數(shù)控機床電氣系統(tǒng)裝調(diào)與維修技術(shù)模塊一數(shù)控機床電氣維修基礎(chǔ)數(shù)控機床電氣故障特點任務(wù)6技能目標(biāo)：

（1）能區(qū)分常見的故障；

（2）可以按照維修步驟分析故障問題；

（3）能完成數(shù)控機床常用參數(shù)的設(shè)置及相關(guān)應(yīng)用；知識目標(biāo)：

（1）常見故障及其分析方法；

（2）故障維修的一般步驟；

（3）數(shù)控機床常用參數(shù)的設(shè)置；素養(yǎng)目標(biāo)：

（1）鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的能力；

（2）提升學(xué)生動手操作的水平；學(xué)習(xí)目標(biāo)按故障發(fā)生的部位分類（1）主機故障數(shù)控機床的主機通常指組成數(shù)控機床的機械、潤滑、冷卻、排屑、液壓、氣動與防護(hù)等部分。主機常見的故障主要有：①因機械部件安裝、調(diào)試、操作使用不當(dāng)?shù)仍蛞鸬臋C械傳動故障。②因?qū)к?、主軸等運動部件的干涉、摩擦過大等原因引起的故障。③因機械零件的損壞、聯(lián)結(jié)不良等原因引起的故障等等。（2）電氣控制系統(tǒng)故障從所使用的元器件類型上，根據(jù)通常習(xí)慣，電氣控制系統(tǒng)故障通常分為“弱電”故障和“強電”故障兩大類。知識儲備：一、常見故障及其分類

2.按故障的性質(zhì)分類（1）確定性故障確定性故障是指控制系統(tǒng)主機中的硬件損壞或只要滿足一定的條件，數(shù)控機床必然會發(fā)生的故障。（2）隨機性故障隨機性故障是指數(shù)控機床在工作過程中偶然發(fā)生的故障。知識儲備：一、常見故障及其分類3.按故障的指示形式分類（1）有報警顯示的故障數(shù)控機床的故障顯示可分為指示燈顯示與顯示器顯示兩種情況：①指示燈顯示報警指示燈顯示報警是指通過控制系統(tǒng)各單元上的狀態(tài)指示燈（一般由LED發(fā)光管或小型指示燈組成）顯示的報警。②顯示器顯示報警顯示器顯示報警是指可以通過CNC顯示器顯示出報警號和報警信息的報警。（2）無報警顯示的故障這類故障發(fā)生時，機床與系統(tǒng)均無報警顯示，其分析診斷難度通常較大。知識儲備：一、常見故障及其分類

知識儲備：一、常見故障及其分類4按故障產(chǎn)生的原因分類（1）數(shù)控機床自身故障這類故障的發(fā)生是由于數(shù)控機床自身的原因所引起的，與外部使用環(huán)境條件無關(guān)。（2）數(shù)控機床外部故障這類故障是由于外部原因所造成的。

