机电设备维护与管理PPT课件版 第八章

机电设备维护与管理主编：黄伟国防工业出版社目录上篇机电设备维修第一章设备维修管理概述第二章设备的可靠性与维修性第三章设备故障与维修方式第四章设备维修计划编制与实施第五章设备维修的拆卸与装配第六章典型修复技术第七章电气设备维修第八章数控机床类设备维护与维修第九章常用高低压成套电气设备的维护第十章特种设备的维护维修下篇机电设备管理第十一章机电设备管理概述第十二章设备管理的基础工作第十三章设备的资产管理第十四章设备使用期的日常管理

第十五章设备检修管理第八章数控机床类设备维护与维修上篇机电设备维修数控机床有以下优点：（1）数控系统取代了普通机床的手工操纵，具有充分的柔性，只要编制成零件程序就能加工出零件。（2）零件加工精度一致性好，避免了普通机床加工时人为因素的影响。（3）生产周期短，特别适合批量、单件的加工。（4）可加工复杂形状的零件，如二维轮廓或三维轮廓加工。（5）易于调整机床，与其他制造方法如自动机床、自动生产线相比，所需调整时间较少。一、数控技术的发展及特点1、硬件数控系统2、软件数控系统3、数字伺服系统的发展柔性制造单元（FMC）和柔性制造系统（FMS）柔性制造单元是由加工中心（MC）与工件自动交换装置（APC）组成，柔性制造单元既可作为组成柔性制造系统的基础，也可用作独立的自动化加工设备。一般认为柔性制造系统是由加工、物流、信息流三个子系统组成。数控机床的一般组成如图8-1所示，其中图内为数控部分。第一节数控机床类设备的组成、维护与保养

4、柔性技术的发展特点（1）高速度、高精度、高可靠性（2）智能化（3）网络化（4）标准化、通用化和模块化（5）复合化（6）多轴联动化图8-1数控机床的一般组成

5、数字伺服系统的发展及特点（1）全数字伺服控制系统速度环、位置环、电流环等参数均实现了数字化，实现了几乎不受负载变化影响的高速相应伺服系统。（2）高分辨率的位置检测系统（3）多种补偿功能（4）前馈控制二、数控机床的组成1、输入输出设备2、CNC装置3、伺服单元4、驱动装置5、PLC装置6、机床床身7、测量装置三、数控系统的分类1、按控制运动的方式分类（1）点位控制数控系统如图8-2所示为点位控制数控加工。

图8-2点位控制数控加工

（2）轮廓控制数控系统轮廓控制数控系统可实现精确定位，坐标联动，移动过程中有轨迹和速度要求并进行切削。常用的数控车床、数控铣床、数控磨床就是典型的轮廓控制数控机床。现代计算机数控装置都具有轮廓控制功能。如图8-3为轮廓控制数控系统加工示意图。

图8-3轮廓控制数控系统加工示意图

2、按驱动装置的特点分类（1）开环控制数控系统开环控制数控系统特点是控制系统结构简单，成本较低，通常实用功率步进电动机作为伺服执行机构。开环系统对移动部件的实际位移量不能检测，也不能进行误差校正，因此，步进电动机的失步、步距角误差、齿轮与丝杠等传统误差将影响被加工零件的精度。开环控制数控系统仅适用于加工精度要求不高的简易经济型数控机床。开环控制数控系统原理示意图见图8-4所示。图8-4开环控制数控系统原理示意图

（2）闭环控制数控系统闭环控制数控系统的特点是在机床的移动部件上直接安装直线位移检测装置，将测量的实际位移量反馈到数控装置中，与输入的指令设定值相比较，用偏差对机床进行控制，使移动部件按照实际移动的位移量运动，最终实现位移部件的精确运动和定位。闭环控制系统的运动精度主要取决于检测装置的检测精度，与传动系统的误差没有关系。图8-5为闭环控制系统的示意图。图8-5闭环控制系统的原理示意图由于闭环系统是反馈控制，反馈测量装置精度很高，所以传动系统的误差包括传动链中各元件的误差和传动过程中出现的误差可以得到补偿，减少了跟随误差和定位误差。系统精度与传动元件制造精度无关，只取决于测量装置的制造精度和安装精度。

