)象，可以同時選擇幾種方法靈活應用，對故障進行綜合分析，才能逐步縮小故障范圍，較快地排除故障.1.6 故障排除的一般方法 數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)報警發(fā)生故障時，維修人員不要急于動手處理，而應多進行觀察和試驗。 充分調(diào)查故障現(xiàn)場 這是維修人員取得第一手材料的一個重要手段。一方面要向操作者調(diào)查，詳細詢問出現(xiàn)故障的全過程，查看故障記錄單，了解發(fā)生過什么現(xiàn)象，曾采取過什么措施等；另一方面，要對現(xiàn)場要做細致的勘查。從系統(tǒng)的外觀到系統(tǒng)內(nèi)部各印刷線路板都應細心地察看是否有異常之處。在確認系統(tǒng)通電無危險有情況下，方可通電，觀察系統(tǒng)有何異常，CRT顯示的內(nèi)容等認真分析產(chǎn)生故障的起因 當前的CNC系統(tǒng)智能化程度都比較低，系統(tǒng)尚不能自動診斷出發(fā)生故障的確切原因。往往是同一報警號可以有多種起因，不可能將故障縮小到具體的某一部件。因此，在分析故障的起因時，一定要思路開闊。往往有這種情況，自診斷出系統(tǒng)的某一部分有故障，但究其起源，卻不在數(shù)控系統(tǒng)，而是在機械部分。所以，無論是CNC系統(tǒng)，機床強電，還是機械、液壓、氣路等，只要有可能引起該故障的原因，都要盡可能全面地列出來，進行綜合判斷和篩選，然后通過必要的試驗，達到確診和最終排除故障的目的。 1.7造成數(shù)控系統(tǒng)故障而又不易發(fā)現(xiàn)的另一個重要原因是干擾。根據(jù)經(jīng)驗，大致有下面幾種原因。（）機床生產(chǎn)廠的裝配工藝問題 裝配工藝不好反映在干擾方面的表現(xiàn)大致有如下幾點。沒有采用一點接地法。有些機床生產(chǎn)為了圖省事，到處就近接地，結(jié)果造成多點接地，形成地環(huán)流。由于接地點選擇不當或接觸不良，甚至虛焊造成接地電阻變大而引起噪聲干擾。CNC系統(tǒng)與主機的信號通訊，有許多是采用屏蔽線連接的，若對屏蔽地處理不當，沒有按照規(guī)定連接也是造成干擾的一種因素。 （）強電干擾 數(shù)控機床的強電柜中的接觸器、繼電器等電磁部件均是CNC系統(tǒng)的干擾源 。交流接觸器，交流電機的頻繁起動、停止時，其電磁感應現(xiàn)象會使CNC系統(tǒng)控制電路中產(chǎn)生尖峰或波涌等噪聲，干擾系統(tǒng)的正常工作。因此，一定要對這些電磁干擾采取措施，予以消除。 通常是采用在交流接觸器線圈的兩端或交流電機的三相輸入端并聯(lián)RC網(wǎng)絡，而在直流接觸器或在直流電磁閥的線圈兩端反相并入一個續(xù)流二極管等的辦法來抑制這些電器產(chǎn)生的干擾噪聲。但要注意一點，這些并入的吸收網(wǎng)絡的連線不應大于20cm，否則，其效果就不理想。 （）供電線路的干擾 由于我國局部地區(qū)電力不足和供電頻率不穩(wěn)和用戶廠電網(wǎng)分配不合理等因素造成供電線路的干擾?，F(xiàn)象可歸納為超壓、欠壓、頻率和相位漂移、諧波失真、共模噪聲及常模噪聲等原因。 在電網(wǎng)電壓變化較大的地區(qū)，應在CNC系統(tǒng)的輸入電源前增加電子穩(wěn)壓器，以養(yǎng)活電網(wǎng)電壓波動。如果能加入電源調(diào)節(jié)器，則效果更好，但切不可串入自耦變壓器。 用戶廠的供電線路的容量應能滿足數(shù)控機床電器容量的要求。 數(shù)控機床避免與電火花設備以及大功率的起、停頻繁的設備共用一干線，以免這些設備的干擾通過供電線串入到CNC系統(tǒng)中。 數(shù)控機床設備安置時應遠離中頻爐、高頻感應爐等變頻設備。 動手修復 一旦故障部位已找到，但手頭卻無可更換的備件時，可用移植借用辦法，作為應急措施來解決。例如某一組件壞了（如與非門或觸發(fā)器等），但損壞的往往只是組件中的某一路，其它幾部分還是好的。而在印刷線路板的設計中，又往往只是用了組件中的一部分，沒有全部用滿。此時，可將沒有使用的富余部分取來作為應急用。具體的作法是，切斷已損壞部分的插腳（包括輸入和輸出腳），然后由區(qū)線將信號輸入、輸出線引至富余的組件插腳上即可。 第二章 數(shù)控機床故障排除方法及其注意事項2.1故障排除方法 （1）初始化復位法：一般情況下，由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警，可用硬件復位或開關系統(tǒng)電源依次來清除故障，若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電，拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統(tǒng)進行初始化清除，清除前應注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進行硬件診斷。