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1、数控机床修理改造系列讲座机床作为工作母机和修理工具，早已成为各个工业领域不行或缺的必要装备。数控机床的产生及开展，更是制造高质量, 高效率, 高一样性产品的有力保障。随着人类社会的飞速开展及进步，各种新材料, 新技术, 新工艺, 新构造, 新配件不断涌现，各个领域不断提出新的要求，这一切都使得机床的构造, 性能千变万化。计算机技术的高速开展又使得机床数控系统正在以更短的周期更新。面对如此的形势，机床制造者在不断努力跟踪时代的步伐，机床的运用者, 修理者也要努力跟上。为使读者刚好了解数控机床的技术及学问，加深数控机床运用及修理理念上的相识，组织了此讲座，力图对读者有所扶植。 第1讲 一个新兴的工
2、业领域-机床大修及数控化改造 凯普机电一体化工程 (北京 100011) 刘荫庭 机械制造业在世界经济开展中，作为根底产业，具有重要的地位。为此，各国的经济学家和企业家在不断探究新形势下的各种先进制造技术及制造业的开展战略。作为制造业核心的机床制造业那么是支柱的基石，是任何行业都不行或缺的。 一, 产生及开展的社会, 经济根底 (1)我国现有的, 数以万计的陈旧, 落后的机床是机床大修及数控化改造行业产生的现实基 础我国是一个开展中国家，由于长期自身机制的不适应性，经济实力过低, 技术落后, 设备陈旧，极大地制约着国民经济的开展。为尽快变更我国机械制造业的落后状态，近二十多年来，我们在困难地开
3、展民族机床制造业的同时，主动地引进了世界先进技术及设备。一方面及世界先进机床制造厂合作，不断生产出具有世界先进水平的各类机床；另一方面干脆购进了大量的各类机床。这一切都为我国国民经济的快速开展起到了巨大的作用。 但是，机床长期运转甚至超负荷运用，同时又缺少细致的修理及保养，造成机床严峻磨损，丢失了精度；有些机床那么由于企业人员及产品构造的变更，或由于技术力气缺乏而被长期闲置，须要运用时却发觉早已锈迹斑斑，电控系统不能起动；由于新产品制造的须要，原有机床性能已不能满意运用要求，急需更新升级改造；由于世界计算机及网络技术的飞速开展，造成数控系统, 驱动系统厂的产品更新加快，原有产品过早停产，给备件
4、更换及修理带来确定困难；况且数控系统的运用寿命一般在510年，而我国大多数机床都在超期服役。这些诸多因素都须要对机床进展大修及数控化升级改造。 (2)新进的大批二手机床成为机床大修及数控化改造行业的催化剂自改革开放以来，很多企业引进了一大批国外淘汰的旧机床，虽然有一局部尚能满意运用要求，但是多数由于缺少经验, 技术, 资料及备件等因素，造成虽廉价购进但却不能接着发挥作用而闲置的犯难局面。其中不乏有为改造后投入运用而引进的旧机床和生产线。这里多数的二手机床只要再有适当的资金投入，经过大修改造即可发挥作用。 (3)显著的经济效益是机床大修及数控化改造行业的开展动力 对于机床拥有者来说，只需花费购置
5、一样新机床30%以下的费用即可获得一样的运用效果。依据国际该行业的记载，即使将原机床的构造性能进展彻底改造升级，也只需花费购置新机床60%左右的价格。 对于机床大修改造业内公司来说，这不仅为他们的效劳企业产生巨大社会经济效益，而且也是他们自身生存和开展的根本动力。 (4)机床大修及数控化改造的优势是该行业生存及开展的有利条件 旧机床的大修, 翻新, 升级改造及购置新机床相比，具有以下优势： 交货期短。尤其是大型机床和特殊专用机床优势更加明显。 性能更稳定。各根底件经长期时效，几乎不会产生应力变形而影响精度；各功能部件经长期磨合。功能稳定性牢靠性好。 设计风险小。新机床设计中带来的技术, 方案风
6、险在大修改造中几乎不存在。 可以更充分地表达用户的意愿。用户及修理人员可以依照实际须要和机床长期运用状况，在大修改造中提出对机床性能, 操作及修理等方面的改良(包括增, 改)意见，有权选择机械零部件, 数控系统等电气设备的规格, 型号, 性能等。 更有利于运用及维护。由于用户, 修理人员不仅可以干脆参及改造方案的制定，而且可以参及改造的全过程，可以干脆获得各种技术信息，更深化地驾驭机床的构造及性能特点，从而增加运用及修理的主动实力。 可以更快地获得最新的更好用的备件。 节约大量投资。 降低投资风险。 (5)社会化, 专业化趋势是机床大修及数控化改造行业的必由之路 旧机床的数控化改造和翻新不仅仅