2、按驱动装置的特点分类（3）半闭环控制数控系统半闭环控制数控系统的特点是在伺服电动机的轴或数控机床的传动丝杠上装有角度检测装置如光电编码器等，通过检测丝杠的转角间接地检测移动部件的实际位移量，然后反馈到数控装置中，并对移动部件的位移误差进行修正。如图8-6为半闭环控制数控系统的原理示意图。图8-6半闭环控制数控系统的原理示意图由于该类系统的闭环环路内不包括滚珠丝杠螺母副及工作台，因此可获得稳定的控制特性，而且由于采用了高分辨率的测量元件，可以获得比较满意的精度。但是环外的传动误差没有得到系统的补偿，因而这种伺服系统得精度低于闭环系统。根据设备成本、加工工艺精度要求，大多数数控机床采用半闭环伺服系统。

3、按照加工工艺方法分类（1）金属切削类数控机床（2）特种加工类数控机床（3）金属成形类数控机床（4）其他类的数控机床（5）加工中心①功能集中。②精度高。③效率高。四、数控机床的维护与保养1、正确使用数控设备的重要性（1）正确操作①使用设备实行定人定机制，操作者必须凭证上岗，操作数控设备。大型数控设备多人操作时，必须有专人指挥。②操作者要熟悉所使用设备的主要技术性能、结构、操作方法、保养内容和完好标准。

（2）工作前的准备①检查设备的传动系统、操作系统、润滑系统、气动系统、各种开关起始位置、安全制动防护装置、电力稳压系统及电气指标等，上述系统要齐全、正确、灵敏、可靠、完好。紧固件、连接件不应松动。②按设备润滑图表注润滑油。③以手动方式低速试运转主轴及各伺服轴。④根据零件加工程序单，检查NC系统刀补及零偏开关的位置是否有误，对CNC系统则应调出刀具补偿值，检查其是否正确。⑤参数输入时，要经常检查输入设备是否正常。⑥紧固零件使用T形螺栓的规格要和设备工作台的T形槽规格一致。（3）工作中的正确操作①按设备说明书合理使用，正确操作。②首件编程试加工时，操作人员必须要和加工工艺人员、编程人员密切配合，在确认工艺、程序无误后，才能开始试加工。③装卡刀具时，必须将锥柄和主轴锥孔及定位面擦拭干净。④工件、刀具必须安装牢固，装卸工件时防止工件、刀具的碰撞、刀具与机床的碰撞。较重的加工零件或工装夹具在装卸时应用吊车或在他人协助下完成。⑤在加工过程中，操作人员不能离开岗位或托人代管，时刻关注加工过程。暂时离开操作设备时可按“暂停”按钮。遇到紧急情况要正确使用“急停”开关，工作中严禁随意拉闸断电。⑥数控设备的导滑面、工作台面禁止放置工卡量具、堆放零件和其他无关物件。禁止踩踏敲击各防护罩，不允许穿带金属钉的鞋踩踏工作台的面。⑦运行中注意异常现象，发生故障及时停车，记录显示故障内容，及时报告设备管理与维修人员，采取措施。（4）工作后的保养①操作者要及时清理设备上的切削铁屑杂物，要注意严禁使用压缩空气，整理工作现场，做好保养工作。②设备保养完毕，操作者要将设备各开关手柄部位及部件移归原位。③按交接班制度规定进行交接，做好设备运行台帐记录。3、数控机床的维护保养规则（1）操作者维护保养设备的重要性（2）操作者维护保养好数控设备的内容①被使用单位要制定数控设备维护与保养的培训计，定期对操作者进行数控设备保养方面知识的培训。②要加强职能部门对数控设备的巡回检查，制定严格的奖惩制度。目的是要在操作者脑海中形成“使用设备就要保养设备”的观念。③操作者要不断提高自身修养，认真学习数控设备各级维护与保养的知识，严格遵守单位制定的有关数控设备保养的规章制度。

