时间：2013-11-29 分类：机械
摘要：随着社会的发展与进步，重视数控机床维修技术具有重要的意义。本文主要探讨数控机床维修技术的有关内容。
关键词 数控 技术 机床 维修 自动化
引言
随着电子技术自动化技术的发展，数控技术的应用越来越广泛，这种以微处理器为基础，以大规模集成电路为标志的数控设备，已在我国批量生产，大量引进和推广应用.它们给机械制造业的发展创造了条件，并带来很大的效益，但同时，由于它们的先进性、复杂性和智能化高的特点，在维修理论，技术和手段上都发生了飞跃的变化，数控维修技术不仅是保障系统正常运行的前提，对数控技术的发展和完善也起到了巨大的推动作用，因此，到目前它已经形成了一门专门的学科。
1、数控系统的构成与特点
1.1数控系统的构成
目前世界上的数控系统种类繁多形式多异，组成结构上都有各自的特点，这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。例如对点位控制系统和连续轨迹控制系统就有截然不同的要求。对于T系统和M系统同样也有很大的区别，前者适用于回转体零件加工，后者适用于异形回转体的零件加工。对于不同的生产厂家来说，基于历史发展因素以及各自因地而异的复杂因索影响，在设计思想上也可能各有千秋。例如，美国Dynapath系统采用小板结构，便于板子更换和灵活结台，而日本FANUC系统则趋向大板结构，使之有利于系统工作的可靠性，促使系统的平均无故障率不断提高。然而无论哪种系统它们的基本原理和构成是十分相似的。一般整个数控系统由三大部分组成，即控制系统、伺服系统和位置测量系统.控制系统按加工工件程序进行插补运算，发出控制指令到伺服驱动系统，伺服系统将控制指令放大，由伺服电机驱动机械按要求运动，测量系统将检测机械的运动位置或速度，并反馈到控制系统，来修正控制指令，这三部分有机结合组成完整的闭环控制数控系统。
控制系统主要由总线、CPU、电源、存贮器。操作面板和显示屏，位控单元，可编程控制器逻辑控制单元，以及数据输入/输出接口等组成.最新一代的数控系统还包括一个通讯单元，它可完成CNC、PLC的内部数据通讯和外部高次网络的连接。伺服驱动系统主要包括伺服驱动装置和电机。位置测量系统主要是采用长光栅或圆光橱的增量式位移编码器。
1.2数控系统的主要特点
(1)可靠性要求高，我们知道，一旦数控系统发生故障，即造成巨大经济损失，因而系统要求有很高的可靠性。
(2)有较高的环境适应能力.因为数控系统一般为工业控制机，其工作环境为车问环境，要求它具有在震动，高温、潮湿以及各种工业干扰的环境条件下工作能力。
(3)接口电路复杂.数控系统要与各种数控设备及外部设备相配套，要随时处理生产过程中的各种情况，适应设备的各种工艺要求，因而接口电路复杂.而且工作频繁。
2、数控机床存在的故障分类
数控机床的故障产生原因一般可以分为机械故障和电气故障两大类，在机床的维修过程中应该首先判断出是机械故障还是电气故障。检查电气系统的功能键是否上正常，程序能否正常运行，是否有运动异常等现象，根据这些检查结果来判断出故障产生的原因。
3、数控机床故障诊断及维修基本方法
在实际工作中种故障诊断办法如下：
3.1常规检查法
目测。目测故障板，仔细检查有无保险丝烧断，元器件烧焦，烟熏，开裂现象，有无异物断路现象。以此可判断板内有无过流、过压、短路等问题。
手摸。用手模并轻摇元器件，尤其是阻容，半导体器件有无松动之感，以此可检查出一些断脚，虚焊等问题。
通电。首先用万用表检查各种电源之间有无断路，如无，即可按人相应的电源，目测有无冒烟，打火等现象，手模元器件有无异常发热，以此可发现一些较为明显的故障，而缩小检修范围。例如：某机床的数控系统和PLC运行正常，但机床的液压系统无法启动，用编程器检查，程序运行正常，各所得信号状态均满足开机条件。进一步检查中发现，PLC信号状态与图纸和设备上的标记不一致，停机拨出电路板检查，发现PLC两块输出板编址不对，与另两块位置搞错，经交换后，机床正常运转。对于发生这个故障的机床所采用的SIMATIC S5一150K可编程控制器，只要编址正确，无论将线路板的位置怎样排列，系统均能正常运转.但相应地执行元件和信号源必须正确地对应。一旦对应错误就会发生故障，甚至毁坏机床。另外，根据用户提供的故障现象，结合自己的现场观察，运用系统工作原理亦可迅速做出正确判断。
