1數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)

　　數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)主要由總線枪萄、CPU隐岛、電源猫妙、存貯器、操作面板和顯示屏聚凹、位控單元割坠、PLC單元以及數(shù)據(jù)I/O單元等組成。較新的數(shù)控系統(tǒng)還包括一個(gè)通訊單元妒牙，它可完成CNC彼哼、PLC的內(nèi)部數(shù)據(jù)交換和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的連接。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括伺服驅(qū)動(dòng)模塊和電機(jī)湘今。位置測(cè)量系統(tǒng)主要是采用光柵或伺服電機(jī)上安裝的增量式位移編碼器敢朱。

　　數(shù)控系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：1、可靠性要求高摩瞎。數(shù)控設(shè)備加工精度高拴签，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，會(huì)造成加工質(zhì)量和成本的提高磕糙；2劫陌、工作環(huán)境要求高。數(shù)控設(shè)備的加工精度受現(xiàn)場(chǎng)溫度晶睦、濕度碱框、輻射影響明顯。有些高精密機(jī)床要求單獨(dú)隔離以便于機(jī)床環(huán)境溫度爱茫、輻射和濕度調(diào)節(jié)册灾。而絕大多數(shù)的數(shù)控機(jī)床安裝基礎(chǔ)都設(shè)置防震溝與外界隔離；3慰沸、接口電路復(fù)雜拷拗。控制系統(tǒng)與各驅(qū)動(dòng)模塊磷像、檢測(cè)裝置以及執(zhí)行單元等進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通訊于嚼，接口單元較多，電路比較復(fù)雜裤爆。

　　2故障的分析與診斷

　　故障分析是維修的第一步处监，設(shè)備維護(hù)人員應(yīng)主要從以下方面入手：

　　(1)調(diào)查有何異常。如異常噪音痢士、電機(jī)過(guò)熱彪薛、誤動(dòng)作等。操作者應(yīng)盡量保持設(shè)備的故障狀態(tài)怠蹂，如液晶屏的報(bào)警信息善延、故障指示燈的顯示，各部件的停止位置等。(2)初步判斷故障原因易遣。反推一下故障原因可能導(dǎo)致的設(shè)備故障動(dòng)作或過(guò)程彼妻，對(duì)故障原因進(jìn)行初步判斷。(3)確定維修步驟豆茫。有些故障液晶顯示屏或指示燈會(huì)有代碼提示侨歉，對(duì)照設(shè)備維修手冊(cè)或使用說(shuō)明書(shū)，查出該故障的多種可能原因揩魂，然后綜合分析幽邓，逐一排查。(4)有些故障機(jī)床可能沒(méi)有報(bào)警提示火脉，或報(bào)警信息是錯(cuò)誤的核必，尤其是早期制造的機(jī)床，這就需要維修人員對(duì)該機(jī)床的控制系統(tǒng)有較深的了解和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)品糯，透過(guò)現(xiàn)象找出本質(zhì)原因荒鳖。

　　數(shù)控系統(tǒng)電氣故障的診斷方法有很多，在設(shè)備檢修時(shí)往往需要將多種方法綜合利用蛔交，逐一排查垮撇。數(shù)控系統(tǒng)電氣故障的常用診斷方法如下：

　　(1)直觀檢查這是就是利用感官進(jìn)行故障初步分析。

　〉赐佟①望目視機(jī)床各部件是否處于正常狀態(tài)(例如各坐標(biāo)軸位置、主軸狀態(tài)蓝鹿、刀庫(kù)矩允、機(jī)械手位置等)，各電控裝置(如數(shù)控系統(tǒng)贰往、溫控裝置赵椰、潤(rùn)滑裝置等)有無(wú)報(bào)警指示，查看有無(wú)保險(xiǎn)燒斷伊厉，元器件燒焦姜钳、開(kāi)裂、電線電纜脫落形耗，各操作元件位置正確與否等等哥桥。②聞通過(guò)嗅覺(jué)檢查執(zhí)行單元、驅(qū)動(dòng)部件或控制部件是否有過(guò)熱而導(dǎo)致的糊味激涤。③問(wèn)向現(xiàn)場(chǎng)人員詢(xún)問(wèn)故障產(chǎn)生的過(guò)程拟糕、故障發(fā)生時(shí)設(shè)備的狀況或動(dòng)作。④切檢查各接口電路板倦踢、電纜插頭是否松動(dòng)送滞，設(shè)備執(zhí)行部件是否溫度較高，散熱風(fēng)扇風(fēng)冷效果是否正常等。

