数控机床维护及数控系统故障诊断论文gfqp.docx

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1、烟台工程程职业技技术学院院数控系数数控设备备应用与与维护专专业08级毕业设计计（论文文）题目:数数控机床床维护及及数控系系统故障障诊断姓名崔越越学号指导教师师（签名名）二一年十月十日烟台工程程职业技技术学院院毕业设设计（论论文)诚信承诺诺书本人慎重重承诺：我所撰写写的设计计（论文文）数数控机床床维护及及数控系系统故障障诊断是是在老师师的指导导下自主主完成，没没有剽窃窃或抄袭袭他人的的论文或或成果。如如有剽窃窃、抄袭袭，本人人愿意为为由此引引起的后后果承担担相应责责任。毕业论文文（设计计）的研研究成果果归属学学校所有有。学生(签签名)：崔越20100年10月10日目录摘要4前言5二数控机机床的介

2、介绍6(一) 数控机床床的概述述及特点点6(二) 数控机床床的分类类66(三) 合理地使使用数控控机床6三数控机机床故障障诊断与与维修的的基本概概念6(一) 数控机床床维修的的意义及及特点66(二) 数控机床床故障分分类与维维修方法法77(三) 数控机床床的维护护111四数控系系统故障障诊断与与维修112（一）数数控系统统维修基基础133（二）数数控系统统的常见见故障诊诊断与分分析18五结论222六结束语语223七参考文文献244数控机床床维护及及数控系系统故障障诊断崔越【摘要】科学技术的发展，对机械产品提出了高精度、高复杂性的要求，而且产品的更新换代也在加快，这对机床设备不仅提出了精度和效率

3、的要求，而且也对其提出了通用性和灵活性的要求。数控机床就是针对这种要求而产生的一种新型自动化机床。数控机床集微电子技术、计算机技术、自动控制技术及伺服驱动技术、精密机械技术于一体，是高度机电一体化的典型产品。它本身又是机电一体化的重要组成部分，是现代机床技术水平的重要标志。数控机床体现了当前世界机床技术进步的主流，是衡量机械制造工艺水平的重要指标，在柔性生产和计算机集成制造等先进制造技术中起着重要的基础核心作用。因此，如何更好的使用数控机床是一个很重要的问题。由于数控机床是一种价格昂贵的精密设备，因此，其维护更是不容忽视。数控机床床的生产产厂商加加强数控控机床故故障诊断断与维修修的力量量，可以

4、以提高数数控机床床的质量量，有利利于数控控机床的的推广和和使用。数数控机床床的使用用单位培养掌掌握数控控机床故故障诊断断与维修修的技术术人员，有有利于提提高数控控机床的的使用率率。随着着数控机机床的使使用和推推广，培培养更多多的掌握握数控机机床故障障诊断与与维修的的高素质质人才的的任务也也越来越越迫切。因此学习习数控机机床故障障诊断与与维修的的技术和和方法有有重要的的意义。前言数控机床床是高精精度自动动化装备备,价格昂昂贵,为了保保证机床床长期安安全平稳稳运行,发挥更更大效益益,需要注注重数控控机床的的维护保养方法法和易出出现的故故障及排排除方法法。数控机机床维修修及数控控系统故故障诊断断与维

5、修修是数控控机床使使用过程程中重要要的组成成部分，也也是制约约数控机机床发挥挥重要作作用的主主要因素素之一。数控技术术是用数数字信心心对机械械运动和和工作过过程控制制的技术术。数控控技术的的应用不不但给传传统制造造业带来来了革命命性的变变化，更更使制造造业成为为化的象象征。数数控机床床是集高高、精、尖尖技术于于一体，集集机、电电、光、液液于一身身的高技技术产物物。具有有加工精精度高、加加工质量量稳定可可靠、生生产效率率高、适适应性强强、灵活活性好等等众多优优点，在在各个行行业受到到广泛欢欢迎，在在使用方方面，也也是越来来越受到到重视。但但由于它它是集强强、弱电电于一体体，数字字技术控制制机械制

6、制造的一一体化设设备，一一旦系统统的某些些部分出出现故障障，就势势必使机机床停机机，影响响生产，所所以如何何正确维维护设备备和出现现故障时时能及时时抢修就就是保障障生产正正常进行行的关键键。普通机床床从诞生生到现在在，从无无轴式集集体驱动动转变为为单台电电动机或或多台电电动机驱驱动一台台机床，从从台钻到到龙门刨刨床，都都有强电电（继电电器、接接触器）控控制电动动机运转转来实现现的。因因此，故故障诊断断也比较较直观，维维修工人人起着主主导作用用。检测测仪器也也比较简简单，而而万用表表是必不不可少的的检测仪仪器，问问、看、闻、听听、量是是一般通通电的诊诊断程序序。故障障诊断的的水平也也是维修修者经