故障分析是進(jìn)行數(shù)控機床維修的第一步，通過故障分析，一方面可以迅速查明故障原因排除故障：同時也可以起到預(yù)防故障的發(fā)生與擴大的作用。1．常規(guī)分析法常規(guī)分析法是對數(shù)控機床的機、電、液等部分進(jìn)行的常規(guī)檢查，以此來判斷故障發(fā)生原因的一種方法。在數(shù)控機床上常規(guī)分析法通常包括以下內(nèi)容：（1）檢查電源的規(guī)格（包括電壓、頻率、相序、容量等）是否符合要求。二、故障分析的基本方法（2）檢查CNC伺服驅(qū)動、主軸驅(qū)動、電動機、輸入／輸出信號的連接是否正確、可靠。（3）檢查CNC伺服驅(qū)動等裝置內(nèi)的印刷電路板是否安裝牢固，接插部位是否有松動。（4）檢查CNC伺服驅(qū)動、主軸驅(qū)動等部分的設(shè)定端、電位器的設(shè)定、調(diào)整是否正確。（5）檢查液壓、氣動、潤滑部件的油壓、氣壓等是否符合機床要求。（6）檢查電器元件、機械部件是否有明顯的損壞等等。二、故障分析的基本方法2．動作分析法動作分析法是通過觀察、監(jiān)視機床實際動作，判定動作不良部位并由此來追溯故障根源的一種方法。3．狀態(tài)分析法狀態(tài)分析法是通過監(jiān)測執(zhí)行元件的工作狀態(tài)，判定故障原因的一種方法，這一方法在數(shù)控機床維修過程中使用最廣。二、故障分析的基本方法4．操作、編程分析法操作、編程分析法是通過某些特殊的操作或編制專門的測試程序段，確認(rèn)故障原因的一種方法。5．系統(tǒng)自診斷法數(shù)控系統(tǒng)的自診斷是利用系統(tǒng)內(nèi)部自診斷程序或?qū)Ｓ玫脑\斷軟件，對系統(tǒng)內(nèi)部的關(guān)鍵硬件以及系統(tǒng)的控制軟件進(jìn)行自我診斷、測試的診斷方法。二、故障分析的基本方法1．開機自診斷所謂開機自診斷是指數(shù)控系統(tǒng)通電時，由系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序自動執(zhí)行的診斷，它類似于計算機的開機診斷。2．在線監(jiān)控在線監(jiān)控可以分為CNC內(nèi)部程序監(jiān)控與通過外部設(shè)備監(jiān)控兩種形式。CNC內(nèi)部程序監(jiān)控是通過系統(tǒng)內(nèi)部程序，對各部分狀態(tài)進(jìn)行自動診斷、檢查和監(jiān)視的一種方法。三、CNC的故障自診斷數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部程序監(jiān)控包括接口信號顯示、內(nèi)部狀態(tài)顯示和故障顯示三方面。（1）接口信號顯示它可以顯示CNC和PLC、CNC和機床之間的全部接口信號的現(xiàn)行狀態(tài)。（2）內(nèi)部狀態(tài)顯示一般來說利用內(nèi)部狀態(tài)顯示功能，可以顯示以下幾方面的內(nèi)容：三、CNC的故障自診斷①造成循環(huán)指令（加工程序）不執(zhí)行的外部原因。②復(fù)位狀態(tài)顯示，指示系統(tǒng)是否處于“急停”狀態(tài)或是“外部復(fù)位”信號接通狀態(tài)。③TH報警狀態(tài)顯示。它可以顯示出報警時的紙帶錯誤孔的位置。④存儲器內(nèi)容以及磁泡存儲器異常狀態(tài)的顯示。⑤位置跟隨誤差的顯示。⑥伺服驅(qū)動部分的控制信息顯示。⑦編碼器、光柵等位置測量元件的輸入脈沖顯示等等。（3）故障信息顯示在數(shù)控系統(tǒng)中，故障信息一般以“報警顯示”的形式在CRT進(jìn)行顯示。三、CNC的故障自診斷3．脫機測試脫機測試亦稱“離線診斷”，它是將數(shù)控系統(tǒng)與機床脫離后，對數(shù)控系統(tǒng)本身進(jìn)行的測試與檢查。三、CNC的故障自診斷1．故障記錄數(shù)控機床發(fā)生故障時，操作人員應(yīng)首先停止機床，保護(hù)現(xiàn)場，然后對故障進(jìn)行盡可能詳細(xì)的記錄，并及時通知維修人員。（1）故障發(fā)生時的情況記錄①發(fā)生故障的機床型號，采用的控制系統(tǒng)型號，系統(tǒng)的軟件版本號。②故障的現(xiàn)象，發(fā)生故障的部位，以及發(fā)生故障時機床與控制系統(tǒng)的現(xiàn)象，如：是否有異常聲音、煙、味等。四、維修的基本步驟③發(fā)生故障時系統(tǒng)所處的操作方式，如：AUTO（自動方式）、MDI（手動數(shù)據(jù)輸入方式）、EDIT（編輯）、HANDLE（手輪方式）、JOG（手動方式）等。④若故障在自動方式下發(fā)生，則應(yīng)記錄發(fā)生故障時的加工程序號，出現(xiàn)故障的程序段號，加工時采用的刀具號等。⑤若發(fā)生加工精度超差或輪廓誤差過大等故障，應(yīng)記錄被加工工件號，并保留不合格工件。四、維修的基本步驟⑥在發(fā)生故障時，若系統(tǒng)有報警顯示，則記錄系統(tǒng)的報警顯示情況與報警號。⑦記錄發(fā)生故障時，各坐標(biāo)軸的位置跟隨誤差的值。⑧記錄發(fā)生故障時，各坐標(biāo)軸的移動速度、移動方向、主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向等等。