7、是当前经济转轨时期必要和重要的行为，而且是一个企业长期开展的战略措施。 当前，21世纪学问经济时代，我国大多数企业正面临着企业改制, 转轨以进入市场经济，快速融入国际竞争。这就须要我们企业的领导集中全部力气面对这些挑战。企业集团化和集团内局部散网络化, 自治性, 并行工作的新型组织, 生产构造, 灵敏制造技术, 虚拟制造技术, 可持续制造技术, 绿色制造技术等等一系列新的技术理论，都须要下大力气去探讨，以开发适销对路产品，提高对市场的快速反响实力；集中人力, 财力, 物力以提高本企业的市场竞争力，充分发挥自身的优势以最快速度创建出尽可能多的价值。因此，企业自身不行能再像过去方案经济体制下拥有大
8、而全的修理队伍。而设备修理改造的社会化, 专业化也就不行防止地成为了大趋势。 国外机床的改造及翻新是近期开展起来的一个新兴产业，在先进国家已经形成了确定的规模和市场。而在我国，这一产业才刚刚兴起，依据应具备的条件来衡量还相距甚远。但是业内有识之士正在努力塑造自己, 完善自己，信任不久的将来，一批具备确定条件和确定规模的机床改造, 翻新的专业化企业会成长起来。 二, 大修改造方案的选择 此项工作假如能争得大修改造企业的技术支持可能会更好, 更快些。 1.前期立项打算工作 (1)技术可行性分析 主要是瞄准改造目标及加工对象，对被改造机床进展构造, 性能, 精度等技术现状的全面分析。其中包括机床原来
9、的构造设计是否合理；机床的根底部件和构造件是否仍旧完好；一般机床改为数控机床，要考察各坐标轴的机械传动构造及导轨副的形式等是否适用；测量机床目前的各项精度及出厂精度进展比照，是否存在差距；综合总结目前机床存在的一切故障和历史上出现过的重大故障。针对上述问题，比照改造目标和典型工件，编写改造任务书，做到改造后的机床到达确定的先进性和好用性。 (2)经济可行性分析 从实际可操作性动身列出几种应考虑的状况：从机床自身的价值考虑，分析要到达改造目标所需投入是否偏高；从该机床在本单位产品制造中的地位和重要程度来分析改造价值；从该机床的投入产出率估算，是否能较快收回投资，然后快速产生较好效益；机床改造后提
10、高了机床精度，增加了功能，是否能使本单位产品提高水平，或者能有利于开发新产品，从而获得附加效益。改造资金来源牢靠。 (3)选择机床改造者 这是一个很关键的问题。选择得好，那么能顺当完成改造任务，到达改 造目标；选择不好，不仅是机床改造的失败，而且奢侈了资金和时间，影响生产。用户可依据后面探讨的机床改造应具备的条件来慎重选择。 2.技术方案打算 (1)机械及液压系统 作为机床的最终用户，厂方必需首先要确认，该机床机械及液压系统的状况。如：目前机床的精度，机械传动链的状况，丝杠, 导轨的状况，有无重大故障等，以确定机床是大修, 项修。假如是非数控机床要改为数控机床，首先要考虑机械改装的可行性，最重
11、要的是导轨的形式及滚珠丝杠的安装。再有就是机械传动机构的传动间隙及传动刚度是否符合数控机床的要求。 (2)电气系统 在做数控机床改造方案时，用户可以依据机床的状态及工艺要求来选择数控系统。其一，是选择数限制造厂商，目前世界上性能及信誉较好的有：西门子(德国), 发那科(日本), 三菱(日本), NUM(法国), FAGOR(西班牙)等。用户可在具体了解上述厂商数控系统的特点及性能价格比等指标的根底上，及实施改造的工程公司一道，选择一个比拟适合的数控系统。其二，是依据机床的功能要求选择相应限制系统的类型，做到既能满意机床全部功能要求又不提高标准。 我们建议，在选择数控系统方面，要特殊留意：一要尽
12、量向一个闻名厂家的型号系列靠拢。这样既有利于修理和管理，也利于备件的购置。千万不要把企业的数控系统搞成万国牌。二要清晰所选厂家在国内的修理效劳状况，以免将来后患无穷。 数控系统选定之后，用户依据机床实际状况，确定更换或不更换驱动系统。假设不更换，那么必需确认老驱动系统及数控系统是否可以匹配。 对于机床测量系统，目前数控系统的要求是增量式脉冲编码输入，所以老机床所配的感应同步尺或旋转变压器等测量元件均需用增量式脉冲编码器, 光栅尺代替。 对于外围电路，改造可实行的方案有两种：“接口型改造，即保存外围继电器电路，只对NC, PLC进展改造，新PLC不参及外围电路限制，只处理NC所需的指令信号。此方
