數(shù)控機床的故障現(xiàn)象是多種多樣的，其表現(xiàn)形式也沒有簡單的規(guī)律可遵循。對數(shù)控機床故障進行分析時，應當注意到數(shù)控機床本身的特點。

                              數(shù)控機床爬行與振動的分析

數(shù)控機床的滑動部件，如工作臺、溜板、滑座等，在低速運動時常常會出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。所謂爬行就是指上述部件時走時停的非勻速運動，輕微時表現(xiàn)為目光不易察覺的振顫，嚴重時表現(xiàn)為大距離沖動。由于爬行是非勻速沖動，從而嚴重地影響了加工精度；對定位精度要求高的數(shù)控機床則難以實現(xiàn)精確定位及微量進給；個別情況還可能出現(xiàn)扎刀，蹦飛工件等情況，故應引起高度重視。
   1、引起爬行的幾個因素引起爬行的因素很多，歸納起來主要有以下幾種：（ 1 ）磨擦阻力變化引起的爬行機床床身導軌和工作臺導軌面都是經(jīng)過磨削或刮削的，宏觀看是平直而光滑的，但在微觀上卻存在著不同程度的犬牙參差的微峰?；瑒訉к壍膬蓚€接觸面只是兩面的微峰峰尖接觸，所以它們之間實際接觸面積是非常小的，因而峰尖所承受的壓力之高，遠遠超過其彈性變形的極限而出現(xiàn)塑性變形，尤其是大（重）型數(shù)控機床更為突出。此外，發(fā)生塑性變形的接觸點的金屬分子會產(chǎn)生強烈的粘著作用。由于參差不齊的微峰會出現(xiàn)相互交錯嚙合，相對運動時便產(chǎn)生了爬行現(xiàn)象。這便是機床相對運動的兩導軌表面產(chǎn)生磨擦阻力的主要根源。
   機床的爬行現(xiàn)象主要發(fā)生在低速運動時，此時兩導軌面之間難以形成高速運動時的動壓油膜，從而出現(xiàn)了由微峰直接接觸的邊界潤滑。這時兩導軌表面的微峰直接接觸，壓力極高，因而發(fā)生塑性變形，運動導致接觸局部高熱，出現(xiàn)金屬分子的粘著，也稱“冷焊”，這時兩導軌間的磨擦系數(shù)是相當大的。
   我們都知道，推動一個物體運動所用的力應大于維持這個物體運動所用的力。也就是靜磨擦力（靜磨擦系數(shù)）大于動磨擦力（動磨擦系數(shù)）。在低速運動開始的短暫時間，磨擦系數(shù)μ b 從靜止狀態(tài)下的最大值開始呈迅速下降趨勢至最小值。此時工作臺表現(xiàn)為向前沖動。隨著速度υ的增大，而開始上升。上升到較大值時，磨擦阻力增大，工作臺趨向靜止。此時，由于磨擦阻力的增大，相對驅(qū)動也隨之增大。當驅(qū)動增大到足以克服磨擦阻力時，工作臺又重復出現(xiàn)以前的相同沖動，驅(qū)動力隨之減小。這個驅(qū)動力和磨擦力不斷變化的過程，也就是工作臺時走時停的循環(huán)沖動過程，這便是爬行的因素之一。
 （ 2 ）機械零（部）件別勁引起的爬行由于執(zhí)行元件與運動部件中心線不同心或不平行（如滾珠絲杠螺母副之間）；或執(zhí)行元件與導向面不平行（如工作臺與床身導軌之間）；或運動部件導向裝置夾得太緊（如導軌副預緊過大）；或液壓缸活塞與活塞桿不同心產(chǎn)生別勁等現(xiàn)象均會造煩惱因磨擦阻力不均而產(chǎn)生爬行。還有因?qū)к壠叫卸燃芭で却螅驅(qū)к壐鞫巫兓灰恢率构ぷ髋_移動時所需克服的阻力經(jīng)常變化，滑動表面油膜破壞，導致出現(xiàn)爬行。
 （ 3 ）潤滑不良引起的爬行當運動副的滑動速度減小時，油楔作用減弱，潤滑油膜厚度降低，甚至破裂，造成金屬表面局部接觸。當滑動速度降低到一定數(shù)值時，油膜斷裂比率增加，磨擦力隨之增大，這種變化的磨擦力將導致工作臺爬行。
 （ 4 ）液壓系統(tǒng)泄漏引起的爬行由于液壓系統(tǒng)中密封圈老化破裂，執(zhí)行元件磨損等造成泄漏，使系統(tǒng)壓力損失導致爬行，如液壓泵內(nèi)部零件磨損，引起液壓泵輸出流量和壓力不足或波動；閥類元件及液壓缸磨損，元件間隙變大，或液壓缸活塞與缸體配合間隙過大，使高壓腔與低壓腔互通引起壓力不足，使推力減小，在阻力變化時，液壓泵不能提供壓力變化而產(chǎn)生爬行。在液壓系統(tǒng)的爬行中，及時消除液壓缸中的氣體是防止爬行的有效做法。
   2、消除爬行的對策為了有效地消除爬行，應針對具體原因采用不同的措施：（ 1 ）改善磨擦阻力改善磨擦阻力的變化。旨在減小磨擦曲線隨運動速度增加而下降的斜率，也就是減小靜、動磨擦系數(shù)差，其主要措施在于改善潤滑狀態(tài)。
   措施 1 ：改善導軌的潤滑，保證充足的潤滑油量及潤滑油油性好、粘度適宜。對工作臺載荷大的大型機床應采用粘度高的導軌潤滑油。
   措施 2 ：在單靠潤滑油本身難以達到性能要求的情況下，可在油中加入添加劑，以改善潤滑油的性能，例如加入硫化鯨魚油，三甲酚磷酸脂,MoS2 油劑等，或在導軌表面涂上一層固體 MoS2 潤滑劑。
   措施 3 ：在導軌上粘貼上一層 TSF 導軌軟帶。TSF 導軌軟帶是一種以聚四氟乙烯為基的高分子復合材料，具有優(yōu)異的磨擦性能，磨擦系數(shù)很低，約為鑄鐵滑動導軌的 1/10 ，在維修時采用 TSF 導軌是一種非常省事的辦法。它工藝簡單、性能優(yōu)越有著有為廣闊的應用前景。
 （ 2 ）減少機械傳動部件間的磨擦阻力對于機械別勁原因造成的爬行，在保證各元件自身精度的同時，著重調(diào)整運動導向裝置的平行度和同心度，重視導向裝置（如滾珠絲杠）松緊程度的調(diào)整。加強潤滑減少磨擦阻力，對于液壓缸要處理好油缸與工作機構的聯(lián)接要求，保證活塞、活塞桿運動時不受彎力、扭力的作用。對于大行程的液壓缸，為防止滑動而壓力過高，在設計時可采用無縫鋼管作活塞桿，以減輕自重增大剛度。
 （ 3 ）液壓元件磨損導致的系統(tǒng)泄漏分為正常磨損和非正常磨損。對正常磨損可修復或更換新件，對非正常磨損則一定要查明原因采取相應措施。若導軌被拉傷，則要修復導軌。若是油缸拉毛時，可研磨修刮，嚴重拉傷時可上鏜床修復，并根據(jù)具體情況改進活塞結(jié)構或重配活塞。
 （ 4 ）液壓系統(tǒng)內(nèi)存在空氣造成的爬行當系統(tǒng)中存在空氣時，則應對密封不良處嚴加密封，并定時更換油液。選用消泡性能好的液壓油，或在油中加入消泡添加劑。從油箱的設計出發(fā)，盡可能采用有隔離板的油箱，使回油產(chǎn)生的氣泡不會很快到達吸油管附近，液壓泵的吸油管與系統(tǒng)回油管之間的距離盡可能遠，也不失為一個有效方法。
   機床爬行現(xiàn)象作為一種故障，對于數(shù)控機床所造成的直接后果相當嚴重，經(jīng)濟損失也是相當可觀的。其引發(fā)的原因主要有機械、液壓、潤滑、電氣等幾個方面，它們之間往往相互關聯(lián)、交織在一起。要在實踐中不斷積累經(jīng)驗，學會分析故障原因，以找到解決問題的最佳措施

