三、CNC的故障自診斷 

　　1．開機(jī)自診斷 

　　所謂桂林?jǐn)?shù)控銑床開機(jī)自診斷是指數(shù)控系統(tǒng)通電時(shí)，由系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序自動(dòng)執(zhí)行的診斷，它類似于計(jì)算機(jī)的開機(jī)診斷。 

　　開機(jī)自診斷可以對(duì)系統(tǒng)中的關(guān)鍵硬件，如：CPU、存儲(chǔ)器、I/O單元、CRT/MDI單元，紙帶閱讀機(jī)、軟驅(qū)等裝置進(jìn)行自動(dòng)檢查；確定指定設(shè)備的安裝、連接狀態(tài)與性能：部分系統(tǒng)還能對(duì)某些重要的芯片，如：PAM、ROM、專用LSI等進(jìn)行診斷。數(shù)控系統(tǒng)的自診斷在開機(jī)時(shí)進(jìn)行，只有當(dāng)全部項(xiàng)日都被確認(rèn)無誤后，才能進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。 

　　診斷的時(shí)間決定十?dāng)?shù)控系統(tǒng)一般只需數(shù)秒鐘，但有的需要幾分鐘。開機(jī)自診斷一般按規(guī)定的步驟進(jìn)行，以FANUC公司的FANUCII系統(tǒng)為例診斷程序的執(zhí)行過程中，系統(tǒng)主板上的七段顯示按9→8→7→6→5→4→3→2→1的順序變化，相應(yīng)的檢查內(nèi)容為： 

　　9―對(duì)CPU進(jìn)行復(fù)位，開始執(zhí)行診斷指令： 

　　8―進(jìn)行ROM測(cè)試，表示ROM檢查出錯(cuò)時(shí)，顯示器變?yōu)閎； 

　　7―對(duì)RAM清零，系統(tǒng)對(duì)RAM中的內(nèi)容進(jìn)行清除，為正常運(yùn)行作好準(zhǔn)備； 

　　6一對(duì)BAC（總線隨機(jī)控制）芯片進(jìn)行初始化。此時(shí)，若顯示變?yōu)锳，說明主板與CRT之 

　　間的傳輸出了差錯(cuò)；變?yōu)镃，表示連接錯(cuò)誤：變?yōu)镕，表示I/O板或連接電纜不良：變?yōu)镠,表示所用的連接單元識(shí)別號(hào)不對(duì)；顯示小寫字母c表示光纜傳輸出錯(cuò)；顯示J，表示PLC或接口轉(zhuǎn)換電路不良等等。 

　　5―對(duì)MDI單元進(jìn)行檢查 

　　4―對(duì)CRT單元進(jìn)行初始化 

　　3―顯示CRT的初始畫面，如：軟件版本號(hào)、系列號(hào)等。此時(shí)若顯示變成L，表明PLC的 

　　控制軟件存在問題：變?yōu)镺，則表示系統(tǒng)未能通過初始化，控制軟件存在問題： 

　　2―表示已完成系統(tǒng)的初始化工作； 

　　1―表示系統(tǒng)已可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)此時(shí)若顯示變?yōu)镋表示系統(tǒng)的主板或ROM板，或CNC控制軟件有故障。 

　　在一般清況下CRT初始化完成后，若其他部分存在故障，CRT即可以顯示出報(bào)警信息。 

　　2．在線監(jiān)控 

　　在線監(jiān)控可以分為CNC內(nèi)部程序監(jiān)控與通過外部設(shè)備監(jiān)控兩種形式CNC內(nèi)部程序監(jiān)控是通過系統(tǒng)內(nèi)部程序，對(duì)各部分狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)診斷、檢查和監(jiān)視的種方法。在線監(jiān)控范圍包括CNC本身以及與CNC相連的伺服單元、伺服電動(dòng)機(jī)、主軸伺服單元、主軸電動(dòng)機(jī)、外部設(shè)備等。在線監(jiān)控在系統(tǒng)工作過程中始終生效。 

　　數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部程序監(jiān)控包括接口信號(hào)顯示、內(nèi)部狀態(tài)顯示和故障顯示三方面。 