13、案改造设计, 调试工作量较小。另一种是“彻底改造，在继电器逻辑较困难，故障率较高，用户又能供应清晰逻辑图的状况下，可用新NC所带的PLC将外围电路全部改造，简化了外围电路，又合理利用了PLC的限制实力。此方案可大大简化硬件电路，大大提高牢靠性，但改造设计, 调试工作量较大。 (3)各局部安装形式的确定 其一，限制系统的安装常见的有悬挂式, 柜式, 台式等。安装方式的选定，干脆确定各种连接电缆的走线方式和电缆长度，也关系到操作及修理的便利性。其二，驱动系统的安装，原那么上只能实行电气柜内安装这一种方式，应考虑的因素有通风冷却，电缆走线方式及长度，对其他电器的干扰等。其三，电动机的安装，依据机床的
14、实际，确定电动机的安装方式：法兰式，底座式，带底座法兰式，再加上轴伸方向, 电动机接线盒的位置等，这些由电动机的订货协助参数确定。其四，测量系统的安装，如选择电动机内装编码器的构造方式，电动机安装一确定，它也就确定了；外装式须要有弹性联轴节, 安装卡子, 电缆走线方向及长度等的考虑；对于光栅尺，安装的问题那么应重视，除安装可行性外，定尺, 动尺的安装协作, 安装精度, 温度影响等均需考虑。 三, 工程的实施 1.施工队伍的选择 机床大修改造方案设计的好坏，大修改造成果的优劣，除了经济因素外，很大程度上依靠于施工队伍的素养。这是一项很重要的工作，参及工程施工的公司应具备以下条件。 (1)完整,
15、高效的技术支持体系 关键是人的因素。该公司应具备一支包括机械, 电气, 液压, 工艺工装等全方位的, 具有多年丰富的设计, 制造, 装配, 调试工作经验的工程师队伍，同时还应有一支能打硬仗的现场施工队伍。这种工作模式是当今市场的经济条件下的流行模式。 (2)适应市场经济条件下的经营管理模式 关键还是人的因素。摈弃方案经济条件下企业管理中的一切阻碍发挥每个人主动性的组织形式和管理方法，组建起能快速响应市场需求的企业构造，并在市场经济的开展中不断改良, 完善，同时还要考虑该公司的规模, 资金状况等诸多因素。 2.硬件定货 经过如上的全面考虑，施工队伍已选定，技术方案的细微环节确定，订货清单即可列出
16、。用户和工程公司可本着相互信任的看法，从降低本钱和保证牢靠性两方面综合考虑，确定国内外定货清单，并签订正式改造合同。在定货进展的同时，工程人员即可开场着手进展系统机械大 修, 项修及电气软件编制, 试验室调试工作。 3.现场调试 这是改造能否胜利的关键环节，工程人员在这一阶段完成机, 电联调，数控系统的最终调试, 驱动系统的参数最正确化调整等工作，并为验收作打算。 4.试加工验收 通常有两个内容：标准样件的试切削，依据国际标准，不同类型的机床都有相应的标准试切削程序；机床精度的校验，依据各厂测量水平的上下，采纳相应手段，有条件的用户可采纳激光干预仪进展测量，这样机床位置测量系统的补偿可采纳得到
17、的数据，从而提高机床精度。 5.资料, 培训及保修 在验收工作完毕之后，还须要进展技术资料整理, 归档并供应应用户，还要对用户进展技术 培训及保修工作。 旧机床的数控化改造事业方兴未艾，在我国目前形势下将大批故障机床尤其是一大批进口的数控机床, 精细机床和二手设备进展改造, 升级，以较小的投入尽快使这些设备在经济开展中发挥效能, 创建效益，的确是很多企业的一项不行无视的课题。 没有理论指导的实践是盲目的实践，没有实践的理论是空洞的理论。 我国从事数控机床电气设计, 应用及修理技术工作的工程技术人员数以万计，然而由于此项技术的困难性, 多样性和多变性以及一些客观环境因素的制约，在数控机床电气修理
18、技术方面还没有形成一套成熟的, 完整的理论体系。当今限制理论及自动化技术的高速开展，尤其是微电子技术和计算机技术的日新月异，使得数控技术也在同步飞速开展，数控系统构造形式上的PC基, 开放化和性能上的多样化, 困难化, 高智能化不仅给其应用从观念到实践 带来了巨大变更，也在其修理理论, 技术和手段上带来了很大的变更。因此，一篇讲座形式的文章不行能把已经形成了一门特地学科的数控机床电气修理技术理论完整地表述出来，本文仅是将多年的实践探究及业内众同仁的经验总结加以适当的归纳整理，以求对该学科理论的开展及工程技术人员的实践有所裨益。 一, 数控技术 谈到修理，首先必需从总体上了解我们的修理对象。 1
