1、12项目分析项目实施知识拓展项目作业项目导入项目导航3学学 习习 目目 标标*知识目标知识目标1.掌握数控机床的组成；掌握数控机床的组成；2.掌握数控机床维护；掌握数控机床维护；3.掌握数控机床的故障与分类；掌握数控机床的故障与分类；4.了解数控机床故障排除的思路和原则；了解数控机床故障排除的思路和原则；5.熟悉数控机床维修的基本步骤。熟悉数控机床维修的基本步骤。*能力目标能力目标 通过对数控机床进行预防性维护，从而延长电子器通过对数控机床进行预防性维护，从而延长电子器件的寿命和机械部件的磨损周期，预防各种故障，提件的寿命和机械部件的磨损周期，预防各种故障，提高数控机床的平均无故障工作时间和使
2、用寿命。高数控机床的平均无故障工作时间和使用寿命。4【项目导入】华中数控车床一台。华中数控车床一台。质量要求：能够达到延长机床使用寿命的目的。质量要求：能够达到延长机床使用寿命的目的。安全要求：严格按照安全操作规程进行项目作业。安全要求：严格按照安全操作规程进行项目作业。文明要求：自觉按照文明生产规则进行项目作业。文明要求：自觉按照文明生产规则进行项目作业。环保要求：努力按照环境保护要求进行项目作业。环保要求：努力按照环境保护要求进行项目作业。5【项目分析项目分析】一、数控机床的组成一、数控机床的组成 数控机床由机床、数控系统、外围技术数控机床由机床、数控系统、外围技术三部分组成，如图三部分组
3、成，如图1-11-1所示。所示。它的控制采用计算机数字控制方式，它它的控制采用计算机数字控制方式，它各个坐标方向的运动均采用单独的伺服电动各个坐标方向的运动均采用单独的伺服电动机驱动，取代了普通机床上联系各坐标方向机驱动，取代了普通机床上联系各坐标方向运动的复杂齿轮传动链运动的复杂齿轮传动链。6 图1-1数控机床的组成 7数控机床数控机床结构方框图如图结构方框图如图1-21-2。它是由它是由X X、Y Y、Z Z三个坐标来实现刀具和工三个坐标来实现刀具和工件间的相对运动的立式数控铣床。数控机床件间的相对运动的立式数控铣床。数控机床由信息输入、信息运算及控制、伺服驱动系由信息输入、信息运算及控制
4、、伺服驱动系统和位置检测反馈、机床本体、机电接口五统和位置检测反馈、机床本体、机电接口五大部分组成。大部分组成。8图1-2 数控机床的结构方框图 91 1信息输入信息输入/输出输出 这一部分是数控机床的信息输入通道，加工零件的这一部分是数控机床的信息输入通道，加工零件的程序和各种参数、数据通过输入设备送进计算机系统程序和各种参数、数据通过输入设备送进计算机系统(数控装置数控装置)。早期的输入方式为穿孔纸带、磁带。目。早期的输入方式为穿孔纸带、磁带。目前较多采用磁盘；在生产现场，特别是一些简单的零前较多采用磁盘；在生产现场，特别是一些简单的零件程序都采用按键配合显示器件程序都采用按键配合显示器(
5、CRT)(CRT)的手动数据输入的手动数据输入(MDI)(MDI)方式；手摇脉冲发生器输入都是在调整机床和对方式；手摇脉冲发生器输入都是在调整机床和对刀时使用；通过通信接口，可由上位机输入。刀时使用；通过通信接口，可由上位机输入。102.2.信息运算及控制（信息运算及控制（CNC)CNC)数控装置是由中央处理单元数控装置是由中央处理单元(CPU)(CPU)、存储、存储器、总线和相应的软件构成的专用计算机，器、总线和相应的软件构成的专用计算机，它接收到输入信息后，经过译码、轨迹计算它接收到输入信息后，经过译码、轨迹计算(速度计算速度计算)、插补运算和补偿计算，再给各、插补运算和补偿计算，再给各个
6、坐标的伺服驱动系统分配速度、位移指令。个坐标的伺服驱动系统分配速度、位移指令。这一部分是数控机床的核心。整个数控机床这一部分是数控机床的核心。整个数控机床的的功能强弱功能强弱主要由这一部分决定。主要由这一部分决定。113.3.伺服驱动系统伺服驱动系统 伺服驱动系统又称为伺服驱动装置，它接收计算伺服驱动系统又称为伺服驱动装置，它接收计算机运算处理后分配来的信号。该信号经过调解、转机运算处理后分配来的信号。该信号经过调解、转换、放大以后去驱动伺服电机，带动数控机床的执换、放大以后去驱动伺服电机，带动数控机床的执行部件运动。数控机床的伺服驱动装置分为主轴驱行部件运动。数控机床的伺服驱动装置分为主轴驱