7、验验的积累累。以下是本本人对于于数控机机床维护护及数控系系统故障障诊断方方面的一一些见解解，如有有不足之之处，敬敬请老师师纠正、修修改。二数控机机床的介介绍(一) 数控机床床的概述述及特点点1. 概念数控机床床就是在在计算机机的帮助助下，用用数字技技术控制制的机床床。2特点点（1）可以加加工出高高精度及及质量稳稳定的零零件，（2）生产效效率特别别高，是是普通机机床的2-3倍或更更高。（3）大大减减轻操作作者的劳劳动强度度，但对对操作者者的素质质要求也也提高了了。（4）更换产产品品种种特别方方便，只只要更换换程序就就可以实实现产品品品种更更换。（5）数控加加工中心心可实现现集多种种加工于于一台机

8、机床，如如：铣、钻钻、镗、刨刨等。（6）可实现现柔性加加工（FMS），甚至至实现无无人化工工厂。（二）数数控机床床的分类类1按工工艺用途途分类：数控机机床可分分为数控控钻床、车车床、刨刨床、镗镗床、磨磨床和齿齿轮加工工机床等等，此外外压床、冲冲床、弯弯管机、电电火花切切割机、火火焰切割割机、凸凸焊机也也都可采采用数字字控制。2按运运动方式式分类：点位控控制PTP、点位位直线控控制、轮轮廓控制制系统CP3按控控制方式式分类:开环控控制、半半闭环控控制系统统、闭环环控制系系统（三）合合理地使使用数控控机床1.避免免阳光的的直接照照射和其其它热辐辐射、避避免太潮潮湿或粉粉尘过多多的场所所,尽量在在空

9、调环环境中使使用,保持室温20左右。由由于我国国处于温带带气候、受受季风影影响、温温度差异异大,对于精精度高、价价格贵的的数控机机床,应置于于有空调的的房间中中使用。2.要避避免有腐腐蚀气体体的场所所。因腐腐蚀气体体易使电电子元件件变质,或造成成接触不不良,或造成元件短短路,影响机机床的正正常运行行。3.要远远离振动动大的设备(如冲床床、锻压压设备等等)。对于于高精度度的机床床还应采采用防振振措施(如防振振沟等)。4.要远远离强电电磁干扰扰源,使机床床工作稳稳定。三数控控机床故故障诊断断与维修修的基本本概念（一）数数控机床床维修的的意义及及特点1意义义数控机床床是一种种高效率率的自动动化机床床

10、，大多多用来加加工重要要工件。数数控机床床价格昂昂贵，为提提高数控控机床利利用率，充充分发挥挥它的效效益，应应合理安安排加工工工序，充充分做好好准备工工作，尽尽量减少少机床的的等待时时间，凡凡是能在在数控机机床上加加工的，尽尽量利用用，而不不能以保保护贵重重设备为为由，使使其长期期闲置。如如果一台台数控机机床的任任何部分分在生产产中出现现故障和和失效，都都会使机机床停机机，造成成生产停停顿，不不能及时时维修，就就必然贻贻误产品品生产周周期，甚甚至影响响企业的的信誉，造造成无法法弥补的的经济损损失。因因此维修修工作至至关重要要，不仅仅创造了了实际价价值，而而且具有有广泛的的社会效效益。数控机床床

11、的故障障诊断与与维修是是数控机机床使用用过程中中重要的的组成部部分，也也是制约约数控机机床发挥挥作用的的主要因因素之一一。2特点点数控机床床与普通通机床在在结构上上的区别别在于数数控机床床是计算算机引入入制造系系统后的的一种机机、电、液液一体化化的产物物。数控控机床与与普通机机床的主主要区别别是CNC系统、伺伺服系统统、主轴轴电动机机控制组组成了数数控机床床弱电部部分，这这也是数数控机床床的核心心部分。无无论哪种种CNCC系统，“弱电”占了很很大一部部分。因因此，对对于数控控机床故故障诊断断要求维维修人员员是一名名集机、电电、液知知识于一一体的具具有高文文化素质质的人员员。所以以数控机机床的诊

12、诊断在诊诊断手段段、仪器器和仪表表的使用用中都与与传统的的机床故故障诊断断有所不不同。（二）数数控机床床故障分分类与维维修方法法1数控控机床常常见故障障分类（1）.按数控机床发生生故障的的部件可可分为主主机故障障和电气气故障（2）.按与故故障的相相互关系系可分为为关联性性故障和和非关联联性故障障（3）.按诊断断方式可可分为有有诊断显显示故障障和无诊诊断显示示故障两两种（4）.按故障障破坏性性可分为为破坏性性故障和和非破坏坏性故障障（5）.按故障障起因可可分为硬硬故障和和软故障障两大类类（6）.按故障障发生的的原因可可分为数数控机床床自身故故障和数数控机床床外部故故障2数控控机床故故障诊断断的方