在數(shù)控機床中有很多明顯的不正?，F(xiàn)象，但在有一些經(jīng)濟數(shù)控系統(tǒng)中，卻沒有報警，即使有時出現(xiàn)報警，報警的信息表明也不是你所看到不正?，F(xiàn)象的報警。機床出現(xiàn)爬行與振動就是一個明顯的例子。機床以低速運行時，機床工作臺是蠕動著向前運動；機床要以高速運行時，就出現(xiàn)震動。

但是，如果仔細看一下導軌面潤滑的情況，事實并非如此，就可以斷定機床爬行和振動問題是屬于速度的問題。既然是速度的問題就要去找速度環(huán)，我們知道機床的速度整個調(diào)節(jié)過程是由速度調(diào)節(jié)器來完成的。特別應該著重指出，速度調(diào)節(jié)器的時間常數(shù)，也就是速度調(diào)節(jié)器積分時間常數(shù)是以毫秒計的，因此，整個機床的伺服運動是一個過渡過程，是一個調(diào)節(jié)過程。

凡是與速度有關的問題，只能去查找速度調(diào)節(jié)器。因此，機床振動問題也要去查找速度調(diào)節(jié)器?？梢詮囊韵逻@些地方去查找速度調(diào)節(jié)器故障：一個是給定信號，一個是反饋信號，再一個就是速度調(diào)節(jié)器的本身。

第一個是由位置偏差計數(shù)器出來經(jīng) D/轉(zhuǎn)換給速度調(diào)節(jié)器送來的模擬是 VCMD ，這個信號是否有振動分量，可以通過伺服板上的插腳 (FANUC6 系統(tǒng)的伺服板是 X18 腳) 來看一看它是否在那里振動。如果它就是有一個周期的振動信號，那毫無疑問機床振動是正確的，速度調(diào)節(jié)器這一部分沒有問題，而是前級有問題，向 D ／一轉(zhuǎn)換器或偏差計數(shù)器去查找問題。如果我們測量結(jié)果沒有任何振動的周期性的波形。那么問題肯定出在其他兩個部分。

我們可以去觀察測速發(fā)電機的波形，由于機床在振動，說明機床的速度在激烈的振蕩中，當然測速發(fā)電機反饋回來的波形一定也是動蕩不已的。但是我們可以看到，測速發(fā)電機反饋的波形中是否出現(xiàn)規(guī)律的大起大落，十分混亂現(xiàn)象。這時，我們最好能測一下機床的振動頻率與電機旋轉(zhuǎn)的速度是否存在一個準確的比率關系，譬如振動的頻率是電機轉(zhuǎn)速的四倍頻率。這時我們就要考慮電機或測速發(fā)電機有故障的問題。

因為振動頻率與電機轉(zhuǎn)速成一定比率，首先就要檢查一下電動機是否有故障，檢查它的碳刷，整流子表面狀況，以及機械振動的情況，并要檢查滾珠軸承的潤滑情況，整個這個檢查，可不必全部拆卸下來，可通過視察官進行觀察就可以了，軸承可以用耳去聽聲音來檢查。如果沒有什么問題，就要檢查測速發(fā)電機。測速發(fā)電機一般是直流的。

測速發(fā)電機就是一臺小型的永磁式直流發(fā)電機，它的輸出電壓應正比于轉(zhuǎn)速，也就是輸出電壓與轉(zhuǎn)速是線性關系。只要轉(zhuǎn)速一定，它的輸出電壓波形應當是一條直線，但由于齒槽的影響及整流子換向的影響，在這直線上附著一個微小的交變量。為此，測速反饋電路上都加了濾波電路，這個濾波電路就是削弱這個附在電壓上的交流分量。

測速發(fā)電機中常常出現(xiàn)的一個毛病就是炭刷磨下來的炭粉積存在換向片之間的槽內(nèi)，造成測速發(fā)電機片間短路，一旦出現(xiàn)這樣的問題就避免不了這個振動的問題。

這是因為這個被短路的元件一會在上面支路，一會在下面支路，一會正好處于換向狀態(tài)，這 3 種情況就會出現(xiàn) 3 種不同的測速反饋的電壓。在上面支路時，上面支路由于少了一個元件，電壓必然要小，而當它這個元件又轉(zhuǎn)到了下面支路時，下面的電壓也小，這時不論在上面支路，還是在下面支路中，都必然使這兩條支路的端電壓下降，且有一個平衡電流流過這兩條并聯(lián)的支路，又造成一定的電壓降。當這個元件處于換向，正好它也處于短路，這時上下兩個支路沒有短路元件，電壓得以恢復，且也無環(huán)流。這樣，與正常測速發(fā)電機狀態(tài)一樣。為此，三種不同情況下電壓做了一個周期地變化，這個電壓反饋到調(diào)節(jié)器上時，勢必引起調(diào)節(jié)器的輸出也做出相應地，周期地變化。這是僅僅說了一個元件被短路。特別嚴重時有一遍換向片全部被碳粉給填平了，全部短路，這樣就會更為嚴重的電壓波動。

反饋信號與給定信號對于調(diào)節(jié)器來說是完全相同的。所以，出現(xiàn)了反饋信號的波動，必然引起速度調(diào)節(jié)器的反方向調(diào)節(jié)，這樣就引起機床的振動。

這種情況發(fā)生時，非常容易處理，只要把電機后蓋拆下，就露出測速發(fā)電機的整流子。這時不必做任何拆卸，只要用尖銳的勾子，小心地把每個槽子勾一下，然后用細砂紙光一下勾起的毛刺，把整流片表面再用無水酒精擦一下，再放上炭刷就可以了。這里特別要注意的是用尖銳的勾子去勾換向片間槽口時，別碰到繞組，因為繞組線很細，一旦碰破就無法修復，只有重新更換繞組。再一個千萬不要用含水酒精去擦，這樣弄完了絕緣電阻下降無法進行烘干，這樣就會拖延修理期限。