7、动单元动单元(主要是速度控制主要是速度控制)、进给驱动单元、进给驱动单元(包括速包括速度控制和位置控制度控制和位置控制)、回转工作台和刀库伺服控制、回转工作台和刀库伺服控制装置以及它们相应的伺服电机等。伺服系统分为直装置以及它们相应的伺服电机等。伺服系统分为直流伺服系统和交流伺服系统，而交流伺服系统正在流伺服系统和交流伺服系统，而交流伺服系统正在取代直流伺服系统；以步进电机驱动的伺服系统在取代直流伺服系统；以步进电机驱动的伺服系统在某些具体场合仍可采用；某些具体场合仍可采用；12 直线电机系统是适应高速、高精度的一种伺直线电机系统是适应高速、高精度的一种伺服机构。在伺服系统中还包括安装在伺服电
8、机上服机构。在伺服系统中还包括安装在伺服电机上(或机床的执行部件上或机床的执行部件上)的的速度、位移检测元件速度、位移检测元件及及相应电路，该部分能及时将信息反馈回来，构成相应电路，该部分能及时将信息反馈回来，构成闭环控制闭环控制(交流数字闭环控制中还包括电流检测反交流数字闭环控制中还包括电流检测反馈馈)。一般来说，数控机床的伺服驱动系统，要求。一般来说，数控机床的伺服驱动系统，要求具有很好的快速响应性能以及能够灵敏而准确地具有很好的快速响应性能以及能够灵敏而准确地跟踪指令的功能。所以，伺服驱动及检测反馈是跟踪指令的功能。所以，伺服驱动及检测反馈是数控机床的关键环节，一定程度决定机床的数控机床
9、的关键环节，一定程度决定机床的性能性能。13 4.4.主机主机(机床本体机床本体)数控机床的主机包括机床的主运动部件、进给运动部数控机床的主机包括机床的主运动部件、进给运动部件、执行部件和基础部件，如床身、底座、立柱、滑件、执行部件和基础部件，如床身、底座、立柱、滑鞍、工作台鞍、工作台(刀架刀架)、导轨等。数控机床与普通机床不、导轨等。数控机床与普通机床不同，它的主运动、各个坐标轴的进给运动都由单独的同，它的主运动、各个坐标轴的进给运动都由单独的伺服电机伺服电机(无级变速无级变速)驱动，所以它的传动链短、结构驱动，所以它的传动链短、结构比较简单。为了保证数控机床的快速响应特性，在数比较简单。为
10、了保证数控机床的快速响应特性，在数控机床上普遍采用精密滚珠丝杠和直线滚动导轨副。控机床上普遍采用精密滚珠丝杠和直线滚动导轨副。为了保证数控机床的高精度、高效率和高自动化加工，为了保证数控机床的高精度、高效率和高自动化加工，机床的机械结构应具有较高的动态特性、动态刚度、机床的机械结构应具有较高的动态特性、动态刚度、阻尼精度、耐磨性以及抗热变形性能。在加工中心上阻尼精度、耐磨性以及抗热变形性能。在加工中心上还具备有刀库和自动交换刀具的机械手。同时还有一还具备有刀库和自动交换刀具的机械手。同时还有一些良好的配套设施，如冷却、自动排屑、防护、可靠些良好的配套设施，如冷却、自动排屑、防护、可靠的润滑、编
11、程机和对刀仪等，以利于充分发挥数控机的润滑、编程机和对刀仪等，以利于充分发挥数控机床的功能。床的功能。14 5.5.机电接口机电接口 数控机床上除了点位、轨迹控制采用数字控制外，还有数控机床上除了点位、轨迹控制采用数字控制外，还有许多其他的控制，如主轴的启停，刀具的更换，工件的夹紧许多其他的控制，如主轴的启停，刀具的更换，工件的夹紧松开，各种辅助交流电动机的启停，电磁铁的吸合、释放，松开，各种辅助交流电动机的启停，电磁铁的吸合、释放，离合器的开、合，电磁阀的打开与关闭等。它们的动力来源离合器的开、合，电磁阀的打开与关闭等。它们的动力来源是由电源变压器、控制变压器、各种断路器、保护开关、接是由电
12、源变压器、控制变压器、各种断路器、保护开关、接触器、功率断路器及熔断器等组成的强电线路提供的，而这触器、功率断路器及熔断器等组成的强电线路提供的，而这种强电线路不能与低压下工作的控制电路或弱电线路直接连种强电线路不能与低压下工作的控制电路或弱电线路直接连接，只能通过断路器、热动开关、中间继电器等转换成直流接，只能通过断路器、热动开关、中间继电器等转换成直流低压下工作的触点的开、合低压下工作的触点的开、合(关关)工作，成为继电器逻辑电路工作，成为继电器逻辑电路或或PLCPLC可接收的信号。其他还有为了保证人身和设备安全或可接收的信号。其他还有为了保证人身和设备安全或者为了操作、兼容性所必需的，如
13、急停、进给保持、循环启者为了操作、兼容性所必需的，如急停、进给保持、循环启动、行程限位、动、行程限位、JOGJOG命令命令(手动连续进给手动连续进给)、NCNC报警、程序停报警、程序停止、复位、止、复位、M M信号、信号、S S信号、信号、T T信号等也需由信号等也需由PLCPLC来传送。来传送。PLCPLC控制的虽是动作先后逻辑顺序，但它处理的是数字信息。数控制的虽是动作先后逻辑顺序，但它处理的是数字信息。数控机床的计算机都能将数字控制信息和开关量控制信息很好控机床的计算机都能将数字控制信息和开关量控制信息很好地协调起来，实现正常的运转和工作。以上这些都是属于数地协调起来，实现正常的运转和工
