三、CNC的故障自診斷 

　　1．開機自診斷 

　　所謂桂林數控銑床開(kai)機自診斷是(shi)指數控系統通電時，由系統內部診斷程序自動執行的(de)診斷，它類似于計算機的(de)開(kai)機診斷。 

　　開機自診(zhen)斷(duan)可以對系統中的關鍵硬件，如：CPU、存儲器、I/O單元、CRT/MDI單元，紙帶(dai)閱讀機、軟驅等(deng)裝置進行(xing)自動檢查；確定指定設備的安裝、連(lian)接狀(zhuang)態與性能：部(bu)分(fen)系統還能對某些重要的芯片，如：PAM、ROM、專用LSI等(deng)進行(xing)診(zhen)斷(duan)。數控(kong)系統的自診(zhen)斷(duan)在開機時進行(xing)，只有(you)當全部(bu)項日都被確認無(wu)誤后，才(cai)能進入正常運行(xing)狀(zhuang)態。 

　　診斷(duan)的時(shi)間決定(ding)十數控(kong)系統一(yi)般(ban)只需數秒鐘(zhong)，但有的需要幾分鐘(zhong)。開機自診斷(duan)一(yi)般(ban)按(an)規(gui)定(ding)的步驟進行(xing)，以FANUC公司的FANUCII系統為(wei)例診斷(duan)程序的執行(xing)過程中，系統主板上的七段(duan)顯(xian)示按(an)9→8→7→6→5→4→3→2→1的順(shun)序變化，相應(ying)的檢(jian)查內容為(wei)： 

　　9―對(dui)CPU進行(xing)復(fu)位，開始執行(xing)診斷指令： 

　　8―進行ROM測試，表示ROM檢查(cha)出錯(cuo)時，顯(xian)示器變為b； 

　　7―對RAM清(qing)零，系統對RAM中的內容(rong)進行清(qing)除，為正常(chang)運(yun)行作好(hao)準備； 

　　6一對BAC（總線隨機控制）芯(xin)片進(jin)行初始化。此時(shi)，若(ruo)顯示(shi)變為A，說明(ming)主(zhu)板與CRT之 

　　間的傳輸出了差錯；變為C，表(biao)示連接(jie)錯誤：變為F，表(biao)示I/O板或連接(jie)電纜不良：變為H,表(biao)示所用(yong)的連接(jie)單元識別號(hao)不對；顯(xian)(xian)示小寫(xie)字母c表(biao)示光(guang)纜傳輸出錯；顯(xian)(xian)示J，表(biao)示PLC或接(jie)口轉(zhuan)換電路(lu)不良等(deng)等(deng)。 

　　5―對MDI單元進行檢(jian)查 

　　4―對CRT單元進(jin)行(xing)初始化 

　　3―顯示CRT的(de)(de)初始畫面，如：軟件版本號、系列(lie)號等。此時若顯示變(bian)成L，表明PLC的(de)(de) 

　　控制(zhi)軟件(jian)存(cun)在(zai)(zai)問(wen)題：變為O，則表示系統未能通過(guo)初始化，控制(zhi)軟件(jian)存(cun)在(zai)(zai)問(wen)題： 

　　2―表示已完成系統的初(chu)始化工作； 

　　1―表示系統已(yi)可以正常運轉此時若顯(xian)示變為E表示系統的(de)主板(ban)或(huo)(huo)ROM板(ban)，或(huo)(huo)CNC控(kong)制軟件(jian)有故障。 

　　在(zai)一(yi)般清況(kuang)下CRT初(chu)始化(hua)完成后，若其他(ta)部分存在(zai)故(gu)障，CRT即可以顯(xian)示出報警信息。 

　　2．在線(xian)監控 

　　在(zai)線監控(kong)可(ke)以分為CNC內(nei)(nei)部(bu)程序(xu)監控(kong)與(yu)通過外部(bu)設(she)備監控(kong)兩種形式CNC內(nei)(nei)部(bu)程序(xu)監控(kong)是通過系統內(nei)(nei)部(bu)程序(xu)，對(dui)各部(bu)分狀態進行自動(dong)診斷、檢(jian)查和監視的(de)種方法。在(zai)線監控(kong)范圍(wei)包括(kuo)CNC本身(shen)以及與(yu)CNC相連的(de)伺(si)(si)服(fu)單元、伺(si)(si)服(fu)電動(dong)機(ji)、主軸伺(si)(si)服(fu)單元、主軸電動(dong)機(ji)、外部(bu)設(she)備等。在(zai)線監控(kong)在(zai)系統工作過程中始終生效。 

