1、- I - 数控机床电气系统维修浅析 摘 要 . 3 第一章 数控机床电气系统概述 4 1.1 数控机床电气控制组成 4 1.2.数控机床进给伺服系统的电气控制 6 第二章 维修工作的基本条件 8 2.1 人员条件 7 2.2 物质条件 9 2.3 关于预防性维护 9 第三章 数控机床电气故障诊断与维修 . 10 3.1 常见电气故障分类. 10 3.2 故障的诊断与分析. 11 3.3 电气故障的排除方法. 14 3.4 维修排故后的总结. 15 总结 16 致 谢 17 参考文献 18 - II - 摘 要 数控机床的电气故障是数控机床的多发故障，其接线复杂、故障不易查找， 一直是维修的一
2、个重点和难点。本文对数控机床的电气维修技术做出了简明的概 括，简单阐述了数控机床的电气系统的构成，把一些常见的故障进行分类，列举 了一些常见数控的机床的电气故障的诊断方法， 总结归纳出了数控机床的电气维 修方法及技巧，使维修人员可以有条理进行数控机床电气部分的诊断与维修，减 少了电气故障的诊断时间，加快了电气故障维修的速度。 关键词： 关键词：数 控机床，电气故障，分析，维修 - 3 - 第一章第一章 数控技术数控技术 谈到维修，首先必须从总体上了解我们的维修对象。 1.11.1 数控机床电气系统概述数控机床电气系统概述 一台典型的数控机床其全部的电气控制系统如图 1 所示。数控机床其全部的电
3、气 控制系统如图 1 所示。 图 1 数控机床电气控制系统 (1)数据输入装置将指令信息和各种应用数据输入数控系统的必要装置。它可以 是穿孔带阅读机(已很少使用)，3.5in 软盘驱动器，cnc 键盘(一般输入操作)，数控 系统配备的硬盘及驱动装置(用于大量数据的存储保护)、磁带机(较少使用)、pc 计 算机等等。 (2)数控系统数控机床的中枢，它将接到的全部功能指令进行解码、运算，然后 有序地发出各种需要的运动指令和各种机床功能的控制指令，直至运动和功能结束。 数控系统都有很完善的自诊断能力，日常使用中更多地是要注意严格按规定操 作，而日常的维护则主要是对硬件使用环境的保护和防止系统软件的破
4、坏。 (3)可编程逻辑控制器是机床各项功能的逻辑控制中心。它将来自 cnc 的各种运 动及功能指令进行逻辑排序，使它们能够准确地、协调有序地安全运行；同时将来自 机床的各种信息及工作状态传送给cnc， 使cnc能及时准确地发出进一步的控制指令， - 4 - 如此实现对整个机床的控制。 当代 plc 多集成于数控系统中，这主要是指控制软件的集成化，而 plc 硬件则在 规模较大的系统中往往采取分布式结构。plc 与 cnc 的集成是采取软件接口实现的， 一般系统都是将二者间各种通信信息分别指定其固定的存放地址， 由系统对所有地址 的信息状态进行实时监控，根据各接口信号的现时状态加以分析判断，据此
5、作出进一 步的控制命令，完成对运动或功能的控制。 不同厂商的 plc 有不同的 plc 语言和不同的语言表达形式，因此，力求熟悉某一 机床 plc 程序的前提是先熟悉该机床的 plc 语言。 (4)主轴驱动系统接受来自 cnc 的驱动指令，经速度与转矩(功率)调节输出驱动 信号驱动主电动机转动，同时接受速度反馈实施速度闭环控制。它还通过 plc 将主轴 的各种现实工作状态通告 cnc 用以完成对主轴的各项功能控制。 主轴驱动系统自身有许多参数设定，这些参数直接影响主轴的转动特性，其中有 些不可丢失或改变的，例如指示电动机规格的参数等，有些是可根据运行状态加以调 改的，例如零漂等。通常 cnc
6、中也设有主轴相关的机床数据，并且与主轴驱动系统的 参数作用相同，因此要注意二者取一，切勿冲突。 (5)进给伺服系统接受来自 cnc 对每个运动坐标轴分别提供的速度指令，经速度 与电流(转矩)调节输出驱动信号驱动伺服电机转动，实现机床坐标轴运动，同时接受 速度反馈信号实施速度闭环控制。它也通过 plc 与 cnc 通信，通报现时工作状态并接 受 cnc 的控制。进给伺服系统速度调节器的正确调节是最重要的，应该在位置开环的 条件下作最佳化调节，既不过冲又要保持一定的硬特性。它受机床坐标轴机械特性的 制约，一旦导轨和机械传动链的状态发生变化，就需重调速度环调节器。 (6)电器硬件电路随着 plc 功能的不断强大，电器硬件电路主要任务是电源的生 成与控制电路、隔离继电器部分及各类执行电器(继电器、接触器)，很少还有继电器 逻辑电路的存在。 但是一些进口机床柜中还有使用自含一定逻辑控制的专用组合型继 电器的情况，一旦这类元件出现故障，除了更换之外，还可以将其去除而由 plc 逻辑 取而代之，但是这不仅需要对该专用电器的工作原理有清楚的了解，还要对机床的 plc 语言与程序深入掌握才行。