19、.数控机床电气限制系统综述 一台典型的数控机床其全部的电气限制系统如图1所示。 (1)数据输入装置将指令信息和各种应用数据输入数控系统的必要装置。它可以是穿孔带阅读机(已很少运用)，3.5in软盘驱动器，CNC键盘(一般输入操作)，数控系统配备的硬盘及驱动装置(用于大量数据的存储爱护), 磁带机(较少运用), PC计算机等等。 (2)数控系统数控机床的中枢，它将接到的全部功能指令进展解码, 运算，然后有序地发出各种须要的运动指令和各种机床功能的限制指令，直至运动和功能完毕。 数控系统都有很完善的自诊断实力，日常运用中更多地是要留意严格按规定操作，而日常的维护那么主要是对硬件运用环境的爱护和防止
20、系统软件的破坏。 (3)可编程逻辑限制器是机床各项功能的逻辑限制中心。它将来自CNC的各种运动及功能指令进展逻辑排序，使它们能够精确地, 协调有序地平安运行；同时将来自机床的各种信息及工作状态传送给CNC，使CNC能刚好精确地发出进一步的限制指令，如此实现对整个机床的限制。 当代PLC多集成于数控系统中，这主要是指限制软件的集成化，而PLC硬件那么在规模较大的系统中往往实行分布式构造。PLC及CNC的集成是实行软件接口实现的，一般系统都是将二者间各种通信信息分别指定其固定的存放地址，由系统对全部地址的信息状态进展实时监控，依据各接口信号的现时状态加以分析推断，据此作出进一步的限制吩咐，完成对运
21、动或功能的限制。 不同厂商的PLC有不同的PLC语言和不同的语言表达形式，因此，力求熟识某一机床PLC程序的前提是先熟识该机床的PLC语言。 (4)主轴驱动系统承受来自CNC的驱动指令，经速度及转矩(功率)调整输出驱动信号驱动主电动机转动，同时承受速度反响实施速度闭环限制。它还通过PLC将主轴的各种现实工作状态通告CNC用以完成对主轴的各项功能限制。 主轴驱动系统自身有很多参数设定，这些参数干脆影响主轴的转动特性，其中有些不行丢失或变更的，例如指示电动机规格的参数等，有些是可依据运行状态加以调改的，例 如零漂等。通常CNC中也设有主轴相关的机床数据，并且及主轴驱动系统的参数作用一样，因此要留意
22、二者取一，切勿冲突。 (5)进给伺服系统承受来自CNC对每个运动坐标轴分别供应的速度指令，经速度及电流(转矩)调整输出驱动信号驱动伺服电机转动，实现机床坐标轴运动，同时承受速度反响信号实施速度闭环限制。它也通过PLC及CNC通信，通报现时工作状态并承受CNC的限制。 进给伺服系统速度调整器的正确调整是最重要的，应当在位置开环的条件下作最正确化调整，既不过冲又要保持确定的硬特性。它受机床坐标轴机械特性的制约，一旦导轨和机械传动链 的状态发生变更，就需重调速度环调整器。 (6)电器硬件电路随着PLC功能的不断强大，电器硬件电路主要任务是电源的生成及限制电路, 隔离继电器局部及各类执行电器(继电器,
23、 接触器)，很少还有继电器逻辑电路的存在。但是一些进口机床柜中还有运用自含确定逻辑限制的专用组合型继电器的状况，一旦这类元件出现故障，除了更换之外，还可以将其去除而由PLC逻辑取而代之，但是这不仅须要对该专用电器的工作原理有清晰的了解，还要对机床的PLC语言及程序深化驾驭才行。 (7)机床(电器局部)包括全部的电动机, 电磁阀, 制动器, 各种开关等。它们是实现机床 各种动作的执行者和机床各种现实状态的报告员。 这里可能的主要故障多数属于电器件自身的损坏和连接电线, 电缆的脱开或断裂。 (8)速度测量通常由集装于主轴和进给电动机中的测速机来完成。它将电动机实际转速匹配成电压值送回伺服驱动系统作
24、为速度反响信号，及指令速度电压值相比拟，从而实现速度的精确限制。 这里应留意测速反响电压的匹配联接，并且不要拆卸测速机。由此引起的速度失控多是由于测速反响线接反或者断线所致。 (9)位置测量较早期的机床运用直线或圆形同步感应器或者旋转变压器，而现代机床多采 用光栅尺和数字脉冲编码器作为位置测量元件。它们对机床坐标轴在运行中的实际位置进展干脆或间接的测量，将测量值反响到CNC并及指令位移相比拟直至坐标轴到达指令位置，从而实现对位置的精确限制。 位置环可能出现的故障多为硬件故障，例如位置测量元件受到污染，导线连接故障等。 (10)外部设备一般指PC计算机, 打印机等输出设备，多数不属于机床的根本配