除了上面討論過這些引起振動的原因外，還可能是系統(tǒng)本身的參數(shù)引起的振蕩。眾所周知；一個閉環(huán)系統(tǒng)也可能由于參數(shù)設定不好，而引起系統(tǒng)振蕩，但最佳的消除這個振蕩方法就是減少它的放大倍數(shù)，在 FANUC 的系統(tǒng)中調(diào)節(jié) RV1 ，逆時鐘方向轉(zhuǎn)動，這時可以看出立即會明顯變好，但由于 RV1 調(diào)節(jié)電位器的范圍比較小，有時調(diào)不過來，只能改變短路棒。

采用這些方法后，還做不到完全消除振動，甚至是無效的，就要考慮對速度調(diào)節(jié)器板更換或換下后徹底檢查各處波形。

在這個實例中，出現(xiàn)爬行時，電機是在低速，一旦提高速度就震起來，這時電流就可能出現(xiàn)過流報警。產(chǎn)生這種報警的原因是機床工作臺面為了迅速跟限反饋信號的變化而變化，必須有一個很大的加速度才行，這個加速度就是由電機的轉(zhuǎn)矩給出的。電機轉(zhuǎn)矩的變化來響應這個速度給定信號 ( 實際上是反饋信號) 的變化。轉(zhuǎn)矩就是電流信號。大的轉(zhuǎn)矩，就是大的電流信號造成的，在電流環(huán)中出現(xiàn)了一個電流的激烈變化，從而出現(xiàn)了過電流現(xiàn)象。在振動時不報警，而在振動加大時，出現(xiàn)了過電流報警。

從這個例子中，我們可以這樣總結(jié)：位置問題去找位置環(huán)，而速度問題去找速度環(huán)。所謂位置環(huán)就是研究零件加工的尺寸問題，零件的尺寸精度要去研究位置環(huán)。當然，零件尺寸的重復精度還和基準點有關，我們在后面還要討論基準點返回問題。但總的說來，尺寸問題，位置問題，要求考慮的對象是位置環(huán)，或者說與位置環(huán)有關的部分應是考慮的主要對象。速度的問題就要去研究速度環(huán)以及與速度環(huán)有關的部分。

   另外，如果加工零件形狀有了問題，這顯然是由幾個軸進行插補造成的。這就是收據(jù)控制對軸進行的脈沖分配，那么如果我們認為收據(jù)控制對軸的脈沖分配是正確的 (常常是這樣，很少遇到是收據(jù)控制出了毛病，或插補軟件出了毛病而出現(xiàn)形狀不對的現(xiàn)象) ，那么各軸在忠實地執(zhí)行收據(jù)控制的指令上肯定存在問題。我們可以去查各個軸伺服單元存在的問題。我們?nèi)绻爰庸ひ粭l有一定斜率的直線，那么這兩個軸的速度要按斜率的比率關系給定。

由于數(shù)控機床是機電一體化產(chǎn)品，這里邊影響機床正常工作的因素很多，例如上面我們曾討論過的加工形狀誤差的原因，除了電氣方面的問題之外，我們在數(shù)控機床的驗收一節(jié)中曾經(jīng)討論過失動量的測定，這也是影響加工的幾何形狀一個重要問題，這個機械方面的問題也與電氣的問題混在一起，這種情況就十分難以分辨出到底哪個因素在這個問題中的比重占有多少。這些相關的因素是制約我們迅速查出故障的重要因素。

6． 2 數(shù)控機床基準點的故障分析與排除

普通的數(shù)控機床在斷電之后，就失去了對各坐標位置的記憶。因此，重新開機后使機床坐標回到機床的一個固定點上，十分重要。這個操作叫做回參考點或回零。

6． 2 ．1 故障類型

   回參考點的故障一般來說主要有三類：第一類是返回參考點時機床停止位置與參考點位置不一致；第二類是機床不能正常返回參考點，且有報警產(chǎn)生；第三類是機床在返回參考點過程中數(shù)控系統(tǒng)突然變成 "不更預先" （沒有準備好）狀態(tài)，但又無報警產(chǎn)生。

6． 2 ．2 數(shù)控機床基準點的故障分析與排除實例

數(shù)控機床都有一個參考基準點（機械原點），在機床云心過程中它是一個固定點，通常把它作為第二、第三基準點及工件坐標系的才按靠基準，每次機床啟動后，首先要進行機床手動回零返回基準點操作。如果返回基準點不準確，會造成加工零件報廢，甚至設備損壞，因而，對于說能夠機床來說，準確返回基準點相當重要，本文主要探討基準點返回原理及基準點漂移故障排除方法。

一、基準返回原理

常用伺服電機內(nèi)置增量式編碼器作為位置反饋，在編碼器的輸出信號中，除了位置饋用的信號之外，還有一相零信號，每轉(zhuǎn)一個，我們把它稱為零柵格，在機床返回參考點時，首先機床以 G00 速度趨近機床零點，回零開關處于閉合 (在) 之上狀態(tài)。在變?yōu)樯系漠敾亓汩_關信號由走開,同時坐標軸移動速度由 G00 速度降至機床系統(tǒng)設定的回零減速度，并以 FL 速度繼續(xù)運行，當回零撞塊離開回零開關時，回零信號由離開在系統(tǒng)開始讀柵格上的變?yōu)椤．數(shù)谝粋€循環(huán)零信號出現(xiàn)時，機床停止運行，機械零點被設定。

二、基準點漂移故障原因及排除方法

數(shù)控機床在使用一段時間后，由于各種原因，會出現(xiàn)數(shù)控機床回零不準確的問題。數(shù)控機床零不準確時，往往造成加工零件的尺寸大小不一，難以保證加工精度，常常使加工的零件不能滿足工藝要求，同時還可能造成機床損壞，工件報廢。根據(jù)多年的工作經(jīng)驗，對坐標回零不準的處理，以及對日常維修此類故障進行總結(jié)，產(chǎn)生數(shù)控機床回零不準確的原因有三種，我們就此問題，把產(chǎn)生故障的原因、檢查方法及排除措施歸納如下。

1．偏移一個柵格

基準偏移一個柵格的情況，其故障原因多半是減速撞塊的起始位置確定不正確，或減速撞塊的長度不組。

1). 減速撞塊的起始位置確定不正確。檢查方法：將機床與動機構從基準點朝減速撞塊方向動，依診斷功能觀察減速信號并計算監(jiān)視器屏上自基準點至減速撞塊的距離。排除措施：自減速撞塊脫開點至基準點之距定為電機 1/2 轉(zhuǎn)。

2). 減速撞塊長度不足。檢查方法：將機床與動機構從基準點朝減速撞塊方向移動，依診?斷功能觀察減速信號并計算監(jiān)視器屏上自基準點至減速撞塊的距離。排除方法：更換減速?撞塊。

