数控机床及其使用和维修课件.ppt

在线教务辅导网：http:/,教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网,QQ:349134187 或者直接输入下面地址：,http:/,第10章 数控机床维修实例,10.1 概 述10.2 典型FANUC系统数控机床维修方法10.3 典型SIEMENS系统数控机床维修方法10.4 数控机床中几种无报警故障的维修10.5 加工中心掉刀故障分析与处理10.6 数控机床联轴器松动故障排除10.7 机床爬行与振动 10.8 归基准点的故障诊断10.9 数控机床中光电脉冲编码器的维修,返回目录,第10章 数控机床维修实例,10.1 概 述 数控机床越来越广泛，随之而来的是如何保证数控机床的有效利用率，当现故障时，要尽快将数控机床恢复正常使用。为了解决这个问题，首先要求维修人员应该有很高的素质，不但要求具有丰富的专业知识，如机电一体化技术、计算机原理、数控技术、PLC技术、自动控制技术、电动机拖动原理、液压与气动技术等，还要掌握机械加工常识和数控装置的简单编程，另外还要具有一定的英语水平，能够阅读英文技术资料。要有足够的资料，包括机、电、液图纸，机床参数备份，系统使用维修手册，PLC梯形图等。还要有一定量的备件。另外需要维修人员具有一定的经验，掌握一定的维修法。,第10章 数控机床维修实例,10.2 典型FANUC系统数控机床维修方法10.2.1 FANUC 3，6系统例1 如一台使用该系统的数控机床其系统不能工作，显示器屏幕上显示SERVO ALARM：02（VROY OFF ）。 故障原因1：伺服单元没有100V电源 解决办法：1、检查伺服单元3、4接线端子的电压。 2、检查急停开关。,第10章 数控机床维修实例,故障原因2：伺服单元处于报警状态 解决办法：检查伺服单元上的报警灯显示：TGLS：断线报警。 OVC：过载报警。 BRK：无保险的断路器跳开。 HVAL：高电压输入。 LVAL：输入电压太低。 HCAL：过电流报警。 DCAL：充放电回路不良或者加减速频率过高。,第10章 数控机床维修实例,故障原因3：系统已经发出PRDY信号，但系统没有收到VRDY信号 解决办法：1、查看诊断号0023、0056 1）诊断号0023各位的意义如下： 0023#7(*VRDY) 1：不检测速度控制单元准备信号；0：正常。 0023#6(OVL) 1：过载产生SV No1报警； 0：正常。 0023#5(OHM) 1：过热； 0：正常。 0023#2(DALX) 1：该轴编码器产生断线报警； 0：正常。 2）诊断号56各位的意义如下： 0056#1(CMDEN) 1：正常； 0：速度控制电压为OV。 0056#0(PRDY) 1：正常； 0：NC没有输出给速度控制单元。 3）诊断号27各位的意义如下： 0027#3，2，1 (PCX)：X轴位置编码器一转信号。 (PCP)：主轴位置编码器一转信号。 2、检查确认指令线是否有断线。,第10章 数控机床维修实例,故障原因4：主板的位置控制部分出现故障解决办法：1.更换主板。 2 .如有可能，更换主板上的元器件。故障原因5：电源电压解决办法：检查并确认速度控制单元和主板上的电压。,第10章 数控机床维修实例,10.2.2 FANUC POWER MATE系统例2 如一台使用FANUC POWER MATE系统的数控机床其系统不能工作，其PMC出现故障。 解决方法：1）同进按住“X”、“O”，接通电源。 2）此时系统处于接收状态。3）从外部数据输入设备输入PMC程序。4）电源关断，重新开电源。,第10章 数控机床维修实例,5）将系统置于EDIT状态，并将程序保护键打开以及设定画面的PWE置1。6）找到诊断画面。