　　數控系(xi)統內部程序監控包括接口(kou)信號顯(xian)(xian)示(shi)、內部狀態顯(xian)(xian)示(shi)和故障(zhang)顯(xian)(xian)示(shi)三方面(mian)。 

　　⑴接口信號顯示它(ta)可以顯示CNC和PLC、CNC和機床之間(jian)的(de)全(quan)部接口信號的(de)現行狀(zhuang)態。 

　　指不數(shu)字(zi)輸入(ru)／輸出信(xin)號的(de)通斷清(qing)祝(zhu)，幫助分析故障。維修(xiu)時必須(xu)了解CNC和PLC、CNC和機床(chuang)之間各信(xin)號所(suo)代表的(de)意(yi)義，以及信(xin)號產生(sheng)撤消(xiao)應具備的(de)各種條件才能進行(xing)相應檢查(cha)(cha)。數(shu)控系(xi)統(tong)生(sheng)產廠(chang)家所(suo)提供的(de)“功能說明書(shu)(shu)’、“連接說明書(shu)(shu)”以及機床(chuang)生(sheng)產廠(chang)家提供的(de)“機床(chuang)電氣(qi)原理圖”是進行(xing)以上狀(zhuang)態檢查(cha)(cha)的(de)技術(shu)指南。 

　　⑵內(nei)部狀態顯(xian)示(shi)(shi)一般來說(shuo)利用內(nei)部狀態顯(xian)不功能(neng)，可以顯(xian)示(shi)(shi)以下幾(ji)方面(mian)的(de)內(nei)容： 

　　1）造成循環指令（加工程(cheng)序）不(bu)執(zhi)行的外(wai)部原因。如(ru)：CNC系統是(shi)(shi)否(fou)(fou)(fou)處于(yu)“到位(wei)檢查(cha)”中：是(shi)(shi)否(fou)(fou)(fou)處于(yu)“機床鎖住”狀(zhuang)態：是(shi)(shi)否(fou)(fou)(fou)處于(yu)“等待速(su)度到達”信(xin)號(hao)接(jie)通：在主軸每轉進給(gei)編(bian)程(cheng)時是(shi)(shi)否(fou)(fou)(fou)等待“位(wei)置編(bian)碼器”的測量信(xin)號(hao)；在螺(luo)紋切(qie)削時，是(shi)(shi)否(fou)(fou)(fou)處于(yu)等待‘主軸I轉信(xin)號(hao)”進給(gei)速(su)度倍率是(shi)(shi)否(fou)(fou)(fou)設定為0%，等等。 

　　2）復位狀態顯示，指示系統是否處于“急停”狀態或(huo)是“外(wai)部復位”信號接通(tong)狀態。 

　　3）TH報警狀態顯(xian)示(shi)。它可以顯(xian)示(shi)出報警時的(de)紙帶錯誤孔的(de)位置。 

　　4）存(cun)儲器內容(rong)以及(ji)磁泡存(cun)儲器異常狀態的顯示(shi)。 

　　5）位置跟隨誤差(cha)的顯示。 

　　6）伺(si)服(fu)駱動部分(fen)的控制(zhi)信(xin)息顯示 

　　7）編碼(ma)器(qi)、光柵等位置測量(liang)元件(jian)的(de)輸入脈沖顯示等等 

　　⑶故(gu)障信(xin)息(xi)顯示(shi)在(zai)數(shu)控系統(tong)中，故(gu)障信(xin)息(xi)一(yi)般以“報(bao)警(jing)顯示(shi)”的(de)形式在(zai)CRT進行顯示(shi)。報(bao)警(jing)顯示(shi)的(de)內容根據(ju)數(shu)控系統(tong)的(de)不同有所區別(bie)。這些信(xin)息(xi)大都以“報(bao)警(jing)號(hao)”，加文本的(de)形式出現(xian)，具體(ti)內容以及(ji)排除方法(fa)在(zai)數(shu)控系統(tong)生產廠家提(ti)供的(de)“維修說(shuo)明書”上(shang)可以查閱。 