3.2仪器测量法
当系统发生故障后.采用常规电工检测仪器、工具，按系统电路图及机床电路因对故障部分的电压，电源，脉冲信号等进行实测判断故障所在。如电源的输入电压超限，引起电源监控可用电压表测网络电压，或用电压测试仪实时监控以排除其它原因。如发生位置控制环故障可用示波器检查测量回路的信号状态，或用示波器观察其信号输出是否缺相，有无干扰。例如.某厂在排除故障中，系统报警，位置环硬件故障，用示波器检查发现有干扰信号，我们在电路中用接电容的方法将其滤掉使系统工作正常。如出现系统无法回基准点的情况，可用示波器检查是否有零标记脉冲，若没有可考虑是测量系统损坏。#p#分页标题#e#
3.3用可编程控制器进行中断状态分析
可编程序控制器发生故障时。其中断原因以中断堆栈的方式记忆。使用编程器可以在系统停止状态下，调出中断堆栈和块堆栈，按其所指示的原因，查明故障所在。在可编程序控制器的维修中这是最常用有效和快速的办法。
3.4接口信号检查
通过用可编程序控制器检查机床控制系统的接口信号，并与接口手册的正确信号相对比，亦可查出相应的故障点。
3.5诊断备件替换法
现代数控系统大都采用模块化设计，按功能不同划分不同模块，随着现代技术的发展，电路的集成规模越来越大技术也越来越复杂，按常规方法，很难把故障定位到一个很小的区域。而一旦系统发生故障，为了缩短停机时间，我们可以根据模块的功能与故障现象，初步判断出可能的故障模块，用诊断备件将其替换，这样可迅速判断出有故障的模块。在没有诊断备件的情况下可以采用现场相同或相容的模块进行替换检查，对于现代数控的维修，越来越多的情况采用这种方法进行诊断，然后用备件替换损坏模块，使系统正常工作。尽最大可能缩短故障停机时间，使用这种方法在操作时注意一定要在停电状态下进行，还要仔细检查线路板的版本，型号，各种标记，跨接是否相同，对于有关的机床数据和电位计的位置应做好记录，拆线时应做好标志。
3.6利用系统的自诊断功能诊断
现代数控系统尤其是全功能数控具有很强的自诊断能力。通过实施时监控系统各部分的工作，及时判断故障，给出报警信息，并做出相应的动作，避免事故发生。然而有时当硬件发生故障时，就无法报警，有的数控系统可通过发光管不同的闪烁频率或不同的组合做出相应的指示，这些指示配合使用就可帮助我们准确地诊断出故障模板的位置。如SINUMERIK 8系统根据MSl00CPU板上四个指示灯和操作面板上的FAUIT灯的亮灭组合就可判断出故障位置。上述诊断方法，在实际应用时并无严格的界限，可能用一种方法就能排除故障，亦可能需要多种方法同时进行。其效果主要取决于对系统原理与结构的理解与掌握的深度，以及维修经验的多少。
3.结束语
随着我国国民经济的快速发展，数控机床在国内应用越来越普遍，数量越来越多，已成为各企业保证产品质量与提高生产效率的关键设备。数控设备是知识和技术密集型机电一体化产品，技术复杂，种类繁多，对管理者、操作者都有较高的要求。就当前情况来看，管理与使用维修不当的问题已影响数控机床的有效利用。数控系统运行的好坏，首先取决于管理者、使用者的文化素质及操作技能，他们必须具备科学的管理方法、熟练的操作技巧及具备判断小故障的起因与排除故障的能力。作为一名设备维修技术人员，就应该不断地学习和掌握新的知识与技术，寻找新的维修诊断的方法和手段，为推动数控系统维修技术的发展做出应有的贡献。
参考文献
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【2】裴炳文.数控系统【M】.北京：机械工业出版社，2002.
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