7）按READ，输入PMC参数；另外请检查006号参数：006#1：0：不使用标准梯形图 1：使用标准梯形图 006#0：0：不使用PMC 1：使用PMC,第10章 数控机床维修实例,10.2.3 FANUC O 系统例4 FANUC 0 系统在手动或自动方式下数控机床都不运行。1）诊断G121.4(*ESP信号)是否等于1。 2）诊断G121.7(ERS信号)是否等于0。3）诊断G104.6(RRW信号)是否等于0。4）诊断G122#0，G122#1，G122#2的状态。 G122=*101即JOG状态。 G122=*001即AUTO状态。,第10章 数控机床维修实例,5）到位检查是否在执行，请确认。DGN800（位置偏差）PRM500（到位宽度）。6）检查各个轴互锁信号诊断G128#0#3(ITX，ITY，ITZ，IT4)是否等于0。 7）检查倍率信号G121#0#3（*OV1，*OV2，*OV4，*OV8）。如果PRM03#4（OVRI）=0，当G121=*1111时，倍率为100%。 8）检查JOG倍率信号G104#0#3，即JOV1、JOV2、JOV4、JOV8。当JOV1JOV8=0000时，其倍率为0%。,第10章 数控机床维修实例,10.2.4 FANUC 0I系统1、根据CRT显示的报警信号排除故障 北京机床研究所生产的立式加工中心，其系统是采用日本FANUC 0I系统全功能数控机床。 例6 故障现象，CRT显示0507报警。故障检查与分析：查FANUC 0I系统维修手册，05为紧急停车信号接通，07系速度控制单元报警。从维修手册中，可以看出05报警是由紧急停车造成的，故排除其故障较为容易。如急停开关是否压上，X、Y、Z各轴超程限位是否压合，检查均正常，按清除键，05消失，07报警仍存在，抬起手05又出现。经过分析，认为07报警是关键，由于它异常后，而采用紧急停车来加以保护，从而同时出现05、07报警。对于07报警，维修手册中指出：任意一轴的速度控制单元处于报警条件，或电动机电源线的接触器断路。产生该报警，可考虑以下原因：,第10章 数控机床维修实例,电动机过载。速度控制的电源变压器过热。速度控制电源变压器的电源保险丝断。速度控制单元的保险丝断。在控制部分电源输入支架上，接线座的ZMGIN和2点间的触点开路。在控制部分电源输入支架上，交流100V保险丝（F5）断。连接速度控制单元与控制部分之间的信号电缆断开，或者从插头中脱落。由于其他伺服机构报警，电动机电源线上的接触器（MCC）断开,第10章 数控机床维修实例,例7 故障现象，主轴不能定向，红灯08报警。 查机床维修手册，08报警为主轴定位故障，根据手册要求，打开机床电源柜，在交流主轴控制线路板上，找到7个发光二极管（6绿1红），这7个指示灯（从左到右）分别表示定向指令。低速档。磁道峰值检测。减速指令。精定位。定位完成。试验方式（为绿，红）。,第10章 数控机床维修实例,例8 故障现象：开电源，开NC电源各轴回零后，当主轴执行M03起动时，产生01报警。故障检查与分析：查维修手册，01报警为主轴系统内的故障，可由主轴伺服装置内的指示灯指示内容。检查交流主轴伺服装置内的指示灯为8421中的4号灯亮，4号灯亮指示内容为交流耦合电路的F1、F2、F3熔断，而4号故障又分为以下四种情况：交流电源阻抗过高。功率晶体管烧毁。二极管或可控硅组件烧坏。浪涌吸收器和电容损坏,第10章 数控机床维修实例,例9 故障现象：正常加工执行程序，当执行换刀动作M06 时，刀套下，主轴不定向，不换刀，主轴又按下把刀的程序继续加工，无报警 执行换刀指令M06动作顺序为:主轴定向，刀套下，75转出，手臂下，180回转换刀手臂上75转回刀套上180油缸复位发出FIN指令执行下段程序。结合故障分析，检查PC输出板，执行换刀动作的元器件，当检查到G3时，发现异常。