25、置。运用中的主要问题及输入装置一样，是匹配问题。 2.数控机床运动坐标的电气限制 数控机床一个运动坐标的电气限制由电流(转矩)限制环, 速度限制环和位置限制环串联组成 。其限制框图如图2。 (1)电流环是为伺服电机供应转矩的电路。一般状况下它及电动机的匹配调整已由制造者作好了或者指定了相应的匹配参数，其反响信号也在伺服系统内联接完成，因此不需接线及调整。 (2)速度环是限制电动机转速亦即坐标轴运行速度的电路。速度调整器是比例积分(PI)调整器，其P, I调整值完全取决于所驱动坐标轴的负载大小和机械传动系统(导轨, 传动机构)的传动刚度及传动间隙等机械特性，一旦这些特性发生明显变更时，首先须要对
26、机械传动系统进展修复工作，然后重新调整速度环PI调整器。 速度环的最正确调整是在位置环开环的条件下才能完成的，这对于水平运动的坐标轴和转动坐标轴较简洁进展，而对于垂向运动坐标轴那么位置开环时会自动下落而发生危急，可以实行先摘下电动机空载调整，然后再装好电动机及位置环一起调整或者干脆带位置环一起调整，这时须要有确定的经验和细心。 速度环的反响环节见前面“速度测量一节。 (3)位置环是限制各坐标轴按指令位置精确定位的限制环节。位置环将最终影响坐标轴的位置精度及工作精度。这其中有两方面的工作： 一是位置测量元件的精度及CNC系统脉冲当量的匹配问题。测量元件单位移动距离发出的脉 冲数目经过外部倍频电路
27、和/或CNC内部倍频系数的倍频后要及数控系统规定的辨别率相符。例如位置测量元件10脉冲/mm，数控系统辨别率即脉冲当量为0.001mm，那么测量元件送出的脉冲必需经过100倍频方可匹配。 二是位置环增益系数Kv值的正确设定及调整。通常Kv值是作为机床数据设置的，数控系统中对各个坐标轴分别指定了Kv值的设置地址和数值单位。在速度环最正确化调整后Kv值的设定那么成为反映机床性能好坏, 影响最终精度的重要因素。Kv值是机床运动坐标自身性能优劣的干脆表现而并非可以随意放大。关于Kv值的设置要留意两个问题，首先要满意以下公式： Kv=v/ 式中v坐标运行速度，m/min 跟踪误差，mm 留意，不同的数控
28、系统采纳的单位可能不同，设置时要留意数控系统规定的单位。例如，坐标运行速度的单位是m/min，那么Kv值单位为m/(mmmin)，假设v的单位为mm/s，那么Kv的单位应为mm/(mms)。 其次要满意各联动坐标轴的Kv值必需一样，以保证合成运动时的精度。通常是以Kv值最低的坐标轴为准。 位置反响(参见上节“位置测量)有三种状况：一种是没有位置测量元件，为位置开环限制即无位置反响，步进电机驱动一般即为开环；一种是半闭环限制，即位置测量元件不在坐标轴最终运动部件上，也就是说还有局部传动环节在位置闭环限制之外，这种状况要求环外传动局部应有相当的传动刚度和传动精度，参与反向间隙补偿和螺距误差补偿之后
29、，可以得到很高的位置限制精度；第三种是全闭环限制，即位置测量元件安装在坐标轴的最终运动部件上，理论上这种限制的位置精度状况最好，但是它对整个机械传动系统的要求更高而不是低，如假设不然，那么会严峻影响两坐标的动态精度，而使得机床只能在降低速度环和位置精度的状况下工作。影响全闭环限制精度的另一个重要问题是测量元件的精确安装问题，千万不行轻视。 (4)前馈限制及反响相反，它是将指令值取出局部预加到后面的调整电路，其主要作用是减小跟踪误差以提高动态响应特性从而提高位置限制精度。因为多数机床没有设此功能，故本文不详述，只是要留意，前馈的参与必需是在上述三个限制环均最正确调试完毕前方可进展。二, 修理工作
30、的根本条件 数控机床的身价从几十万元到上千万元，一般都是企业中关键产品关键工序的关键设备，一 旦故障停机，其影响和损失往往很大。但是，人们对这样的设备往往更多地是看重其效能，而不仅对合理地运用不够重视，更对其保养及修理工作关注太少，日常不留意对保养及修理工作条件的创建和投入，故障出现临时抱佛脚的现象很是普遍。因此，为了充分发挥数控机床的效益，我们确定要重视修理工作，创建出良好的修理条件。由于数控机床日常出现的多为电气故障，所以电气修理更为重要。 1.人员条件 数控机床电气修理工作的快速性, 优质性关键取决于电气修理人员的素养条件。 (1)首先是有高度的责任心和良好的职业道德。 (2)学问面要广