（2）參數(shù)更改，程序更正法：系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設定錯誤就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系統(tǒng)的塊搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。 （3）調(diào)節(jié)，最佳化調(diào)整法：調(diào)節(jié)是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調(diào)節(jié)，修正系統(tǒng)故障。如某廠維修中，其系統(tǒng)顯示器畫面混亂，經(jīng)調(diào)節(jié)后正常。如在某廠，其主軸在啟動和制動時發(fā)生皮帶打滑，原因是其主軸負載轉(zhuǎn)矩大，而驅(qū)動裝置的斜升時間設定過小，經(jīng)調(diào)節(jié)后正常。 最佳化調(diào)整是系統(tǒng)地對伺服驅(qū)動系統(tǒng)與被拖動的機械系統(tǒng)實現(xiàn)最佳匹配的綜合調(diào)節(jié)方法，其辦法很簡單，用一臺多線記錄儀或具有存貯功能的雙蹤示波器，分別觀察指令和速度反饋或電流反饋的響應關系。通過調(diào)節(jié)速度調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)和積分時間，來使伺服系統(tǒng)達到即有較高的動態(tài)響應特性，而又不振蕩的最佳工作狀態(tài)。在現(xiàn)場沒有示波器或記錄儀的情況下，根據(jù)經(jīng)驗，即調(diào)節(jié)使電機起振，然后向反向慢慢調(diào)節(jié)，直到消除震蕩即可。 （4）備件替換法：用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應的初始化啟動，使機床迅速投入正常運轉(zhuǎn)，然后將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦法。 （5）改善電源質(zhì)量法：目前一般采用穩(wěn)壓電源，來改善電源波動。對于高頻干擾可以采用電容濾波法，通過這些預防性措施來減少電源板的故障。 （6）維修信息跟蹤法：一些大的制造公司根據(jù)實際工作中由于設計缺陷造成的偶然故障，不斷修改和完善系統(tǒng)軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員。以此做為故障排除的依據(jù)，可正確徹底地排除故障。 2.2 維修中應注意的事項 （1）從整機上取出某塊線路板時，應注意記錄其相對應的位置，連接的電纜號，對于固定安裝的線路板，還應按前后取下相應的壓接部件及螺釘作記錄。拆卸下的壓件及螺釘應放在專門的盒內(nèi)，以免丟失，裝配后，盒內(nèi)的東西應全部用上，否則裝配不完整。 （2）電烙鐵應放在順手的前方，遠離維修線路板。烙鐵頭應作適當?shù)男拚?，以適應集成電路的焊接，并避免焊接時碰傷別的元器件。 （3）測量線路間的阻值時，應斷電源，測阻值時應紅黑表筆互換測量兩次，以阻值大的為參考值。 （4）線路板上大多刷有阻焊膜，因此測量時應找到相應的焊點作為測試點，不要鏟除焊膜，有的板子全部刷有絕緣層，則只有在焊點處用刀片刮開絕緣層。 （5）不應隨意切斷印刷線路。有的維修人員具有一定的家電維修經(jīng)驗，習慣斷線檢查，但數(shù)控設備上的線路板大多是雙面金屬孔板或多層孔化板，印刷線路細而密，一旦切斷不易焊接，且切線時易切斷相鄰的線，再則有的點，在切斷某一根線時，并不能使其和線路脫離，需要同時切斷幾根線才行。 （6）不應隨意拆換元器件。有的維修人員在沒有確定故障元件的情況下只是憑感覺那一個元件壞了，就立即拆換，這樣誤判率較高，拆下的元件人為損壞率也較高。 （7）拆卸元件時應使用吸錫器及吸錫繩，切忌硬取。同一焊盤不應長時間加熱及重復拆卸，以免損壞焊盤。 （8）更換新的器件，其引腳應作適當?shù)奶幚?，焊接中不應使用酸性焊油?（9）記錄線路上的開關，跳線位置，不應隨意改變。進行兩極以上的對照檢查時，或互換元器件時注意標記各板上的元件，以免錯亂，致使好板亦不能工作。 （10）查清線路板的電源配置及種類，根據(jù)檢查的需要，可分別供電或全部供電。應注意高壓，有的線路板直接接入高壓，或板內(nèi)有高壓發(fā)生器，需適當絕緣，操作時應特別注意。 2.3數(shù)控機床的電氣故障可按性質(zhì)、表象、原因或后果等分類(1)以故障發(fā)生的部位，分為硬件故障和軟件故障。硬件故障是指電子、電器件、印制電路板、電線電纜、接插件等的不正常狀態(tài)甚至損壞，這是需要修理甚至更換才可排除的故障。而軟件故障一般是指PLC邏輯控制程序中產(chǎn)生的故障，需要輸入或修改某些數(shù)據(jù)甚至修改PLC程序方可排除的故障。