　　(2)儀器檢查犁嗅。使用檢測(cè)儀表如萬(wàn)用表边涕、示波儀、紅外測(cè)溫儀等褂微，對(duì)電源功蜓，電機(jī)繞組及信號(hào)線進(jìn)行檢查，對(duì)相關(guān)直流及脈沖信號(hào)蕊梧，對(duì)設(shè)備部件溫度等進(jìn)行測(cè)量分析划搓。

　　(3)信號(hào)與報(bào)警指示分析法

　　①軟件報(bào)警在故障發(fā)生時(shí)配亮，數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)判斷會(huì)通常都會(huì)在操作面板上的液晶屏上顯示相應(yīng)的報(bào)警信息或故障代碼验脐。維修人員還可以通過(guò)PLC程序檢查相關(guān)元素的執(zhí)行狀態(tài)推測(cè)故障原因。②硬件報(bào)警數(shù)控系統(tǒng)增荐、伺服系統(tǒng)以及一些主要電子線路板上一般會(huì)有一組反應(yīng)硬件狀態(tài)的發(fā)光二極管指示燈织活，根據(jù)指示燈的組合狀態(tài)和相應(yīng)的設(shè)備手冊(cè)可以方便地獲知硬件故障內(nèi)容、故障原因以及排除方法贯森。③備件置換當(dāng)故障分析結(jié)果集中于某一印制電路板上時(shí)稼那，由于電路集成度較高，為了縮短停機(jī)時(shí)間沛目，在有相同備件的條件下可以先將備件換上搞吱，然后再去檢查修復(fù)故障板。④交叉換位法在沒(méi)有備件莲赐，或部件拆卸檢查比較困難的情況下硼县，可以將系統(tǒng)中相近或相兼容的兩個(gè)部件或板卡互換，例如X\Y\Z伺服電機(jī)故障访递，X晦嵌、Y坐標(biāo)的指令板或伺服板的故障，都可以通過(guò)交換排查法判斷故障板或故障部位拷姿。應(yīng)用這種換位法應(yīng)特別注意惭载，不僅要確定硬件接線的正確插接，還要將一系列的跳線開(kāi)關(guān)或參數(shù)設(shè)置在正確的狀態(tài)响巢，否則可能造成新的故障隱患描滔。⑤參數(shù)調(diào)整數(shù)控系統(tǒng)、PLC及伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在設(shè)備廠家安裝踪古、調(diào)試初期伴挚，根據(jù)機(jī)床當(dāng)時(shí)的電氣、機(jī)械性能對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整設(shè)置灾炭，以滿足機(jī)床加工要求茎芋。這些參數(shù)使機(jī)床總體加工效果達(dá)到最佳狀態(tài)颅眶。但隨著機(jī)床的長(zhǎng)期運(yùn)行所引起的機(jī)械或電氣性能的變化，最初的參數(shù)設(shè)置不再適應(yīng)機(jī)床的工作性能田弥，所以需要重新調(diào)整相關(guān)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化涛酗。⑥接口狀態(tài)檢查現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)多將PLC集成于其中，而CNC與PLC之間則以一系列接口信號(hào)形式相互通訊聯(lián)接安仁。有些故障是與I/O接口信號(hào)的傳輸錯(cuò)誤或丟失相關(guān)的居鸳，這些接口信號(hào)有的可以在相應(yīng)的接口板和I/O板上有指示燈顯示，有的可以通過(guò)簡(jiǎn)單操作在CRT屏幕上顯示吠童，而所有的接口信號(hào)都可以用PLC編程器調(diào)出常彰。⑦特殊處理法當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)已進(jìn)入PC基、開(kāi)放化的發(fā)展階段输奢，其中軟件含量越來(lái)越豐富盼涵，有時(shí)軟件邏輯的設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)一些內(nèi)部沖突，導(dǎo)致系統(tǒng)出錯(cuò)屉韧，例如死機(jī)現(xiàn)象古告。這種故障現(xiàn)象可以采取特殊手段來(lái)處理，比如整機(jī)斷電谆藐，稍作停頓后再開(kāi)機(jī)圣界，故障會(huì)自動(dòng)消除。