正常时，G3在换刀时，其管脚2为高电平，3为高电平，24V送不出，而执行换刀动作，当换刀完毕后，管脚2变为低电平，而使24V电压送出，发出FIN，即MT信号执行完毕，管脚2现在无论为高电平或低电平，FIN信号发出，均有24V输出，MT信号执行完毕送出，从而NC执行下段程序。其刀具尚未交换，易发生撞件的可能,第10章 数控机床维修实例,2FANUC 0I系统故障分析与处理方法 当系统电源打开后，如果电源正常，数控系统则会进入系统版本号显示画面（见图10-1所示），系统开始进行初始化。如果系统出现硬件故障，显示屏上会出现900973号报警提示用户。下面介绍出现系统报警时的原因和处理方理方法。,第10章 数控机床维修实例,图10-1 数控系统版本号显示画面,第10章 数控机床维修实例,1）900号报警（ROM奇偶校验错误）。此报警表示发生了ROM奇偶错误。 要点分析：系统中的FROM在系统初始化过程中都要进行奇偶校验。当校验出错时，则发生FROM奇偶性报警，并指出不良的FROM文件。 原因和处理：主板上的FROM与SRAM模块或者主板不良。 （2）910911报警（DRAM奇偶校验错误）。此报警是DRAM（动态RAM）的奇偶错误。 要点分析：在FANUC 0I数控系统中，DRAM的数据在读写过程中，具有奇偶校验检,第10章 数控机床维修实例,第10章 数控机床维修实例,原因和处理： 1）SRAM中存储的数据不良。2）存储器全清后，奇偶报警仍不消失时，认为是SRAM不良。 3）更换了FROM与SRAM模块或存储器与主轴模块还不能清除奇偶报警时，请更换主板。（更换后，对存储器进行一次全清）。 4）存储器用的电池电压不足时。当电压降到2.6V以下时出现电池报警（额定值为3.0V）。,第10章 数控机床维修实例,（4）920报警（监控电路或RAM奇偶校验错误）。 920：第1/2轴的监控电路报警或伺服控制电路中RAM发生奇偶错误。 921：第3/4轴，同上。 要点分析：监控定时器报警。将监视CPU运行的定时器称为监控定时器，每经过一固定时间，CPU将定时器的时间进行一次复位。当CPU或外围电路发生异常时，定时器不能复位，则出现报警。 RAM奇偶错误。当检测出伺服电路的RAM奇偶错误时，发生此报警。,第10章 数控机床维修实例,10.3 典型SIEMENS系统数控机床维修方法 在国内进口数控系统中，SIEMENS系统仅次于FANUC，约占25%，列第二位。下面就西门子的SIEMENS 802D数控系统因人为误操作造成的软故障的现象，展开分析讨论并给出相关的解决方案。,第10章 数控机床维修实例,10.3.1 误操控故障例10 主轴无法启动。 故障现象：手动方式或自动方式下主轴不转。 分析与处理：检查主轴修调有效，S转速数值可以改变，但按正、反转起动键无效。重开总使能，再按下“主轴使能开”键钮，主轴开始转动。,第10章 数控机床维修实例,由于SIEMENS 802D上电进入系统后需要先开启总使能，再按“主轴使能开”才能启动主轴，而系统的 “主轴使能开”和“主轴使能关”两键没有标示，造成以上现象。有时按复位键解除某些故障或报警后，也会影响总使能和主轴使能，需要重新打开一次。自动加工方式，对于主轴带变频调速的机床，M03后必须指定转速S值，主轴才开动，这点应引起编程者注意。,第10章 数控机床维修实例,10.3.2 工作状态 例11 故障现象：开机进入系统并解除报警，按下“总使能”键后，在“手动REF”（回零）方式按+Z、+X、+Y键均不能启动回零动作（有“复位”二字）；手动方式按 “主轴使能开”后，开主轴不转；手动X、Y、Z向移动工作台和主轴均不动作，屏幕出现“等待：缺少轴使能”字样。 故障分析：复位系统，重起“总使能”；开电器柜检查各轴驱动保险，KA继电器等硬件均正常。