　　通(tong)過外部(bu)設備(bei)監控是指采用計(ji)算(suan)機(ji)、PLC編程(cheng)器等(deng)設備(bei)，對數控機(ji)床的(de)各部(bu)分狀態(tai)進(jin)行(xing)(xing)自(zi)動(dong)診斷、檢(jian)查和監視的(de)一種方法。如：通(tong)過計(ji)算(suan)機(ji)、PLC編程(cheng)器對PLC程(cheng)序(xu)以(yi)梯形(xing)圖(tu)、功能圖(tu)的(de)形(xing)式進(jin)行(xing)(xing)動(dong)態(tai)檢(jian)測，它(ta)可以(yi)在機(ji)床生產廠(chang)家(jia)未提供PLC程(cheng)序(xu)時，進(jin)行(xing)(xing)PLC程(cheng)序(xu)的(de)閱動(dong)態(tai)波形(xing)顯示(shi)等(deng)內容，通(tong)常也需要借(jie)助必要的(de)在線監控設備(bei)進(jin)行(xing)(xing)。 

　　隨著計算機(ji)網絡(luo)技術的發展，作(zuo)為外部設備在線監控(kong)的一(yi)(yi)種，通(tong)過(guo)網絡(luo)聯接進行(xing)的遠程診斷(duan)技術正(zheng)在進一(yi)(yi)步普及(ji)、完善。通(tong)過(guo)網絡(luo)，數(shu)控(kong)系統生產(chan)廠(chang)家可以直接對其生產(chan)的產(chan)品在現場的工作(zuo)情況進行(xing)檢測、監控(kong)，及(ji)時解決系統中所(suo)出現的問(wen)題，為現場維修人員提(ti)供(gong)指導和幫助。 

　　3．脫機(ji)測試(shi) 

　　脫(tuo)(tuo)機(ji)測(ce)試(shi)亦(yi)稱“離線診斷”，它是(shi)將數(shu)控系(xi)(xi)(xi)統與機(ji)床脫(tuo)(tuo)離后，對(dui)數(shu)控系(xi)(xi)(xi)統本身(shen)進行(xing)的(de)(de)(de)(de)測(ce)試(shi)與檢查。通(tong)過(guo)脫(tuo)(tuo)機(ji)測(ce)試(shi)可(ke)以對(dui)系(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)(de)(de)故(gu)障(zhang)作進一步的(de)(de)(de)(de)定位，力求把故(gu)障(zhang)范(fan)圍縮(suo)到(dao)最小。如：通(tong)過(guo)對(dui)印(yin)制線路(lu)板(ban)的(de)(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)機(ji)測(ce)試(shi)，可(ke)以將故(gu)障(zhang)范(fan)圍定位到(dao)印(yin)制電路(lu)板(ban)的(de)(de)(de)(de)某部分甚至某個(ge)芯片或(huo)器件(jian)，這對(dui)印(yin)制電路(lu)板(ban)的(de)(de)(de)(de)修(xiu)復是(shi)I分必(bi)要的(de)(de)(de)(de)。數(shu)控系(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)(de)(de)脫(tuo)(tuo)機(ji)測(ce)試(shi)需要專用(yong)(yong)診斷軟件(jian)或(huo)專用(yong)(yong)測(ce)試(shi)裝置(zhi)，因(yin)此(ci)，它只(zhi)能在數(shu)控系(xi)(xi)(xi)統的(de)(de)(de)(de)生產廠(chang)家或(huo)專門(men)的(de)(de)(de)(de)維(wei)修(xiu)部門(men)進行(xing)。 