2．停機點不定量偏移

對于停機點不定量偏移的鼓掌、其原因主要是：

1). 干擾。檢查方法：電纜屏蔽是否接地，火花消除元件是否與屏蔽層項鏈，脈沖傳感的電纜是否置于電源電纜附近。排除方法：使電源屏蔽接地，火花消除元件接觸良好，將電纜置于不同線槽內(nèi)。

2). 脈沖傳感器有故障。試更換脈沖傳感器。

3). 脈沖傳感器的電源電壓低。電源裝置上輸出電壓應是 5 V ，檢查脈沖傳感器上電源電壓應是 4.7 V 或更高。措施：經(jīng)過電纜的電壓降低為 0.2 V 以下。

4)．位置板有故障，試換模塊。

5)．伺服電機與機床的離合器連接松動。在電動機上做記號，并檢查其與機床位置是否符合。措施：緊固離合器連接。

3．僅偏移很小距離

對于基準偏移很小距離的故障原因有兩個：

1). 電纜短里或接頭接觸不良。檢查焊接處，電纜接頭是否加緊并緊固。

2). 輸出信號發(fā)生偏移性振蕩或位置板有故障。方法：接觸偏移修正功能后，根據(jù)診斷功能檢查位置偏移值，偏移性振? 蕩相應于位置的偏移離。檢查或更換印刷電路板及模板。

6． 3 數(shù)控車床故障分析與排除

實例 1 簡易數(shù)控車床常見故障與分析處理

簡易數(shù)控車床又叫做經(jīng)濟型數(shù)控車床，由于其價格經(jīng)濟自動化程度又高，因此在機加工行業(yè)中得到普遍認可和廣泛使用。

簡易數(shù)控車床是在普通車床的基礎上發(fā)展起來的，但其自動化程度卻得到極大提高。其自動控制系統(tǒng)主要由單片機構成，通過控制程序，控制機床的縱向及橫向進給裝置及換刀裝置，自動完成零件的加工。所以，簡易數(shù)控車床是較復雜的機—電一體化設備，因而在出現(xiàn)故障時也要從機床的機械結(jié)構和電氣控制兩個方面綜合分析?，F(xiàn)結(jié)合自己在實際維修工作中的一點經(jīng)驗，對其常見故障作幾點分析。

1．程序啟動后，步進電機抖動不轉(zhuǎn)

這一現(xiàn)象一般是步進電機或其控制系統(tǒng)斷相造成的。有可能是步進電機本身的故障也可能是其驅(qū)動電路的故障。首先檢查步進電機的連接插頭是否接觸良好，若連接插頭接觸良好，可再將沒有故障的一相電機調(diào)換過來，若調(diào)換電機后運行正常，則說明原步進電機有故障，若調(diào)換電機后仍不能正常工作，則說明其控制部分不正常，可重點檢查驅(qū)動板上的大功率三極管極其保護元件釋放二極管，一般情況下，這兩個元件損壞的幾率比較大。

2．加工程序運行過程中，工作臺突然停止運行，步進電機抖動不轉(zhuǎn)

這一現(xiàn)象一般是由機械故障引起的，但也可能是控制系統(tǒng)發(fā)生故障造成的。這時，可先將工作臺退回原點，重新啟動加工程序，若工作臺總是運行到某一位置時停止運行，應該是傳動系統(tǒng)的某一部位損壞、變形或被異物卡住等原因造成的。首先將控制系統(tǒng)斷電，然后用手轉(zhuǎn)動絲杠，若在某一部位感覺阻力特大甚至根本轉(zhuǎn)不動，則證明這一位置有故障。應檢查絲母與絲杠間隙或溜板鑲條是否太緊、滾珠絲杠的滾珠導槽內(nèi)有無異物、絲杠有無彎曲變形、步進電機減速器內(nèi)柔性齒輪是否松動或有無異物卡住等。若手動盤車沒有異常，則是控制系統(tǒng)有故障，應按照 1 的步驟進行檢查。

3．低速時步進電機運行正常，高速時步進電機丟步

這一現(xiàn)象可能是驅(qū)動電源電壓降低，使步進電機輸出轉(zhuǎn)矩減小造成的。所以應重點檢查驅(qū)動電源部分。當高壓開頭三極管損壞后，高壓電源無法接通，使高速時步進電機輸出力矩減少，造成丟步。也可能是機械故障造成的。所以在檢查上述部件未果的情況下，還應檢查絲杠、絲母、溜板、步進電機減速器等部分，當有部件彎曲、變型、或有異物卡住時會使運行阻力增大，當?shù)退龠\行時，現(xiàn)象不明顯，但高速運行時則不能完全克服運行阻力而造成丟步。

4．程序運行結(jié)束，刀具返回不到零點

這一現(xiàn)象一般是控制系統(tǒng)故障引起的。刀具在進給或在加工時要求低速運行，這時步進電機運轉(zhuǎn)速度較低，采用低壓電源供電，而程序回零點時，要求快速退回，這時要求步進電機高速運行，采用高壓驅(qū)動電源，使輸出轉(zhuǎn)矩增大，保證正?；亓??？刂聘邏候?qū)動電源輸出的有一開關三極管，當開關三極管損壞后，高速回零點時，高壓電源打不開，步進電機輸出轉(zhuǎn)矩不夠，造成回零丟步，致使刀具返回不到原點。這一故障更換開關三極管即可消除。

5．程序運行結(jié)束，刀具返回原點時越位

這種現(xiàn)象一般是由機械傳動系統(tǒng)運行阻力太大引起的。切削進給時，刀架低速運行，低電壓驅(qū)動，步進電機運轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩小，不足以克服阻力造成丟步。而回零時步進電機高壓驅(qū)動，運行速度高，力矩大，又沒有吃力阻力，步進電機運轉(zhuǎn)正常不丟步。這樣去時丟步而返回時正常就會造成上述現(xiàn)象。這時可檢查步進電機減速箱內(nèi)傳動齒輪或步進電機與絲杠之間傳動齒輪上有無鐵屑異物，或溜板鑲條是否太緊使運行阻力增大等原因。

6．空走刀時一切正常，但加工工件時尺寸誤差很大

此現(xiàn)象一種可能是絲杠或絲母與車床部位連接松動造成。空走時沒有吃刀阻力，溜板運行正常，加工工件時由于吃刀阻力增大，絲杠或絲母與車床連接處松動，造成加工工件尺寸漂移。堅固連接部分，故障即可消除。另一種可能是由電動刀架造成的。如果刀架換刀后不能自動鎖緊，從而吃刀時刀具偏離加工點，也會造成上述現(xiàn)象。這時應檢查刀架鎖緊裝置及刀架控制箱。

7．工件局部尺寸誤差大

這種現(xiàn)象主要是絲母與絲杠間存在間隙所引起。由于絲母與絲杠長期在某一段運行，使該段的間隙增大，在程序開始時，測定的絲杠間隙被補償?shù)匠绦蚶?，但在磨損段無法補償時，則工件局部尺寸超差。解決的辦法是修理或更換絲杠。

