淺談數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、一、數(shù)控設(shè)備的管理 1、數(shù)控設(shè)備的管理模式 ??? 數(shù)控設(shè)備的使用情況直接影響著企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì) 效益，而管理方式又直接決定著數(shù)控設(shè)備的使用，可見(jiàn)數(shù)控設(shè)備的管理是十分重要 的。在數(shù)控設(shè)備使用初期，由于數(shù)控設(shè)備少，類型單一，并且集中在一、兩個(gè)單位， 因此，各有關(guān)單位自身形成數(shù)控設(shè)備管理、使用、維修三位一體的封閉形管理模式。 隨著生產(chǎn)發(fā)展，越來(lái)越多的設(shè)備使用了數(shù)控技術(shù)， 使得數(shù)控設(shè)備難以集中在一個(gè)單 位，許多生產(chǎn)車間，都有了數(shù)控設(shè)備。因此，上述的管理模式就難以適用了。如若 采用上述模式，每個(gè)單位均要建立維修機(jī)構(gòu)及人員，必然造成人力、物力和財(cái)力的 極大浪費(fèi)，現(xiàn)實(shí)的條件也是不允許的。所以，

2、我們目前采用了數(shù)控設(shè)備使用及數(shù)控 工藝歸車間負(fù)責(zé)，管理和維修歸機(jī)動(dòng)部門負(fù)責(zé)的現(xiàn)代化管理模式。 2、數(shù)控設(shè)備的基礎(chǔ)管理和技術(shù)管理? ??? 對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床的擁有是企業(yè) 的實(shí)力體現(xiàn)，最 大限度地利用數(shù)控設(shè)備，對(duì)企業(yè)效益是十分有益的。企業(yè)不能只注意設(shè)備的利用率 和最佳功能，還必須重視設(shè)備的保養(yǎng)與維修，它是企業(yè)生產(chǎn)的“先行官”，直接影 響數(shù)控設(shè)備能否長(zhǎng)期正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。為保持?jǐn)?shù)設(shè)備完好技術(shù)狀態(tài)，使其充分發(fā)揮 效用，在設(shè)備基礎(chǔ)管理和技術(shù)管理工作上我們著重抓了以下幾個(gè)方面：? ??? ①健全維修機(jī)構(gòu)? ??? 機(jī)動(dòng)部門設(shè)數(shù)控設(shè)備維修室，承擔(dān)全廠數(shù)控設(shè)備的管理 和維修工作。他們是由具有豐富

3、經(jīng)驗(yàn)的老技師和具有很強(qiáng)專業(yè)化知識(shí)、責(zé)任心并有 一定實(shí)際工作能力的機(jī)械球磨機(jī)、電氣工程師組成。設(shè)備使用單位設(shè)數(shù)控設(shè)備維修員，專 門負(fù)責(zé)本單位數(shù)控設(shè)備日常維護(hù)工作。? ??? ②制定和健全規(guī)章制度? ??? 針對(duì)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，逐步制定相應(yīng)的管理制度，例如 數(shù)控設(shè)備管理制度、數(shù)控設(shè)備的安全操作規(guī)程、數(shù)控設(shè)備的操作使用規(guī)程、數(shù)控設(shè) 備的維修制度、數(shù)控設(shè)備的技術(shù)管理辦法、數(shù)控設(shè)備的維修保養(yǎng)規(guī)程、數(shù)控設(shè)備的 電器、機(jī)械維修技術(shù)人員的職責(zé)范圍、數(shù)控設(shè)備電氣和機(jī)械維修工人的職責(zé)范圍等， 這樣使設(shè)備管理更加規(guī)范化和系統(tǒng)化。? ??? ③建立完善的維修檔案? ??? 建立數(shù)控設(shè)備維護(hù)檔案及交接班記錄，將