4、数控设备维护的基本要求（1）完整（2）洁净（3）润滑（4）安全5、电气部分维护（1）选择合适的使用环境；（2）定人定机使用；（3）制定日常维护规章制度；（4）应尽量减少开关数控系统柜和强电柜门的次数；（5）定时清理系统的散热通风装置；（6）数控系统长期不用时的维护与保养；（7）提高利用率；（8）充足的电气备件。6、数控机床机械部分维护7、数控设备一级保养及规范（1）数控设备的一级保养，每天由操作者进行，通常称例行保养或日保。（2）主要目的是保持设备清洁整齐、润滑良好、安全可靠、运转正常。（3）一级保养的基本内容及周期（4）一级保养的内容8、数控设备的二级保养及规范（1）要求（2）主要目的（3）二级保养的基本内容及周期①基本内容。②保养周期。（4）检查要点①检查主轴的运转情况②检查X、Y、Z轴的滚珠丝杠③检查X、Y、Z轴超程限位开关和各急停开关是否动作正常④检查刀塔的回转头、传动系统的润滑状态是否良好，注油孔应注油润滑⑤检查刀塔装刀孔内是否积存切屑或杂物⑥检查尾座状况⑦检查切削液槽内是否积存切屑⑧检查液压装置检查压力表的动作状态；检查液压管路是否有损坏。⑨检查润滑油装置检查润滑泵的排油量是否合乎要求；检查润滑油管路是否损坏，管接头是否松动，是否有漏油现象。⑩季检完毕后，由维修人员填写数控车床季检表。

（3）常用数控机床二级保养规范①数控车床二级保养规范②数控铣床二级保养规范五、数控机床使用中注意事项1、数控机床的使用环境2、电源要求3、制定数控机床操作规程4、数控机床不宜长期封存

六、数控系统的维护1、严格执行操作规程和保养制度2、尽量少开数控柜和强电柜门3、正确使用数控系统的输入与显示装置4、定时清扫数控柜的散热通风系统每天检查数控柜上的各个通风冷却风扇是否正常。根据具体的工作环境，每半年或每季度检查一次风道过滤器看是否有堵塞现象。如果过滤网上灰尘积聚过多，则需及时清理，否则将会引起数控柜内温度过高，造成过热报警或数控系统工作不可靠。5、监视数控系统的供电电压目前的工业用电的电源基本符合要求，数控系统允许的电网电压波动范围也可以在额定值的+10%～-15%。6、定期更换存储器用电池7、数控系统长期不使用的维护①间隔一段时间给数控系统通电。②取出直流电动机电刷单独保存。8、备用电路板的维护

七、数控设备维修的准备工作1、技术准备（1）较广的知识面（2）善于思考（3）重视总结积累（4）善于学习与交流（5）具备一定的外语基础，掌握专业外语，能够看懂专业资料。（6）能够操作机床（7）较强的动手能力2、备件与工具准备

一、数控机床机械部件的维护1、主传动链的维护（1）熟悉数控机床主传动链的结构、性能和主轴调整方法，严禁超性能使用。出现不正常现象时，应立即停机排除故障。（2）使用带传动的主轴系统，需定期调整主轴驱动带的松紧程度，防止因带打滑造成的丢转现象。（3）注意观察主轴箱温度，检查主轴润滑恒温油箱，调节温度范围，防止各种杂质进入油箱，及时补充油量。每年更换一次润滑油，并清洗过滤器。（4）经常检查压缩空气气压，调整到要求标准值，足够的气压才能使主轴锥孔中的切屑和灰尘清理干净，保持主轴与刀柄连接部位的清洁。（5）对采用液压系统平衡主轴箱重量的结构，需定期观察液压系统的压力，油压低于要求值时，需及时调整。第二节数控机床机械部件的维护

2、滚珠丝杠螺母副的维护（1）定期检查、调整滚珠丝杠螺母副的轴向间隙，保证反向传动精度和轴向刚度。（2）定期检查滚珠丝杠支承与床身的连接是否有松动以及支承轴承是否损坏。如有以上问题，要及时紧固松动部位，更换支承轴承。（3）采用润滑脂润滑的滚珠丝杠，每半年一次清洗滚珠丝杠上的旧润滑脂，换上新的润滑脂。用润滑油润滑的滚珠丝杠，每次机床工作前加油一次。（4）注意避免硬质灰尘或切屑进人滚珠丝杠防护罩和工作中碰击防护罩，防护装置一旦有损坏要及时更换。