8．電動刀架換刀時旋轉(zhuǎn)不止，不能定位

   這是由于當程序要某號刀時，電動刀架正轉(zhuǎn)選擇刀具，當旋轉(zhuǎn)到該號刀具時，沒有應答信號，從而使刀架旋轉(zhuǎn)不止，不能定位。這時應檢查電動刀架上的霍爾元件，當霍爾元件損壞時，會使所要刀具到位時，沒有檢測信號輸出，從而造成上述現(xiàn)象，這時，更換該號刀的霍爾元件即可。

9．程序執(zhí)行過程中，計算機返回監(jiān)控狀態(tài)，一切工作不能進行

這種現(xiàn)象一般是監(jiān)控程序出現(xiàn)故障造成的，也有可能是強磁干擾引起的。對于強磁干擾可采用接地或屏蔽的辦法解決。若不按程序執(zhí)行或起動程序時不按指令執(zhí)行立即返回監(jiān)控狀態(tài)，一般是監(jiān)控程序或計算機硬件出現(xiàn)故障，可更換可疑芯片，如片外程序存貯器芯片，可編程接口芯片或單片機本身，有時片外數(shù)據(jù)存貯器故障也可能引起此現(xiàn)象。若實在不能解決，可找生產(chǎn)廠家重新進行調(diào)試。

10．加工程序經(jīng)常丟失，嚴重時造成控制系統(tǒng)不能正常工作

若控制系統(tǒng)斷電后加工程序丟失，而機床上電后從新輸入加工程序，機床可以正常加工，則可能是備用電池電壓降低或斷開，造成數(shù)據(jù)存貯器中的加工程序在機床斷電后無法保持而丟失，這時，更換備用電池即可。若加工程序在加工過程中經(jīng)常部分或全部丟失，則極有可能是數(shù)據(jù)存貯器故障引起的，這時可更換片外數(shù)據(jù)存貯器或單片機本身。

總之，簡易數(shù)控車床由機械和電氣兩部分組成，出現(xiàn)故障后要從機械和電氣兩個方面進行分析，判斷出是機械故障還是電氣故障，再深入分析，找出故障點，準確快速地處理故障，提高機床維修效率。

實例 2 經(jīng)濟型數(shù)控車床自動回轉(zhuǎn)刀架的常見故障分析及排除

經(jīng)濟型數(shù)控車床是指采用由單片機和步進電機組成的數(shù)控系統(tǒng)的車床，由于其價格低，適應性好，常常應用于教學和普通車床的數(shù)控改造。但是在使用過程中也不可避免的存在一些故障，下面主要就其回轉(zhuǎn)刀架的故障談一談其分析和排除的方法。

數(shù)控車床一般都配有四工位自動回轉(zhuǎn)刀架，它是根據(jù)微機數(shù)控系統(tǒng)改造傳統(tǒng)機床設備的需要，同時兼顧刀架在機床上能夠獨立控制的需要而設計的。現(xiàn)有自動回轉(zhuǎn)刀架，其結(jié)構主要有插銷式和端齒盤式。由于刀架生產(chǎn)廠家無統(tǒng)一標準，因此，其結(jié)構、尺寸各異。而無論是哪一類刀架，要使其正常工作，均涉及到機械、電氣、控制系統(tǒng)等多方面的穩(wěn)定、可靠工作。一旦出現(xiàn)某種故障現(xiàn)象，則可能是機械原因，也可能是電氣、控制系統(tǒng)方面的原因。因此，應根據(jù)不同故障類型，找準原因，準確迅速確定故障點，方能及時排除故障。

   現(xiàn)以目前使用較多的端齒盤式四工位自動刀架可能出現(xiàn)的各種故障現(xiàn)象加以分析，確定其排除方法。其它類型的刀架，雖其結(jié)構、尺寸、元器件類型號各有差異，但故障原因大多雷同，也可參照此法加以排除。

1刀架不能啟動

1.1機械方面的原因

1.1.1刀架預緊力過大。當用六角扳手插入蝸桿端部旋轉(zhuǎn)時不易轉(zhuǎn)動，而用力時，可以轉(zhuǎn)動，但下次夾緊后刀架仍不能啟動。此種現(xiàn)象出現(xiàn)，可確定刀架不能啟動的原因是預緊力過大，可通過調(diào)小刀架電機夾緊電流排除之。

1.1.2刀架內(nèi)部機械卡死。當從蝸桿端部轉(zhuǎn)動蝸桿時，順時針方向轉(zhuǎn)不動，其原因是機械卡死。首先，檢查夾緊裝置反靠定位銷是否在反靠棘輪槽內(nèi)，若在，則需將反靠棘輪與螺桿連接銷孔回轉(zhuǎn)一個角度重新打孔連接；其次，檢查主軸螺母是否鎖死，如螺母鎖死，應重新調(diào)整；再次，由于潤滑不良造成旋轉(zhuǎn)件研死，此時，應拆開，觀察實際情況，加以潤滑處理。

1.2電器方面的原因

1.2.1電源不通、電機不轉(zhuǎn)。檢查溶芯是否完好、電源開關是否良好接通、開關位置是否正確。當用萬用表測量電容時，電壓值是否在規(guī)定范圍內(nèi)，可通過更換保險、調(diào)整開關位置、使接通部位接觸良好等相應措施來排除。除此以外，電源不通的原因還可考慮刀架至控制器斷線、刀架內(nèi)部斷線、電刷式霍爾元件位置變化導致不能正常通斷等情況。

1.2.2電源通，電機反轉(zhuǎn)?？纱_定為電機相序接反。通過檢查線路，變換相序排除之。

1.2.3手動換刀正常、機控不換刀。此時應重點檢查微機與刀架控制器引線, 微機輸入／輸出接口及刀架到位回答信號。

2刀架連續(xù)運轉(zhuǎn)、到位不停

由于刀架能夠連續(xù)運轉(zhuǎn)，所以，機械方面出現(xiàn)故障的可能性較小，主要從電氣方面檢查。

2.1檢查刀架到位信號是否發(fā)出，若沒有到位信號，則是發(fā)訊盤故障。此時可檢查：發(fā)訊盤彈性觸頭是否磨壞、發(fā)訊盤地線是否斷路或接觸不良或漏接，是否需要更換彈性片觸頭或重修，針對其線路中的繼電器接觸情況、到位開關接觸情況、線路連接情況相應地進行線路故障排除。

2.2當僅出現(xiàn)某號刀不能定位時，則一般是由于該號刀位線斷路所至。

3刀架越位過沖或轉(zhuǎn)不到位

刀架越位過沖故障的機械原因可能性較大。主要是后靠裝置不起征作用。

3.1檢查后靠定位銷是否靈活，彈簧是否疲勞。此時應修復定位銷使其靈活或更換彈簧。

3.2檢查后靠棘輪與蝸桿連接是否斷開，若斷開，需更換連接銷。若仍出現(xiàn)過沖現(xiàn)象，則可能是由于刀具太長過重，應更換彈性模量稍大的定位銷彈簧。

3.3出現(xiàn)刀架運轉(zhuǎn)不到位（有時中途位置突然停留），主要是由于發(fā)訊盤觸點與彈性片觸點錯位，即刀位信號膠木盤位置固定偏移所至。此時，應重新調(diào)整發(fā)訊盤與彈性片觸頭位置并固定牢靠。