31、。要学习并根本驾驭有关数控机床电气限制的各学科学问，如计算机技术, 模拟及数字电路技术, 自动限制及拖动理论, 限制技术, 加工工艺以及机械传动技术，当然还包括上节所讲的根本数控学问。 (3)应经过良好的技术培训。数控技术根底理论的学习，尤其是针对具体数控机床的技术培训，首先是参与相关的培训班和机床安装现场的实际培训，然后向有经验的修理人员学习，而更重要且更长时间的是自学。 (4)勇于实践。要主动投入数控机床的修理及操作的工作中去，在不断的实践中提高分析实力和动手实力。 (5)驾驭科学的方法。要做好修理工作光有热忱是不够的，还必需在长期的学习和实践中总结提高，从中提炼出分析问题, 解决问题的科
32、学的方法。 (6)学习并驾驭各种电气修理中常用的仪器, 仪表和工具。 (7)驾驭一门外语，特殊是英语。至少应做到能看懂技术资料。 2.物质条件 (1)打算好通用的和某台数控机床专用的电气备件。 (2)非必要的常备电器元件应做到选购渠道快速畅通。 (3)必要的修理工具, 仪器仪表等，最好配有笔记本电脑并装有必要的修理软件。 (4)每台数控机床所配有的完整的技术图样和资料。 (5)数控机床运用, 修理技术档案材料。 3.关于预防性维护 预防性维护的目的是为了降低故障率，其工作内容主要包括以下几方面的工作。 (1)人员支配 为每台数控机床安排特地的操作人员, 工艺人员和修理人员，全部人员都要不断地努
33、力提高自己的业务技术水平。 (2)建规建档 针对每台机床的具体性能和加工对象制定操作规章，建立工作及修理档案，管理者要常常检查, 总结, 改良。 (3)日常保养 对每台数控机床都应建立日常维护保养方案，包括保养内容(如坐标轴传动系统的润滑, 磨损状况，主轴润滑等，油, 水气路，各项温度限制，平衡系统，冷却系统，传动带的松紧，继电器, 接触器触头清洁，各插头, 接线端是否松动，电气柜通风状况等等)及各功能部件和元气件的保养周期(每日, 每月, 半年或不定期)。 (4)提高利用率 数控机床假如较长时间闲置不用，当须要运用时，首先机床的各运动环节会由于油脂凝固, 灰尘甚至生锈而影响其静, 动态传动性
34、能，降低机床精度，油路系统的 堵塞更是一大烦事；从电气方面来看，由于一台数控机床的整个电气限制系统硬件是由数以 万计的电子元器件组成的，他们的性能和寿命具有很大离散性，从宏观来看分三个阶段：在一年之内根本上处于所谓“磨合阶段。在该阶段故障率呈下降趋势，假如在这期间不断开动机床那么会较快完成“磨合任务，而且也可充分利用一年的修理期；第二阶段为有效寿命 阶段，也就是充分发挥效能的阶段。在合理运用和良好的日常维护保养的条件下，机床正常运转至少可在五年以上；第三阶段为系统寿命苍老阶段，电器硬件故障会渐渐增多，数控系统的运用寿命平均在810年左右。 因此，在没有加工任务的一段时间内，最好较低速度下空运行
35、机床，至少也要常常给数控系统通电，甚至每天都应通电。 三, 修理及排故技术 1.常见电气故障分类 数控机床的电气故障可按故障的性质, 表象, 缘由或后果等分类。 (1)以故障发生的部位，分为硬件故障和软件故障。硬件故障是指电子, 电器件, 印制电路板, 电线电缆, 接插件等的不正常状态甚至损坏，这是须要修理甚至更换才可解除的故障。而软件故障一般是指PLC逻辑限制程序中产生的故障，须要输入或修改某些数据甚至修改PLC程序方可解除的故障。零件加工程序故障也属于软件故障。最严峻的软件故障那么是数控系统软件的缺损甚至丢失，这就只有及生产厂商或其效劳机构联系解决了。 (2)以故障出现时有无指示，分为有诊
36、断指示故障和无诊断指示故障。当今的数控系统都设计有完备的自诊断程序，时实监控整个系统的软, 硬件性能，一旦发觉故障那么会马上报警或者还有简要文字说明在屏幕上显示出来，结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的缘由, 部位，而且还有解除的方法提示。机床制造者也会针对具体机床设计有相关的故障指示及诊断说明书。上述这两局部有诊断指示的故障加上各电气装置上的各类指示灯使得绝大多数电气故障的解除较为简洁。无诊断指示的故障一局部是上述两种诊断程序的不完整性所致(如开关不闭合, 接插松动等)。这类故障那么要依靠对产生故障前的工作过程和故障现象及后果，并依靠修理人员对机床的熟识程度和技术水平加以分析, 解除