14、作。以上这些都是属于数控装置和机床之间的接口问题，统称为机电接口控装置和机床之间的接口问题，统称为机电接口15 一般将信息输入、运算及控制、伺服驱动一般将信息输入、运算及控制、伺服驱动中的位置控制、中的位置控制、PCPC控制统称为数控系统，将控制统称为数控系统，将它们安装在一个类似柜式的装置中，称为它们安装在一个类似柜式的装置中，称为数数控装置。控装置。伺服驱动伺服驱动(常指速度控制环常指速度控制环)单元、伺单元、伺服电机、机械传动环节统称为服电机、机械传动环节统称为伺服系统伺服系统。161 1预防性维护方法的重要性预防性维护方法的重要性 预防性维护，就是要将有可能造成设备故障和出预防性维护，
15、就是要将有可能造成设备故障和出了故障后难以解决的因素排除在故障发生之前。了故障后难以解决的因素排除在故障发生之前。数控机床在运行一定时间之后，某些元器件或机数控机床在运行一定时间之后，某些元器件或机械部件难免会出现一些损坏或故障现象，对这种高械部件难免会出现一些损坏或故障现象，对这种高精度、高效益且又昂贵的设备，如何延长元器件的精度、高效益且又昂贵的设备，如何延长元器件的寿命和零部件的磨损周期，预防各种事故，特别是寿命和零部件的磨损周期，预防各种事故，特别是将恶性事故消灭在萌芽状态，从而提高系统的平均将恶性事故消灭在萌芽状态，从而提高系统的平均无故障工作时间和使用寿命，一个重要方面是要做无故障
16、工作时间和使用寿命，一个重要方面是要做好预防性维护。好预防性维护。二、数控机床维护二、数控机床维护172.2.预防性维护工作的主要内容预防性维护工作的主要内容 对数控机床的维护要有科学的管理方法，要有对数控机床的维护要有科学的管理方法，要有计划、有目的地制定相应的规章制度。对维护过程计划、有目的地制定相应的规章制度。对维护过程中发现的故障隐患应及时加以清除，避免停机待修，中发现的故障隐患应及时加以清除，避免停机待修，以延长平均无故障工作时间，增加机床的开动率。以延长平均无故障工作时间，增加机床的开动率。数控系统的维护保养的具体内容，在随机的使用和数控系统的维护保养的具体内容，在随机的使用和维修
17、手册中通常都做了规定。维护从时间上来看，维修手册中通常都做了规定。维护从时间上来看，分为点检与日常维护。分为点检与日常维护。18 1）点检）点检 （1）点检的概念：所谓点检，就是按有关维护文）点检的概念：所谓点检，就是按有关维护文件的规定，对数控机床进行件的规定，对数控机床进行定点、定时的检查和定点、定时的检查和维护维护。从点检的要求和内容上看，点检可分为专。从点检的要求和内容上看，点检可分为专职点检、日常点检和生产点检三个层次，图职点检、日常点检和生产点检三个层次，图1-3所示为数控机床点检维修过程示意图所示为数控机床点检维修过程示意图。191-3 点检维修过程示意图20 专职点检。专职点检
18、。专职点检人员负责对数控机床的关键部位和重要专职点检人员负责对数控机床的关键部位和重要部位按周期进行重点检查、设备状态检测与故障诊断，部位按周期进行重点检查、设备状态检测与故障诊断，制定点检计划，做好诊断记录，分析维修结果，提出制定点检计划，做好诊断记录，分析维修结果，提出改善设备维护管理的建议。改善设备维护管理的建议。日常点检。日常点检。日常点检人员负责对机床的一般部位进行检查，日常点检人员负责对机床的一般部位进行检查，处理和排除数控机床在运行过程中出现的故障。处理和排除数控机床在运行过程中出现的故障。生产点检。生产点检。生产点检人员负责对生产运行中的数控机床进行生产点检人员负责对生产运行中
19、的数控机床进行检查，并负责润滑、紧固等工作。检查，并负责润滑、紧固等工作。21（2 2）点检管理）点检管理 A.A.安全保护装置：安全保护装置：开机前检查机床的各运动部件是否在停机位置。开机前检查机床的各运动部件是否在停机位置。检查机床的各保险及防护装置是否齐全。检查机床的各保险及防护装置是否齐全。检查各旋钮、手柄是否在规定的位置。检查各旋钮、手柄是否在规定的位置。检查工装夹具的安装是否牢固可靠，有无松动、检查工装夹具的安装是否牢固可靠，有无松动、移位。移位。刀具装夹是否可靠以及有无损坏，如砂轮有无刀具装夹是否可靠以及有无损坏，如砂轮有无裂缝。裂缝。工件装夹是否稳定可靠。工件装夹是否稳定可靠。