后来才发现，系统竟然被人误设置成“程序测试”状态。,第10章 数控机床维修实例,10.3.3 单位设置问题例12 故障现象：据操作者反映，调程序加工时按下“循环起动”键，不能运行。光标停在程序N102行，提示错误信息：“010720 通道1程序段N102轴Y1软件限位开关”。N100 G54 G90N102 M3 S1000N104 G0 X54.9 Y-49.9N106 Z29.3 ,第10章 数控机床维修实例,分析与处理：其他方式都正常，工作状态也非“程序测试”。加工程序是运行过合格的，并未被人删改。经过反复分析检查，核对用户坐标系G54时发现：X、Y的值及刀具半径单位都变成了英寸。换算可知：Y方向49.9 in=49.925.4 = 1267.46 mm，远远超过工作台宽度。,第10章 数控机床维修实例,10.3.4 刀偏设定 例13 故障现象：自动存入的G54数值与实际值有偏差。 分析与处理：S802D系统测量工件零点后，选坐标轴按“计算”键，可以自动存入G54。显示X轴和Y轴的数值，以及刀具偏置表中X、Y值始终与机床实际移动距离有偏差，但Z值相同。查基本坐标已清零。调出刀具表，第一把刀具（默认）半径不是0，被人改成3.696正好等于G54 X、Y与测量坐标的差值。由于CAM自动编程多采取计算机补偿，加工前应当查对刀具半径是否设为零。拟改刀具半径出现“无存取权限”的警告，按组合键Alt+N，输入密码，将当前刀偏置零，G54也能正常输入了。另外，修改参数后最好存储数据一次。,第10章 数控机床维修实例,10.3.5 后处理与通讯传输问题SIEMENS数控系统NC程序的格式比较特殊，程序代码的开始要添加一个文件头：%_N_WORK001_MPF ; $PATH =/_N_MPF_DIR 程序中也不能直接用R指定圆弧插补的半径，给自动编程的后处理带来诸多不便。加工传输和运行前，系统提示无效文件或非法G代码，往往是程序格式问题。许多软故障与此有关。,第10章 数控机床维修实例,例14 故障现象：进行边传边做的加工，将整理好的程序用通讯软件传入系统，刚运行就发现刀具的下刀位置明显过低，急暂停。 检查与分析：核对源文件的格式，正确。检查CNC装置与计算机通讯的硬件连接和参数设置，都没问题。用单步执行检查发现：原代码开头并无直接下刀的Z-10语句，甚至Z-1.0也没有。又怀疑载体软盘介质有错，换盘重拷贝再传，系统毫无接收外部程序的反应。按“循环起动”单步执行才发现，机床执行的是默认的内部同名程序（开头有G0 Z-10 语句），显然A盘程序并没有真正传过来。原来，加工程序放在软盘中受读取速度慢影响，不能进行边传边做。,第10章 数控机床维修实例,解决方法：删掉系统内的同名文件，将A盘文件拷至主机F: SIEMENSNC目录内，重新传输成功，PC屏幕上程序行快速上移，传完有响铃提示。CNC装置出现加工程序名0001.REF和首行。,第10章 数控机床维修实例,10.3.6 电源接通后无基本画面显示1）电路板03840号板上无监控灯显示。2） 03840号电路板上监控灯亮。 监控灯闪烁。 监控灯左灭右亮。 监控灯常亮。,第10章 数控机床维修实例,10.3.7 CRT上显示混乱1）保持电池（锂电池）电压太低，这时一般能显示出711号报警。2）由于电源板或存储器板曾被拔出，从而造成存储区混乱。这是一种软故障，只要将CNC内部程序清除并重新输入即可排除故障。3）电源板或存储器板上的硬件故障造成程序显示混乱。 4） 若CRT上显示513号报警，则表示存储器的容量不够。,第10章 数控机床维修实例,10.3.8 在自动方式下程序不能起动1）如此时产生351号报警，表示CNC装置起动之后，未进行机床回基准点的操作。2）系统处于自动保持状态。 3）禁止循环起动。