13、法法（1）.常规方方法.直观观检查法法：直观观检查法法即维修修人员充充分利用用自身的的眼、鼻鼻、耳、手手等直接接查找故故障的方方法。【例】数数控淬火火机床进进给故障障。在开开机后，回回参考点点操作时时，Y轴不动动。故障分析析与排除除：手动动操作使使Y轴运动动，但是是Y轴不走走，观察察屏幕上上Y轴的坐坐标轴却却正常变变化，并并且观察察Y轴伺服服电动机机也正常常旋转，因因此怀疑疑伺服电电动机与与丝杠间间的联轴轴器损坏坏。拆开开检查发发现确实实损坏，更更换新的的联轴器器，故障障消除.换件件诊断法法当系统出出现故障障后，维维修人员员把怀疑疑部分从从大到小小逐步缩缩小故障障范围，直直至把故故障定位位于板

14、级级或部分分线路，甚甚至元器器件级。此此时，利利用备用用的印制制电路板板、集成成电路芯芯片或元元器件替替换有疑疑点的部部分，或或将系统统中具有有相同功功能的两两块印制制电路板板、集成成电路芯芯片或元元器件进进行交换换，即可可迅速找找出故障障所在。【例】北北京第一机机床厂生生产的XK550400-1型数控控铣床，采采用FANNUC-3M数控系统统，CRT不显示示故障，机机床通电电开机后后，无显显示。故障分析析与排除除：CRT显示电电路与普普通黑白白电视机机显示电电路相差差无几。根根据维修修手册，首首先检查查CRT高压电电路、行行输出电电路、厂厂输出电电路及I/O接口，以以上部位位均为无无异常，并

15、并且，该该机床除除CRT不显示示外，各各种加工工程序和和动作均均正常。从从以上检检查情况况分析，该该故障可可能发生生在数控控系统内内部。使使用仪器器检查，发发现PC-2模板上CRT视放电电路无输输出电压压，怀疑疑是PC-2模板内内部故障障。采用用交换法法，用相相同功能能模板PC-2替换怀怀疑有故障的PC-2模板，CRT恢复显示示。.测量量比较法法数控系统统生产厂厂在设计计印制电电路板时时，为了了调整、维维修的便便利，在在印制电电路板上上设计了了多个检检测用端端子。用用户也可可以利用用这些端端子比较较测量正正常的印印制电路路板和有有路障的的印制电电路板之之间的差差异。可可以检测测这些测测量端子子

16、的电压压或波形形，分析析故障的的起因及及故障的的所在位位置。甚甚至有时时还可对对正常的的印制电电路板人人为地制制造“故障”，如断断开连接接或短路路、插拔拔组件等等，以判判断真实实故障的的范围。【例】数数控磨床床Z轴找不不到参考考点。故障分析析与排除除：这台台机床在在机床回回参考点点时X轴、Y轴没有有问题，Z轴回参参考点时时，出现现压限位报警警，手动动还可以以回参考考点。观观察Z轴回参参考点的的过程，在在压上零零点开关关后，Z轴减速速运行，但但一直运运动到限限位才停停止。根根据原理理分析认认为，可可能编码码器零点点脉冲有有问题，用用示波器器检查编编码器的的零点脉脉冲，确确实没信信号，证证明编码码

17、器有故故障。换换上新的的编码器器后，机机床正常常工作。.参数数检查法法数控参数数能直接接影响数数控机床床的性能能。参数数通常是是存放在在磁盘存存储器或或RAM中，电电池不足足或外界界的某种种干扰等等会使个个别参数数丢失或或变化，发发生混乱乱，使机机床无法法正常工工作。此此时，通通过核对对、修正正参数、就就能将故故障排除除。当机机床长期期闲置后后，工作作时会无无缘无故故地出现现不正常常现象，就能根据特征，检查和校对有关参数。【例】采采用SIEEMENNS公司810系统的的数控磨磨床，在在磨削加加工时发发现，虽虽然输入入了刀具具补偿数数据，但但加工后后工件尺尺寸与刀刀补时相相比没有有变化或或变化过