37、。 (3)以故障出现时有无破坏性，分为破坏性故障和非破坏性故障。对于破坏性故障，损坏工 件甚至机床的故障，修理时不允许重演，这时只能依据产生故障时的现象进展相应的检查, 分析来解除之，技术难度较高且有确定风险。假如可能会损坏工件，那么可卸下工件，试着重现故障过程，但应特别当心。 (4)以故障出现的或然性，分为系统性故障和随机性故障。系统性故障是指只要满意确定的 条件那么确定会产生的确定的故障；而随机性故障是指在一样的条件下间或发生的故障，这类故障的分析较为困难，通常多及机床机械构造的局部松动错位, 局部电气工件特性漂移或牢靠性降低, 电气装置内部温度过高有关。此类故障的分析需经反复试验, 综合
38、推断才可能解除。 (5)以机床的运动品质特性来衡量，那么是机床运动特性下降的故障。在这种状况下，机床虽 能正常运转却加工不出合格的工件。例如机床定位精度超差, 反向死区过大, 坐标运行不平稳等。这类故障必需运用检测仪器确诊产生误差的机, 电环节，然后通过对机械传动系统, 数控系统和伺服系统的最正确化调整来解除。 此处故障的分类是为了便于故障的分析解除，而一种故障的产生往往是多种类型的混合，这 就要求修理人员具体分析，参照上述分类实行相应的分析, 解除法。2.故障的调查及分析 这是排故的第一阶段，是特别关键的阶段，主要应作好以下工作： 询问调查在接到机床现场出现故障要求解除的信息时，首先应要求操
39、作者尽量保持现场 故障状态，不做任何处理，这样有利于快速精确地分析故障缘由。同时细致询问故障指示状况, 故障表象及故障产生的背景状况，依此做出初步推断，以便确定现场排故所应携带的工具, 仪表, 图纸资料, 备件等，削减来回时间。 现场检查到达现场后，首先要验证操作者供应的各种状况的精确性, 完整性，从而核实 初步推断的精确度。由于操作者的水平，对故障状况描述不清甚至完全不精确的状况不乏其例，因此到现场后仍旧不要急于动手处理，重新细致调查各种状况，以免破坏了现场，使排故增加难度。 故障分析依据的故障状况按上节所述故障分类方法分析故障类型，从而确定排故原 那么。由于大多数故障是有指示的，所以一般状
40、况下，比照机床配套的数控系统诊断手册和使 用说明书，可以列出产生该故障的多种可能的缘由。 确定缘由对多种可能的缘由进展排查从中找出本次故障的真正缘由，这时对修理人员是 一种对该机床熟识程度, 学问水平, 实践经验和分析推断实力的综合考验。 排故打算有的故障的解除方法可能很简洁，有些故障那么往往较困难，须要做一系列的准 备工作，例如工具仪表的打算, 局部的拆卸, 零部件的修理，元器件的选购甚至排故方案步骤的制定等等。 数控机床电气系统故障的调查, 分析及诊断的过程也就是故障的解除过程，一旦查明白缘由 ，故障也就几乎等于解除了。因此故障分析诊断的方法也就变得特别重要了。下面把电气故障的常用诊断方法
41、综列于下。 (1)直观检查法 这是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的检查。 询问 向故障现场人员细致询问故障产生的过程, 故障表象及故障后果，并且在整个分析 推断过程中可能要屡次询问。 目视总体查看机床各局部工作状态是否处于正常状态(例如各坐标轴位置, 主轴状态, 刀库, 机械手位置等)，各电控装置(如数控系统, 温控装置, 润滑装置等)有无报警指示，局部查看有无保险烧煅，元器件烧焦, 开裂, 电线电缆脱落，各操作元件位置正确及否等等 。 触摸在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安装状况, 各插头座的插接状况, 各功率及信号导线(如伺服及电机接触器接线)的联接状况等来发觉可能出现故障