检查PLC与NC间的接口信号Q64.3。,第10章 数控机床维修实例,10.3.9 进给轴运动故障（1）进给轴不能运动 造成此故障的原因有：1）操作方式不对。2）从PLC传至NC的信号不正常。3）位控板有故障（如03350，03325，03315板有故障）。4）发生22号报警，它表示位置环未准备好。5）测量系统有故障。如产生108，118，128，138号报警，这是测量传感器太脏引起的。如产生104，114，124，134报警，则位置环有硬件故障。6）运动轴处于软件限位状态。只要将机床轴往相反方向运动即可解除。7）当发生101，111，121，131号报警时，表示机床处于机械夹紧状态。,第10章 数控机床维修实例,（2）进给轴运动不连续。 （3）进给轴颤动。 1）进给驱动单元的速度环和电流环参数没有进行最佳化或交流电动机缺相或测速元件损坏，均可引起进给轴颤动。2）CNC装置的位控板有故障。3）机构磨擦力太大。4）数控机床数据有误，有关机床数据的正确设定如下。（4）进给轴失控。 1）如有101，111，121，131号报警请对夹紧进行检查。2）如有102，112，122，132号报警，则说明指令值太高。3）进给驱动单元有故障。4）数控机床数据设定错误，造成位置控制环路为正反馈。5）CNC装置输至驱动单元的指令线极性错误。（5）103133号报警。这是轮廓监控报警。速度环参数没有最佳化或者KV系数太大。（6）105135号报警。位置漂移太大引起的。漂移量超过500mv，检查漂移补偿参数N230N233。,第10章 数控机床维修实例,10.3.10 关于SIEMENS变频器的常见故障分析和处理例15 重庆某水泥厂回转窑驱动用的一台MM440-200kW变频器，由于负载惯量较大，启动转距大，设备起动时频率只能上升到5Hz左右就再也上不去，并且报警F0001。当时考虑认为：作为变频器本身是没有问题的，问题是客户参数设置不当，用矢量控制方式，再正确设定电动机的参数/模型就可以解决问题。又过了两天变频器已经坏了，故障现象是上电显示-。经现场检查分析，这种故障是因为主控板出问题造成的，因为用户在安装的过程中没有严格遵循EMC规范，强弱电没有分开布线、接地不良并且没有使用屏蔽线，致使主控板的I/O口被烧毁。SFAE的工程师去现场维修，更换了一块主控板问题解决了。,第10章 数控机床维修实例,5）上电后显示正常，一运行即显示过流。F0001(MM4)F002(MM3)即使空载也一样，一般这种现象说明IGBT模块损坏或驱动板有问题，需更换IGBT模块并仔细检查驱动部分后才能再次上电，不然可能因为驱动板的问题造成IGBT模块再次损坏。这种问题的出现，一般是因为变频器多次过载或电源电压波动较大（特别是偏低），使得变频器脉动电流过大，主控板CPU来不及反映并采取保护措施所造成的。 还有一些特殊故障（不常见但有一些普遍意义，可以举一反三，例如:,第10章 数控机床维修实例,6）有一台变频器（MM3-30kW），在使用的过程中经常“无故”停机。再次开机可能又是正常的。经过较长时间的观察，发现上电后主接触器吸合不正常，有时会掉电，乱跳。查故障原因，结果发现是因为开关电源出来到接触器线包的一路电源的滤波电容漏电造成电压偏低，这时如果供电电源电压偏高还问题不大，如果供电电压偏低就会致使接触器吸合不正常造成无故停机。,第10章 数控机床维修实例,7）还有一台变频器(MM4-22kW)，上电显示正常，一给运行信号就出现P-或-，经过仔细观察，发现风扇的转速有些不正常，把风扇拔掉又显示F0030，在维修的过程中有时报警较乱，还出现过F0021F0001A0501等。先给了运行信号然后再把风扇接上去就不出现P-，但是，接上一个风扇时，风扇的转速是正常的，输出三相也正常，第二个风扇再接上时风扇的转速明显不正常。