18、过小。故障分析析与排除除：根据据机床工工作原理理，在磨磨削加工工时Z轴带动动砂轮对对工件进进行径向向磨削，X轴正常常时不动动，只有有要调整整球心时时才进行行微动，一一般在往往复0.002mmm范围内内运动，因因为移动动距离较较小，可可能丝杠杠反向间间隙会影影响尺寸寸变化。在在测量机机床的往往返精度度时发现现，X轴在从从正向到到反向转转换时，让让其走0.001mmm，而千千分表上上没有变变化，XX轴在从从反向到到正向转转换时，亦亦是如此此。因此怀怀疑滚珠珠丝杠的的反向间间隙有问问题，研研究系统统说明书书发现，数控系统本身对滚珠丝杠的反向间隙具有补偿功能。根据数据表明，调整机床数据MD2201反向

19、间隙的补偿数值，使机床恢复了正常工作。.敲击击法当数控系系统出现现的故障障表现为为时有时时无时，往往往可用用敲击法法检查出出故障的的部位所所在。这这是由于于数控系系统是由由多块印印制电路路板组成成，每块块板又有有许多焊焊点，板板间或模模块间又又通过插插接件及及电线相相连。因因此，任任何虚焊焊或接触触不良，都都可能引引起故障障。当用用绝缘物物轻轻敲敲击有虚虚焊及接接触不良良的疑点点时，故故障肯定定会重复复出现。【例】MMCH115000卧式加加工中心心，配备备FANNUC-0M系统，在在安装调调试时，CRT显示器器突然出出现无显显示故障障，而机机床还可可继续运运转。停停机后再再开，又又一切正正常

20、。故障分析析与排除除：在设设备运转转过程中中经常出出现这种种故障。采采用直观观法进行行检查，发发现每当当车间上上方的门门式起重重机经过过时，坏坏境振动动大，就就会出现现此故障障，由此此初步判判断是元元件连接接不良。检检查显示示板，用用手触动动板上元元件，当当触动某某一集成成块引脚脚时，CRT上的显显示就会会消失。经经观察发发现该脚脚没有完完全插入入插座中中。另外外，发现现此集成成块旁边边的晶振振有一个个引脚没没有焊锡锡。将松松动集成成块插牢牢，晶振振引脚进进行焊锡锡，这两两处故障障原因排排除后，故故障现象象消除。.接口口信号法法利用接口口信号法法进行故故障诊断断的全过过程可归归纳为：故障报报警

21、故障现现象分析析确定故故障范围围（大范范围）采用接接口信号号法逻辑分分析确定故故障点排除故障障.原理理分析法法根据数控控系统的的工作原原理，维维修人员员可从逻逻辑上分分析可疑疑器件各各点的电电平和波波形，然然后用万万用表、逻逻辑笔、示示波器或或逻辑分分析仪进进行测量量、分析析和对比比，从而而找出故故障。.故障障现象分分析法对于非破破坏性故故障，必必要时维维修人员员可让操操作人员员再现故故障现象象，最好好会同机机械、电电气、液液压等技技术人员员一起会会诊，共共同分析析出现故故障时的的异常现现象，有有助于尽尽快而准准确地找找到故障障规律和和线索。.报警警显示分分析法数控机床床上多配配有面板板显示器

22、器和指示示灯，面面板显示示器可把把大部分分被监控控的故障障识别结结果以报报警的方方式给出出。维修修人员应应利用故故障信号号及有关关信息分分析故障障原因。.功能能程序测测试法所谓功能能程序测测试法就就是将数数控系统统的常用用功能和和重要的的特殊功功能，如如直线定定位、圆圆弧插补补、螺纹纹切削、固固定循环环、用户户宏程序序等用手手工编程程或自动动编程方方法，编编制成一一个功能能测试程程序，然然后启动动数控系系统进行行这个功功能测试试程序没没，用它它来检查查机床执执行这些些功能的的准确性性和可靠靠性，从从而快速速判断系系统的哪哪个功能能不良，进进而判断断出故障障发生的的可能起起因。.自诊断断技术所谓

23、自诊诊断技术术是指依依靠数控控系统内内部计算算机的快快速处理理数据的的能力，对对出错系系统进行行多路、快快速的信信号采集集和处理理，然后后对诊断断程序进进行逻辑辑分析判判断，以以确定系系统是否否存在故故障，以以及对故故障进行行定位。（2）.先进方方法.通信信诊断通信诊断断也称远远距离系系统诊断断或“海外诊诊断”。德国SIEEMENNS公司在CNC系统诊诊断中采采用了这这种诊断断功能。这这类CNC系统必必须具备备远程诊诊断接口口及联网网功能。.自修修复系统统所谓自修修复系统统就是在在系统内内设置备备用模块块，在CNC系统的的软件中中装有自自修复程程序，当当该软件件在运行行时，一一旦发现某一模模块