4、數(shù)控設(shè)備的運(yùn) 行情況及故障情況詳細(xì)記錄，特別是對(duì)設(shè)備發(fā)生故障的時(shí)間、部位、原因、解決方 法和解決過(guò)程予以詳細(xì)的記錄和存檔，以便在今后的操作、維修工作中參考、借 鑒。? ??? ④建立基礎(chǔ)管理信息庫(kù)? ??? 建立數(shù)控設(shè)備信息庫(kù)，詳細(xì)描述數(shù)控設(shè)備基本特征，提 供設(shè)備能力的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以作為今后數(shù)控設(shè)備的管理、應(yīng)用、產(chǎn)品加工、設(shè)備調(diào)整 和維修的參考依據(jù)。? ??? ⑤加強(qiáng)數(shù)控設(shè)備的驗(yàn)收? ??? 為確保新設(shè)備的質(zhì)量，我們加強(qiáng)了設(shè)備安裝調(diào)試和驗(yàn)收工作，尤其是設(shè)備驗(yàn)收這一環(huán)節(jié)，制定了嚴(yán)格的把關(guān)措施，對(duì)照合同、技術(shù)協(xié)議、 國(guó)際和國(guó)內(nèi)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收大綱規(guī)定的項(xiàng)目逐項(xiàng)檢查。驗(yàn)收內(nèi)容包括：出廠時(shí)的預(yù)收（

5、在制造廠組裝質(zhì)量監(jiān)檢），設(shè)備開箱前包裝檢查、開箱后零部件外觀、數(shù)量的 檢查，對(duì)配套的各種資料、使用手冊(cè)、維修手冊(cè)、附件說(shuō)明書、系統(tǒng)軟件及說(shuō)明書等仔細(xì)核對(duì)妥善保管，特別對(duì)系統(tǒng)軟件要予以備份。這樣，對(duì)今后設(shè)備附加功能的 開發(fā)和機(jī)床的保養(yǎng)和維修帶來(lái)方便。機(jī)床調(diào)試完成后，利用RS232接口對(duì)機(jī)床參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸做為備用。以防機(jī)床文件（參數(shù)）丟失。安裝調(diào)試后要進(jìn)行以下 項(xiàng)目 檢查：幾何精度、定位精度和重復(fù)定位精度、數(shù)控功能，安全和噪聲，加工標(biāo)準(zhǔn)件，買彩票方指定產(chǎn)品舞蹈工件，機(jī)床切削功率，機(jī)床可靠性等。在驗(yàn)收中，對(duì)質(zhì)量 的 索賠，要以事實(shí)力依據(jù)，對(duì)涉及機(jī)床重要性能、精度的指標(biāo)嚴(yán)格把關(guān)，認(rèn)真檢查。例如我廠購(gòu)

6、進(jìn)一臺(tái)德國(guó)加工中心，在檢查精度時(shí)發(fā)現(xiàn)五個(gè)坐標(biāo)定位精度全部超差， 打開機(jī)床NC系統(tǒng)程序后，發(fā)現(xiàn)該機(jī)床出廠時(shí)沒(méi)有做過(guò)定位精度誤差補(bǔ)償，在事實(shí)面前，廠家無(wú)可否認(rèn)，后來(lái)他們?cè)群髢纱蝸?lái)人，才將座標(biāo)精度調(diào)整并補(bǔ)償?shù)揭?guī)定 指標(biāo)。? ??? ⑥加強(qiáng)維修隊(duì)伍建設(shè)? ??? 數(shù)控設(shè)備集機(jī)、電、液（氣）、光于一身的高技術(shù)產(chǎn)品， 技術(shù)含量高，操作和維修難度大。所以，必須建立一支高素質(zhì)的維修隊(duì)伍以適應(yīng)設(shè) 備維修的需要。我們采取多種形式進(jìn)行培訓(xùn)，一是利用設(shè)備安裝調(diào)試，讓生產(chǎn)廠家 對(duì)操作、維修、編程、管理人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)：二是走出去、請(qǐng)進(jìn)來(lái)，學(xué)習(xí)、參觀、 實(shí)踐；三是采用內(nèi)部辦學(xué)習(xí)班的方法進(jìn)行培訓(xùn)，以便盡快掌握設(shè)備操作

7、技術(shù)和維修 保養(yǎng)技術(shù)。? ??? ⑦建立數(shù)控設(shè)備協(xié)作網(wǎng)? ??? 由于數(shù)控設(shè)備千差萬(wàn)別，它們的硬件、軟件配套不盡相 同，這樣給維修工作帶來(lái)了很多困難。為此，我們與使用同類型數(shù)控設(shè)備的單位建 立了友好聯(lián)系，經(jīng)常就管理和維修方面的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行交流，互通信息，這樣對(duì)數(shù)控機(jī) 床的使用起到了一定的推動(dòng)作用。 二、數(shù)控設(shè)備的預(yù)防性維修? ??? 顧名思義，所謂預(yù)防性維修，就是要注意把有可能造成 設(shè)備故障和出了故障后難以解決的因素排除在故障發(fā)生之前。一般來(lái)說(shuō)應(yīng)包含：設(shè) 備的選型、設(shè)備的正確使用和運(yùn)行中的巡回檢查。? ??? ①?gòu)木S修角度看數(shù)控設(shè)備的選型? ??? 在設(shè)備的選型調(diào)研中，除了設(shè)備的可用