通过分析问题在电源板上。结果是开关电源出来的一路供电滤波电容漏电造成的，换上一个同样的电容问题就解决了。,第10章 数控机床维修实例,8）在某钢铁厂有一台75kW的MM440变频器，安装好以后开始时运行正常，半个多小时后电动机停转，变频器的运转信号并没有丢失却仍在保持，面板显示A0922报警信息（变频器没有负载），测量变频器三相输出端无电压输出。将变频器手动停止，再次运行又回复正常。正常时面板显示的输出电流是4060A。二十分钟后又出现同样的故障，面板显示的输出电流只有0.6A左右。经分析判断是驱动板上的电流检测单元出了问题，更换驱动板后故障排除 。,第10章 数控机床维修实例,10.4 数控机床中几种无报警故障的维修 数控机床的控制系统中通常都有故障自诊断功能，发生故障时一段都有报警信息显示，根据机床所使用的控制系统不同，提供的报警内容多少不一，但按说明书中的故障处理方法检查，大多数的故障都能找到解决方法。 数控机床在实际使用中也有些故障既无报警，现象也不明显，对这种情况，处理起来就不像有据可查的那样简单了。,第10章 数控机床维修实例,例16中捷THY5640立式加工中心。 在工作中发现主轴转速在500rmin-1以下时主轴及变速箱等处有异常声音，观察电动机的功率表发现电动机的输出功率不稳定，指针摆动很大。但使用1200 rmin-1以上时异常声音又消失。开机后，在无旋转指令情况下，电动机的功率表会自行摆动，同时电动机漂移自行转动，正常运转后制动时间过长，机床无报警。,第10章 数控机床维修实例,但给1201rmin-1指令时异常声音又消失。通过对主轴部分进行分析，原来低速时给定的450 rmin-1指令和高速时的4500rmin-1指令对电动机来说是同一转速，只是低速时通过齿轮进行了减速，所以故障在电动机部分基本上可以确定。经分析，异常声音可能是轴承不良引起。将电动机拆卸进行检查，发现轴承已坏，在高速时轴承被卡造成负载增大使功率表摆动不定，出现偏转。而在停止后电动机漂移和制动过慢，经检查是编码器的光盘划破，更换轴承和编码器后所有故障全部排除。 该故障主要是主轴旋转时有异常声音，因此在排除时应查清声源，再进行检查。有异常声音常为机械上相擦，卡阻和轴承损坏。,第10章 数控机床维修实例,例18数控车床在使用中出现手动移动正常，自动回零时移动一段距离后不动，重开手动移动又正常。 该数控车床使用经济型数控系统，步进电动机，手动移动时由于速度稍慢移动正常，自动回零时快速移动距离较长，出现机械卡住现象。根据故障进行分析，主要是机械原因，经询问，得知该机床加工尺寸不准，更换电动机出现同样故障，经仔细检查是由变速箱中的齿轮间隙太小引起，重新调整后正常。在修理中如不加注意经常会发生，因此在工作中应引起重视，避免这种现象的发生。,第10章 数控机床维修实例,例19开机后数控机床屏幕无显示。 对这种故障的排除首先是使屏幕正常工作。有时是显示部分的原因。但多数情况下是所种故障并存。 泰纳DM4800立式加工中心，开机后屏幕无显示。 该加工中心使用三棱M300系统，造成屏幕无显示的原因有很多，通过对故障进行了检查，确认是因主板故障造成，因此进行了更换。由于主板更换后参数需要重新设置，按系统参数设置步骤，对照机床附带的参数表进行设置调整后机床正常。屏幕上无显示的故障原因很多，首先必须找出原因排除，如还有其他故障，根据机床的报警和其他故障信息作出处理。,第10章 数控机床维修实例,例20在数控设备中，出现无报警故障最多的是机床误差或尺寸不准。 误差故障的现象较多，在各种设备上出现时的表现不一。如数控车床在直径方向出现时大时小的现象较多。在加工中心上垂直轴出现误差的情况较多，常见的是尺寸向下逐渐增大，但也有尺寸向上增大的现象，在水平轴上也经常会有一些较小误差的故障出现，有些经常变化，时好时坏使零件的尺寸难以控制。 