Ⅰ 數控機床故障診斷的常用方法和手段是什麼
數控機床，是一種技術含量很高的機、電、儀一體化的復雜的自動化機床，機床在運行過程中，零部件不可避免地會發生不同程度、不同類型的故障，因此，熟悉機械故障的特徵，掌握數控機床機械故障診斷的常用方法和手段，對確定故障的原因和排除有著重大的作用。
一、數控機床故障診斷原則與基本要求
所謂數控機床系統發生故障(或稱失效)是指數控機床系統喪失了規定的功能。故障可按表現形式、性質、起因等分為多種類型。但不論哪種故障類型，在進行診斷時，都可遵循一些原則和診斷技巧。
1.1、排障原則。
主要包括以下幾個方面：1）充分調查故障現象，首先對操作者的調查，詳細詢問出現故障的全過程，有些什麼現象產生，採取過什麼措施等。然後要對現場做細致的勘測；2）查找故障的起因時，思路要開闊，無論是集成電器，還是和機械、液壓，只要有可能引起該故障的原因，都要盡可能全面地列出來。然後進行綜合判斷和優化選擇，確定最有可能產生故障的原因；3）先機械後電氣，先靜態後動態原則。在故障檢修之前，首先應注意排除機械性的故障。再在運行狀態下，進行動態的觀察、檢驗和測試，查找故障。而對通電後會發生破壞性故障的，必須先排除危險後，方可通電。
1.2、故障診斷要求。
除了豐富的專業知識外，進行數控故障診斷作業的人員需要具有一定的動手能力和實踐操作經驗，要求工作人員結合實際經驗，善於分析思考，通過對故障機床的實際操作分析故障原因，做到以不變應萬變，達到舉一反三的效果。完備的維修工具及診斷儀表必不可少，常用工具如螺絲刀、鉗子、扳手、電烙鐵等，常用檢測儀表如萬用表、示波器、信號發生器等。除此以外，工作人員還需要准備好必要的技術資料，如數控機床電器原理圖紙、結構布局圖紙、數控系統參數說明書、維修說明書、安裝、操作、使用說明書等。
二、故障處理的思路
不同數控系統設計思想千差萬異，但無論那種系統，它們的基本原理和構成都是十分相似的。因此在機床出現故障時，要求維修人員必須有清晰的故障處理的思路：調查故障現場，確認故障現象、故障性質，應充分掌握故障信息，做到「多動腦，慎動手」避免故障的擴大化。根據所掌握故障信息明確故障的復雜程度，並列出故障部位的全部疑點。准備必要的技術資料，比如機床說明書，電氣控制原理圖等，以此為基礎分析故障原因，制定排除故障的方案，要求思路開闊，不應將故障局限於機床的某一部分。在確定故障排除方案後，利用示萬用表、示波器等測量工具，用試驗的方法驗證並檢測故障，逐級定位故障部位，確認出故障屬於電氣故障還是機械故障，是系統性的還是隨機性的，是自身故障還是外部故障等等。故障的排除。通常找到故障原因後問題會馬上迎刃而解。
三、故障處理方法
數控機床的數控系統是數控機床的核心所在，它的可靠運行，直接關繫到整個設備運行的正常與否。下面總結提煉出一些判斷與排除數控機床故障的方法。
3.1、充分利用數控系統硬體、軟體報警功能。
在現代數控系統中均設置有眾多的硬體報警指示裝置，設置硬體報警指示裝置有利於提高數控系統的可維護性。數控機床的CNC系統都具有自診斷功能。在數控系統工作期間，能夠適時使用自診斷程序對系統進行快速診斷。一旦檢測到故障，就會立即將故障以報警的方式顯示在CRT上或點亮面板上報警指示燈。而且這種自診斷功能還能夠將故障分類報警。
3.2、數控機床簡單故障報警處理的方法。
通常，數控機床具有較強的自警功能，能夠隨時監控系統硬體和軟體的工作狀態，數控機床的大部分故障能夠出現報警提示，可以根據故障提示，確定機床的故障，及時處理、排除故障，提高機床完好率和使用效率。
3.3、直接觀察法。
直接觀察法就是利用人的感覺器官注意發生故障時(或故障發生後)的各種外部現象並判斷故障的可能部位的方法。這是處理數控系統故障首要的切入點，往往也是最直接、最行之有效的方法，對於一般情況下「簡單」故障通過這種直接觀察，就能解決問題。