　　⑴接口信號(hào)顯示它可以顯示CNC和PLC、CNC和機(jī)床之間的全部接口信號(hào)的現(xiàn)行狀態(tài)。 

　　指不數(shù)字輸入／輸出信號(hào)的通斷清祝，幫助分析故障。維修時(shí)必須了解CNC和PLC、CNC和機(jī)床之間各信號(hào)所代表的意義，以及信號(hào)產(chǎn)生撤消應(yīng)具備的各種條件才能進(jìn)行相應(yīng)檢查。數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家所提供的“功能說明書’、“連接說明書”以及機(jī)床生產(chǎn)廠家提供的“機(jī)床電氣原理圖”是進(jìn)行以上狀態(tài)檢查的技術(shù)指南。 

　?、苾?nèi)部狀態(tài)顯示一般來說利用內(nèi)部狀態(tài)顯不功能，可以顯示以下幾方面的內(nèi)容： 

　　1）造成循環(huán)指令（加工程序）不執(zhí)行的外部原因。如：CNC系統(tǒng)是否處于“到位檢查”中：是否處于“機(jī)床鎖住”狀態(tài)：是否處于“等待速度到達(dá)”信號(hào)接通：在主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給編程時(shí)是否等待“位置編碼器”的測(cè)量信號(hào)；在螺紋切削時(shí)，是否處于等待‘主軸I轉(zhuǎn)信號(hào)”進(jìn)給速度倍率是否設(shè)定為0%，等等。 

　　2）復(fù)位狀態(tài)顯示，指示系統(tǒng)是否處于“急?！睜顟B(tài)或是“外部復(fù)位”信號(hào)接通狀態(tài)。 

　　3）TH報(bào)警狀態(tài)顯示。它可以顯示出報(bào)警時(shí)的紙帶錯(cuò)誤孔的位置。 

　　4）存儲(chǔ)器內(nèi)容以及磁泡存儲(chǔ)器異常狀態(tài)的顯示。 

　　5）位置跟隨誤差的顯示。 

　　6）伺服駱動(dòng)部分的控制信息顯示 

　　7）編碼器、光柵等位置測(cè)量元件的輸入脈沖顯示等等 

　?、枪收闲畔@示在數(shù)控系統(tǒng)中，故障信息一般以“報(bào)警顯示”的形式在CRT進(jìn)行顯示。報(bào)警顯示的內(nèi)容根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的不同有所區(qū)別。這些信息大都以“報(bào)警號(hào)”，加文本的形式出現(xiàn)，具體內(nèi)容以及排除方法在數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家提供的“維修說明書”上可以查閱。 

　　通過外部設(shè)備監(jiān)控是指采用計(jì)算機(jī)、PLC編程器等設(shè)備，對(duì)數(shù)控機(jī)床的各部分狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)診斷、檢查和監(jiān)視的一種方法。如：通過計(jì)算機(jī)、PLC編程器對(duì)PLC程序以梯形圖、功能圖的形式進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，它可以在機(jī)床生產(chǎn)廠家未提供PLC程序時(shí)，進(jìn)行PLC程序的閱動(dòng)態(tài)波形顯示等內(nèi)容，通常也需要借助必要的在線監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行。 

　　隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，作為外部設(shè)備在線監(jiān)控的一種，通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接進(jìn)行的遠(yuǎn)程診斷技術(shù)正在進(jìn)一步普及、完善。通過網(wǎng)絡(luò)，數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家可以直接對(duì)其生產(chǎn)的產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)的工作情況進(jìn)行檢測(cè)、監(jiān)控，及時(shí)解決系統(tǒng)中所出現(xiàn)的問題，為現(xiàn)場(chǎng)維修人員提供指導(dǎo)和幫助。 

　　3．脫機(jī)測(cè)試 

　　脫機(jī)測(cè)試亦稱“離線診斷”，它是將數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床脫離后，對(duì)數(shù)控系統(tǒng)本身進(jìn)行的測(cè)試與檢查。通過脫機(jī)測(cè)試可以對(duì)系統(tǒng)的故障作進(jìn)一步的定位，力求把故障范圍縮到最小。如：通過對(duì)印制線路板的脫機(jī)測(cè)試，可以將故障范圍定位到印制電路板的某部分甚至某個(gè)芯片或器件，這對(duì)印制電路板的修復(fù)是I分必要的。數(shù)控系統(tǒng)的脫機(jī)測(cè)試需要專用診斷軟件或?qū)Ｓ脺y(cè)試裝置，因此，它只能在數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家或?qū)ｉT的維修部門進(jìn)行。 

