數(shù)控機床的維護檢修

    延長元器件的壽命和零部件的磨損周期，預防各種故障，提高數(shù)控機床的平均無故障工作時間和使用壽命。

    使用注意

    1、數(shù)控機床的使用環(huán)境：對于數(shù)控機床最好使其置于有恒溫的環(huán)境和遠離震動較大的設(shè)備（如沖床）和有電磁干擾的設(shè)備；

    2、電源要求；

    3、數(shù)控機床應有操作規(guī)程：進行定期的維護、保養(yǎng)，出現(xiàn)故障注意記錄保護現(xiàn)場等；

    4、數(shù)控機床不宜長期封存，長期會導致儲存系統(tǒng)故障，數(shù)據(jù)的丟失；

    5、注意培訓和配備操作人員、維修人員及編程人員。

    維護章程

    數(shù)控系統(tǒng)的維護

    1、嚴格遵守操作規(guī)程和日常維護制度。

    2、防止灰塵進入數(shù)控裝置內(nèi)：漂浮的灰塵和金屬粉末容易引起元器件間絕緣電阻下降，從而出現(xiàn)故障甚至損壞元器件。

    3、定時清掃數(shù)控柜的散熱通風系統(tǒng)。

    4、經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓：電網(wǎng)電壓范圍在額定值的85%～110%。

    5、定期更換存儲器用電池。

    6、數(shù)控系統(tǒng)長期不用時的維護：經(jīng)常給數(shù)控系統(tǒng)通電或使數(shù)控機床運行溫機程序。

    7、備用電路板的維護機械部件的維護。

    機械部件的維護

    1、刀庫及換刀機械手的維護

    1）用手動方式往刀庫上裝刀時，要保證裝到位，檢查刀座上的鎖緊是否可靠；

    2）嚴禁把超重、超長的刀具裝入刀庫，防止機械手換刀時掉刀或刀具與工件、夾具等發(fā)生碰撞；

    3）采用順序選刀方式須注意刀具放置在刀庫上的順序是否正確。其他選刀方式也要注意所換刀具號是否與所需刀具一致，防止換錯刀具導致事故發(fā)生；

    4）注意保持刀具刀柄和刀套的清潔；

    5）經(jīng)常檢查刀庫的回零位置是否正確，檢查機床主軸回換刀點位置是否到位，并及時調(diào)整，否則不能完成換刀動作；

    6）開機時，應先使刀庫和機械手空運行，檢查各部分工作是否正常，特別是各行程開關(guān)和電磁閥能否正常動作。

    2、滾珠絲杠副的維護

    1）定期檢查、調(diào)整絲杠螺母副的軸向間隙，保證反向傳動精度和軸向剛度；

    2）定期檢查絲杠支撐與床身的連接是否松動以及支撐軸承是否損壞。如有以上問題要及時緊固松動部位，更換支撐軸承；

    3）采用潤滑脂的滾珠絲杠，每半年清洗一次絲杠上的舊油脂，更換新油脂。用潤滑油潤滑的滾珠絲杠，每天機床工作前加油一次；

    4）注意避免硬質(zhì)灰塵或切屑進入絲杠防護罩和工作過程中碰擊防護罩，防護裝置一有損壞要及時更換。

    3、主傳動鏈的維護

    1）定期調(diào)整主軸驅(qū)動帶的松緊程度；

    2）防止各種雜質(zhì)進入油箱。每年更換一次潤滑油；

    3）保持主軸與刀柄連接部位的清潔。需及時調(diào)整液壓缸和活塞的位移量；

    4）要及時調(diào)整配重。

    4、液壓系統(tǒng)維護

    1）定期過濾或更換油液；

    2）控制液壓系統(tǒng)中油液的溫度；

    3）防止液壓系統(tǒng)泄漏；

    4）定期檢查清洗油箱和管路；

    5）執(zhí)行日常點檢查制度。

    5、氣動系統(tǒng)維護

    1）清除壓縮空氣的雜質(zhì)和水分；

    2）檢查系統(tǒng)中油霧器的供油量；

    3）保持系統(tǒng)的密封性；

    4）注意調(diào)節(jié)工作壓力；

    5）清洗或更換氣動元件、濾芯。

    故障檢修

    在數(shù)控機床中，大部分的故障都有資料可查，但也有一些故障，提供的報警信息較含糊甚至根本無報警，或者出現(xiàn)的周期較長，無規(guī)律，不定期，給查找分析帶來了很多困難。對這類機床故障，需要對具體情況分析，進行耐心的查找，而且檢查時特別需要機械、電氣、液壓等方面的綜合知識，不然就很難快速、正確地找到故障的真正原因。