20、22 B.机械及气、液压仪器仪表：（开机后先让机床低速运机械及气、液压仪器仪表：（开机后先让机床低速运转转3 35 5分钟，然后检查如下项目）分钟，然后检查如下项目）主轴运转是否正常，有无异味、异声。主轴运转是否正常，有无异味、异声。各轴向导轨是否正常，有无异常现象发生。各轴向导轨是否正常，有无异常现象发生。各轴能否正常回归参考点。各轴能否正常回归参考点。空气干燥装置中滤出的水分是否已经放出。空气干燥装置中滤出的水分是否已经放出。气压、液压系统是否正常，仪表读数是否在正常值气压、液压系统是否正常，仪表读数是否在正常值范围之内。范围之内。23 C.C.电气防护装置：电气防护装置：各种电气开关、行
21、程开关是否正常。各种电气开关、行程开关是否正常。电动机运转是否正常，有无异声。电动机运转是否正常，有无异声。D D.加油润滑：加油润滑：机床低速运转时，检查导轨的供油情况是否正常。机床低速运转时，检查导轨的供油情况是否正常。按要求位置及规定的油号加注润滑油，注油后，按要求位置及规定的油号加注润滑油，注油后，将油盖盖好，然后检查油路是否畅通。将油盖盖好，然后检查油路是否畅通。24 E.E.清洁文明生产：清洁文明生产：设备外观应无灰尘、无油污，呈现本色。设备外观应无灰尘、无油污，呈现本色。各润滑面无黑油、无锈蚀，应有洁净的油各润滑面无黑油、无锈蚀，应有洁净的油膜。膜。丝杠应洁净、无黑油，亮泽有油膜
22、。丝杠应洁净、无黑油，亮泽有油膜。生产现场应保持整洁有序。生产现场应保持整洁有序。2527 282 2）数控系统日常维护）数控系统日常维护 数控系统的维护保养的具体内容，在随机的使用和数控系统的维护保养的具体内容，在随机的使用和维修手册中通常都做了规定，现就共同性的问题做以维修手册中通常都做了规定，现就共同性的问题做以下要求下要求:（1)1)严格遵循操作规程。严格遵循操作规程。数控系统编程、操作和维修人员都必须经过专门的数控系统编程、操作和维修人员都必须经过专门的技术培训，熟悉所用数控机床的机械部件、数控系统、技术培训，熟悉所用数控机床的机械部件、数控系统、强电装置、液压气动装置等部分的使用环
23、境、加工条强电装置、液压气动装置等部分的使用环境、加工条件等；能按数控机床和数控系统使用说明书的要求正件等；能按数控机床和数控系统使用说明书的要求正确、合理地使用设备。应尽量避免因操作不当引起的确、合理地使用设备。应尽量避免因操作不当引起的故障。通常，在数控机床使用的第一年内，有故障。通常，在数控机床使用的第一年内，有1 13 3以以上的故障是由于操作不当引起的。上的故障是由于操作不当引起的。按操作规程要求进行日常维护工作，有些部件需要按操作规程要求进行日常维护工作，有些部件需要天天清理，有些部件需要定时加油和定期更换。天天清理，有些部件需要定时加油和定期更换。29（2)2)对纸带阅读机或磁盘
24、阅读机的定期维护。对纸带阅读机或磁盘阅读机的定期维护。纸带阅读机是老一代数控系统信息输入的一个纸带阅读机是老一代数控系统信息输入的一个重要部件，重要部件，CNCCNC系统参数、零件程序等数据通过系统参数、零件程序等数据通过它输入到它输入到CNCCNC系统的寄存器中。如果阅读机读带系统的寄存器中。如果阅读机读带部分有污物，会使读入的纸带信息出现错误。所部分有污物，会使读入的纸带信息出现错误。所以操作者每天应对阅读头、纸带压板、纸带通道以操作者每天应对阅读头、纸带压板、纸带通道表面进行检查，用纱布蘸酒精擦净污物。对纸带表面进行检查，用纱布蘸酒精擦净污物。对纸带阅读机的运动部分，如主动轮滚轴、导向滚
25、轴、阅读机的运动部分，如主动轮滚轴、导向滚轴、压紧滚轴等每周应定时清理；对导向滚轴、张紧压紧滚轴等每周应定时清理；对导向滚轴、张紧臂滚轴等每半年一次加注润滑油。对于磁盘阅读臂滚轴等每半年一次加注润滑油。对于磁盘阅读机中的磁盘驱动器内的磁头应用专用清洗盘定期机中的磁盘驱动器内的磁头应用专用清洗盘定期进行清洗。进行清洗。30（3)3)防止数控装置过热。防止数控装置过热。应定期清理数控装置的散热通风系统，应经常应定期清理数控装置的散热通风系统，应经常检查数控装置上各冷却风扇工作是否正常。应视检查数控装置上各冷却风扇工作是否正常。应视车间环境状况，每半年或一个季度检查清扫一次。车间环境状况，每半年或一
