經濟型數控車床數控系統原理分析

1、經濟型數控車床故障分析與維修方法

1) 故障分析方法

數控機床的故障不管表現形式如何zui后都反應在加工件出現質量問題或機床不能正常運行加工。要判斷出是機械方面故障還是控制系統故障，其分析方法是：

先檢查控制系統：看程序能否正常運行，顯示和其它功能鍵是否正常；

再檢查步進電機：是否能正常運轉，有無間歇或抖動現象。

如果沒有上述問題，則初步可以判斷故障原因在機械方面，可著重檢查各個傳動環節。在檢查傳動環節時應使步進電機斷電，用手動并配合打表來檢查機床各個傳動鏈。

2) 維修方法

觀察法：先從操作者那里了解出現故障的過程，從顯示屏上了解信息，通過對故障發生時的各種光、聲、味等異常現象的觀察，認真查看系統的各個部分，將故障范圍縮小到一個模塊或一塊印刷線路板。這種方法要求維修人員具有豐富的實際經驗、較寬的知識面和很好的綜合判斷能力。

功能程序測試法：將數控系統的常用功能和特殊功能用手工編程或自動編程的方法編制成一個功能測試程序，讓數控系統運行這個測試程序借以檢查機床執行這些功能的準確性和可靠性，從而判斷出故障發生的可能起因。如機床加工出現廢品又無報警信號，一時難以確定是編程錯誤或是操作錯誤或是機床故障時，用功能程序測試法判斷是一種行之有效的方法。

原理分析法：從數控系統各部件的工作原理著手進行邏輯分析和判斷，確定故障部位。這種方法要求維修人員對整個數控系統和每個部件的工作原理都有清楚的、較深的了解，才可能做到對故障部位進行準確定位。

替換法：在分析出故障大致起因的情況下，利用備用的印刷線路板、模板、集成電路芯片或元器件替換有疑點的部分，縮小檢查故障的范圍，排除故障。這是現場判斷故障zui常用的方法之一。

總之，這些維修方法各有特點，維修時要根據故障現象靈活運用、綜合分析，逐步縮小故障范圍以達到排除故障的目的。

2 常見的故障現象及分析

近幾年帶學生到某模具廠進行生產實習，經常遇到模具廠的經濟型數控機床出現故障，現對這些故障現象作一下分析。

1)常見機械方面的故障現象及分析

故障現象1：在某一方向上，工作臺運動突然停止或*不運動，步進電機抖動而不運轉。

分析：先將控制系統斷電，用手轉動手柄，若發現在某一位置較重或*卡住，則可斷定是機械方面問題。這時對機床傳動部分進行分段檢查，若采用滾珠絲杠傳動，則一定要檢查滾道內是否有鐵屑等異物。若機械運轉正常，再通電時步進電機仍抖動而不運行，則可斷定是控制系統故障。

故障現象2：程序運行結束，刀具返回起始點時超越一個定值。

分析：這種現象是步進電機減速箱內的傳動齒輪或步進電機與絲杠之間的傳動齒輪上有鐵屑或磕碰毛刺造成的。這是由于當切削運行時，步進電機輸出的力矩結余不多，當齒輪旋轉到有毛刺部位時阻力矩增大，造成運行失步，而空程返回起始點時速度高、力矩大，電機運行不失步，這樣往返行程的實際位移有一個差額，每加工一件起始點則后移一個定值，造成下一個加工件首端尺寸變化一個定值。

故障現象3：工件局部尺寸漂移超差。

分析：主要由絲杠與絲母的間隙引起，特別是普通絲杠發生這種故障更為頻繁。這是由于在程序開始試運行時，測定的絲杠間隙被補償到程序中，保證了加工尺寸的正確性。但當機床運行一段時間后，磨損速度變快，絲杠傳動造成的積累誤差使加工尺寸超差（這個超差值并不固定而是隨時間的推移而逐漸變化）。這可通過修改加工程序或重新調整絲杠間隙來排除這類故障。 

故障現象4：工件軸向或徑向尺寸不穩定。

分析：工件加工后，某方向的尺寸有大或小的變化，沒有規律，而另一方向則穩定不變。這是由絲杠軸向動造成的切削力矩的，大小直接影響絲杠竄動量的大小，因此切削速度、工件材質等因素均可影響加工尺寸的變化。此時應檢查絲杠兩端的軸承座。

2) 常見控制系統的故障現象及分析

故障現象1：開機無顯示。

分析：主要原因是電源故障，應檢查電源，如熔斷器、連線插頭、元件管腳等處。

故障現象2：步進電機抖動不轉。

分析：步進電機突然出現抖動不轉現象，應切斷電源，手動檢查工作臺或拖板若能正常運動，則是控制系統或步進電機的故障。步進電機抖動一般是步進電機斷相引起。

故障現象3：程序執行中顯示突然消失，返回監控狀態。

分析：這種故障大多是由于強電磁場干擾引起失控。對系統采取抗干擾措施（如光電隔離、接地或懸浮處理等）

故障現象4：步進電機運轉不正常，時轉時停，高速運轉時嚴重失步。

分析：可能是整流電源的一組濾波電容損壞或虛焊、脫焊造成直流電壓降低，使步進電機輸出力矩降低而運轉不正常.