    加工精度異常故障：系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或改動、機械故障、機床電氣參數(shù)未優(yōu)化電機運行異常、機床位置環(huán)異?；蚩刂七壿嫴煌?，是生產(chǎn)中數(shù)控機床加工精度異常故障的常見原因，找出相關(guān)故障點并進行處理，機床均可恢復正常。生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到數(shù)控機床加工精度異常的故障。此類故障隱蔽性強、診斷難度大。

    導致此類故障的原因主要有5個方面：

    1、機床進給單位被改動或變化；

    2、機床各軸的零點偏置（NULLOFFSET）異常；

    3、軸向的反向間隙（BACKLASH）異常；

    4、電機運行狀態(tài)異常，即電氣及控制部分故障；

    5、機械故障，如絲桿、軸承、軸聯(lián)器等部件。

    此外，加工程序的編制、刀具的選擇及人為因素，也可能導致加工精度異常。

    機械故障導致的加工精度異常，主要應對以下幾方面逐一進行檢查。

    1、檢查機床精度異常時正運行的加工程序段，特別是刀具長度補償、加工坐標系（G54～G59）的校對及計算。

    2、在點動方式下，反復運動Z軸，經(jīng)過視、觸、聽對其運動狀態(tài)診斷，發(fā)現(xiàn)Z向運動聲音異常，特別是快速點動，噪聲更加明顯。由此判斷，機械方面可能存在隱患[1]。

    故障排除

    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(guān)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(shè)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(shè)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(guān)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，這是最常用的排故辦法。

    5、改善電源質(zhì)量法：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(shè)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。

    診斷方法

    數(shù)控機床電氣故障診斷有故障檢測、故障判斷及隔離和故障定位三個階段。第一階段的故障檢測就是對數(shù)控機床進行測試，判斷是否存在故障；第二階段是判定故障性質(zhì)，并分離出故障的部件或模塊；第三階段是將故障定位到可以更換的模塊或印制線路板，以縮短修理時間。為了及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，快速確定故障所在部位并能及時排除，要求故障診斷應盡可能少且簡便，故障診斷所需的時間應盡可能短。為此，可以采用以下的診斷方法：

    1、直觀法

    利用感覺器官，注意發(fā)生故障時的各種現(xiàn)象，如故障時有無火花、亮光產(chǎn)生，有無異常響聲、何處異常發(fā)熱及有無焦煳味等。仔細觀察可能發(fā)生故障的每塊印制線路板的表面狀況，有無燒毀和損傷痕跡，以進一步縮小檢查范圍，這是一種最基本、最常用的方法。

    2、CNC系統(tǒng)的自診斷功能

    依靠CNC系統(tǒng)快速處理數(shù)據(jù)的能力，對出錯部位進行多路、快速的信號采集和處理，然后由診斷程序進行邏輯分析判斷，以確定系統(tǒng)是否存在故障，及時對故障進行定位。現(xiàn)代CNC系統(tǒng)自診斷功能可以分為以下兩類：

    1）開機自診斷開機自診斷是指從每次通電開始至進入正常的運行準備狀態(tài)為止，系統(tǒng)內(nèi)部的診斷程序自動執(zhí)行對CPU、存儲器、總線、I/O單元等模塊、印制線路板、CRT單元、光電閱讀機及軟盤驅(qū)動器等設(shè)備運行前的功能測試，確認系統(tǒng)的主要硬件是否可以正常工作。

    2）故障信息提示當機床運行中發(fā)生故障時，在CRT顯示器上會顯示編號和內(nèi)容。根據(jù)提示，查閱有關(guān)維修手冊，確認引起故障的原因及排除方法。一般來說，數(shù)控機床診斷功能提示的故障信息越豐富，越能給故障診斷帶來方便。但要注意的是，有些故障根據(jù)故障內(nèi)容提示和查閱手冊可直接確認故障原因；而有些故障的真正原因與故障內(nèi)容提示不相符，或一個故障顯示有多個故障原因，這就要求維修人員必須找出它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，間接地確認故障原因。

    3、數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查

    CNC系統(tǒng)的自診斷不但能在CRT顯示器上顯示故障報警信息，而且能以多頁的“診斷地址”和“診斷數(shù)據(jù)”的形式提供機床參數(shù)和狀態(tài)信息，常見的數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查有參數(shù)檢查和接口檢查兩種。

    1）參數(shù)檢查數(shù)控機床的機床數(shù)據(jù)是經(jīng)過一系列試驗和調(diào)整而獲得的重要參數(shù)，是機床正常運行的保證。這些數(shù)據(jù)包括增益、加速度、輪廓監(jiān)控允差、反向間隙補償值和絲杠螺距補償值等。當受到外部干擾時，會使數(shù)據(jù)丟失或發(fā)生混亂，機床不能正常工作。