8、性參數(shù)外，其可 維修生參數(shù)應(yīng)包含：設(shè)備的先進(jìn)性、可靠性、可維修性技術(shù)指標(biāo)。先進(jìn)性是指設(shè)備 必須具備時(shí)代發(fā)展水平的技術(shù)含量；可靠性是指設(shè)備的平均無(wú)故障時(shí)間、平均故障 率，尤其是控制系統(tǒng)是否通過(guò)國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)的質(zhì)檢考核等；可維修性是指其是否便 于維修，是否有較好的備件市場(chǎng)購(gòu)買空間福彩，各種維修的技術(shù)資料是否齊全，是否有 良好的售后服務(wù)、維修技術(shù)能力是否具備和設(shè)備性能價(jià)格比是否合理等。這里特別 要注意圖紙資料的完整性、備份系統(tǒng)盤、PLC程序軟件、系統(tǒng)傳輸軟件、傳送手段、 操作口令等，缺一不可。對(duì)使用方的技術(shù)培訓(xùn)不能走過(guò)場(chǎng)，這些都必須在定貨合同 中加以注明和認(rèn)真實(shí)施，否則將對(duì)以后的工作帶來(lái)后患。另外，如

9、果不是特殊情況， 盡量選用同一家的同一系列的數(shù)控系統(tǒng)，這樣，對(duì)備件、圖紙、資料。編程、操作 都有好處，同時(shí)也有利于設(shè)備的管理和維修。? ??? ②堅(jiān)持設(shè)備的正確使用? ??? 數(shù)控設(shè)備的正確使用是減少設(shè)備故障、延長(zhǎng)使用壽命的 關(guān)鍵，它在預(yù)防性維修中占有很重要的地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，有三分之一的故障是人為造 成的，而且一般性維護(hù)（如注油、清洗、檢查等）是由操作者進(jìn)行的，解決的方法 是：強(qiáng)調(diào)設(shè)備管理、使用和維護(hù)意識(shí)，加強(qiáng)業(yè)務(wù)、技術(shù)培訓(xùn)，提高操作人員素質(zhì)， 使他們盡快掌握機(jī)床性能，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備操作規(guī)程和維護(hù)保養(yǎng)規(guī)程，保證設(shè)備運(yùn)行 在合理的工作狀態(tài)之中。? ??? ③堅(jiān)持設(shè)備運(yùn)行中的巡回檢查? ???

10、 根據(jù)數(shù)控設(shè)備的先進(jìn)性、復(fù)雜性和智能化高的特點(diǎn)，使 得它的維護(hù)、保養(yǎng)工作比普通設(shè)備復(fù)雜且要求高的多。維修人員應(yīng)通過(guò)經(jīng)常性的巡 回檢查，如CNC系統(tǒng)的排風(fēng)扇運(yùn)行情況，機(jī)柜、電機(jī)是否發(fā)熱，是否有異常聲音或有 異味，壓力表指示是否正常，各管路及接頭有無(wú)泄漏、潤(rùn)滑狀況是否良好等，積極 做好故障和事故預(yù)防，若發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)解決，這樣做才有可能把故障消滅在萌牙 狀態(tài)之中，從而可以減少一切可避免的損失。 三、數(shù)控設(shè)備維修實(shí)例 1．?dāng)?shù)控系統(tǒng)的故障診斷? ??? ①系統(tǒng)自診斷? ??? 一般CNC系統(tǒng)都有較為完備的自診斷系統(tǒng)，無(wú)論是發(fā)那科 系統(tǒng)還是西門子系統(tǒng)，上電初始化時(shí)或運(yùn)行中均能對(duì)自身或接口做出