3.4若仍不能排除故障，則可能是發(fā)訊盤夾緊螺母松動，造成位置移動。

4刀架不能正常夾緊

出現(xiàn)該故障時應當:

4.1檢查夾緊開關位置是否固定不當，并調(diào)整至正常位置。

4.2用萬用表檢查其相應線路繼電器是否能正常工作，觸點接觸是否可靠。若仍不能排除，則應考慮刀架內(nèi)部機械配合是否松動。有時會出現(xiàn)由于內(nèi)齒盤上有碎屑造成夾緊不牢而使定位不準，此時，應調(diào)整其機械裝配并清潔內(nèi)齒盤。

5其它故障現(xiàn)象

除以上故障外，有時還出現(xiàn)：無法機控選刀、夾緊后無回答信號、啟動或松開手控按紐刀架返原來位置等故障現(xiàn)象。出現(xiàn)這些故障的主要原因是電路中繼電器接觸不良、膠木盤位置不正、電源相序不對所致，可分別讀其加以調(diào)整、修復，使故障排除。

熟悉以上分析、檢查方法及解決措施，對于及時、有效地找到根源，對癥下藥，迅速排除故障至關重要。但是，我們在總結(jié)故障產(chǎn)生的原因之后，有目的地預防故障的發(fā)生或減少故障發(fā)生的次數(shù)，也是我們所必須要做的。換言之，我們必須把維護和故障的排除結(jié)合起來，才能保證我們的機床穩(wěn)定、高效地使用。

實例 3 伺服電動機故障的維修

故障現(xiàn)象：一臺配套 SINUMERIK810 T 系統(tǒng)的數(shù)控車床，一次刀塔出現(xiàn)故障，轉(zhuǎn)動不到位，刀塔轉(zhuǎn)動時，出現(xiàn)6016號報警。
   分析及處理過程：根據(jù)工作原。理和故障現(xiàn)象進行分析，刀塔轉(zhuǎn)動是由伺服電動機驅(qū)動的，電動機一起動，伺服單元就產(chǎn)生過載報警，切斷伺服電源，并反饋給收據(jù)控制系統(tǒng)，顯示 6016 報警。檢查機械部分，更換伺服單元都沒有解決問題。更換伺服電動機后，故障被排除

實例 4 電動機聯(lián)軸器松動的故障維修

故障現(xiàn)象：一臺數(shù)控車床，加工零件時，常出現(xiàn)徑向尺寸忽大忽小的故障。

分析及處理過程：檢查控制系統(tǒng)及加工程序均正常，然后檢查傳動鏈中電動機與絲杠的聯(lián)接處，發(fā)現(xiàn)電動機聯(lián)軸器緊固螺釘松動，使得電動機軸與絲杠產(chǎn)生相對運動。由于半閉環(huán)系統(tǒng)的位置檢測器件在電動機側(cè)，絲杠的實際轉(zhuǎn)動量無法檢測，從而導致零件尺寸不穩(wěn)定：緊固電動機聯(lián)軸器后故障消除。

6．4 數(shù)控銑床故障分析與排除

實例 1 HEIDENHAIN公司TNCl55 的數(shù)控銑床控制系統(tǒng)主板彎曲變形

    故障現(xiàn)象：一臺采用德國 HEIDENHAIN 公司 TNCl55 的數(shù)控銑床，工作時系統(tǒng)經(jīng)常死機，停電后經(jīng)常丟失機床參數(shù)和程序。

分析及處理過程：經(jīng)現(xiàn)場分析與診斷，出現(xiàn)該故障的原因一般有以下幾點：

1)電池不良。

2)系統(tǒng)存儲隨機存取儲存器出錯。

3)系統(tǒng)軟件本身不穩(wěn)定。

根據(jù)以上分析，逐條進行了如下檢查：首先用萬用表直接測量系統(tǒng)斷電存儲用電池，發(fā)現(xiàn)正常：測量主板上的電池電壓，發(fā)現(xiàn)時有時無，進一步檢查發(fā)現(xiàn)當用手按著主板的一側(cè)測量時電壓正常，而按住另一側(cè)時則不正常，因此初步診斷為接觸不良導致；拆下該主板，仔細檢查發(fā)現(xiàn)主板已彎曲變形，糾正后重新試驗，故障排除。

實例 2 姆歐的新項目系統(tǒng) Profibus 總線報警的故障維修

故障現(xiàn)象：一臺配套姆歐的新項目 SINUMERIK 802 D 系統(tǒng)的四軸四聯(lián)動的數(shù)控銑床，開機后有時會出現(xiàn) 380500 Profibus-DP ：驅(qū)動 A1(有時是 X,Y 或 Z) 出錯。但關機片刻后重新開機，機床又可以正常工作。

分析及處理過程：因為該報警時有時無，維修時經(jīng)過數(shù)次開關機試驗機床無異常，于是檢查總線、總線插頭，確認連接牢固、正確，接地可靠。但數(shù)日后，故障重新出現(xiàn)；仔細檢查 611 UE 驅(qū)動報警顯示為 "電子 B280" ，故障原因為電流檢測錯誤，測量驅(qū)動器的輸入電壓，發(fā)現(xiàn)實際輸入電壓為 406 V 。重新調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓，機床恢復正常，報警從此不再出現(xiàn)。

實例 3 換刀故障的維修

故障現(xiàn)象：一臺數(shù)控銑床發(fā)生打刀事故，按急停按鈕后，換上新刀，但工作臺不旋轉(zhuǎn)。

分析及處理過程：通過PLC梯形圖分析，發(fā)現(xiàn)其換刀過程不正確，計算機認為換刀過程沒有結(jié)束，不能進行其他操作。因此，按正確程序重新?lián)Q刀后，機床恢復正常。

6．5 加工中心故障分析與排除

6．5 ．1 加工中心的維護

   加工中心的維護工作是減少其故障的有效手段。

6．5 ．2 加工中心故障分析與排除實例

實例 1 機床過載報警的故障維修

故障現(xiàn)象：某配套 FANUC-0 M 系統(tǒng)的數(shù)控立式加工中心，在加工中經(jīng)常出現(xiàn)過載報警，報警號為 434 ，表現(xiàn)形式為 Z 軸電動機電流過大，電動機發(fā)熱，停上 40 min 左右報警消失，接著再工作一陣，又出現(xiàn)同類報警。
分析及處理過程：經(jīng)檢查電氣伺服系統(tǒng)無故障，估計是負載過重帶不動造成。
為了區(qū)分是電氣故障還是機械故障，將 Z 軸電動機拆下與機械脫開，再運行時該故障不再出現(xiàn)。由此確認為機械絲杠或運動部位過緊造成。調(diào)整 Z 軸絲杠防松螺母后，效果不明顯，后來又調(diào)整 Z 軸導軌鑲條，機床負載明顯減輕，該故障消除。