26、个季度检查清扫一次。环境温度过高常会使数控装置内温度超过环境温度过高常会使数控装置内温度超过5555以上。这在我国南方常会发生这种情况，安装空以上。这在我国南方常会发生这种情况，安装空调装置之后，数控系统的可靠性有比较明显的提调装置之后，数控系统的可靠性有比较明显的提高。高。31（4)4)经常监视数控系统的电网电压。经常监视数控系统的电网电压。通常数控系统允许的电网电压范围在额通常数控系统允许的电网电压范围在额定值的定值的+10+10-15-15之间，如果超出此范之间，如果超出此范围，轻则使数控系统不能稳定工作，重则围，轻则使数控系统不能稳定工作，重则会造成重要的电子部件损坏。因此，要经会造成
27、重要的电子部件损坏。因此，要经常注意电网电压的波动。对于电网质量比常注意电网电压的波动。对于电网质量比较恶劣的地区，应及时配置数控系统专用较恶劣的地区，应及时配置数控系统专用的交流稳压电源装置，这将使故障率有比的交流稳压电源装置，这将使故障率有比较明显的降低。较明显的降低。32（5)5)防止尘埃进入数控装置内。防止尘埃进入数控装置内。除了进行检修外，应尽量少开电气柜门。因除了进行检修外，应尽量少开电气柜门。因为柜门常开易使空气中漂浮的灰尘和金属粉末落为柜门常开易使空气中漂浮的灰尘和金属粉末落在印制电路板和电器接插件上，容易造成元件之在印制电路板和电器接插件上，容易造成元件之间的绝缘电阻下降，从
28、而出现故障甚至造成元件间的绝缘电阻下降，从而出现故障甚至造成元件损坏。有些数控机床的主轴控制系统安置在强电损坏。有些数控机床的主轴控制系统安置在强电柜中，强电柜门关得不严是使电器元件损坏、数柜中，强电柜门关得不严是使电器元件损坏、数控系统控制失灵的一个原因。控系统控制失灵的一个原因。一些已受外部尘埃、油雾污染的电路板和接一些已受外部尘埃、油雾污染的电路板和接插件可采用专用电子清洁剂喷洗。插件可采用专用电子清洁剂喷洗。331（6)6)存储器用电池要定期检查和更换。存储器用电池要定期检查和更换。通常，数控系统存储参数用的存储器采用通常，数控系统存储参数用的存储器采用CMOSCMOS器件，其存储的内
29、容在数控系统断电期间靠支持电池器件，其存储的内容在数控系统断电期间靠支持电池供电保持。支持电池一般采用锂电池或可充电的镍镉供电保持。支持电池一般采用锂电池或可充电的镍镉电池，当电池电压下降至一定值时就会造成参数丢失。电池，当电池电压下降至一定值时就会造成参数丢失。因此，要定期检查电池电压，当该电压下降至限定值因此，要定期检查电池电压，当该电压下降至限定值或出现电池电压报警时，应及时更换电池。在一般情或出现电池电压报警时，应及时更换电池。在一般情况下，即使电池尚未消耗完，也应每年更换一次，以况下，即使电池尚未消耗完，也应每年更换一次，以确保数控系统能正常工作。确保数控系统能正常工作。更换电池时一
30、般要在数控更换电池时一般要在数控系统通电系统通电状态下进行，状态下进行，这样才不会造成存储参数丢失。一旦参数丢失，在调这样才不会造成存储参数丢失。一旦参数丢失，在调换新电池后，须重新将参数输入。换新电池后，须重新将参数输入。34（7)7)备用印制线路板的定期通电。备用印制线路板的定期通电。已经购置的备用印制线路板应定已经购置的备用印制线路板应定期装到期装到CNCCNC系统上通电运行。实践证明，系统上通电运行。实践证明，印制线路板长期不用时易出故障。印制线路板长期不用时易出故障。35 （8)8)数控系统长期不用时的维护。数控系统长期不用时的维护。应注意数控机床不宜长期封存，购买的机床要应注意数控
31、机床不宜长期封存，购买的机床要尽快投入生产使用。数控机床闲置过长会使电子尽快投入生产使用。数控机床闲置过长会使电子元器件受潮，加快其技术性能下降或损坏。所以，元器件受潮，加快其技术性能下降或损坏。所以，当数控机床长期闲置不用时，也应定期对数控系当数控机床长期闲置不用时，也应定期对数控系统进行维护保养，保证机床每周通电统进行维护保养，保证机床每周通电1 12 2次，每次，每次运行次运行1 1小时左右，以防止机床电器元件受潮，小时左右，以防止机床电器元件受潮，并能及时发现有无电池报警信号，避免系统软件并能及时发现有无电池报警信号，避免系统软件参数丢失。参数丢失。36三、数控机床的故障与分类 1 1