　　隨著計(ji)算機技術(shu)的發展，現(xian)代(dai)CNC的離線診斷(duan)軟(ruan)件正在逐步與CNC控制軟(ruan)件一體化有(you)的系(xi)統(tong)已將“專家系(xi)統(tong)”引入故障診斷(duan)中。通過這(zhe)樣(yang)的軟(ruan)件，操(cao)作者只要在CRT/MDI上作一些簡(jian)單的會話(hua)操(cao)作，即可(ke)診斷(duan)出CNC系(xi)統(tong)或(huo)機床(chuang)的故障。 

　　數控機床常(chang)見機械故障及(ji)防范措施 

　　一、主軸部件故障 

　　由于使用調速(su)電機(ji)(ji)，數控(kong)機(ji)(ji)床主(zhu)軸(zhou)(zhou)(zhou)箱(xiang)結構比較(jiao)簡單，容(rong)易出(chu)現(xian)故障的部位是(shi)主(zhu)軸(zhou)(zhou)(zhou)內部的刀(dao)具自動夾(jia)緊(jin)(jin)(jin)機(ji)(ji)構、自動調速(su)裝置(zhi)等(deng)。為保證(zheng)在(zai)工作中或(huo)停電時刀(dao)夾(jia)不(bu)(bu)會自行松(song)(song)脫，刀(dao)具自動夾(jia)緊(jin)(jin)(jin)機(ji)(ji)構采用彈(dan)簧(huang)夾(jia)緊(jin)(jin)(jin)，并配行程開(kai)(kai)關發出(chu)夾(jia)緊(jin)(jin)(jin)或(huo)放松(song)(song)信號。若刀(dao)具夾(jia)緊(jin)(jin)(jin)后不(bu)(bu)能松(song)(song)開(kai)(kai)，則考(kao)慮調整(zheng)(zheng)松(song)(song)刀(dao)液壓缸(gang)壓力和行程開(kai)(kai)關裝置(zhi)或(huo)調整(zheng)(zheng)碟形彈(dan)簧(huang)上的螺母，減小彈(dan)簧(huang)壓合量(liang)。此外，主(zhu)軸(zhou)(zhou)(zhou)發熱和主(zhu)軸(zhou)(zhou)(zhou)箱(xiang)噪聲(sheng)問(wen)題，也不(bu)(bu)容(rong)忽視，此時主(zhu)要(yao)考(kao)慮清(qing)洗(xi)主(zhu)軸(zhou)(zhou)(zhou)箱(xiang)，調整(zheng)(zheng)潤滑(hua)油量(liang)，保證(zheng)主(zhu)軸(zhou)(zhou)(zhou)箱(xiang)清(qing)潔度和更換主(zhu)軸(zhou)(zhou)(zhou)軸(zhou)(zhou)(zhou)承，修理或(huo)更換主(zhu)軸(zhou)(zhou)(zhou)箱(xiang)齒輪等(deng)。 

　　二、進給傳動鏈故障 

　　在(zai)數(shu)控(kong)機床進給傳動(dong)(dong)系統中，普遍采用滾珠(zhu)絲(si)杠(gang)副、靜壓絲(si)杠(gang)螺母(mu)副、滾動(dong)(dong)導軌、靜壓導軌和塑料導軌。所(suo)以進給傳動(dong)(dong)鏈有故障，主要反映(ying)是運(yun)(yun)動(dong)(dong)質量下(xia)降。如(ru)：機械(xie)部件未運(yun)(yun)動(dong)(dong)到(dao)規定(ding)位(wei)置、運(yun)(yun)行中斷(duan)、定(ding)位(wei)精度下(xia)降、反向間隙增大、爬行、軸承噪(zao)聲變大(撞車(che)后(hou))等(deng)。 

　　對于此類(lei)故障可以通過以下措施預防： 

　　(1)提高傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)精(jing)度調(diao)節各(ge)運動(dong)(dong)副預緊(jin)力，調(diao)整松動(dong)(dong)環節，消除(chu)傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)間(jian)隙，縮短傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)鏈(lian)和在傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)鏈(lian)中設置減速齒輪，也可提高傳(chuan)(chuan)動(dong)(dong)精(jing)度。 