3.4、利用狀態顯示診斷功能判斷故障的方法。
現代數控系統不但能夠將故障診斷信息顯示出來，而且還能夠以診斷地址和診斷數據的形式，提供診斷的各種狀態。
3.5、發生故障及時核對數控系統參數判斷故障的方法。
數控機床的數控系統的參數變化，會直接影響到數控機床的性能，使數控機床發生故障，甚至整機不能正常工作。因此，在對故障的分析診斷過程中，盡管採取了一些措施，仍然不能解決問題、排除故障，或者對故障出處不夠明朗的話，應該改變思路，從人們所說的「軟」故障著手。檢查核對數控系統的參數，是否是因為數控系統參數變化所導致的故障，往往是一絲異常，便是症結所在。
四、故障舉例
4.1、數控機床排屑器故障分析及其改進。
經現場工作人拆下電機並對其進行試運行，結果顯示運轉正常，因此可排除電機故障原因，同時可觀察到電動機傳動軸上的鍵並未在鍵槽上，因此可初步診斷故障的直接原因為電機軸與排屑螺旋桿脫離，進一步分析，由於傳動鍵受到負載瞬時不斷變化的力，若此時把傳動鍵進行分割，這時就可以把分割的每一部分看成一個橫梁，因此可對其進行振動分析。
經過受力情況的分析，傳動鍵具備了微動磨損產生的條件因此傳動鍵磨損屬於微動磨損，而且搜尋發現鍵已脫落到螺旋桿管孔內，可以得出鍵完好只有些微小磨損，因此可排除鍵壓潰以及鍵磨損原因，最後可斷定此次故障的直接原因為鍵脫落，造成螺旋排屑桿與電機軸脫離失去傳動力。將鍵裝上並將電機重新裝配後，故障排除工作正常。
4.2、數控機床的振動爬行處理。
數控系統的振盪現象已成為數控全閉環系統的共同性問題。系統振盪時會造成機床產生爬行與振動故障，機床的振盪故障通常發生在機械部分和進給伺服系統。產生振盪的原因有很多，陳了機械方面存在不可消除的傳動間隙、彈性變形、摩擦阻力等諸多因素外，伺服系統的有關參數的影響也是重要的一方面。有時數控系統會因擴械上某些振盪原因產生反饋信號中含有高頻諧波，這使輸出轉矩里不桓定，從而產生振動。對於這種高頻振盪情況，可在速度環上加入一階低通濾波環節，即為轉矩濾波器。
速度指令與速度反饋信號經速度控制器轉化為轉矩信號，轉矩信號通過一階濾波環節將高頻成分截止，從而得到有效的轉矩控制信號。通過調節參數可將機械產生的100Hz以上的頻率截止，從而達到消除高頻振盪的效果。
五、故障排除的確認及善後工作
故障排除以後，維修工作還不能算完成，尚需從技術與管理兩方面分析故障產生的深層次原因，採取適當措施避免故障再次發生。必要時可根據現場條件使用成熟技術對設備進行改造與改進。故障排除的確認，故障處理完畢。整理好線路，把機床的所有動作均試運轉一遍，正常可交付使用，同時讓操作工繼續做好運行觀察。一段時間後，詢問一下操作工機床的運行狀況，並再次對故障點進行全面檢查。最後做維修記錄，詳細記錄維修的整個過程，包括維修時間、更換件型號規格及故障原因分析等。從排除故障過程中發現自己欠缺的知識，制定學習計劃，最終充實自己。
Ⅱ 上海機床廠M7232磨床電氣控制圖
磨床是利用砂輪的周邊或端面進行加工的精密機床。砂輪的旋轉是主運動，工件或砂輪的往復運動為進給運動，而砂輪架的快速移動及工作台的移動為輔助運動，磨床的種類很多，按其工作性質可分為外圓磨床、內圓磨床、平面磨床、工具磨床以及一些專用磨床等，其中尤以平面磨床應用最廣。
如下圖所示的是M7232平面磨床電氣控制電路，下面的表格是與之對應的主要電氣元件表。其機械結構由床身、工作台、電磁吸盤、砂輪箱、滑座等部分組成，工作台上裝有電磁吸盤，用以吸附工件。工作台在液壓傳動機構作用下，沿著床身的導軌作往返運行，砂輪箱在電動機M4的驅動下可在主導軌上作垂直運行。其電氣設備主要安裝在床身後部的壁龕盒中，控制按鈕安裝在床身前部的電氣操縱盒上。電氣控制電路可分為主電路、控制電路、電磁吸盤控制電路和機床照明電路等部分。
M7232平面磨床電氣控制電路圖
M7232平面磨床主要電氣元件表：
主電路分析