實例 2 壓力開關損壞的故障維修

故障現(xiàn)象：某配套姆歐的新項目?840 C 系統(tǒng)的加工中心，一次開機后 B 軸不能運動。
   分析及處理過程：經(jīng)檢查， B 軸電磁閥已動作，但 PLC 顯示 B 軸未放松，故判斷壓力開關有問題。拆下后經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)該開關觸點損壞；換一個壓力開關后，故障消除。

實例 3 B 軸伺服報警的故障維修

故障現(xiàn)象：一臺配套 OKUMA?OSP700 ，型號為 XHAD765 的數(shù)控機床，加工中 B 軸出現(xiàn)伺服報警 ALARMA ： "高級副總裁速度指令越限， B 軸 11 F9FD76"。
   分析及處理過程：按復位后，報警消除。分析報警內(nèi)容，估計轉(zhuǎn)臺阻力大或是速度反饋有問題。將快速進給倍率開關拔到 10 ％， MDI 方式下轉(zhuǎn)動 B 軸， B 軸上升后，抖動一下立即報警，同時有機械沖擊聲，感覺是 B 軸轉(zhuǎn)不動，懷疑轉(zhuǎn)臺上升未到位或是機械卡滯，或是 B 軸電氣有問題。MDI 方式下執(zhí)行 M20 ， M21 指令升起,落下轉(zhuǎn)臺，查 PLC 數(shù)據(jù) IAXBUl 在轉(zhuǎn)臺上升后能亮顯，用尺檢查轉(zhuǎn)臺上升的高度值正常，不應存在上下鼠齒盤未完全脫開的問題；再打開護板及轉(zhuǎn)臺側(cè)蓋查電動機插頭和傳動蝸輪蝸桿，在拉 B 軸電動機電纜時，發(fā)現(xiàn) B 軸電動機三相電纜磨破，有一根電纜斷裂。將電纜修復后開機， B 軸運轉(zhuǎn)恢復正常。

實例 4 轉(zhuǎn)臺報警的故障維修

故障現(xiàn)象：一臺配套 OKUMA?OSP700 ，型號為 XHAD765 的數(shù)控機床，早上開機后轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)位后下落時顯示 "2870 旋轉(zhuǎn)工作臺夾緊檢測器異常" ，同時工作臺上升到旋轉(zhuǎn)準備位置。
   分析及處理過程：復位后，報警清除。根據(jù)報警內(nèi)容應查轉(zhuǎn)臺夾緊開關，由于轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)位前是正常的，根據(jù)經(jīng)驗，筆者懷疑其準確性。在 MDI 方式下執(zhí)行 M20 工作臺夾緊指令，工作臺下落后又報警上升，經(jīng)仔細觀察，發(fā)現(xiàn)工作臺下落緩慢，故懷疑下落時間超時而報警；讓兩個人站在工作臺上，再執(zhí)行 M20 指令，工作臺落下明顯加快,不再報警，證實了判斷。
   該轉(zhuǎn)臺設計為上升時，液壓缸壓縮轉(zhuǎn)臺夾緊彈簧將轉(zhuǎn)臺頂起，夾緊時靠彈簧力將液壓缸內(nèi)油擠出，壓緊工作臺液壓缸堵塞節(jié)流，彈簧力變小，油粘度增大等均會導致油流速變慢而引起轉(zhuǎn)臺下落超時。讓機床熱機 10 min ，其間連續(xù)執(zhí)行 M20,M21 指令，等液壓油溫上升后再轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺正常。由于天氣轉(zhuǎn)冷，液壓油隨溫度下降變稠，液壓缸中油不能及時排出，造成超時報警。

實例 5 轉(zhuǎn)臺回零不準的故障維修

故障現(xiàn)象：一臺配套 FANUC?OMC ，型號為 XH754 的數(shù)控機床，轉(zhuǎn)臺回零不準，回零后工作臺歪斜。
   分析及處理過程：出現(xiàn)這種故障一般是由于轉(zhuǎn)臺回零開關不良、行程壓塊松動或開關松動。關機后將轉(zhuǎn)臺側(cè)蓋打開，用手壓行程開關正常，查行程壓塊正常，查開關座正常，估計行程開關壓合斷開點變化。將開關座向正確方向調(diào)整小段距離后開機，故障消除。

實例 6 X 軸振蕩的故障維修

故障現(xiàn)象：一臺配套 FANUC?OMC ，型號為 XH754 的數(shù)控機床，加工中 X 軸負載有時突然上升到 80 ％，同時 X 軸電動機嗡嗡作響；有時又正常。
   分析及處理過程：現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn) X 軸電動機嗡嗡作響的頻率較低，故判斷 X 軸發(fā)生低頻振蕩。發(fā)生振蕩的原因有：1)軸位置環(huán)增益不合適。2)機械部分間隙大，傳動鏈剛性差，有卡滯。3)負載慣量較大。
   經(jīng)查 X 軸位置增益未變，負載也正常，經(jīng)詢問，操作工介紹此機床由于一直進行重切削加工， X 軸間隙較大，剛進行過間隙補償。經(jīng)查 X 軸間隙補償參數(shù) 0535 ，發(fā)現(xiàn)設定值為 250 ，用百分表測得 X 軸實際間隙為 0.22 ，看來多補了；直至將設定值改為 200 后， X 軸振蕩才消除。注： X 軸這么大間隙，要想提高加工精度，只有消除機械間隙。

實例 7 光柵尺故障的故障維修

故障現(xiàn)象：某配套姆歐的新項目?8 M 系統(tǒng)的進口加工中心，出現(xiàn) 114# 報警，手冊提示為 Y 軸測量有故障，電纜損壞或信號不良。
   分析及處理過程：該機測量采用海德漢直線光柵尺，根據(jù)故障內(nèi)容查 Y 軸電纜正常。為判斷光柵尺是否正常，將 Y 軸光柵尺插到與其能配用的光柵數(shù)顯表上通電，用手轉(zhuǎn)動 Y 軸絲杠，發(fā)現(xiàn) Y 軸坐標不變，則說明光柵尺故障。拆下該光柵尺，發(fā)現(xiàn)一光電池線頭脫落：重新焊接好后，通電檢查，數(shù)顯表顯示跟隨光柵變化；再將光柵尺裝回機床，開機報警消除，機床恢復正常。