造成数控机床中误差故障但又无报警显示，主要有以下几种情况： 1）机床的数控系统较简单，在系统中对误差没有设置检测，因此在机床出现故障时不能有报警显示。 2）机床中出现的误差情况不在设计时预测的范围内，因此当出现误差时检测不到，由于大多数的数控机床使用的是半闭环系统，因此不能检测到机床的实际位置。,第10章 数控机床维修实例,3）丝杠与电动机的联轴器结构对故障发生的频率和可能性不同，出现故障后现象也不同，有些尺寸只会向负方向增加，但有些正负方向变化的可能性都会发生，根据修理中的各种情况，得出这样的结论：联轴器中间采用弹性连接的基本上是负向增加的多，而中间使用键连接的两种故障均会发生。 4）机床的电气系统中回零方式设置不当，回零点不能保证一致，这种故障出现的误差一般较小。除了一般的因减速开关不良造成故障外，回零时的减速距离太短也会使零点偏离。在有些系统中的监控页面中有“删格量”一项，记录并经常核对可及时发现问题。 数控机床中的无报警故障大都是一些较难处理的故障。在这些故障中，以机械原因引起的较多，其次是一些综合因素引起的故障，对这些故障的修理一般具有一定的难度，特别是对故障的现象判断尤其重要。在数控机床的修理中，对这方面故障的判断经验只有在实践中进行摸索，不断总结，不断提高，以适应现代工业新型设备维修的需要。,第10章 数控机床维修实例,10.5 加工中心掉刀故障分析与处理 目前，加工中心的自动换刀装置（ATC）有两种常用类型的换刀方式，一是刀具从刀库中直接由主轴交换；二是依靠机械手完成主轴与刀库上刀具的交换。第一种换刀方式适用于小型加工中心，刀库较小，刀具较少，换刀动作简单，出现掉刀等故障时容易发现并能及时排除。第二种换刀方式，从结构上和动作上看均属于比较复杂的一种。以Vcenter-80型加工中心为例分析掉刀故障现象并加以处理。,第10章 数控机床维修实例,1加工中心换刀动作分析 从PLC梯形图来看此机床换刀程序达900多步，很难读懂其工作原理。在此，略去ATC数据交换、传递、存储及刀号存储等内容，将换刀动作简述如下：CNC换刀指令（M06）刀套下降下降到位机械手转动转动减速转动到位（X4.7）主轴刀松开松开到位机械手转动转动减速转动到位主轴刀夹紧夹紧到位（X2.5）机械手逆转机械原位，换刀完成。其中，机械手的快、慢速由变频器实现，电动机转动时带动机械凸轮传动实现机械手的上升、下降。 2掉刀故障 掉刀故障现象出现时间较长，一开始，偶尔出现一次，一个月一次，甚至两三个月一次，以为是偶然因素引起的，没有引起足够的重视，慢慢地一周出现一次，甚至两次，同时伴随着主轴上的刀装不到位的情况。后来慢慢地演变为一个班次多次出现故障，,第10章 数控机床维修实例,3故障分析与处理 1）检查机械手执行ATC换刀故障排除步骤，将机械手停止在垂直极限位置。检查机械手手臂上的两个卡爪及支持卡爪的弹簧等附件，均没有发现问题，说明机械手夹持刀具紧固，在机械手转动情况下不会出现掉刀现象。 2）检查刀具夹持情况。根据刀具有主轴上装不位的现象分析，可能是主轴内孔中碟簧不能对刀具夹持紧固，从而出现刀装不到位，甚至装不上而掉刀现象。拆开主轴内部，发现有几处对碟簧已碎。于是更换了全部碟簧。试车时没有出现任何问题。运行一个班次后又出现掉刀现象。 3）检查换刀程序针对本故障仅出现在换刀动作过程中，与其他动作无关，编辑一个自动换刀程序反复执行，并运行此程序，以期找到掉刀的真正原因。编辑自动换刀程序如下：,第10章 数控机床维修实例,10.6 数控机床联轴器松动故障排除 联轴器按结构可分为刚性联轴器和挠性联轴器两种形式，可按其结构分别加以处理。 1刚性联轴器 解决的方法有两种： 1）采用特制的小头带螺纹的圆锥销，用螺母加弹性垫圈锁紧，防止圆锥销因快速转换而引起的松动。 