11、有限的自診斷。 維修人員應(yīng)熟悉系統(tǒng)自診斷各種報(bào)警信息。根據(jù)說(shuō)明書進(jìn)行分析以確定故障范圍。 定位故障元器件，對(duì)于進(jìn)口的數(shù)控系統(tǒng)一般只能定位到板級(jí)。? ??? ②數(shù)控系統(tǒng)的軟故障? ??? 數(shù)控系統(tǒng)的軟故障是指控制系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件和PLC程序。 有的系統(tǒng)把它們寫在EPROM中插在主機(jī)板上，有的駐留在硬盤上。一旦這些軟件出現(xiàn) 問(wèn)題，系統(tǒng)將造成全部或局部混亂，當(dāng)分析到確定是軟件故障時(shí)，應(yīng)當(dāng)使用備用軟 件或備用EPROM換上，嚴(yán)格按操作步驟經(jīng)初始化后試運(yùn)行。這類故障只要有備份文件 一般不難恢復(fù)。其難度在于備份軟件不完備或?qū)Ｓ脗魉驮O(shè)備不具備或生產(chǎn)廠家操作 手段中設(shè)置口令保密等因素造成無(wú)法恢復(fù)。? ??

12、? ③利用PLC程序定位機(jī)床與CNC系統(tǒng)接口故障? ??? 現(xiàn)在一般CNC控制系統(tǒng)均帶有PLC控制器，大多為內(nèi)置式 PLC控制。維修人員應(yīng)根據(jù)梯形圖對(duì)機(jī)床控制電器進(jìn)行分析，在CRT上直觀地看出 CNC系統(tǒng)I／O的狀態(tài)。通過(guò)PLC程序的邏輯分析，方便地檢查出問(wèn)題存在部位。如 FANUC一OT系統(tǒng)中自診斷頁(yè)面，F(xiàn)ANUC一7M系統(tǒng)中的T指令等。 2．故障排除步驟? ??? ①詢問(wèn)操作者故障發(fā)生的原因? ??? 當(dāng)故障發(fā)生后，維修人員一般不要急于動(dòng)手，要仔細(xì)詢 問(wèn)故障發(fā)生時(shí)機(jī)床處在什么工作狀態(tài)、表現(xiàn)形式、產(chǎn)生的后果、是否是誤操作。故 障能否再現(xiàn)等。? ??? ②表面與基本供電檢查? ?

13、?? 主要觀察設(shè)備有無(wú)異常情況，如膠帶機(jī)機(jī)械卡住、電機(jī)燒壞、 保險(xiǎn)熔斷等。首先檢查AC＼DC電源是否正常，盡可能地縮小故障范圍。? ??? ③分析圖紙，確定故障部位? ??? 根據(jù)圖紙PLC梯圖進(jìn)行分析，以確定故障部位是機(jī)械、 電器、液壓還是氣動(dòng)故障。? ??? ④擴(kuò)大思路，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析? ??? 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析，一定要擴(kuò)大思路，不局限于維修說(shuō)明書 上的范疇，維修資料只提供一個(gè)思路，有時(shí)局限性很大。如我廠的一臺(tái)FANUC一OT 數(shù)控車床， 開機(jī)后CRT無(wú)畫面，電源模塊報(bào)警指示燈亮，根據(jù)維修說(shuō)明書所講，發(fā) 現(xiàn)CRT和I／O接口公用的24EDC電源，正端與直流地之間僅有1─2Ω電阻，而同類設(shè)

14、 備應(yīng)用155Ω電阻，按資料上講，這類故障一般在主板，只能送到廠家去修，而我們 擴(kuò)大思路，先拔掉Ml8電纜插頭，故障仍在，后拔掉C─Sl4插頭上有短路現(xiàn)象，排除 后，機(jī)床恢復(fù)正常。 3．故障排除例舉? ??? ①我廠XH716數(shù)控加工中心，系統(tǒng)為FANUC一OM系統(tǒng)，一 次出現(xiàn)故障408報(bào)警，經(jīng)查為伺服系統(tǒng)報(bào)警，意為反饋信息不良，經(jīng)測(cè)量電纜信號(hào)線 正常，但插上去后，該脈沖編碼器＋5V電源沒(méi)有，檢查伺服系統(tǒng)上＋5V電源正常，插 上去后沒(méi)有，后懷疑其電纜插頭與伺服上的電纜插座接觸不良，排除后，機(jī)床恢復(fù)正 常。這臺(tái)機(jī)床在加工中經(jīng)常出現(xiàn)過(guò)載報(bào)警，報(bào)警號(hào)為434，表現(xiàn)形式為之軸電機(jī)電流 過(guò)大，電機(jī)