零件加工程序故障也屬于軟件故障。(2)以故障出現(xiàn)時有無指示，分為有診斷指示故障和無診斷指示故障。當今的數(shù)控系統(tǒng)都設計有完美的自診斷程序，時實監(jiān)控整個系統(tǒng)的軟、硬件性能，一旦發(fā)現(xiàn)故障則會立即報警或者還有簡要文字說明在屏幕上顯示出來，結(jié)合系統(tǒng)配備的診斷手冊不僅可以找到故障發(fā)生的原因、部位，而且還有排除的方法提示。機床制造者也會針對具體機床設計有相關的故障指示及診斷說明書。上述這兩部分有診斷指示的故障加上各電氣裝置上的各類指示燈使得絕大多數(shù)電氣故障的排除較為容易。無診斷指示的故障一部分是上述兩種診斷程序的不完整性所致(如開關不閉合、接插松動等)。(3)以故障出現(xiàn)時有無破壞性，分為破壞性故障和非破壞性故障。對于破壞性故障，損壞工 件甚至機床的故障，維修時不允許重演，這時只能根據(jù)產(chǎn)生故障時的現(xiàn)象進行相應的檢查、分析來排除之，技術(shù)難度較高且有一定風險。如果可能會損壞工件，則可卸下工件，試著重現(xiàn)故障過程，但應十分小心。(4)以故障出現(xiàn)的或然性，分為系統(tǒng)性故障和隨機性故障。系統(tǒng)性故障是指只要滿足一定的 條件則一定會產(chǎn)生的確定的故障；而隨機性故障是指在相同的條件下偶爾發(fā)生的故障，這類故障的分析較為困難，通常多與機床機械結(jié)構(gòu)的局部松動錯位、部分電氣工件特性漂移或可靠性降低、電氣裝置內(nèi)部溫度過高有關。此類故障的分析需經(jīng)反復試驗、綜合判斷才可能排除。(5)以機床的運動品質(zhì)特性來衡量，則是機床運動特性下降的故障。在這種情況下，機床雖 能正常運轉(zhuǎn)卻加工不出合格的工件。例如機床定位精度超差、反向死區(qū)過大、坐標運行不平穩(wěn)等。這類故障必須使用檢測儀器確診產(chǎn)生誤差的機、電環(huán)節(jié)，然后通過對機械傳動系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的最佳化調(diào)整來排除。2.4 故障的調(diào)查與分析這是排故的第一階段，是非常關鍵的階段，主要應作好下列工作：詢問調(diào)查在接到機床現(xiàn)場出現(xiàn)故障要求排除的信息時，首先應要求操作者盡量保持現(xiàn)場 故障狀態(tài)，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。同時仔細詢問故障指示情況、故障表象及故障產(chǎn)生的背景情況，依此做出初步判斷，以便確定現(xiàn)場排故所應攜帶的工具、儀表、圖紙資料、備件等，減少往返時間。現(xiàn)場檢查到達現(xiàn)場后，首先要驗證操作者提供的各種情況的準確性、完整性，從而核實 初步判斷的準確度。由于操作者的水平，對故障狀況描述不清甚至完全不準確的情況不乏其例，因此到現(xiàn)場后仍然不要急于動手處理，重新仔細調(diào)查各種情況，以免破壞了現(xiàn)場，使排故增加難度。故障分析根據(jù)已知的故障狀況按上節(jié)所述故障分類辦法分析故障類型，從而確定排故原 則。由于大多數(shù)故障是有指示的，所以一般情況下，對照機床配套的數(shù)控系統(tǒng)診斷手冊和使 用說明書，可以列出產(chǎn)生該故障的多種可能的原因。確定原因?qū)Χ喾N可能的原因進行排查從中找出本次故障的真正原因，這時對維修人員是 一種對該機床熟悉程度、知識水平、實踐經(jīng)驗和分析判斷能力的綜合考驗。排故準備有的故障的排除方法可能很簡單，有些故障則往往較復雜，需要做一系列的準 備工作，例如工具儀表的準備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購甚至排故計劃步驟的制定等等。數(shù)控機床電氣系統(tǒng)故障的調(diào)查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程，一旦查明了原因 ，故障也就幾乎等于排除了。(1)直觀檢查法 這是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的檢查。詢問 向故障現(xiàn)場人員仔細詢問故障產(chǎn)生的過程、故障表象及故障后果，并且在整個分析 判斷過程中可能要多次詢問。目視總體查看機床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)(例如各坐標軸位置、主軸狀態(tài)、 刀庫、機械手位置等)，各電控裝置(如數(shù)控系統(tǒng)、溫控裝置、潤滑裝置等)有無報警指示，局部查看有無保險燒煅，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等 。