24、有故故障时，系系统一方方面将故障障信息显显示在CRT上，同同时自动动寻找是是否有备备用模块块。如有有备用模模块，则则系统能能自动地地使故障障模块脱脱机，而而接通备备用模块块，从而而使系统统较快地地进入正正常工作作状态。.具有有人工智智能功能能的专家家故障诊诊断系统统专家系统统最重要要的部分分是推理理。这也也是专家家系统不不同一般般资料库库系统和和知识库库系统。在在后者的的系统中中，只是是简单的的存储答答案，而而在专家家系统中中存储的的不是答答案，而而是进行行推理的的能力与与知识。.多传传感器信信息融合合技术多传感器器信息融融合就是是充分合合理地选选取各种种传感器器，提取取对象的的有效信信息，充

25、充分利用用多个传传感器资资料，通通过对它它们进行合合理地支支配和使使用，把把多个传传感器在在空间或或时间上上冗余信信息或互互补信息息依据某某种准则则来进行行组合，已已获得被被测对象象的一致致性解释释或描述述，使该该信息系系统由此此获得比比它的各各组成部部分的子子集所构构成的系系统更为为优越的的性能。.智能能化集成成诊断将传感器器信息融融合与人人工智能能技术、ANN技术相相结合，建建立出集集监测、诊诊断为一一体的智智能集成成系统，是CNC故障诊断的新方向。（三）数数控机床床的维护护1维修修工作的的基本条条件（1）.对维修修工件人人员的要要求维修工作作开展的的好坏首首先取决决于人员员条件。维维修人

26、员员必须具具备高度度的责任任心与良良好的职职业道德德；知识面面广，掌掌握计算机技术术、模拟拟与数字字电路基基础知识识、自动动控制与与电动机机拖动技技术及机机械加工工工艺方方面的基基础知识识与一定定的外语语水平；经过良良好的技技术培训训，掌握握有关数数控、驱驱动及PLC的工作作原理及及编程语语言；熟熟悉结构构，具有有实验技技能和较较强的动动手操作作能力；掌握各各种常用用的测试试仪器、仪仪表和各各种工具具。（2）.在维修修手段方方面应具具备的条条件准备好常常用备品品、配件件；随时时可以得得到微电电子元器器件的实实际支援援或供应应；必要要的维修修工具、仪仪器、仪仪表、接接线、计计算机；完整的的资料、

27、手手册、线线路图、维维修说明明书，以以及接口口诊断、驱驱动说明明书、PLC说明书书、元器器件表格格等。（3）.维修前前的准备备接到用户户的直接接要求后后，应尽尽可能直直接与用用户联系系，以便便尽快地地获取现现场信息息、现场场情况及及故障信信息，如如数控机机床的进进给与主主轴驱动动型号、报报警指示示或故障障现象、用用户现场场有无备备件等。据据此预先先分析可可能出现现的故障障原因与与部位，而而后在出出发到现现场之前前，准备备好有关关的技术术资料与与维修服服务工具具、仪器器备件等等，做到到有备而而去。（4）.维修的的基本原原则先外部后后内部、先先机械后后电气、先先静后动动、先公公用后专专用、先先简单

28、后后复杂、先先一般后后特殊2. 数控机床床的日常常维护（1）.人员培培训为数控机机床配备备经过专专门技术术培训的的编程、操操作和维维修人员员，他们们必须熟熟悉各自自的业务务，切忌忌不熟悉悉数控机机床的人人上机操操作，应应尽量避避免操作作不当引引起的故故障。（2）.机械部部分日常常维护定期或不不定期地地检查机机械运动动部件的的润滑状状态，如检查查油标、油油量，及及时添加加润滑油油；润滑滑系统是是否工作作正常，对对采用脂脂润滑的的部件要要定期清清洗旧润润滑脂，涂涂上新润润滑脂。不不定期地地检查机机械运动动部件的的预紧状状态，如如调整主主轴、进进给轴的的齿形带带或联轴轴节的松松紧状态态；检查查各轴上

29、上导轨镶镶条、压压紧滚轮轮的松紧紧状态；检查各各丝杠和和轴承的的预紧状状态等。（3).数控系系统日常常维护定期清理理数控装装置的散散热通风风系统，防防止数控控装置过过热；尽尽量少开开电气控控制柜门门；经常常监视数数控系统统的电网网电压；存储器器用电池池定期检检查和更更换；备备用印制制电路板板的定期期通电；数控系系统长期期不用时时的保养养。四数控控系统故故障诊断断与维修修（一）数数控系统统维修基基础1数控控系统的的基本构构成及各各部分功功能（1）.数控系系统的基基本构成成数控系统统是数控控机床的的核心，数数控装置置有两种种类型：一是完完全有硬硬件逻辑辑电路构构成的专专用硬件件数控装装置；二二是由