3、刀库及换刀机械手的维护（1）用手动方式往刀库上装刀时，要确保装到位，装牢靠，并检查刀座上的锁紧是否可靠。（2）严禁把超重、超长的刀具装入刀库，防止在机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具等发生碰撞。（3）采用顺序选刀方式需注意刀具放置在刀库上的顺序是否正确；其他选刀方式也要注意所换刀具号是否与所需刀具一致，防止换错刀具导致事故发生。（4）注意保持刀具刀柄和刀套的清洁。（5）经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴回换刀点位置是否到位，并及时调整，否则不能完成换刀动作。（6）开机时，应先使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常，特别是各行程开关和电磁阀能否正常动作。检查机械手液压系统的压力是否正常，刀具在机械手上锁紧是否可靠，发现不正常要及时处理。

4、液压系统维护（1）定期对油箱内的油液进行取样化验，检查油液质量，定期过滤或更换油液。（2）定期检查冷却器和加热器的工作性能，控制液压系统中油液的温度在标准要求内。（3）定期检查更换密封件，防止液压系统泄漏。（4）定期检查清洗或更换液压件、滤芯，定期检查清洗油箱和管路。（5）严格执行日常点检制度，检查系统的泄漏、噪声、振动、压力、温度等是否正常，将故障排除在萌芽状态。

5、气动系统维护（1）选用合适的过滤器，清除压缩空气中的杂质和水分。（2）注意检查系统中油雾器的供油量，保证空气中含有适量的润滑油来润滑气动元件，防止生锈、磨损造成空气泄露和元件动作失灵。（3）定期检查更换密封件，保持系统的密封性。（4）注意调节工作压力，保证气动装置具有合适的工作压力和运动速度。（5）定期检查、清洗或更换气动元件、滤芯。

6、机床精度的维护检查机床精度是保证机床性能的基础，加强机床精度的保养，定期进行精度检查是机床使用、维护工作中的一项重要内容。机床精度的维护，要做到严格执行机床的操作和维护规程，严禁超性能使用。精度检查的具体方法可按第四章中机床精度检验的内容进行。二、数控机床故障诊断与维修技术1、按数控机床发生故障的部件分类（1）主机故障（2）电气故障2、按数控机床发生故障的或然性分类（1）系统故障（2）随机性故障3、按报警发生后有无报警显示分类（1）有报警显示的故障这类故障可分为硬件报警显示与软件报警显示两种。①硬件报警显示的故障②软件报警显示故障（2）无报警显示的故障