觸摸在整機斷電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、 各功率及信號導線(如伺服與電機接觸器接線)的聯(lián)接狀況等來發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)故障的原因。 通電這是指為了檢查有無冒煙、打火、有無異常聲音、氣味以及觸摸有無過熱電動機和元件存在而通電，一旦發(fā)現(xiàn)立即斷電分析。(2)儀器檢查法 使用常規(guī)電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關直流及脈沖信號等 進行測量，從中找尋可能的故障。如用萬用表檢查各電源情況，及對某些電路板上設置的 相關信號狀態(tài)測量點的測量，用示波器觀察相關的脈動信號的幅值、相位甚至有無，用PLC 編程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。(3)信號與報警指示分析法硬件報警指示這是指包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電子、電器裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應的功能說明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法。 軟件報警指示如前所述的系統(tǒng)軟件、PLC程序與加工程序中的故障通常都設有報警顯示，依據(jù)顯示的報警號對照相應的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。(4)接口狀態(tài)檢查法現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)多將PLC集成于其中，而CNC與PLC之間則以一系列接口信號形式相互通訊聯(lián)接。有些故障是與接口信號錯誤或丟失相關的，這些接口信號有的可以在相應的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示，有的可以通過簡單操作在CRT屏幕上顯示，而所有的接口信號都可以用PLC編程器調(diào)出。這種檢查方法要求維修人員既要熟悉本機床的接口信號，又要熟悉PLC編程器的應用。 (5)參數(shù)調(diào)整法數(shù)控系統(tǒng)、PLC及伺服驅(qū)動系統(tǒng)都設置許多可修改的參數(shù)以適應不同機床、 不同工作狀態(tài)的要求。這些參數(shù)不僅能使各電氣系統(tǒng)與具體機床相匹配，而且更是使機床各項功能達到最佳化所必需的。(6)備件置換法當故障分析結(jié)果集中于某一印制電路板上時，由于電路集成度的不斷擴大而要把故障落實于其上某一區(qū)域乃至某一元件是十分困難的，為了縮短停機時間，在有相同備件的條件下可以先將備件換上，然后再去檢查修復故障板。備件板的更換要注意以下問題。更換任何備件都必須在斷電情況下進行。許多印制電路板上都有一些開關或短路棒的設定以匹配實際需要，因此在更換備件板上一 定要記錄下原有的開關位置和設定狀態(tài)，并將新板作好同樣的設定，否則會產(chǎn)生報警而不能工作。某些印制電路板的更換還需在更換后進行某些特定操作以完成其中軟件與參數(shù)的建立。有些印制電路板是不能輕易拔出的，例如含有工作存儲器的板，或者備用電池板，它會丟 失有用的參數(shù)或者程序。必須更換時也必須遵照有關說明操作。(7)交叉換位法當發(fā)現(xiàn)故障板或者不能確定是否故障板而又沒有備件的情況下，可以將系統(tǒng)中相同或相兼容的兩個板互換檢查，如兩個坐標的指令板或伺服板的交換從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應特別注意，不僅硬件接線的正確交換，還要將一系列相應的參數(shù)交換，否則不僅達不到目的，反而會產(chǎn)生新的故障造成思維的混亂，一定要事先考慮周全，設計好軟、硬件交換方案，準確無誤再行交換檢查。2.5 電氣維修與故障的排除這是排故的第二階段，是實施階段。(1)電源電源是維修系統(tǒng)乃至整個機床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會丟 失數(shù)據(jù)、造成停機。重者會毀壞系統(tǒng)局部甚至全部。我們在設計數(shù)控機床的供電系統(tǒng)時應盡量做到：提供獨立的配電箱而不與其他設備串用。電網(wǎng)供電質(zhì)量較差的地區(qū)應配備三相交流穩(wěn)壓裝置。電源始端有良好的接地。進入數(shù)控機床的三相電源應采用三相五線制，中線(N)與接地(PE)嚴格分開。電柜內(nèi)電器件的布局和交、直流電線的敷設要相互隔離。(2)數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)故障位置環(huán)報警。