30、计计算机硬硬件和软软件组成成的计算算机数控控装置。计算机数数控系统统由硬件件和软件件共同完完成数控控任务。硬硬件控制制系统以以微处理理器为核核心，由由大规模模集成电电路芯片片、可编编程控制制器、伺伺服驱动动单元、伺伺服电动动机、各各种输入入/输出设设备等部部件组成成。软件件控制系系统及数数控软件件由数据据输入/输出、插插补控制制、刀具具补偿控控制、位位置控制制、伺服服控制、键键盘控制制、显示示控制、接接口控制制等控制制软件及及各种机机床参数数、可编编程控制制器参数数、报警警文本等等组成。图2 FFANUUC OOi/00i MMatee D 整个系系统间的的部件连连接（2）.数控系系统各部部分

31、的功功能.I/O装置输入装置置将数控控加工程程序和其其他各种种控制信信息输入入数控装装置，数数控装置置可以显显示输入入的内容容和数控控系统的的工作状状态等。.数控控装置数控装置置是数控控系统的的核心。CNC系统由由硬件和和软件共共同完成成数控任任务，他他与数控控系统的的其他部部分通过过接口相相连。数数控系统统硬件结结构类型型的分类类方式很很多，按按CNC装置中中各印制制电路板板的插接接方式可可以分为为大板式式结构和和功能模模板结构构；按数数控装置置微处理理器的个个数可以以分为单单微处理理器和多多微处理理器结构构等。总总的来说说，CNC装置与与通用计计算机一一样，是是由中央央处理器器及存储储数据

32、与与程序的的存储器器组成。图3.驱动动控制装装置驱动控制制装置用用于控制制各个轴轴的运动动，其中中进给轴轴的位置置控制部部分常在在数控装装置中以以硬件位位置控制制模块和和软件位位置调节节器实现现，即数数控装置置接收实实际位置置反馈信信号，将将其与插插补计算算出的命命令位置置相比较较，通过过位置调调节作为为轴位置置控制给给定量，再再输出给给伺服驱驱动系统统。图4.机床床电气逻逻辑控制制装置机床电气气逻辑控控制装置置接收数数控装置置发出的的数控装装置发出出的数控控辅助功功能控制制的指令令，进行行机床操操作面板板及各种种机床电电器控制/监测机机构的逻逻辑处理理和监控控，并为为数控系系统提供供机床状状

33、态和有有关应答答信号，在在现代数数控系统统和中机机床电器器逻辑控控制装置置已普通通采用可可编程控控制器PLC，有内内装式和和外置式式两种类类型。图52数控控系统维维修的基基本要求求数控系统统的故障障一般是是由硬件件电路和和软件参参数设置置引起，维维修人员员在对数数控系统统进行故故障诊断断与维修修时，应应当强调调以下几几个方面面的内容容：具备备相应的的计算机机知识、模模拟与数数字电路路技术知知识、自自动控制制基本理理论知识识及相应应的检测测技术；有较强强的电子子电路动动手能力力，可以以熟练使使用各种种检测工工具及维维修工具具；熟悉悉数控系系统的总总体结构构，对每每一部分分的功能能了如指指掌，熟熟

34、悉数控控系统各各部分之之间的接接线；熟熟悉数控控系统的的基本操操作，熟熟练掌握握数控系系统的自自诊断功功能；拥拥有数控控系统厂厂家提供供的数控控系统调调试手册册、维修修诊断手手册、机机床参数数手册、机机床电气气接线图图、PLC源程序序及参数数定义手手册等，以以便随时时查询；拥有万万用表、钳钳形电流流表、相相序表、示示波表、频频谱分析析仪、电电烙铁、焊焊锡、松松香、吸吸锡器等等工具。3数控控系统的的诊断维维修方法法1.开机机自诊断断所谓开机机自诊断断就是指指数控系系统在通通电开机机时，系系统内部部自诊断断软件就就对系统统中最关关键的硬硬件和控控制软件件逐一进进行检测测，并将将检测结结果在CRT上

35、显示示出来。一一旦检测测通不过过，即在在CRT上显示示报警信信息和报报警号，指指出哪个个部分发发生了故故障。2.在线线监控在线监控控可以分分为CNC内部程程序监控控和通过过外部设设备监控控形式。数数控系统统内部程程序监控控主要包包括接口口信号显显示、内内部状态态显示和和故障现现实三个个方面；通过外外部设备备监控是是指采用用计算机机、PLC编程器器等设备备，对数数控机床床的各部部分状态态进行自自我诊断断、检查查和监视视的一种种方法。（二）数数控系统统的常见见故障诊诊断与分分析1数控控系统硬硬件故障障诊断数控机床床的控制制系统比比较复杂杂，而且且各单元元模块之之间的关关联联系系比较紧紧密，当当数控