2）采用两只一大一小的弹性销取代圆锥销连接 2挠性联接器,第10章 数控机床维修实例,10.7 机床爬行与振动 在数控机床中有很多明显的不正常现象，但在有些经济型数控系统中，却没有报警，即使有时出现报警，报警的信息也不是不正常现象所对应的报警内容。机床出现爬行与振动就是一个明显的例子。机床以低速运行时，机床工作台是蠕动着向前运动；机床要以高速运行时，就会出现震动。,第10章 数控机床维修实例,10.8 归基准点的故障诊断 机床的基准点就是机床坐标轴移动到一个预先指定好的准确位置，该位置的坐标值，置于该坐标实际位置计数器中去。基准点的坐标值可以任意设定。但应以编写零件程序方便，人们习惯且容易记忆为准则，当然取整数为最好。另外从省工时角度出发设置，例如TC系列加工中心X轴基准点安排在一个托盘更换位置。,第10章 数控机床维修实例,回归基准点有两种常见的方法，即栅格法和磁开关法。下面仅介绍栅格法。选择JOG方式，旋转到ZRN接通（与+24V接通），机床运动部件以快速移动，并按动JOGFEED按钮，使机床运动部件朝着基准点方向运动。通过碰撞减速开关，作为返回参考点的减速信号（DECX，DECY，DECZ，DEC4之一），使返回运动减速。在减速后，运动部件以一恒定低速运动，当减速限制开关返回原位置时，运动部件的其他部分再一次碰上它之后，再出现一个电的栅格点时，运动停止，同时INC发出参考返回完成信号ZPX、ZPY、ZPZ或ZP4。,第10章 数控机床维修实例,归基准点操作可能出现下列故障：l）无自动方向识别方式或有自动识别方式坐标轴在执行归基准点时，没有减速过程，一直等碰到位置极限开关停机，从而造成归基准点操作失效。该故障原因可能是归基准点减速开关失效，运行中基准点标记指定的归基准点脉冲不起作用。2）归基准点过程有减速，但以关断速度移动（或改变方向移动）直到触及限位开关而停机，没有找到基准点，归基准点操作失败。,第10章 数控机床维修实例,10.9 数控机床中光电脉冲编码器的维修 1故障分类 1）光电编码器本身故障。是指光电编码器本身元器件出现故障，导致其不能产生和输出正确的波形。这种情况下需更换光电编码器或维修其内部器件。 2）光电编码器连接电缆故障。这种故障出现的几率最高，维修中经常遇到，应优先考虑。通常表现为光电编码器电缆断路、短路或接触不良，这时需更换电缆或接头。还应特别注意是否由于电缆固定不紧，造成松动引起开焊或断路，这时需卡紧电缆。,第10章 数控机床维修实例,3）光电编码器+5V电压下降。4）绝对式编码器电池电压下降。5）光电编码器电缆屏蔽线未接或脱落。6）光电编码器安装松动。7）光栅污染。,第10章 数控机床维修实例,例21故障现象：加工中心DHK40主轴定向时一直低速旋转。故障分析和处理：这种故障显然是机床接收不到零标志信号，即一转信号。打开机床侧盖，拆下脉冲编码器，发现脉冲编码器底部有一层粉末。完全拆开编码器后发现圆光栅上的条纹已全部被磨光，当然发不出信号。更换新编码器后，一切正常。此时需修改主轴准停时停止位置偏移量参数，使定向位置与更换前相同。,第10章 数控机床维修实例,例22故障现象：日本樱井专机开机后出现 123（绝对脉冲编码器）电压低的故障。故障分析和处理：该机床已闲置5年，采用FANUC 16系统，电池应该失效。更换4节1号碱性干电池后，机床又显示请求回参考点故障。综上所述，脉冲编码器故障总体而言可分为编码器本身故障和外围输入、输出故障，明确这两点许多问题就清晰了。,第10章 数控机床维修实例,复 习 思 考 题1SIEMENS变频器的常见故障分析和处理方法。2FANUC-0I系统故障分析与处理方法。3试举例说明数控机床无显示故障的排除方法。,主编：,撰稿教师：（以姓氏为序）,制作：,责任编辑：,电子编辑：,谢谢观看！,