裝有三台電動機，其中M1為砂輪電動機，M2為冷卻泵電動機，M3為液壓泵電動機。電動機都採用直接起動，單方向旋轉控制。其中M1、M2由接觸器KM1控制，M2再經接插器X1供電，M3由接觸器KM2控制。
三台電動機共用熔斷器FU1作短路保護，M1、M2由熱繼電器FR1作長期過載保護，M3由熱繼電器FR2作長期過載保護。
電動機控制電路分析
由按鈕SB1、SB2與接觸器KM1組成砂輪M1單向旋轉起動一停止控制電路；按鈕SB3、SB4與接觸器KM2構成液壓泵M3單向旋轉起動——停止控制電路。但電動機的起動必須在下列條件之一成立時方可進行：
電磁吸盤YH工作，並且欠電流繼電器KA線圈得電吸合後；
若電磁吸盤YH不工作，但轉換開關SA1置於「去磁」位置，其觸點SA1 （3-4）閉合。
電磁吸盤控制電路
M7232平面磨床的電磁吸盤裝在工作台上，用於固定加工工件。當電磁鐵線圈通電時，電磁鐵心就產生磁場，吸住鐵磁材料工件，便於磨削加工。電磁吸盤控制電路包括整流、控制、保護三個部分。整流部分通過整流變壓器T2把380V電壓變換為135V電壓，並通過橋式整流電路輸出110V直流電壓，供給吸盤電磁鐵。
電磁吸盤由轉換開關SA1控制。SA1有三個位置：「充磁」、「斷電」、「去磁」。當SA1置於「充磁」位置時，觸點SA1（14-16）與SA1
（15-17）接通；當開關置於「去磁」位置時，觸點SA1
（14-18）與SA1（16-15）及SA1（4-3）接通；當開關置於「斷電」位置時，SA1所有觸點都斷開。對應SA1各個位置，電路工作狀態如下：
當SA1置於「充磁」位置時，電磁吸盤YH通110V直流電壓，其極性19號端頭為正極，16號端頭為負極，同時欠電流繼電器KA線圈與YH串聯，當吸盤電流足夠大時，KA吸合，觸點KA（3-4）閉合，表明電磁吸盤吸力足以將工件吸牢，此時可分別操作按鈕SB1與SB3，起動M1與M3電動機進行磨削加工。當加工完成，按下停止按鈕SB2與SB4，M1與M3停止旋轉為使工件易於從電磁吸盤上取下，需對工件起先去磁，其方法是將開關SA1扳到「退磁」位置。
當SA1扳到「退磁」位置時，電磁吸盤中通人反向電流，並在電路中串入可變電阻R2，用以限制並調節反向去磁電流大小，達到既能退磁又不致反向磁化的目的。退磁結束，將SA1扳到「斷電」位置，便可取下工件。若工件對去磁要求嚴格，在取下工件後，還可用交流去磁器進行去磁。
電磁吸盤設有欠電流保護、過電壓保護、短路保護和整流裝置的過電壓保護環節。
為了防止在磨削過程中，電磁吸盤出現斷電或線圈電流減小，引起電磁吸力消失或吸力不足，工件飛出時造成人身與設備事故，在電磁吸盤線圈電路中，串入欠電流繼電器KA。當勵磁電流正常，吸盤具有足夠的電磁吸力時，KA才吸合動作，觸點KA
（3-4）閉合，為M1、M3電動機進行磨削加工做好准備，否則不能開動磨床進行加工，若在磨削過程中出現吸盤線圈電流減小或消失時，將使KA釋放，觸點KA（3-4）斷開，KM1、KM2線圈斷電，M1、M2、M3電動機立即停止旋轉避免事故發生。
電磁吸盤線圈匝數多，電感量大，在通電工作時，線圈中儲存磁場能量較大，當線圈斷電時，由於電磁感應，在線圈兩端產生很大的感應電動勢，出現高電壓，將使線圈絕緣及其他電器設備損壞，為此，在吸盤線圈兩端並聯了電阻R3,作為放電電阻，吸收吸盤線圈儲存的能量，實現過電壓保護。
在整流變壓器T2的二次側或整流裝置輸出端裝有熔斷器FU4作短路保護。
當交流電路出現過電壓或直流側電路通斷時，都會在整流T2的二次側產生浪涌電壓，該浪涌電壓對整流裝置有害，為此將整流T2的二次側接在RC阻容吸收裝置上，吸收浪涌電壓，實現整流裝置的過電壓保護。
照明電路
M7232平面磨床照明電路由照明變壓器T1將電壓降為24V，並由開關SA2控制照明燈EL。在照明變壓器的一次側接有熔斷器FU3作短路保護。