　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代CNC的離線診斷軟件正在逐步與CNC控制軟件一體化有的系統(tǒng)已將“專家系統(tǒng)”引入故障診斷中。通過這樣的軟件，操作者只要在CRT/MDI上作一些簡(jiǎn)單的會(huì)話操作，即可診斷出CNC系統(tǒng)或機(jī)床的故障。 

　　數(shù)控機(jī)床常見機(jī)械故障及防范措施 

　　一、主軸部件故障 

　　由于使用調(diào)速電機(jī)，數(shù)控機(jī)床主軸箱結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，容易出現(xiàn)故障的部位是主軸內(nèi)部的刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)、自動(dòng)調(diào)速裝置等。為保證在工作中或停電時(shí)刀夾不會(huì)自行松脫，刀具自動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)采用彈簧夾緊，并配行程開關(guān)發(fā)出夾緊或放松信號(hào)。若刀具夾緊后不能松開，則考慮調(diào)整松刀液壓缸壓力和行程開關(guān)裝置或調(diào)整碟形彈簧上的螺母，減小彈簧壓合量。此外，主軸發(fā)熱和主軸箱噪聲問題，也不容忽視，此時(shí)主要考慮清洗主軸箱，調(diào)整潤(rùn)滑油量，保證主軸箱清潔度和更換主軸軸承，修理或更換主軸箱齒輪等。 

　　二、進(jìn)給傳動(dòng)鏈故障 

　　在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)中，普遍采用滾珠絲杠副、靜壓絲杠螺母副、滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌和塑料導(dǎo)軌。所以進(jìn)給傳動(dòng)鏈有故障，主要反映是運(yùn)動(dòng)質(zhì)量下降。如：機(jī)械部件未運(yùn)動(dòng)到規(guī)定位置、運(yùn)行中斷、定位精度下降、反向間隙增大、爬行、軸承噪聲變大(撞車后)等。 

　　對(duì)于此類故障可以通過以下措施預(yù)防： 

　　(1)提高傳動(dòng)精度調(diào)節(jié)各運(yùn)動(dòng)副預(yù)緊力，調(diào)整松動(dòng)環(huán)節(jié)，消除傳動(dòng)間隙，縮短傳動(dòng)鏈和在傳動(dòng)鏈中設(shè)置減速齒輪，也可提高傳動(dòng)精度。 

　　(2)提高傳動(dòng)剛度。調(diào)節(jié)絲杠螺母副、支承部件的預(yù)緊力及合理選擇絲杠本身尺寸，是提高傳動(dòng)剛度的有效措施。剛度不足還會(huì)導(dǎo)致工作臺(tái)或拖板產(chǎn)生爬行和振動(dòng)以及造成反向死區(qū)，影響傳動(dòng)準(zhǔn)確性。 

　　(3)提高運(yùn)動(dòng)精度。在滿足部件強(qiáng)度和剛度的前提下，盡可能減小運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量，減小旋轉(zhuǎn)零件的直徑和質(zhì)量，以減小運(yùn)動(dòng)部件的慣性，提高運(yùn)動(dòng)精度。 

　　(4)導(dǎo)軌滾動(dòng)導(dǎo)軌對(duì)贓物比較敏感，必須要有良好的防護(hù)裝置，而且滾動(dòng)導(dǎo)軌的預(yù)緊力選擇要恰當(dāng)，過大會(huì)使?fàn)恳︼@著增加。靜壓導(dǎo)軌應(yīng)有一套過濾效果良好的供油系統(tǒng)。 

　　三、自動(dòng)換刀裝置故障 

　　自動(dòng)換刀裝置故障主要表現(xiàn)在：刀庫(kù)運(yùn)動(dòng)故障、定位誤差過大、機(jī)械手夾持刀柄不穩(wěn)定、機(jī)械手運(yùn)動(dòng)誤差較大等。故障嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成換刀動(dòng)作卡住，機(jī)床被迫停止工作。 