4、按故障发生的原因分类（1）数控机床自身故障（2）数控机床外部故障5、按故障发生有无破坏性分类（1）破坏性故障（2）非破坏性故障三、故障的诊断原则1、先外部后内部2、先机械后电气3、先静后动4、先公用后专用5、先简单后复杂6、先一般后特殊四、故障的诊断步骤1、故障发生时报警号和报警提示是什么？哪些指示灯和发光管指示了什么报警？2、如无报警，系统处于何种状态？系统的工作方式及诊断结果是什么？3、故障发生在哪一个程序段？执行何种指令？故障发生前进行了何种操作？4、故障发生在何种速度下？轴处于什么位置？与指令的误差量有多大？5、以前是否发生过类似故障？现场有无异常现象？故障是否重复发生？6、有无其他偶然因素，如突然停电，外线电压波动较大，某部位进水等。五、故障的诊断方法1、观察检查法（1）目测（2）手摸（3）通电2、仪器测量法3、PLC程序法4、接口信号法5、试探交换法1、按数控机床发生故障的部件分类（1）主机故障数控机床的主机部分，主要包括机械、润滑、冷却、排屑、液压、气动与防护等装置。（2）电气故障电气故障分弱电故障和强电故障。弱电部分主要指CNC装置、位置检测装置、可编程序控制器、显示器以及伺服单元、输入输出装置、MDI/CRT等单元，这部分又有硬件故障与软件故障之分。2、按数控机床发生故障的或然性分类（1）确定性故障（2）随机性故障3、按报警发生后有无报警显示分类（1）有报警显示的故障①硬件报警显示的故障②软件报警显示故障（2）无报警显示的故障第三节数控机床故障诊断与维修技术4、按故障发生的原因分类（1）数控机床自身故障（2）数控机床外部故障6、按故障发生有无破坏性分类（1）破坏性故障（2）非破坏性故障对于破坏性故障、损坏工件甚至机床的故障，维修时不允许再发生，而对于非破坏性故障，尽管发生了故障但没有造成设备的破坏，这时只能根据产生故障时的现象进行相应的检查、分析来排除，有较大的技术难度，并有一定风险。如果可能会损坏工件，则需要卸下工件，试着重现故障过程，但应十分小心。三、数控机床故障诊断的原则1、先外部后内部数控是机械、液压、传感测量、数字系统、电气一体化的机床，故其故障的发生必然要从以上几个方面反映出来，数控机床的检修要求维修人员掌握先外部后内部的原则，即当数控机床发生故障后，维修人员应先用望、听、闻等方法，由外向内逐一进行检查，数控机床外部的行程开关、位置传感检测装置、按钮开关、液压与气动元件、电子系统印刷线路板连接部位，因其接触不良造成信号传递失灵，是产生数控机床故障的重要因素。2、先机械后电气数控机床与常用的金属切削设备相比，尽管还是完成机械加工的设备，但其属于自动化程度高、控制及加工操作技术较复杂的机械加工设备。先机械后电气就是在数控机床的维修中，首先检查机械部分是否正常，行程开关、执行元件等是否灵活，气动液压部分是否正常等。数控机床的故障中有大部分是机械动作失灵引起的，所以，在故障检修之前，首先注意排除机械的故障。3、先静后动4、先公共后专用5、先简单后复杂6、先一般后特殊四、故障的诊断步骤1、故障发生时报警提示的内容是什么？要清楚报警提示的含义。指示灯比较清楚明了，如果是代码或程序代码，则要搞清楚代码的含义。如无报警，要观察系统处于状态，要询问发生故障的过程现象。也就是维修人员要在现场调查故障现象。2、故障发生在哪一个过程阶段程？对于顺序控制，有可能的话，可以要求操作人再操作一次，发现设备顺序执行过程的故障点。故障发生前操作人员的操作过程很重要，必须详细了解。3、故障发生时数控床子各个轴的运动状态与位置，轴位置的误差量。4、查阅历史故障记录，以前是否发生过类似故障？以前解决的措施是否有效，有些数控床子控制系统的发展，在维修中已经做的技术改进，必须要搞清楚改进部位、系统及效果。5、要判断其他偶然因素，特别是外界因素造成的故障，如电压波动较大、逆变电源或大功率变频器产生的电源污染等。这些是比较难以发现的故障原因。五、故障的诊断方法1、观察检查法（1）目测（2）手摸（3）通电（4）鼻闻2、仪器测量法3、采用程序法4、信号检查法5、功能模块替代法现代数控系统大都采用模块化设计，按功能不同来划分不同的模块，随着集成电子技术、计算机技术的发展，电路的规模越来越大，功能也越来越复杂，用常规方法很难把故障定位到一个很小的区域或某一个具体的元件，而一旦系统发生故障，为了缩短停机待修的时间，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，然后用库存备件将其替换调试，这样可以迅速判断出有故障的模块。6、原理分析法六、常见控制系统的故障排除1、电池报警故障2、输入输出设备故障3、熔断器故障4、机床参数的修改5、机床软超程故障的排除一、伺服的基本知识1、概念伺服，英文为Servo,本意为“服从指挥”、“服从命令”的含义，或者通俗的讲就是要求它干啥它就干啥，按照主人的命令去完成。数控机床伺服系统（ServoSystem）通常是指进给伺服系统，它是数控系统和机床机械传动部件间的联接环节，是数控机床的重要组成部分，包含机械传动、电气驱动、检测、自动控制等方面的内容，涉及强电与弱电控制。通常由伺服驱动装置、伺服电机、机械传动机构等组成。2、工作原理进给伺服系统是以机床移动部件位置为控制量的自动控制系统，它根据数控系统插补运算生成的位置指令，精确地变换为机床移动部件的位移，直接反映了机床X方向坐标轴、Y方向坐标轴和Z方向坐标轴跟踪运动指令和实际定位的性能，实现完成加工工艺。3、伺服的应用4、伺服的作用第四节数控机床控制系统伺服系统二、伺服系统分类与组成1、伺服系统的分类（1）直流伺服系统永磁直流伺服电机能够在较大过载转矩下长时间工作。电机的转子惯量较大，能直接与丝杠相连。另外，还具有可在低速下运转的特点。如可以在0.1r/min～1r/min的低速稳定运行。永磁直流伺服电机的缺点是有电刷，限制了高速，一般的高速为1000r/min～1500r/min，且结构复杂，价格高。（2）交流伺服系统交流伺服系统使用交流异步伺服电机（一般用于主轴伺服电机）和永磁伺服电机（一般用于进给伺服电机）。由于直流伺服电机存在着一些固有的缺陷，使用受到限制。交流伺服电机没有这些缺点而且惯量小，动态相应好。另外交流电机的输出功率比直流电机高10%～70%,容量也比直流电机大，可以达到更高的电压与转矩，因此交流伺服系统得到迅速的发展，已经取代了直流伺服系统。