可能是位置測量回路開路；測量元件損壞；位置控制建立的接口信號不存在等。坐標軸在沒有指令的情況下產(chǎn)生運動。可能是漂移過大；位置環(huán)或速度環(huán)接成正反饋；反饋接線開路；測量元件損壞。 (3)機床坐標找不到零點?？赡苁橇惴较蛟谶h離零點；編碼器損壞或接線開路；光柵零點標 記移位；回零減速開關失靈。(4)機床動態(tài)特性變差，工件加工質(zhì)量下降，甚至在一定速度下機床發(fā)生振動。這其中有很 大一種可能是機械傳動系統(tǒng)間隙過大甚至磨損嚴重或者導軌潤滑不充分甚至磨損造成的；對于電氣控制系統(tǒng)來說則可能是速度環(huán)、位置環(huán)和相關參數(shù)已不在最佳匹配狀態(tài)，應在機械故障基本排除后重新進行最佳化調(diào)整。 (5)偶發(fā)性停機故障。這里有兩種可能的情況：一種情況是如前所述的相關軟件設計中的問 題造成在某些特定的操作與功能運行組合下的停機故障，一般情況下機床斷電后重新通電便會消失；另一種情況是由環(huán)境條件引起的，如強力干擾(電網(wǎng)或周邊設備)、溫度過高、濕度過大等。2.6 維修排故后的總結(jié)提高工作對數(shù)控機床電氣故障進行維修和分析排除后的總結(jié)與提高工作是排故的第三階段，也是十分重要的階段，應引起足夠重視。第三章 數(shù)控機床的使用性1數(shù)控機床加工能準確地計算出或自動記錄單件加工工時和總的加工工時，實現(xiàn)對半成品、成品的統(tǒng)計與管理；對所使用的刀具、夾具可進行規(guī)范化、現(xiàn)代化管理；能實現(xiàn)一臺中央計算機對幾臺、十幾臺數(shù)控機床的集中控制和管理（DNC ）。實現(xiàn)計算機輔助設計( CAD ）、計算機輔助制造（CAM ）、計算機輔助質(zhì)量監(jiān)督（CAQ ）等的有機結(jié)合，是現(xiàn)代集成制造技術(shù)的基礎。 數(shù)控機床是按照被加工零件的數(shù)控程序來進行自動加工的，當改變加工零件時，只要改變數(shù)控程序軟件，不需要更換工具、夾具，也不需改變數(shù)控機床機械部分和控制部分的硬件，就能適應加工。大大縮短了生產(chǎn)、技術(shù)準備時間，節(jié)省了大量工藝裝備的費用，因此，應變能力很強，適合于多品種、單件小批零件的加工。 2 加工精度高，多軸聯(lián)動可實現(xiàn)復雜輪廓的插補運動，適于高精度、形狀復雜零件的加工 由于數(shù)控機床的主傳動和進給傳動采用直流或交流伺服電機，可實現(xiàn)無級調(diào)速。大大簡化了主傳動和進給傳動系統(tǒng)，傳動鏈短。進給傳動鏈中有消除間隙的裝置。絲桿螺距誤差、傳動誤差等造成的位置誤差，可由測量裝置和數(shù)控裝置進行補償因此，數(shù)控機床具有較高的加工精度。對于中、小型數(shù)控機床，定位精度普遍可達到0 . 02mm ，重復定位精度可達到0 . 01-0 .005mm 。數(shù)控機床的自動加工方式避免了人工干預造成的操作誤差。同一批加工零件的一致性很好，加工質(zhì)量十分穩(wěn)定數(shù)控機床一般都具有刀具半徑補償和位置補償功能?？梢苑奖愕叵捎诘毒吣p、刀具調(diào)整誤差所造成的工件尺寸誤差，提高了工件加工精度。因此，數(shù)控機床適于高精度、形狀復雜零件的加工。 3 具有較高的加工生產(chǎn)率 機床加工生產(chǎn)率主要是指加工一個零件所需的時間。加工時間包括機動時間和輔助時間。數(shù)控機床的主軸轉(zhuǎn)速和進給速度范圍大，并可無級調(diào)速。加工時可選用最佳的切削速度和進給速度，可進行恒轉(zhuǎn)速或恒切削速度的切削。在保證工件加工質(zhì)量和刀具一定使用壽命的前提下，可盡量加大切削用量。由于數(shù)控機床具有側(cè)量系統(tǒng)，減少零件裝卡到機床上的調(diào)整時間和零件加工過程中的檢驗時間。另外，配合加工中心的刀庫使用，可實現(xiàn)一次裝夾下進行多工序的連續(xù)加工，減少了半成品的工序間周轉(zhuǎn)時間，提高了生產(chǎn)率。 4 減輕勞動強度，改善勞動條件數(shù)控機床加工前經(jīng)調(diào)整好后，輸人程序并啟動，機床就能自動連續(xù)進行加工，直至加工結(jié)束。零件一次裝卡可完成多道工序。特別是加工中心可進行多工位、多工序的自動加工。操作者主要是程序的輸入、編輯，裝卸零件，刀具準備，加工狀態(tài)的觀測，零件的檢驗等工作，勞動強度極大降低。數(shù)控機床一般是封閉式加工，既清潔，又安全?？?結(jié)進入21世紀，隨著數(shù)控技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控設備已遍布全世界，不僅工業(yè)發(fā)達國家已廣泛采用，就是發(fā)展中國家也大量使用。