32、按数控机床发生的故障性质分类按数控机床发生的故障性质分类 1 1）系统性故障）系统性故障 这类故障是指只要满足一定的这类故障是指只要满足一定的条件，机床或者数控系统就条件，机床或者数控系统就必然出现必然出现的故障。例的故障。例如电网电压过高或者过低，系统就会产生电压过如电网电压过高或者过低，系统就会产生电压过高报警或者过低报警；切削量过大时，就会产生高报警或者过低报警；切削量过大时，就会产生过载报警等过载报警等。37 2)2)随机故障随机故障 这类故障是指在同样条件下，只偶尔出现这类故障是指在同样条件下，只偶尔出现一次或者两次的故障。要想人为地再现同样一次或者两次的故障。要想人为地再现同样的故
33、障则是不容易的，有时很长时间也很难的故障则是不容易的，有时很长时间也很难再遇到一次。这类故障的分析和诊断是比较再遇到一次。这类故障的分析和诊断是比较困难的。一般情况下，这类故障往往与机械困难的。一般情况下，这类故障往往与机械结构的松动、错位，数控系统中部分元件工结构的松动、错位，数控系统中部分元件工作特性的漂移、机床电器元件可靠性下降有作特性的漂移、机床电器元件可靠性下降有关。关。38 2.2.按故障类型分类按故障类型分类 1)1)机械故障机械故障 这类故障主要发生在机床主机部分，这类故障主要发生在机床主机部分，还可以分为机械部件故障、液压系统还可以分为机械部件故障、液压系统故障、气动系统故障
34、和润滑系统故障故障、气动系统故障和润滑系统故障等。等。39 2 2）电气故障电气故障 电气故障是指电气控制系统出现的故电气故障是指电气控制系统出现的故障，主要包括数控装置、障，主要包括数控装置、PLCPLC控制器、伺控制器、伺服单元、服单元、CRTCRT显示器、电源模块、机床控显示器、电源模块、机床控制元件以及检测开关的故障等。这部分制元件以及检测开关的故障等。这部分的故障是数控机床的常见故障，应该引的故障是数控机床的常见故障，应该引起足够的重视。起足够的重视。40 3.3.按数控机床发生故障后有无报警显示分类按数控机床发生故障后有无报警显示分类 1 1）有报警显示故障）有报警显示故障 这类故
35、障又可以分为硬这类故障又可以分为硬件报警显示和软件报警显示两种。件报警显示和软件报警显示两种。（1 1）硬件报警显示故障）硬件报警显示故障 硬件报警显示通常硬件报警显示通常是指各单元是指各单元装置上的指示灯装置上的指示灯的报警指示。在数的报警指示。在数控系统中有许多用以指示故障部位的指示灯，控系统中有许多用以指示故障部位的指示灯，如控制系统操作面板、如控制系统操作面板、CPUCPU主板、伺服控制单元主板、伺服控制单元等部位，一旦数控系统的这些指示灯指示故障等部位，一旦数控系统的这些指示灯指示故障状态后，根据相应部位上的指示灯的报警含义，状态后，根据相应部位上的指示灯的报警含义，均可以大致判断故
36、障发生的部位和性质，这无均可以大致判断故障发生的部位和性质，这无疑会给故障分析与诊断带来极大好处。因此维疑会给故障分析与诊断带来极大好处。因此维修人员在日常维护和故障维修时应注意检查这修人员在日常维护和故障维修时应注意检查这些指示灯的状态是否正常。些指示灯的状态是否正常。41 （2 2）软件报警显示故障）软件报警显示故障 软件报警显示通常是指软件报警显示通常是指数控系统数控系统显示器显示器上显示出的报警号和报警信息。上显示出的报警号和报警信息。由于数控系统具有自诊断功能，一旦检查出故障，由于数控系统具有自诊断功能，一旦检查出故障，即按故障的级别进行处理，同时在显示器上显示即按故障的级别进行处理
37、，同时在显示器上显示报警号和报警信息。报警号和报警信息。软件报警又可分为软件报警又可分为NCNC报警和报警和PLCPLC报警，前者为数报警，前者为数控部分的故障报警，可通过报警号，在控部分的故障报警，可通过报警号，在数控系数控系统维修手册统维修手册上找到这个报警的原因与怎样处理上找到这个报警的原因与怎样处理方面的内容，从而确定可能产生故障的原因；后方面的内容，从而确定可能产生故障的原因；后者的报警信息来自机床制造厂家编制的报警文本，者的报警信息来自机床制造厂家编制的报警文本，大多属于机床侧的故障报警，遇到这类故障，可大多属于机床侧的故障报警，遇到这类故障，可根据报警信息，或者根据报警信息，或者
38、PLCPLC用户程序确诊故障。用户程序确诊故障。42 2 2）无报警显示的故障）无报警显示的故障 这类故障发生时没有任何硬件及软件这类故障发生时没有任何硬件及软件报警显示，因此分析诊断起来比较困难。报警显示，因此分析诊断起来比较困难。对于没有报警的故障，通常要具体问题对于没有报警的故障，通常要具体问题做具体分析。遇到这类问题，要根据故做具体分析。遇到这类问题，要根据故障现象、机床工作原理、数控系统工作障现象、机床工作原理、数控系统工作原理、原理、PLCPLC梯形图以及维修经验来分析诊梯形图以及维修经验来分析诊断故障断故障。43 4.4.按故障发生部位分类按故障发生部位分类 1 1）数控装置部分