2、位置检测的分类（1）直接检测和间接检测若位置检测装置所测量的对象就是被测量本身，如直线式测量直线位移、旋转式测量角位移，则该测量方式称为直接测量。常见的典型直线位置检测装置由光栅、感应同步器和磁栅等，旋转位置检测装置有光电编码器及旋转变压器等。图8-7为光电编码器，图8-8为测量光栅。（2）增量式测量和绝对式测量按照检测装置的编码方式可分为增量式测量和绝对式测量。此信号通常是脉冲形式，一个脉冲所代表的基本长度就是分辨力，而通过脉冲累计计数可得到实际位移量。（3）接触式测量和非接触式测量（4）数字式测量和非数字式测量数字式测量是以量化后的数字形式表示被测量。

3、伺服系统的组成位置闭环或半闭环伺服系统由位置检测装置、位置控制、伺服驱动装置、伺服电动机及机床进给传动链组成，如图8-9所示。图8-9闭环伺服系统的组成三、伺服系统的工作原理1、位置环在位置控制中，根据插补运算得到的位置指令也就是一串脉冲形成的二进制信号数据，与位置检测装置反馈来的机床坐标轴的实际位置进行比较，形成位置偏差，经变换得到速度给定电压。2、速度环在速度控制中，伺服驱动装置根据速度给定电压和速度检测装置反馈的实际转速，对伺服电动机进行控制，驱动机床传动部件。

四、数控机床对进给伺服系统的要求1、进给伺服系统对数控机床的影响2、数控机床对进给伺服系统的要求（1）可逆运行（2）速度范围①在1～24000mm/min即1:24000调速范围内，要求均匀、稳定、无爬行、制动准确，且速降小。②在1mm/min以下时具有一定的瞬时速度，但平均速度很低。③在零速时，即工作台停止运动时，要求电动机有电磁转矩以维持定位精度，使定位误差不超过系统的允许范围，即电动机处于伺服锁定状态。3、足够的运动刚性、速度稳定性高4、快速响应无超调（1）在伺服系统处于频繁地启动、制动、加速、减速等动态过程中，为了提高生产效率和保证加工质量，要求加、减速度足够大，以缩短过渡过程时间，一般电动机速度由零到最大，或从最大减少到零，时间应控制在200ms以下，甚至少于几十毫秒，且速度变化时不应有超调。（2）当负载突变时，过渡过程恢复时间要短且无振荡，这样才能得到光滑的加工表面。

5、精度高位置伺服系统的定位精度一般要求能达到1μm甚至0.1μm，更高精度则要达到0.01～0.005μm，相应地，对伺服系统的分辨力也提出了要求，当伺服系统接受CNC送来的一个脉冲时，工作台相应移动的单位距离叫分辨率，也称脉冲当量。6、低速大扭矩7、对伺服电机的要求（1）从最高速到最低速进给速度范围内，伺服电机能够平滑运转，转矩波动小，特别在0.1r/min的低速时，速度平稳无爬行现象。（2）应具有较长时间的大过载能力，满足低速大扭矩要求。（3）应具有较小的转动惯量和大的堵转扭矩，并具有尽可能小的时间常数和起动电压。一般电动机能够承受4000rad/s2的角加速度能力，保证在0.2s时间内从静止动到额定的转速。（4）能够频繁起动、制动和正反转。8、数控床子对主轴驱动的要求（1）能够提供大的切削功率。（2）调速范围达到1：200，可以选择合适的切削加工速度。（3）能够满足不同的切削加工要求，在一定的速度范围内保持恒转矩或恒功率切削。