我國自改革開放以來也引進了不少先進的設備，這些設備的特點是以大規(guī)模集成電路為主的數(shù)控設備，這些設備功能強，生產(chǎn)效率高，但是復雜，它涉及機械、電器、液壓、氣動、光學、與計算機技術(shù)等許多領域，尤其在故障診斷、狀態(tài)監(jiān)測方面涉及數(shù)字測試技術(shù)與計算機網(wǎng)絡技術(shù)。在數(shù)控機床維修中推廣應用新技術(shù)、新工藝、新材料，做好數(shù)控機床的技術(shù)改造和局部改裝設計管理工作，搞好數(shù)控機床維修用工、檢、量具的管理，搞好數(shù)控設備維修的質(zhì)量管理等工作。只有這樣，才能做好數(shù)控機床的維修工作，保障數(shù)控機床的正常運行，從而保障企業(yè)生產(chǎn)的順利運行。所以，無論是CNC系統(tǒng)，機床強電，還是機械、液壓、氣路等，只要有可能引起該故障的原因，都要盡可能全面地列出來，進行綜合判斷和篩選，然后通過必要的試驗，達到確診和最終排除故障的目的。致 謝經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)論文已經(jīng)接近尾聲，作為一個?？粕漠厴I(yè)論文，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。在論文寫作過程中，得到了孫美維老師的親切關懷和耐心的指導。他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，孫老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。多少個日日夜夜，孫老師不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，除了敬佩孫美維老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。在此謹向?qū)O老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們!最后我還要感謝機電工程系西安機電信息技術(shù)學院三年來對我的栽培。參考文獻1. 李超;楊國明;數(shù)控機床高精度主軸組件修理和裝配A;中國工程物理研究院科技年報1999年2. 洪福昌;數(shù)控機床結(jié)合面特性參數(shù)的識別研究及其應用軟件開發(fā)D;北京工業(yè)大學;2000年3. 姜義;曲海波;數(shù)控機床常見故障診斷及排除方法J;機床電器;2006年01期4. 利紅;周建華;數(shù)控機床伺服系統(tǒng)故障分析J;西安文理學院學報(自然科學版);2006年02期5. 沈兵主編數(shù)控機床數(shù)控系統(tǒng)維修技術(shù)與實例北京：機械工業(yè)出版社，19996. 王侃夫主編數(shù)控機床故障診斷及維護北京：機械工業(yè)出版社，20017. 楊建國;數(shù)控機床誤差綜合補償技術(shù)及應用D;上海交通大學;1998年8. 宋剛;基于網(wǎng)絡的數(shù)控機床遠程協(xié)作診斷系統(tǒng)研究D;上海交通大學;2003年9. 喬強;數(shù)控機床精度檢測裝置及誤差分析研究D;四川大學;2000年10. 羅永順;數(shù)控機床故障信號分析與特征提取D;中南大學;2007年付：外文翻譯 電火花加工 電火花加工法對加工超韌性的導電材料（如新的太空合金）特別有價值。這些金屬很難用常規(guī)方法加工，用常規(guī)的切削刀具不可能加工極其復雜的形狀，電火花加工使之變得相對簡單了。在金屬切削工業(yè)中，這種加工方法正不斷尋找新的應用領域。塑料工業(yè)已廣泛使用這種方法，如在鋼制模具上加工幾乎是任何形狀的模腔。 電火花加工法是一種受控制的金屬切削技術(shù)，它使用電火花切除（侵蝕）工件上的多余金屬，工件在切削后的形狀與刀具（電極）相反。切削刀具用導電材料（通常是碳）制造。電極形狀與所需型腔想匹配。工件與電極都浸在不導電的液體里，這種液體通常是輕潤滑油。它應當是點的不良導體或絕緣體。 用伺服機構(gòu)是電極和工件間的保持0.00050.001英寸（0.010.02mm）的間隙，以阻止他們相互接觸。頻率為20000Hz左右的低電壓大電流的直流電加到電極上，這些電脈沖引起火花，跳過電極與工件的見的不導電的液體間隙。在火花沖擊的局部區(qū)域，產(chǎn)生了大量的熱量，金屬融化了，從工件表面噴出融化金屬的小粒子。不斷循環(huán)著的不導電的液體，將侵蝕下來的金屬粒子帶走，同時也有助于驅(qū)散火花產(chǎn)生的熱量。 在最近幾年，電火花加工的主要進步是降低了它加工后的表面粗糙度。用低的金屬切除率時，表面粗糙度可達24vin.(0.050.10vin)。用高的金屬切除率如高達15in3/h(245.8cm3/h)時，表面粗糙度為1000vin.(25vm)。 需要的表面粗糙度的類型，決定了能使用的安培數(shù),電容,頻率和電壓值?？