　　3故障排除實(shí)例

　　(1)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)或震動(dòng)监灌，常伴隨有對(duì)應(yīng)電流表顯示偏大贷币。故障原因有三中可能。

　】髡①電機(jī)嚴(yán)重過(guò)載役纹，原因一般為加工進(jìn)刀量太大且不均衡或機(jī)床存在機(jī)械卡阻或機(jī)械潤(rùn)滑效果差。②伺服電機(jī)上的編碼器故障骚揍，一般原因?yàn)榫幋a盤(pán)污染或由于機(jī)床長(zhǎng)時(shí)間震動(dòng)導(dǎo)致編碼器與讀數(shù)頭相對(duì)位置發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致速度編碼器反饋數(shù)據(jù)出錯(cuò)啰挪。③變頻器或功率模塊濾波輸出部位出現(xiàn)故障導(dǎo)致輸出高次諧波電流太多

　　(2)數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)故障

　⌒挪弧①位置環(huán)報(bào)警⊥龊牵可能是位置測(cè)量回路開(kāi)路抽活；測(cè)量元件損壞；接近開(kāi)關(guān)與感應(yīng)對(duì)象的相對(duì)最短距離發(fā)生移動(dòng)導(dǎo)致檢測(cè)不到信號(hào)等锰什。②坐標(biāo)軸在沒(méi)有指令的情況下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)下硕。可能是漂移過(guò)大汁胆；位置環(huán)或速度環(huán)接成正反饋梭姓；反饋接線開(kāi)路；測(cè)量元件損壞。

　　(3)機(jī)床坐標(biāo)找不到零點(diǎn)驱请♀只铮可能是零方向在遠(yuǎn)離零點(diǎn)；編碼器損壞或接近開(kāi)路墓永；光柵零點(diǎn)標(biāo)記移位枪笆；回零減速開(kāi)關(guān)失靈。

　　(4)機(jī)床動(dòng)態(tài)特性變差毫蚁，工件加工質(zhì)量下降挠辆，甚至在一定速度下機(jī)床發(fā)生振動(dòng)。造成這一現(xiàn)象的原因很可能是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)間隙過(guò)大甚至磨損嚴(yán)重或者導(dǎo)軌潤(rùn)滑不充分甚至磨損造成的析深；對(duì)于電氣控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)一般是由于伺服系統(tǒng)調(diào)整不當(dāng)华雷，各軸增益系統(tǒng)不相等或與電機(jī)匹配不合適引起，解決辦法是進(jìn)行最佳化調(diào)節(jié)郊男。此外旱谐，液壓系統(tǒng)工作不正常也可能造成加工質(zhì)量下降。

　　(5)停機(jī)故障孵堪。這里有兩種可能的情況：一種情況是如前所述的相關(guān)軟件設(shè)計(jì)中的問(wèn)題造成在某些特定的操作與功能運(yùn)行組合下的停機(jī)故障撤防，一般情況下機(jī)床斷電后重新通電便會(huì)消失；另一種情況是由環(huán)境條件引起的棒口，如強(qiáng)力干擾(電網(wǎng)或周邊設(shè)備)寄月、溫度過(guò)高、濕度過(guò)大等无牵。數(shù)控機(jī)床大多功能具備聯(lián)鎖功能漾肮，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到某一部件有異常，如關(guān)鍵部件散熱風(fēng)扇壞茎毁，模塊溫度過(guò)高等常常會(huì)造成系統(tǒng)停機(jī)報(bào)警克懊。

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