　　(2)提高傳動剛度。調(diao)節(jie)絲(si)杠螺母(mu)副、支承部件的預緊力及合理選擇絲(si)杠本身(shen)尺寸，是提高傳動剛度的有效措施。剛度不足還(huan)會導致工作臺或拖板產生爬行和振動以及造成反向死區，影響(xiang)傳動準確性。 

　　(3)提高運動(dong)精度(du)(du)。在滿足部(bu)件強度(du)(du)和剛(gang)度(du)(du)的(de)前提下，盡可能減(jian)小運動(dong)部(bu)件的(de)質量，減(jian)小旋轉(zhuan)零件的(de)直徑和質量，以減(jian)小運動(dong)部(bu)件的(de)慣(guan)性，提高運動(dong)精度(du)(du)。 

　　(4)導(dao)軌(gui)(gui)(gui)滾動(dong)導(dao)軌(gui)(gui)(gui)對贓物(wu)比(bi)較敏感，必(bi)須要有良好(hao)(hao)的防護裝置，而且滾動(dong)導(dao)軌(gui)(gui)(gui)的預緊力(li)選擇(ze)要恰當，過(guo)(guo)大會使牽(qian)引力(li)顯著增加。靜壓(ya)導(dao)軌(gui)(gui)(gui)應有一(yi)套過(guo)(guo)濾(lv)效果良好(hao)(hao)的供(gong)油系統。 

　　三、自動換刀(dao)裝(zhuang)置故障(zhang) 

　　自動換刀(dao)裝置故障主要表現(xian)在：刀(dao)庫運(yun)動故障、定位誤差(cha)過大(da)、機械手夾持刀(dao)柄不穩(wen)定、機械手運(yun)動誤差(cha)較(jiao)大(da)等。故障嚴重時會造成換刀(dao)動作卡住，機床被迫停止工作。 

　　1.刀庫運動故障 

　　若(ruo)連接電機軸(zhou)與蝸桿(gan)軸(zhou)的(de)聯(lian)軸(zhou)器松動(dong)或(huo)機械聯(lian)接過緊等機械原(yuan)因，會造成刀庫不(bu)(bu)能(neng)轉動(dong)，此時(shi)必須緊固聯(lian)軸(zhou)器上(shang)的(de)螺釘(ding)(ding)。若(ruo)刀庫轉動(dong)不(bu)(bu)到位，則屬(shu)于電機轉動(dong)故障或(huo)傳動(dong)誤差造成。若(ruo)出現(xian)(xian)刀套不(bu)(bu)能(neng)夾(jia)緊刀具，則需調(diao)(diao)整刀套上(shang)的(de)調(diao)(diao)節(jie)螺釘(ding)(ding)，壓緊彈(dan)簧，頂緊卡緊銷當出現(xian)(xian)刀套上(shang)/下不(bu)(bu)到位時(shi)，應檢查(cha)撥叉位置或(huo)限位開關(guan)的(de)安裝與調(diao)(diao)整情況。 

　　2.換刀機械手故(gu)障 

　　若刀(dao)(dao)具(ju)夾不緊(jin)(jin)、掉(diao)(diao)刀(dao)(dao)，則(ze)(ze)調整卡緊(jin)(jin)爪彈簧，使其壓力增(zeng)大，或更換(huan)(huan)機械(xie)手卡緊(jin)(jin)銷若刀(dao)(dao)具(ju)夾緊(jin)(jin)后松不開，應調整松鎖彈簧后的螺母，使最大載荷不超過額(e)定值。若刀(dao)(dao)具(ju)交換(huan)(huan)時掉(diao)(diao)刀(dao)(dao)，則(ze)(ze)屬于換(huan)(huan)刀(dao)(dao)時主軸箱沒有回到換(huan)(huan)刀(dao)(dao)點(dian)(dian)或換(huan)(huan)刀(dao)(dao)點(dian)(dian)漂移造(zao)成，應重新操(cao)作(zuo)主軸箱，使其回到換(huan)(huan)刀(dao)(dao)位置，重新設(she)定換(huan)(huan)刀(dao)(dao)點(dian)(dian)。 

　　四、各軸(zhou)運(yun)動位置行程開關壓合(he)故障(zhang) 