焖偾谐饘伲ù智邢鳎r，用大電流,低頻率,高電容和最小的間隙電壓。緩慢切除金屬（精切削）和需獲得高的表面光潔度時，用小電流,高頻率,低電容和最高的間隙電壓。 與常規(guī)機加工方法相比，電火花加工有許多優(yōu)點。 1 . 不論硬度高低，只要是導電材料都能對其進行切削。對用常規(guī)方法極難切削的硬質(zhì)合金和超韌性的太空合金，電火化加工特別有價值。 2 . 工件可在淬火狀態(tài)下加工，因克服了由淬火引起的變形問題。 3 . 很容易將斷在工件中的絲錐和鉆頭除。 4 . 由于刀具（電極）從未與工件接觸過，故工件中不會產(chǎn)生應力。 5 . 加工出的零件無毛刺。 6 . 薄而脆的工件很容易加工，且無毛刺。 7 . 對許多類型的工件，一般不需第二次精加工。 8 .隨著金屬的切除，伺服機構(gòu)使電極自動向工件進給。 9 .一個人可同時操作幾臺電火花加工機床。 10.能相對容易地從實心坯料上，加工出常規(guī)方法不可能加工出來的極復雜的形狀。 11.能用較低價格加工出較好的模具。12.可用沖頭作電極，在陰模板上復制其形狀，并留有必須的間隙。Electrical discharge machiningElectrical discharge machining has proved especially valuable in the machining of super-tough, electrically conductive materials such as the new space-age alloys. These metals would have been difficult to machine by conventional methods, but EDM has made it relatively simple to machine intricate shapes that would be impossible to produce with conventional cutting tools. This machining process is continually finding further applications in the metal-cutting industry. It is being used extensively in the plastic industry to produce cavities of almost any shape in the steel molds. Electrical discharge machining is a controlled metal removal technique whereby an electric spark is used to cut (erode) the workpiece, which takes a shape opposite to that of the cutting tool or electrode. The cutting tool (electrode) is made from electrically conductive material, usually carbon. The electrode, made to the shape of the cavity required, and the workpiece are both submerged in a dielectric fluid, which is generally a light lubricating oil. This dielectric fluid should be a nonconductor (or poor conductor) of electricity. A servo mechanism maintains a gap of about 0.0005 to 0.001 in. (0.01 to 0.02 mm) between the electrode and the work, preventing them from coming into contact with each other. A direct current of low voltage and high amperage is delivered to the electrode at the rate of approximately 20 000 hertz (Hz). These electrical energy impulses become sparks which jump the dielectric fluid. Intense heat is created in the localized area of the park impact, the metal melts and a small particle of molten metal is