實例 8 檢測信號斷線引起坐標軸故障的維修

故障現(xiàn)象：某配套姆歐的新項目?8 系統(tǒng)的臥式加工中心，在工作過程中機床突然停止運行，圖像管出現(xiàn)收據(jù)控制報警 104 ；重新起動機床，報警消除，可以恢復正常，但工作不久，故障重復出現(xiàn)。
   分析及處理過程：查詢收據(jù)控制?l04 報警，其含義為 "X 軸測量系統(tǒng)電纜斷線" 。
   根據(jù)故障現(xiàn)象和報警，我們先檢查讀數(shù)頭和光柵尺，光柵密封良好，里面潔凈，讀數(shù)頭和光柵沒有受到污染，并且讀數(shù)頭和光柵正常；隨后檢查測量電路板，經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)不良現(xiàn)象，經(jīng)過這些工作后，把重點放在反饋電纜上。測量反饋端子，發(fā)現(xiàn) 13 號線電壓不穩(wěn)，停電后測量 13 號線，發(fā)現(xiàn)有較大電阻，經(jīng)仔細檢查，發(fā)現(xiàn)此線在 X 軸運動過程中有一處斷路，造成反饋值不穩(wěn)，偏離其實際值。經(jīng)重新接線后，機床故障消除。

6．6 柔性加工單元故障分析與排除

6．6 ．1 概述

數(shù)控技術與計算機集成制造系統(tǒng)簡介

為滿足現(xiàn)代生產(chǎn)中的多品種、中小批量、產(chǎn)品更新?lián)Q代周期快的要求，出現(xiàn)許多先進制造方法和系統(tǒng)，概括起來主要有：

1.柔性制造單元(FMC)

2.柔性制造系統(tǒng)(FMS)

3.計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)

只介紹一下 FMC,FMS 的定義以及它們的特點。

（一）柔性制造單元（ FMC ）

1. FMC 的概念

柔性制造單元（有柔性的制造業(yè)的細胞，簡稱 FMC ）由一臺或多臺數(shù)控設備，自動化物流存儲,傳輸和交換裝置，及一臺單元控制計算機組成。單元控制計算機協(xié)調(diào)和控制單元內(nèi)各設備的運行并與上級計算機通信。

2. FMC 的組成

一般情況下， FMC 中存在著信息流,物流和加工三個子系統(tǒng)。信息流子系統(tǒng)包括 FMC 控制系統(tǒng)，監(jiān)視系統(tǒng)，控制與管理軟件；物流子系統(tǒng)包括工件流和刀具流的裝卸,搬運和存儲。下圖就是一個 FMC 的控制結(jié)構框圖。

3. FMC 的特點

⑴在單元計算機控制下，可在不同或同一機床上進行不同零件的加工；

⑵在單元計算機控制下，可以組成柔性制造系統(tǒng)并進行通信；

⑶在機床加工過程中可自動進行刀具的更換和工件的自動傳輸；

⑷在機床加工過程中可實現(xiàn)加工過程監(jiān)控；

（二）柔性制造系統(tǒng)（ FMS ）

1. FMS 的定義

柔性制造系統(tǒng)（有柔性的制造業(yè)的系統(tǒng)，簡稱 FMS ）的定義是：柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控加工設備,物料運儲裝置和計算機控制系統(tǒng)等組成的自動化制造系統(tǒng)。它包括多個柔性制造單元，能根據(jù)制造任務或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速進行調(diào)整，適用于多品種、小批量生產(chǎn)。

2. FMS的基本組成

從硬件的形式看有三部分組成：多個加工設備、一套自動的物料儲運系統(tǒng)以及一套計算機控制系統(tǒng)。

從軟件內(nèi)容看主要包括：運行控制軟件、質(zhì)量控制軟件以及數(shù)據(jù)管理和通信軟件。

從功能上看應該有：能自動進行零件的批量生產(chǎn)；改變軟件，便能制造出某一零件族的任何零件；物料的運輸和存儲是自動完成的；能解決多機條件下零件的混合比，且無需額外增加費用。

3. FMS的效益

由于FMS是自動化系統(tǒng),，應用FMS可以獲得明顯的效益，主要由于以下幾方面的因素：

(1)主要設備利用率高。

(2)降低主要設備成本。

(3)降低直接人工成本。

(4)減少在制品庫存量及生產(chǎn)周期。

(5)生產(chǎn)具有柔性、能適應市場需求的變化。

(6)具有自診斷和維護生產(chǎn)的能力。

(7)產(chǎn)品質(zhì)量高。

(8)占地面積減少。

6．6．2 柔性加工單元的故障監(jiān)測和診斷

數(shù)控柔性加工單元故障條目

1．伺服電源模塊故障。

2．主軸放大器故障。

3．伺服放大器故障。

4．主軸電機故障。

5．伺服電機故障。

6．主軸溫升超標。

7．主軸噪聲超標。

8．主軸精度超標。

9．換刀時，主軸刀柄取不下。

10．換刀時，主軸不能拉上刀柄。

11．主軸不能起動。

12．機床執(zhí)行了主軸定向指令后，主軸定向位置出現(xiàn)偏差。

13．換刀時頂?shù)丁?/p>

14．主軸精度超差。

15．加工中CRT上顯示704號報警。

16．超程報警。

17．油霧發(fā)生器故障。

18．運動軸運行時有抖動，噪聲較大。

19．運動軸單脈沖進給達不到要求或低速爬行。

20．機床電源開關接通，CNC啟動按鈕按下，CRT上顯示1001號報警。

21．機床電源開關接通，CNC啟動按鈕按下，CRT上顯示1000號報警。

22、托盤交換故障。

23．手動方式按下刀庫分度向前或分度向后按鈕，自動方式執(zhí)行選刀指令，刀鏈不啟動。

24．刀庫選刀故障。

25．刀庫換刀故障。

26．排屑器故障

27．機床防護門不靈活，錯位、卡死、關不嚴。

28．液壓系統(tǒng)故障。

29．冷卻系統(tǒng)故障。

30．CRT屏幕顯示1000～1068號報警。（自定義的機床報警。）

31．機床電源接通后，按下CNC啟動按鈕，CNC未啟動。

32．數(shù)控系統(tǒng)電源接通后無畫面顯示。

33．加工程序丟失或機床參數(shù)丟失。。

34．CRT顯示屏畫面抖動或晃動。

35．CRT上顯示910～998報警。36、

36．手動（JOG）操作、手輪（MPG）操作、自動操作無法執(zhí)行。

37．CRT屏幕顯示400、401、4n0、4n1、4n4、4n6號報警。

38．位置檢測反饋報警（硬斷線報警）。

39．位置檢測反饋報警（軟斷線報警）。

40．電機編碼器無信號輸出。

41．工件表面產(chǎn)生明顯振紋，粗糙度增加。

42．工件圓度誤差較大。

43．電氣控制柜內(nèi)通風不良。

44．回零重復性不穩(wěn)與加工尺寸不穩(wěn)。

45．機床某軸返回參考點時發(fā)生“90”號報警

46．總電源開關接通后電源指示燈不亮。

47．控制電源故障。

48．伺服電源故障。

6．6．3 柔性加工單元故障分析與排除實例

機床維修之前應首先閱讀隨機技術文件、資料，弄清原理后再進行修理。

故障檢查與排除時，關斷電源后，方可插、拔插頭、連接器或拆卸電氣元器件；檢修操作過程中必須遵守安全操作規(guī)程。