　　在數控機(ji)床上，為保證自動化(hua)工作(zuo)的(de)(de)可靠(kao)性(xing)，采用了大量檢(jian)測運動位(wei)置(zhi)的(de)(de)行程開關機(ji)床。經過(guo)長期運行，運動部(bu)件的(de)(de)運動特(te)性(xing)發(fa)生變化(hua)，行程開關壓(ya)合裝置(zhi)的(de)(de)可靠(kao)性(xing)及行程開關本身品質特(te)性(xing)的(de)(de)改變，對整機(ji)性(xing)能產生較(jiao)大影(ying)響。一般(ban)要(yao)適時檢(jian)查和更換(huan)行程開關，可消(xiao)除因此類開關不良對機(ji)床的(de)(de)影(ying)響。 

　　五、配套輔助(zhu)裝置故障(zhang) 

　　1.液(ye)壓系統 

　　液壓泵應采用變量(liang)泵，以減少液壓系統的(de)發熱油箱內安裝的(de)過濾(lv)器，應定期用汽油或(huo)超聲波振(zhen)動清洗。常見故障主要是泵體磨損、裂紋(wen)和機械損傷(shang)此時一(yi)般必須(xu)大修或(huo)更換(huan)零件。 

　　2.氣壓系統 

　　用(yong)于刀具或工件夾緊、安全(quan)防護門開關以(yi)及主軸錐孔吹屑(xie)的氣壓(ya)系統中，分水(shui)濾氣器應(ying)定(ding)時放水(shui)，定(ding)期(qi)清洗，以(yi)保證氣動(dong)元(yuan)(yuan)件中運(yun)動(dong)零件的靈(ling)(ling)敏性(xing)。閥心動(dong)作失(shi)靈(ling)(ling)、空氣泄漏、氣動(dong)元(yuan)(yuan)件損傷及動(dong)作失(shi)靈(ling)(ling)等故障均由潤滑不良(liang)造成，故油霧器應(ying)定(ding)期(qi)清洗。此外(wai)，還應(ying)經常檢查氣動(dong)系統的密(mi)封性(xing)。 

　　3.潤(run)滑系統 

　　包括對機床導軌(gui)、傳(chuan)動齒輪(lun)、滾珠(zhu)絲杠、主軸(zhou)箱等的潤滑(hua)。潤滑(hua)泵內的過濾器需定期清(qing)洗、更換，一般每年應更換一次。 

　　4.冷卻系統 

　　它(ta)對刀具和(he)工件起冷卻(que)和(he)沖(chong)屑作用。冷卻(que)液噴嘴應定(ding)期清洗。 

　　5.排屑裝置 

　　排(pai)屑裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)是具(ju)(ju)有(you)獨立功能的附(fu)件，主要保(bao)證自(zi)動切(qie)削加上順利進行(xing)和減(jian)少數控機(ji)床的發熱。因(yin)此(ci)排(pai)屑裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)應能及時自(zi)動排(pai)屑，其安裝(zhuang)(zhuang)位置(zhi)一般應盡(jin)可(ke)能靠近(jin)刀具(ju)(ju)切(qie)削區(qu)域。 

　　六、結語 

　　數(shu)控機(ji)(ji)床(chuang)是(shi)采(cai)用(yong)計(ji)算機(ji)(ji)控制，機(ji)(ji)電一體(ti)化(hua)的(de)(de)自動化(hua)加工設備，數(shu)控機(ji)(ji)床(chuang)的(de)(de)使(shi)用(yong)是(shi)一項技術(shu)應(ying)用(yong)工程。正(zheng)確預防(fang)和有效維(wei)修是(shi)提高(gao)數(shu)控機(ji)(ji)床(chuang)使(shi)用(yong)效率的(de)(de)基本保(bao)證。對于常(chang)見(jian)的(de)(de)機(ji)(ji)械故障，雖然出現的(de)(de)機(ji)(ji)會不多(duo)，但(dan)絕不容忽視應(ying)綜合(he)分(fen)析和判斷故障根源，盡可能縮(suo)短故障停機(ji)(ji)時間，以利于數(shu)控機(ji)(ji)床(chuang)性能的(de)(de)高(gao)效發(fa)揮。　　 

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