36、机机床的硬硬件系统统出现故故障时，很很难准确确地确定定故障部部位和故故障原因因。要解解决数控控系统的的硬件故故障。不不仅要求求维修人人员有较较高的电电子技术术水平、熟熟练掌握握控制系系统中各各模块/单元的的作用与与工作原原理，而而且能熟熟练运用用各种故故障诊断断方法综综合分析析。【例1】一台KMCC-30000SSD型龙门门式加工工中心，在在安装调调试后不不久Z轴偶尔出出现报警警，只是是实际位位置与指指令不一一致，检检查时发发现Z轴编码码器外壳壳有变形形的现象象，故怀怀疑该编编码器发发生故障障已经被被损坏。调调换一个个新的编编码器安安装后开开机运行行，故障障现象消消失。【例2】一台XHHK71

37、16立式加加工中心心，在安安装调试试时,CRRT显示器器突然不不显示任任何内容容，但是是机床可可以正常常运作。停停机后重重新开机机，又一一切正常常了。在在其后运运行过程程中此故故障经常常产生。由由于此故故障偶然然出现，很很难判断断出其故故障原因因，于是是在旁对对其运行行长时间间观察。最最后发现现每当车车间上方方的门式式起重机机经过时时就会出出现此故故障，由由此判断断出可能能是干扰扰或元件件接触不不良。检检查显示示板，用用绝缘棒棒逐个接接触板上上的元件件，当触触动其中中一个集集成芯片片时，CRT上的显显示突然然消失。仔仔细观察察发现该该芯片的的引脚没没有完全全插入插插座中，而而且其旁旁边的一一个

38、晶振振引脚上上没有焊焊锡。进进行处理理后故障障消失。【例3】某XK7715FF型立式式数控铣铣床，系系统通电电后，正正常运行行约20mmin左右非非正常停停机，CRT无任何何报警显显示。断断电30mmin左右后后可以正正常启动动，但工工作数分分钟后依依旧出现现上述故故障。系统因故故中断又又无任何何报警显显示，分分析认为为CPU控制系系统中出出现故障障的概率率较大。而而且是断断电停机机30mmin后能正正常启动动，运行行20mmin后出现现故障，断断电故障障与温度度有关。检检查系统统板时，接接触到CPU板上ROM存储器器区域一一个ROM集成芯芯片温度度较其他他芯片异异常偏高高。用气气泵的为为其吹

39、风风强制降降温时发发现系统统能够正正常运行行，停止止冷却后后故障重重新出现现。证实实该芯片片已损坏坏，调换换后故障障排除。【例4】WY2203型自动动换箱数数控组合合机床Z轴一启启动，即即出现跟跟随误差差过大报报警而停停机。经经检查发发现位置置控制环环反馈元元件光栅栅电缆由由于运用用中受力力而拉动动断裂，造造成丢失失反馈信信号。【例5】JCSS-0881立式加加工中心心，加工工的零件件不合标标准。检检查时发发现Z轴电动动机偶尔尔出现异异常振动动的声音音，于是是将电动动机和丝丝杠分开开，试车车时仍然然振动，可可见振动动不是机机械传动动机构引引起。为为区分是是电动机机故障还还是伺服服系统出出现故障

40、障，采用用Y轴伺服服单位控控制Z轴电动动机，故故障依然然，所以以确定是是电动机机损坏。更更换电动动机后故故障消失失。2软件件故障诊诊断与分分析软件故障障是由于于软件变变化或丢丢失而形形成的。机机床软件件一般存存储于RAM中。软软件故障障形成的的可能原原因如下下。1.误操操作引起起在调试用用户程序序或修改改机床参参数时，操操作者删删除或更更改了软软件内容容或参数数，从而而造成软软件故障障。2.供电电电池电电压不足足为RAMM供电的的电池电电压经过过长时间间的使用用后，电电池电压压降低到到额定值值以下，或或在停电电情况下下拔下为为RAM供电的的电池或或电池电电路断路路或短路路、接触触不良等等都造成