　　1.刀庫(kù)運(yùn)動(dòng)故障 

　　若連接電機(jī)軸與蝸桿軸的聯(lián)軸器松動(dòng)或機(jī)械聯(lián)接過緊等機(jī)械原因，會(huì)造成刀庫(kù)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)必須緊固聯(lián)軸器上的螺釘。若刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)不到位，則屬于電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)故障或傳動(dòng)誤差造成。若出現(xiàn)刀套不能夾緊刀具，則需調(diào)整刀套上的調(diào)節(jié)螺釘，壓緊彈簧，頂緊卡緊銷當(dāng)出現(xiàn)刀套上/下不到位時(shí)，應(yīng)檢查撥叉位置或限位開關(guān)的安裝與調(diào)整情況。 

　　2.換刀機(jī)械手故障 

　　若刀具夾不緊、掉刀，則調(diào)整卡緊爪彈簧，使其壓力增大，或更換機(jī)械手卡緊銷若刀具夾緊后松不開，應(yīng)調(diào)整松鎖彈簧后的螺母，使最大載荷不超過額定值。若刀具交換時(shí)掉刀，則屬于換刀時(shí)主軸箱沒有回到換刀點(diǎn)或換刀點(diǎn)漂移造成，應(yīng)重新操作主軸箱，使其回到換刀位置，重新設(shè)定換刀點(diǎn)。 

　　四、各軸運(yùn)動(dòng)位置行程開關(guān)壓合故障 

　　在數(shù)控機(jī)床上，為保證自動(dòng)化工作的可靠性，采用了大量檢測(cè)運(yùn)動(dòng)位置的行程開關(guān)機(jī)床。經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行，運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)特性發(fā)生變化，行程開關(guān)壓合裝置的可靠性及行程開關(guān)本身品質(zhì)特性的改變，對(duì)整機(jī)性能產(chǎn)生較大影響。一般要適時(shí)檢查和更換行程開關(guān)，可消除因此類開關(guān)不良對(duì)機(jī)床的影響。 

　　五、配套輔助裝置故障 

　　1.液壓系統(tǒng) 

　　液壓泵應(yīng)采用變量泵，以減少液壓系統(tǒng)的發(fā)熱油箱內(nèi)安裝的過濾器，應(yīng)定期用汽油或超聲波振動(dòng)清洗。常見故障主要是泵體磨損、裂紋和機(jī)械損傷此時(shí)一般必須大修或更換零件。 

　　2.氣壓系統(tǒng) 

　　用于刀具或工件夾緊、安全防護(hù)門開關(guān)以及主軸錐孔吹屑的氣壓系統(tǒng)中，分水濾氣器應(yīng)定時(shí)放水，定期清洗，以保證氣動(dòng)元件中運(yùn)動(dòng)零件的靈敏性。閥心動(dòng)作失靈、空氣泄漏、氣動(dòng)元件損傷及動(dòng)作失靈等故障均由潤(rùn)滑不良造成，故油霧器應(yīng)定期清洗。此外，還應(yīng)經(jīng)常檢查氣動(dòng)系統(tǒng)的密封性。 

　　3.潤(rùn)滑系統(tǒng) 

　　包括對(duì)機(jī)床導(dǎo)軌、傳動(dòng)齒輪、滾珠絲杠、主軸箱等的潤(rùn)滑。潤(rùn)滑泵內(nèi)的過濾器需定期清洗、更換，一般每年應(yīng)更換一次。 

　　4.冷卻系統(tǒng) 

　　它對(duì)刀具和工件起冷卻和沖屑作用。冷卻液噴嘴應(yīng)定期清洗。 

　　5.排屑裝置 

　　排屑裝置是具有獨(dú)立功能的附件，主要保證自動(dòng)切削加上順利進(jìn)行和減少數(shù)控機(jī)床的發(fā)熱。因此排屑裝置應(yīng)能及時(shí)自動(dòng)排屑，其安裝位置一般應(yīng)盡可能靠近刀具切削區(qū)域。 

　　六、結(jié)語 

　　數(shù)控機(jī)床是采用計(jì)算機(jī)控制，機(jī)電一體化的自動(dòng)化加工設(shè)備，數(shù)控機(jī)床的使用是一項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用工程。正確預(yù)防和有效維修是提高數(shù)控機(jī)床使用效率的基本保證。對(duì)于常見的機(jī)械故障，雖然出現(xiàn)的機(jī)會(huì)不多，但絕不容忽視應(yīng)綜合分析和判斷故障根源，盡可能縮短故障停機(jī)時(shí)間，以利于數(shù)控機(jī)床性能的高效發(fā)揮?！　?nbsp;

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