四、維修的基本步驟（2）故障發(fā)生的頻繁程度記錄①故障發(fā)生的時例與周期②故障發(fā)生時的環(huán)境情況③若為加工零件時發(fā)生的故障，則應(yīng)記錄加工同類工件時發(fā)生故障的概率情況。④檢查故障是否與“進(jìn)給速度”、“換刀方式”或是“螺紋切削”等特殊動作有關(guān)。四、維修的基本步驟（3）故障的規(guī)律性記錄①在不危及人身安全和設(shè)備安全的情況下，是否可以重演故障現(xiàn)象？②檢查故障是否與機床的外界因素有關(guān)？③如果故障是在執(zhí)行某固定程序段時出現(xiàn)，可利用MDI方式單獨執(zhí)行該程序段，檢查是否還存在同樣故障？④若機床故障與機床動作有關(guān)，在可能的情況下，應(yīng)檢查在手動情況下執(zhí)行該動作，是否也有同樣的故障？⑤機床是否發(fā)生過同樣的故障？周圍的數(shù)控機床是否也發(fā)生同一故障等等。四、維修的基本步驟（4）故障時的外界條件記錄①發(fā)生故障時的周圍環(huán)境溫度是否超過允許溫度？是否有局部的高溫存在？②故障發(fā)生時，周圍是否有強烈的振動源存在？③故障發(fā)生時，系統(tǒng)是否受到陽光的直射？④檢查故障發(fā)生時電氣柜內(nèi)是否有切削液、潤滑油、水的進(jìn)入？四、維修的基本步驟（4）故障時的外界條件記錄⑤故障發(fā)生時，輸入電壓是否超過了系統(tǒng)允許的波動范圍？⑥故障發(fā)生時，車間內(nèi)或線路上是否有使用大電流的裝置正在進(jìn)行起、制動？⑦故障發(fā)生時，機床附近是否存在吊車、高頻機械、焊接機或電加工機床等強電磁干擾源？⑧故障發(fā)生時，附近是否正在安裝成修理、調(diào)試機床？是否正在修理、調(diào)試電氣和數(shù)控裝置？四、維修的基本步驟2．維修前的檢查（1）機床的工作狀況檢查①機床的調(diào)整狀況如何？機床工作條件是否符合要求？②加工時所使用的刀具是否符合要求？切削參數(shù)選擇是否合理、正確？③自動換刀時，坐標(biāo)軸是否到達(dá)了換刀位置？程序中是否設(shè)置了刀具偏移量④系統(tǒng)的刀具補償量等參數(shù)設(shè)定是否正確？四、維修的基本步驟2．維修前的檢查（1）機床的工作狀況檢查⑤系統(tǒng)的坐標(biāo)軸的間隙補償量是否正確？⑥系統(tǒng)的設(shè)定參數(shù)（包括坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)、比例縮放因子、鏡像軸、編程尺寸單位選擇等）是否正確？⑦機床的工件坐標(biāo)系位置，“零點偏置值”的設(shè)置是否正確？⑧安裝是否合理？測量手段、方法是否正確、合理？⑨零件是否存在因溫度、加工而產(chǎn)生變形的現(xiàn)象等等。四、維修的基本步驟2．維修前的檢查（1）機床的工作狀況檢查⑤系統(tǒng)的坐標(biāo)軸的間隙補償量是否正確？⑥系統(tǒng)的設(shè)定參數(shù)（包括坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)、比例縮放因子、鏡像軸、編程尺寸單位選擇等）是否正確？⑦機床的工件坐標(biāo)系位置，“零點偏置值”的設(shè)置是否正確？⑧安裝是否合理？測量手段、方法是否正確、合理？⑨零件是否存在因溫度、加工而產(chǎn)生變形的現(xiàn)象等等。四、維修的基本步驟（2）機床和系統(tǒng)之間連接情況的檢查①檢查電纜是否有破損，電纜拐彎處是否有破裂、損傷現(xiàn)象？②電源線與信號線布置是否合理？電纜連接是否正確、可靠？③機床電源進(jìn)線是否可靠接地？接地線的規(guī)格是否符合要求？④信號屏蔽線的接地是否正確？端子板上接線是否牢固、可靠？系統(tǒng)接地線是否連接可靠？⑤繼電器、電磁鐵以及電動機等電磁部件是否裝有噪聲抑制器等等。四、維修的基本步驟（3）CNC裝置的外觀檢查①是否在電氣柜門打開的狀態(tài)下運行數(shù)控系統(tǒng)？有無切削液或切削粉末進(jìn)入柜內(nèi)？空氣過濾器清潔狀況是否良好？②電氣柜內(nèi)部的風(fēng)扇、熱交換器等部件的工作是否正常？③電氣柜內(nèi)部系統(tǒng)、驅(qū)動器的模塊、印制電路板是否有灰塵、金屬粉末等污染？④在使用紙帶閱讀機的場合，檢查紙帶閱讀機是否有污物？閱讀機上的制動電磁鐵動作是否正常？四、維修的基本步驟（3）CNC裝置的外觀檢查⑤電源單元的熔斷器是否熔斷？⑥電纜連接器插頭是否完全插入擰緊？⑦系統(tǒng)模塊、線路板的數(shù)量是否齊全？模塊、線路板安裝是否牢固、可靠？⑧機床操作面板MDl/CRT單元上的按鈕有無破損，位置是否正確？⑨系統(tǒng)的總線設(shè)置，模塊的設(shè)定端的位置是否正確？四、維修的基本步驟3．故障診斷的基本方法數(shù)控機床發(fā)生故障時，為了進(jìn)行故障診斷，找出產(chǎn)生故障的根本原因，維修人員應(yīng)遵循以下兩條原則：（1）充分調(diào)查故障現(xiàn)場，這是維修人員取得維修第一手材料的一個重要手段。（2）認(rèn)真分析故障的原因。數(shù)控系統(tǒng)雖有各種報警指示燈或自診斷程序，但不可能診斷出發(fā)生故障的確切部位。四、維修的基本步驟