    2）接口檢查CNC系統(tǒng)與機床之間的輸入/輸出接口信號包括CNC系統(tǒng)與PLC、PLC與機床之間接口輸入/輸出信號。數(shù)控系統(tǒng)的輸入/輸出接口診斷能將所有開關(guān)量信號的狀態(tài)顯示在CRT顯示器上，用“1”或“0”表示信號的有無，利用狀態(tài)顯示可以檢查CNC系統(tǒng)是否已將信號輸出到機床側(cè)，機床側(cè)的開關(guān)量等信號是否已輸入到CNC系統(tǒng)，從而可將故障定位在機床側(cè)或是在CNC系統(tǒng)。

    4、報警指示燈顯示故障

    現(xiàn)代數(shù)控機床的CNC系統(tǒng)內(nèi)部，除了上述的自診斷功能和狀態(tài)顯示等“軟件”報警外，還有許多“硬件”報警指示燈，它們分布在電源、伺服驅(qū)動和輸入/輸出等裝置上，根據(jù)這些報警燈的指示可判斷故障的原因。

    5、備板置換法

    利用備用的電路板來替換有故障疑點的模板，是一種快速而簡便的判斷故障原因的方法，常用于CNC系統(tǒng)的功能模塊，如CRT模塊、存儲器模塊等。需要注意的是，備板置換前，應檢查有關(guān)電路，以免由于短路而造成好板損壞，同時，還應檢查試驗板上的選擇開關(guān)和跨接線是否與原模板一致，有些模板還要注意模板上電位器的調(diào)整。置換存儲器板后，應根據(jù)系統(tǒng)的要求，對存儲器進行初始化操作，否則系統(tǒng)仍不能正常工作。

    6、交換法

    在數(shù)控機床中，常有功能相同的模塊或單元，將相同模塊或單元互相交換，觀察故障轉(zhuǎn)移的情況，就能快速確定故障的部位。這種方法常用于伺服進給驅(qū)動裝置的故障檢查，也可用于CNC系統(tǒng)內(nèi)相同模塊的互換。

    7、敲擊法

    CNC系統(tǒng)由各種電路板組成，每塊電路板上會有很多焊點，任何虛焊或接觸不良都可能出現(xiàn)故障。用絕緣物輕輕敲打有故障疑點的電路板、接插件或電器元件時，若故障出現(xiàn)，則故障很可能就在敲擊的部位。

    8、測量比較法

    為檢測方便，模塊或單元上設(shè)有檢測端子，利用萬用表、示波器等儀器儀表，通過這些端子檢測到的電平或波形，將正常值與故障時的值相比較，可以分析出故障的原因及故障的所在位置。由于數(shù)控機床具有綜合性和復雜性的特點，引起故障的因素是多方面的。上述故障診斷方法有時要幾種同時應用，對故障進行綜合分析，快速診斷出故障的部位，從而排除故障。同時，有些故障現(xiàn)象是電氣方面的，但引起的原因是機械方面的；反之，也可能故障現(xiàn)象是機械方面的，但引起的原因是電氣方面的；或者二者兼而有之。因此，對它的故障診斷往往不能單純地歸因于電氣方面或機械方面，而必須加以綜合，全方位地進行考慮。

    機床驗收

    一般分兩個階段進行驗收。

    1．預驗收

    目的是為了檢查、驗證機床能否滿足用戶的加工質(zhì)量及生產(chǎn)率，檢查供應商提供的資料、備件。供應商只有在機床通過正常運行試切并經(jīng)檢驗生產(chǎn)合格加工件后，才能進行預驗收。

    2．最終驗收

    根據(jù)驗收標準，測定合格證上所提供的各項技術(shù)指標，驗收工作分以下幾步：

    （1）開箱檢驗；

    （2）外觀檢查；

    （3）機床性能及數(shù)控功能的驗收；

    （4）數(shù)控機床精度的驗收（包括位置精度和工作精度）。

    在驗收機床幾何精度時，在機床精調(diào)后一次完成，不允許調(diào)整一項檢測一項。位置精度檢驗要依據(jù)相應的精度驗收標準進行。機床的工作精度是一項綜合精度，它不僅反映機床的幾何精度和位置精度，同時還包括試件的材料、環(huán)境溫度、刀具性能以及切削條件等各種因素造成的誤差。

    在驗收數(shù)控機床時，加強對以上幾方面的檢驗對設(shè)備管理工作非常有益，并可減少不必要損失。