41、成RAM得不到到维持电电压，从从而使系系统丢失失软件及及参数。这里要特特别注意意以下几几点：（1）.应对长长期闲置置不用的的数控机机床经常常定期开开机，以以防电池池长期得得不到充充电，造造成机床床软件的的丢失。实实际上，数数控机床床开机也也是对电电池充电电的过程程。（2）.为RAM供电的的电池当当出现电电量不足足报警时时，应及及时的更更换新的的电池，以以防最后后连报警警都无法法提供，出出现软件件和数据据的丢失失。3.干扰扰信号引引起有时电源源的波动动及干扰扰脉冲会会串入数数控系统统总线，引引起时序序错误或或造成数数控装置置等停止止运行。4.软件件死循环环运行复杂杂程序或或进行大大量计算算时，有

42、有时会造造成系统统死循环环引起系系统中断断，造成成软件故故障。5操作作不规范范这里指操操作者违违反了机机床的操操作规程程，从而而造成机机床报警警或停机机现象。如如数控机机床开机机后没有有进行回回参考点点就进行行加工零零件的操操作。6用户户程序出出错由于用户户程序中中出现语语法错误误、非法法数据、运运行或输输入中出出现故障障报警等等现象。对于软件件丢失或或参数变变化造成成的运行行异常，程程序中断断，停机机故障，可可采取对对数据、程程序更改改或清除除更新再再输入法法来恢复复系统的的正常工工作。对于程序序运行或或数据处处理中发发生中断断而造成成的停机机故障，可可采取硬硬件复位位法或关关掉数控控机床总

43、总电源开开关，然然后再重重新开机机的方法法排除故故障。NC复位位、PLC复位能能使后续续操作重重新开始始，而不不会破坏坏有关软软件和正正常处理理的结果果，以消消除报警。亦可可采用清清除法，但但对NC、PLC采用清清除法时时，可能能会使数数据全部部丢失，应应注意保保护不想想清除的的数据。开关系统统电源是是清除软软件故障障常用的的方法，但但在出现现故障报报警或开开关机之之前一定定要将报报警信息息的内容容记录下下来，以以便排除除故障。【例1】德国维维尔纳公公司制造造的TC8800卧式加加工中心心，其控控制系统统是SIEEMENNS8550M。机床床使用一一年后发发现在停停止状态态下刀链链（W轴）来来

44、回小范范围抖动动。该轴轴的驱动动与其他他各轴一一样采用用交流伺伺服系统统。其位位置检测测为角度度脉冲发发生器。开开始抖动动不很严严重，后后来越来来越厉害害并报警警停机。在在机床制制动停机机后，通通过测量量伺服驱驱动的指指令值，发发现该输输入电压压值“+”“-”不断变变化，与与抖动周周期一致致，从屏屏幕也发发现W轴的实实际位置置也不断断地发生生增减变变化，这这说明位位置反馈馈是好的的。那么么NC部分、伺伺服驱动动、电动动机这几几个环节节哪一个个有故障障呢？首首先考虑虑到是零零点漂移移，但经经调整无无效。由由于是闭闭环的数数控系统统，各环环节互相相控制、互互相制约约，分析析起来比比较复杂杂。而SI

45、EEMENNS8550系统可可分为硬硬件和软软件两大大部分，软软件部分分有许多多用户可可以干预预的参数数，关于于伺服轴轴的参数数也不少少。因此此决定先先从修改改参数入入手。经经几次调调整参数数，最后后将NC机床参参数26004（W轴多项项增益）从25500改至15000后，抖动立即停止。为使系统由比较高的快速性和较宽的稳定裕量，经几次试验将该参数定为20000。以后刀链一直正常运行至今。故障分析析：抖动动原因是是元件老老化，系系统参数数发生变变化，而而且伺服服系统回回路的增增益太大大。理论论上在闭闭环系统统里开环环增益过过大，系系统的稳稳定裕量量就小。由由于系统统某些原原因引起起参数发发生变化

46、化或干扰扰造成系系统振荡荡或不稳稳定。在在全面硬硬件组成成的系统统里可以以调整某某一环节节增益得得以校正正；而在在现代计计算机控控制的加加工中心心往往可可以通过过修改某某一个相相关参数数二而收收到事半半功倍的的效果。【例2】一一台采用用FANNUC OT系统的的数控车车床，开开机之后后出现死死机，任任何操作作都不起起作用。将将内存全全部清除除后，重重新输入入机床参参数，系系统恢复复正常。该该故障时时由机床床数据混混乱造成成的。五.结论论总之,数数控机床床操作人人员的技技术业务务素质是是影响故故障发生生频率的的重要因因素。对对数控操操作人员员进行培培训，使使其对日日常工作作中，对对数控机机床做好好维护保保养也是是延长机机床寿命命的最重重要的保保证。维维护保养养是指对对维持机机床精度度机床原原理和性性能、润润滑部位位及其方方式，进进行比较较系统的的学习，为为更好的的使用机机床奠定定了良好好的基础础。保养养工作的的原则是是以预防防为主，维维修