42、的缘由。 通电这是指为了检查有无冒烟, 打火, 有无异样声音, 气味以及触摸有无过热电动机和元件存在而通电，一旦发觉马上断电分析。 (2)仪器检查法 运用常规电工仪表，对各组交, 直流电源电压，对相关直流及脉冲信号等 进展测量，从中找寻可能的故障。例如用万用表检查各电源状况，及对某些电路板上设置的 相关信号状态测量点的测量，用示波器视察相关的脉动信号的幅值, 相位甚至有无，用PLC 编程器查找PLC程序中的故障部位及缘由等。 (3)信号及报警指示分析法 硬件报警指示这是指包括数控系统, 伺服系统在内的各电子, 电器装置上的各种状态和故障指示灯，结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故
43、障缘由及解除方法。 软件报警指示如前所述的系统软件, PLC程序及加工程序中的故障通常都设有报警显示，依据显示的报警号比照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障缘由及故障解除方法。 (4)接口状态检查法现代数控系统多将PLC集成于其中，而CNC及PLC之间那么以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是及接口信号错误或丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示，有的可以通过简洁操作在CRT屏幕上显示，而全部的接口信号都可以用PLC编程器调出。这种检查方法要求修理人员既要熟识本机床的接口信号，又要熟识PLC编程器的应用。 (5)参数调整法数控系统, PLC及伺服驱动
44、系统都设置很多可修改的参数以适应不同机床, 不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统及具体机床相匹配，而且更是使机床各项功能到达最正确化所必需的。因此，任何参数的变更(尤其是模拟量参数)甚至丢失都是不允许的；而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变更会打破最初的匹配状态和最正确化状态。此类故障多指故障分类一节中后一类故障，须要重新调整相关的一个或多个参数方可解除。这种方法对修理人员的要求是很高的，不仅要对具体系统主要参数特别了解，既知晓其地址熟识其作用，而且要有较丰富的电气调试经验。 (6)备件置换法当故障分析结果集中于某一印制电路板上时，由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于其上
45、某一区域乃至某一元件是特别困难的，为了缩短停机时间，在有一样备件的条件下可以先将备件换上，然后再去检查修复故障板。备件板的更换要留意以下问题。 更换任何备件都必需在断电状况下进展。 很多印制电路板上都有一些开关或短路棒的设定以匹配实际须要，因此在更换备件板上一 定要记录下原有的开关位置和设定状态，并将新板作好同样的设定，否那么会产生报警而不能工作。 某些印制电路板的更换还需在更换后进展某些特定操作以完成其中软件及参数的建立。这 一点须要细致阅读相应电路板的运用说明。 有些印制电路板是不能轻易拔出的，例如含有工作存储器的板，或者备用电池板，它会丢 失有用的参数或者程序。必需更换时也必需遵照有关说
46、明操作。 鉴于以上条件，在拔出旧板更换新板之前确定要先细致阅读相关资料，弄懂要求和操作步骤 之后再动手，以免造成更大的故障。 (7)穿插换位法当发觉故障板或者不能确定是否故障板而又没有备件的状况下，可以将系统中一样或相兼容的两个板互换检查，例如两个坐标的指令板或伺服板的交换从中推断故障板或故障部位。这种穿插换位法应特殊留意，不仅硬件接线的正确交换，还要将一系列相应的参数交换，否那么不仅达不到目的，反而会产生新的故障造成思维的混乱，确定要事先考虑周全，设计好软, 硬件交换方案，精确无误再行交换检查。 (8)特殊处理法当今的数控系统已进入PC基, 开放化的开展阶段，其中软件含量越来越丰富，有系统软件, 机床制造者软件, 甚至还有运用者自己的软件，由于软件逻辑的设计中不行防止的一些问题，会使得有些故障状态无从分析，例如死机现象。对于这种故障现象那么可以实行特殊手段来处理，比方整机断电，稍作停顿后再开机，有时那么可能将故障消退。修理人员可以在自己的长期实践中摸索其规律或者其他有效的方法。 3.电气修理及故障的解除 这是排故的第二阶段，是实施阶段。 如前所述，电气故障的分析过程也就是故障的解除过程，因此电气