15、發(fā)熱，停上40分鐘左右報(bào)警消失，接著在工作一陣，又出現(xiàn)同類報(bào)警。經(jīng) 檢查分析，認(rèn)為電氣伺服系統(tǒng)無(wú)故障，估計(jì)是負(fù)載過(guò)重帶不動(dòng)造成。為了區(qū)分是電氣 故障不再出現(xiàn)。由此確認(rèn)為機(jī)械絲杠或運(yùn)動(dòng)部位過(guò)緊造成。調(diào)整之軸絲杠防松螺母 后，效果不明顯，后來(lái)又調(diào)整之軸導(dǎo)軌斜鐵，機(jī)床負(fù)載明顯減輕，該故障排除。? ??? ②FAUNC一7M數(shù)控4軸銑床，開機(jī)后05、07報(bào)警，進(jìn)一步檢 查B軸位置超差，經(jīng)分析為位置環(huán)反饋部分有問(wèn)題，檢查7M內(nèi)部位置控制板，發(fā)現(xiàn)一 個(gè)集成濾波器開路，造成反饋信息中斷，換一個(gè)濾波器后機(jī)床恢復(fù)正常。? ??? ③我廠自己改造一臺(tái)數(shù)控車床C6140A，系統(tǒng)為臺(tái)灣產(chǎn) HUST，開機(jī)后，調(diào)找不

16、到零點(diǎn)。經(jīng)分析，回零原理是，回零過(guò)程中壓零位開關(guān)后減 速，反方向移動(dòng)，找脈沖編碼器的柵格零脈沖后應(yīng)停住，前面執(zhí)行動(dòng)作均正常，但減 速返回時(shí)找不到零點(diǎn)，估計(jì)脈沖編碼器零脈沖無(wú)或該信號(hào)線斷，后換一個(gè)脈沖編碼 器，機(jī)床恢復(fù)正常工作。? ??? ④SAJO HMC 630─P型臥式加工中心，數(shù)控系統(tǒng)為西門子 840C，一次開機(jī)后B 軸不能運(yùn)動(dòng)，經(jīng)檢查，B 軸電磁閥已動(dòng)作，但PLC顯示B 軸未放松。判斷壓力開關(guān)有問(wèn)題，拆下后經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)該開關(guān)觸點(diǎn)損壞，換一個(gè)壓 力開關(guān)后該故障排除。 四、數(shù)控設(shè)備管理和維修工作的幾點(diǎn)體會(huì)? ??? 1．?dāng)?shù)控設(shè)備作為一種高精尖的機(jī)械加工設(shè)備，綜合了 機(jī)械、電子、計(jì)算

17、機(jī)等多門學(xué)科，因此對(duì)數(shù)控機(jī)的專業(yè)管理要求越來(lái)越高，目前數(shù)控 設(shè)備的主要問(wèn)題可歸結(jié)為：管理、維修和提高。即實(shí)行科學(xué)的管理方法，發(fā)揮數(shù)控設(shè) 備的最佳效能：加強(qiáng)維修力量，建立一支機(jī)械、電氣、動(dòng)力、計(jì)算機(jī)軟硬件等專業(yè)維 修隊(duì)伍，提高維修人員的理論、技術(shù)水平，特別提高他們對(duì)故障的判別能力及排除故 障的處理能力，同時(shí)也要提高操作、編程人員的技術(shù)水平。? ??? 2．?dāng)?shù)控設(shè)備維修實(shí)際上是一項(xiàng)很復(fù)雜、技術(shù)含量很高 的一項(xiàng)工作，由于數(shù)控設(shè)備與普通設(shè)備有較大的差別，因而對(duì)維修人員技術(shù)水平要 求也十分高，不但要在電氣系統(tǒng)上下功夫，還要具備機(jī)械、液壓、光學(xué)等方面的知 識(shí)，因?yàn)閿?shù)控設(shè)備是機(jī)電一體化的綜合體，例如數(shù)控仿形頭既有傳感器、A／D轉(zhuǎn)換， 也有機(jī)械位移裝置，融合在一起，要知識(shí)面廣才能夠勝任工作，認(rèn)真、仔細(xì)、大膽、 負(fù)責(zé)及技術(shù)上要過(guò)得硬是最基本的要求。? ??? 數(shù)控管理是一門十分豐富的綜合工程學(xué)，既要有先進(jìn)的 設(shè)備，又要有好的設(shè)備維修，更要有科學(xué)的設(shè)備管理。多年來(lái)，根據(jù)我廠數(shù)控設(shè)備 的特點(diǎn)和工作經(jīng)驗(yàn)，我們將進(jìn)一步探索對(duì)數(shù)控設(shè)備新的管理模式，使其更好地為科 研生產(chǎn)服務(wù)。 感謝