39、的故障）数控装置部分的故障 数控装置部分的故障又数控装置部分的故障又可以分为软件故障和硬件故障。可以分为软件故障和硬件故障。(1(1）软件故障有些机床故障是由于加工程序编制）软件故障有些机床故障是由于加工程序编制出现错误造成的，有些故障是由于机床数据设置不出现错误造成的，有些故障是由于机床数据设置不当引起的，这类故障属于软件故障。只要将故障原当引起的，这类故障属于软件故障。只要将故障原因找到并修改后，这类故障就会排除。因找到并修改后，这类故障就会排除。(2)(2)硬件故障有些机床故障是因为控制系统硬件出硬件故障有些机床故障是因为控制系统硬件出现问题，这类故障必须更换损坏的器件或者维修后现问题，
40、这类故障必须更换损坏的器件或者维修后才能排除。例如一台数控冲床出现故障，屏幕没有才能排除。例如一台数控冲床出现故障，屏幕没有显示，检查电源模块上没有显示，检查电源模块上没有5V5V电压，说明电源模块电压，说明电源模块损坏，维修后，机床恢复正常使用。损坏，维修后，机床恢复正常使用。44 2)PLC 2)PLC部分的故障部分的故障 PLCPLC部分的故障也分为软件部分的故障也分为软件和硬件故障两种。和硬件故障两种。(1(1）软件故障）软件故障 由于由于PLCPLC用户程序编制有问题，在用户程序编制有问题，在数控机床运行时满足一定的条件即可发生故障。另数控机床运行时满足一定的条件即可发生故障。另外，
41、外，PLCPLC用户程序编制得不好，经常会出现一些无报用户程序编制得不好，经常会出现一些无报警的机床侧故障，所以警的机床侧故障，所以PLCPLC用户程序要编制得尽量完用户程序要编制得尽量完善。善。(2)(2)硬件故障硬件故障 由于由于PLCPLC输入输出模块出现问题而输入输出模块出现问题而引起的故障属于硬件故障。有时个别输入输出口出引起的故障属于硬件故障。有时个别输入输出口出现故障，可以通过修改现故障，可以通过修改PLCPLC程序，使用备用接口替代程序，使用备用接口替代出现故障的接口，从而排除故障。出现故障的接口，从而排除故障。45 3)3)伺服系统故障伺服系统故障 ：伺服系统的故障一般都：伺
42、服系统的故障一般都是由于伺服控制单元、伺服电动机、测速装置、是由于伺服控制单元、伺服电动机、测速装置、编码器等出现问题引起的。编码器等出现问题引起的。4)4)机床主体部分的故障：这类故障大多数机床主体部分的故障：这类故障大多数是由于外部原因造成的，如机械装置不到位、是由于外部原因造成的，如机械装置不到位、液压系统出现问题，开关损坏、驱动装置出现液压系统出现问题，开关损坏、驱动装置出现问题。机床主轴、导轨、丝杠、轴承、刀库等问题。机床主轴、导轨、丝杠、轴承、刀库等由于种种原因，会出现丧失精度、爬行、过载由于种种原因，会出现丧失精度、爬行、过载等问题。这些问题往往会造成数控系统的报警。等问题。这些
43、问题往往会造成数控系统的报警。因此，数控系统的故障判断是一个综合问题。因此，数控系统的故障判断是一个综合问题。46 5.5.按故障发生的破坏程度分类按故障发生的破坏程度分类 1)1)破坏性故障：这类故障出现会对操作者或破坏性故障：这类故障出现会对操作者或设备造成伤害或损害，如超程运行、飞车、部设备造成伤害或损害，如超程运行、飞车、部件碰撞等。发生破坏性故障后，例如，一台数件碰撞等。发生破坏性故障后，例如，一台数控车床在正常加工的情况下，刀具撞到工件，控车床在正常加工的情况下，刀具撞到工件，造成重大的损失，经过仔细分析，发现返回参造成重大的损失，经过仔细分析，发现返回参考点错误。考点错误。2)2
44、)非破坏性故障非破坏性故障 ：数控机床的绝大多数故：数控机床的绝大多数故障属于这类故障，出现故障时对机床和操作人障属于这类故障，出现故障时对机床和操作人员不会造成任何伤害，所以诊断这类故障时，员不会造成任何伤害，所以诊断这类故障时，可以再现故障，并仔细观察故障现象，通过故可以再现故障，并仔细观察故障现象，通过故障现象对故障进行分析和诊断。障现象对故障进行分析和诊断。47四、数控机床故障排除的思路和原则1 1数控机床故障排除的思路数控机床故障排除的思路 1 1）确认故障现象确认故障现象，调查故障现场，充分掌握，调查故障现场，充分掌握故障信息故障信息 当数控机床发生故障时，维护维修人员对故当数控机