expelled from the surface of the workpiece . The dielectric fluid, which is constantly being circulated, carries away the eroded particles of metal and also assists in dissipating the heat caused by the spark.In the last few years, major advances have been made with regard to the surface finishes that can be produced. With the low metal removal rates, surface finishes of 2 to 4 um. (0.05 to 0.10um) are possible. With high metal removal rates finishes of 1 000uin. (25um) are produced.The type of finish required determines the number of amperes which can be used, the capacitance, frequency, and the voltage setting. For fast metal removal (roughing cuts), high amperage, low frequency, high capacitance, and minimum gap voltage are required. For slow metal removal (finish cut) and good surface finish, low amperage, high frequency, low capacitance, and the highest gap voltage are required.Electrical discharge machining has many advantages over conventional machining processes.1. Any material that is electrically conductive can be cut, regardless of its hardness. It is especially valuable for cemented carbides and the new supertough space-age alloys that are extremely difficult to cut by conventional means.2. Work can be machined in a hardened state, thereby overcoming the deformation caused by the hardening process.3. Broken taps or drills can readily be removed from workpieces. 4. It does not create stresses in the work material since the tool (electrode) never comes in contact with the work.5. The process is burr-free.6. Thin, fragile sections can be easily machined without deforming.7. Secondary finishing operations are generally eliminated for many types of work.8. The process is automatic in that the servomechanism advances the electrode into the work as the metal is removed.9. One person can operate several EDM machines at one time.10. Intricate shapes, impossible to produce by conventional means, are cut out of a solid with relative ease.11. Better dies and molds can be produced at lower costs.12. A die punch can be used as the electrode to reproduce its shape in the matching die plate, complete with the necessary clearance.