五、著名数控系统介绍1、FANUC公司数控系统及特点FS6系列数控系统、F10/11/12系列数控系统、F0系列数控系统、FS15系列数控系统、FS16系列数控系统、FS18系列数控系统等。（1）大板结构。（2）专用LSI。（3）应用范围广。（4）不断采用新工艺、新技术。如表面安装技术SMT、多层印制电路板、光导纤维电缆等。（5）专用装置。（6）功能强。（7）功能开放。（8）支持多种语言显示。（9）备有多种外设。（10）已推出MAP（制造自动化协议）接口，使CNC通过该接口实现与上一级计算机通信。现已形成多种版本。

2、典型系统组成（1）组成（2）特点3、SIEMENS数控系统及特点上世纪80年代初期，SIEMENS公司推出了SINUMERIK8系列数控系统，该产品适用于各种机床，按其用途可分为8M/8ME/8ME-C/sprint8M/sprint8ME/sprint8ME-C，用于钻床、铣床和加工中心，其中sprint系列具有蓝图编程功能，8M/8ME/8ME-C用于大型镗铣床；8T/sprint8T用于车床。另外有典型的SINUMERIK3系列数控系统、SINUMERIK810/820系列控制系统、SINUMERIK850/880系列数控系统、SINUMERIK802系列数控系统。SINUMERIK802D是数字式的数控系统，可控制最多4个数字进给轴和一个主轴。CNC通过PROFIBUS总线与I/O模块和数字驱动模块相连接，主轴通过模拟接口控制。4、SIEMENS数控系统的典型结构SINUMERIK802D数控系统SINUMERIK802D是数字式数控系统，将面板控制单元（PCU）、键盘、机床控制面板（MCP）和通信集成在一个部件上，通过PROFIBUS总线与I/O模块PP72/48和驱动装置（SIMODRIVE611UE）相连接。六、伺服系统故障排除1、常见伺服系统故障及诊断伺服系统故障可利用CNC控制系统自诊断的报警号、CNC控制系统及伺服放大驱动板的各信息状态指示灯、故障报警指示灯，参阅有关维修说明书上介绍的关键测试点的波形、电压值，CNC控制系统、伺服放大板上有关参数的设定、短路销的设置及相关电位器的调整，功能兼容板或备板的替换等方式来解决。掌握数控伺服系统的特性、了解数控床子的结构、分析原理、清楚图纸中元件在设备中的位置与功能，是排除伺服系统故障的基础。（1）伺服超差所谓伺服超差，即机床的实际进给值与指令值之差超过限定的允许值。①检查CNC控制系统与驱动放大模块之间，CNC控制系统与位置检测器之间，驱动放大器与伺服电动机之间的连线是否正确、可靠。②检查位置传感检测装置的信号及相关的A/D、D/A转换电路是否有问题、接触是否可靠。发现接触不好，必须排除。③检查驱动放大器输出电压是否有问题，若有问题，应予以修理或更换。④检查电动机轴与传动机械之间是否配合良好，是否有松动或间隙存在。⑤检查位置环增益是否符合要求，若不符合要求，对有关的电位器应予以调整。（2）机床停止时，进给轴发生振动①检查高频脉动信号并观察其波形及振幅，若不符合要求应调节有关电位器，如三菱TR23伺服系统中的VR11电位器。②检查伺服放大器速度环的补偿功能，若不合适，应调节补偿用电位器，如三菱TR23伺服系统中的VR3电位器。一般顺时针调节响应快，稳定性差，易振动；逆时针调节响应差，稳定性好。③检查位置检测用编码盘的轴、联轴节、齿轮系是否啮合良好，有无松动现象，若有问题应予以修复（3）机床运行声音不正常、床身摆动①首先检查测速发电机换向器表面是否光滑，清洁，电刷与换向器之间是否接触良好。