45、床发生故障时，维护维修人员对故障的确认是很有必要的，特别是在操作使用人障的确认是很有必要的，特别是在操作使用人员不熟悉机床的情况下尤为重要。此时，不应员不熟悉机床的情况下尤为重要。此时，不应该也不能让非专业人士随意开动机床，特别是该也不能让非专业人士随意开动机床，特别是出现故障后的机床，以免故障的进一步扩大。出现故障后的机床，以免故障的进一步扩大。48 在数控系统出现故障后，不要急于动手，在数控系统出现故障后，不要急于动手，盲目处理。首先要查看故障记录，向操作盲目处理。首先要查看故障记录，向操作人员询问故障出现的全过程；其次，在确人员询问故障出现的全过程；其次，在确认通电对数控系统无危险的情况
46、下，再通认通电对数控系统无危险的情况下，再通电亲自观察。特别要注意主要故障信息，电亲自观察。特别要注意主要故障信息，包括数控系统有何异常、包括数控系统有何异常、CRTCRT显示的报警内显示的报警内容是什么等，具体如下。容是什么等，具体如下。49 (1)(1)在故障发生时，报警号和报警提示是什么在故障发生时，报警号和报警提示是什么?有哪些指示灯和发光管报警有哪些指示灯和发光管报警?(2)(2)如无报警，数控系统处于何种工作状态如无报警，数控系统处于何种工作状态?数控系统的工作方式和诊断结果如何数控系统的工作方式和诊断结果如何?(3)(3)故障发生在哪个程序段故障发生在哪个程序段?执行何种指令执行
47、何种指令?故故障发生前进行了何种操作障发生前进行了何种操作?(4)(4)故障发生时，进给在何种速度下故障发生时，进给在何种速度下?机床轴机床轴处于什么位置处于什么位置?与指令值的误差量有多大与指令值的误差量有多大?(5)(5)以前是否发生过类似故障以前是否发生过类似故障?现场有无异常现场有无异常现象现象?故障能否重复发生故障能否重复发生?(6)(6)观察数控系统的外观、内部各部分是否有观察数控系统的外观、内部各部分是否有异常之处。异常之处。50 2 2）根据所掌握故障信息明确故障的复）根据所掌握故障信息明确故障的复杂程度，并杂程度，并列出故障部位的全部疑点列出故障部位的全部疑点 在充分调查和现
48、场掌握第一手材料的在充分调查和现场掌握第一手材料的基础上，把故障问题正确地罗列出来。基础上，把故障问题正确地罗列出来。俗话说，能够把问题说清楚，就已经解俗话说，能够把问题说清楚，就已经解决了问题的一半。决了问题的一半。51 3 3）分析故障原因，）分析故障原因，制定排除故障的方案制定排除故障的方案 在分析故障时，维修人员不应仅局限于在分析故障时，维修人员不应仅局限于CNCCNC部分，而要对机床强电、机械、液压、部分，而要对机床强电、机械、液压、气动等方面都做详细的检查，并进行综合气动等方面都做详细的检查，并进行综合判断，制定出故障排除的方案，达到快速判断，制定出故障排除的方案，达到快速确诊和高
49、效率排除故障的目的。确诊和高效率排除故障的目的。52分析故障原因时应注意以下两个方面。分析故障原因时应注意以下两个方面。，(1)(1)思路一定要开阔，无论是数控系统、思路一定要开阔，无论是数控系统、强电部分，还是机械、液压、气压传动等，强电部分，还是机械、液压、气压传动等，要将有可能引起故障的原因以及每一种解决要将有可能引起故障的原因以及每一种解决的方法全部列出来，进行综合判断和筛选。的方法全部列出来，进行综合判断和筛选。(2)(2)在对故障进行深入分析的基础上，预在对故障进行深入分析的基础上，预测故障原因并拟定检查的内容、步骤和方法，测故障原因并拟定检查的内容、步骤和方法，制定故障排除方案。
50、制定故障排除方案。53 4 4）检测故障，逐级）检测故障，逐级定位故障部位定位故障部位 根据预测的故障原因和预先确定的排根据预测的故障原因和预先确定的排除方案，用试验的方法进行验证，逐级除方案，用试验的方法进行验证，逐级来定位故障部位，最终找出发生故障的来定位故障部位，最终找出发生故障的真正部位。为了准确、快速地定位故障，真正部位。为了准确、快速地定位故障，应遵循应遵循“先方案后操作先方案后操作”等原则。等原则。54 5)5)故障的排除故障的排除 根据故障部位及发生故障的准确原因，根据故障部位及发生故障的准确原因，应采用合理的故障排除方法，高效、高质应采用合理的故障排除方法，高效、高质量地修复