對于數(shù)控機床發(fā)生的大多數(shù)故障，總體上說可采用下述幾種方法來進(jìn)行故障診斷：①直觀法

這是一種最基本、最簡單的方法。②系統(tǒng)自診斷法

充分利用數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能，根據(jù)CRT上顯示的報警信息及各模塊上的發(fā)光二極管等器件的指示，可判斷出故障的大致起因。③參數(shù)檢查法

數(shù)控系統(tǒng)的機床參數(shù)是保證機床正常運行的前提條件，它們直接影響著數(shù)控機床的性能。四、維修的基本步驟

對于數(shù)控機床發(fā)生的大多數(shù)故障，總體上說可采用下述幾種方法來進(jìn)行故障診斷：④共能測試法

所謂功能測試法是通過功能測試程序，檢查機床的實際動作，判別故障的一種方法。⑤部件交換法

所謂部件交換法，就是在故障范圍大致確認(rèn)，并在確認(rèn)外部條件完全正確的情況下，利用同樣的印制電路板、模塊、集成電路芯片或元器件替換有疑點部分的方法。四、維修的基本步驟對于數(shù)控機床發(fā)生的大多數(shù)故障，總體上說可采用下述幾種方法來進(jìn)行故障診斷：⑥測量比較法

數(shù)控系統(tǒng)的印制電路板制造時，為了調(diào)整和維修的便利通常都設(shè)置有檢測用的測量端子。⑦原理分析法

這是根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的組成及工作原理，從原理上分析各點的電平和參數(shù)，并利用萬用表、示波器或邏輯分析儀等儀器對其進(jìn)行測量、分析和比較，進(jìn)而對故障進(jìn)行系統(tǒng)檢查的一種方法。四、維修的基本步驟1.參數(shù)的分類按照數(shù)據(jù)的形式大致可分為位型和字型。其中位型又分位型和位軸型，字型又分字節(jié)型、字節(jié)軸型、字型、字軸型、雙字型、雙字軸型。位軸型參數(shù)允許參數(shù)分別設(shè)定給各個控制軸。2.參數(shù)分類情況顯示畫面的調(diào)出步驟（1）在MDI鍵盤上按HELP鍵。（2）按PARAM鍵就可能看到參數(shù)類別畫面與參數(shù)數(shù)據(jù)號的該畫面共有4頁，可通過翻頁鍵進(jìn)行查看。五、數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置3.NC狀態(tài)顯示4.參數(shù)的設(shè)定（1）將機床置于MDI方式或急停狀態(tài)；（2）在MDI鍵盤上按OFFSETSETTING鍵；（3）在MDI鍵盤上按光標(biāo)鍵，進(jìn)入?yún)?shù)寫入畫面；（4）在MDI鍵盤使參數(shù)寫入的設(shè)定從“0”改為“1”；（5）調(diào)出參數(shù)畫面；（6）進(jìn)行設(shè)定。五、數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置一、課前準(zhǔn)備1.工具、儀表及器材（1）工具常用電工工具一套。（2）儀表常用儀器儀表及使用說明書。2.安全措施（1）工裝（2）絕緣膠鞋任務(wù)實施：一、課前準(zhǔn)備1.在教師指導(dǎo)下,仔細(xì)觀察數(shù)控機床的故障信息，判斷故障發(fā)生部位及原因。2.由指導(dǎo)教師隨機選取一臺數(shù)控機床，提問該機床的主要故障點及分析思路，學(xué)生進(jìn)行描述。3.教師講解數(shù)控機床故障的檢查方法，學(xué)生進(jìn)行練習(xí)。二、實施過程1.“7S”是整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)、安全和節(jié)約，7S職業(yè)素養(yǎng)進(jìn)課堂、進(jìn)實訓(xùn)場地。2.實訓(xùn)課前，準(zhǔn)備好電工工具、學(xué)習(xí)資料，穿工裝、絕緣鞋列隊進(jìn)入實訓(xùn)場地。3.實訓(xùn)期間，按照崗位操作標(biāo)準(zhǔn)和安全操作規(guī)范進(jìn)行實訓(xùn)操作練習(xí)，節(jié)約實訓(xùn)耗材。4.實訓(xùn)結(jié)束，收好工具、儀器儀表、整理實訓(xùn)臺，清理現(xiàn)場，做好維修記錄。