因为问题往往多出现在这里，若有问题应及时进行清理或修整。②检查伺服放大部分速度环的功能，若不合适应予以调整，如三菱TR23系统的VR3电位器。③检查伺服放大器位置环的增益，若有问题应调节有关电位器，如三菱TR23系统的VR2电位器。④检查位置检测器与联轴节之间的装配是否有松动。⑤检查由位置传感检测装置来的反馈信号的波形及D/A转换后的波形幅度。若有问题，应进行修理或更换。（4）飞车现象①位置传感器或速度传感器的信号反相，或者是电枢线接反了，即整个系统不是负反馈而变成正反馈了。②速度指令给的不正确。③位置传感器或速度传感器的反馈信号没有接或者是有接线但断开的情况。④CNC控制系统或伺服控制板有故障；电源板有故障而引起的逻辑混乱。（5）所有的轴均不运动①用户的操作急停按钮、制动装置等没有释放返回，或有关运动的相应开关位置不正确。②主电源熔断器爆断。③由于过载保护用断路器动作或保护继电器的触点动作后没有复位，使伺服放大部分信号没有发出。（6）电机过热①滑板运行时应表面粗糙，摩擦力或阻力太大。②热继电器触点动作，可能是电流设定不正确。应当按照电机的电流数据进行设定。③励磁电流太低或永磁式电动机失磁，为获得所需力矩也会引起电枢电流增高而使电动机发热。④切削条件恶劣，或者是操作者给定的切削量太大，电机负载太大引起电动机电流增大，超过了设定值。⑤床子的运动处于夹紧状态，特别制动装置没有充分释放，使电动机过载。⑥由于齿轮传动的损坏或传感器有问题，所引入的噪声进人伺服系统而引发的周期性噪声，可使电动机过热。⑦电动机本身内部匝间结构短路而引起的过热。这种情况涉及到电机的质量，一般比较少见。⑧带风扇冷却的电动机，若风扇损坏，也可使电动机过热。（7）运动定位精度不准①滑板运行时的阻力太大，没有能够运行到位。②位置环的增益或速度环的低频增益没有达到要求。③机械传动部分有反向间隙；位置环或速度环的零点平衡调整不合理。④由于接地、屏蔽不好或电缆布线不合理，而使速度指令信号渗入噪声干扰和偏移。（8）零件加工表面粗糙①检查测速发电机换向器的表面光滑状况以及电刷的磨合状况，若有问题，应修整或更换。②检查高频脉冲波形的振幅、频率及滤波形状是否符合要求，若不合适应予调整。③检查切削条件是否合理，刀尖是否损坏，若不符合条件需要重新磨刀、改变加工状态或更换刀具。④检查机械传动部分的反向间隙，若不合适应调整或进行软件上的反向间隙补偿。⑤检查位置传感检测装置信号的振幅，是否合适并进行必要的调整。⑥检查机床的振动状况，如机床水平状态是否符合要求，机床的地基是否有振动，床身的地脚安装固定是否牢固，主旋转时机床是否振动等。

2、主轴伺服系统故障及诊断(1)主轴不转。①印制电路板不整洁，有灰层；②触发脉冲电路发生故障，不能产生脉冲；③主轴电动机主电路电源线线断开，或主轴控制单元的连接不良；④高/低挡齿轮切换离合器切换不正常；⑤机床负载太大；⑥机床未给出主轴旋转信号。(2)电动机转速异常或转速不稳定。①D/A转换器故障；②测速发电机故障；③速度指令错误；④电动机不良，包括励磁损失；⑤负荷太大；⑥印制电路板不清洁，接插件接触不可靠。

(3)主轴电动机振动或噪声太大。①电源缺相或电源电压不正常；②控制单元上的电源频率开关(50/60Hz切换)设定错误；③伺服单元上的增益电路和颤抖电路调整不好；④电流反馈电路调整不好；⑤三相输入的相序不对；⑥电动机轴承故障；⑦主轴齿轮啮合不好或主轴负荷太大。(4)发生过电流报警。发生过电流的可能原因有：①电流极限设定错误；②同步脉冲紊乱；③主轴电动机电枢线圈内部短路；④+15V电源异常。(5)速度偏差过大。①负荷太大；②电流零信号没