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數控機床電氣維修技術(shù)研討
我國從事數控機床電氣設計、應用與維修技術(shù)工作的工程技術(shù)人員數以萬(wàn)計，然而由于此項技術(shù)的復雜性、多樣性和多變性以及一些客觀(guān)環(huán)境因素的制約，在數控機床電氣維修技術(shù)方面還沒(méi)有形成一套成熟的、完整的理論體系。當今控制理論與自動(dòng)化技術(shù)的高速發(fā)展，尤其是微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的日新月異，使得數控技術(shù)也在同步飛速發(fā)展，數控系統結構形式上的PC基、開(kāi)放化和性能上的多樣化、復雜化、高智能化不僅給其應用從觀(guān)念到實(shí)踐帶來(lái)了變化，也在其維修理論、技術(shù)和手段上帶來(lái)了很大的變化。因此，一篇講座形式的文章不可能把已經(jīng)形成了一門(mén)學(xué)科的數控機床電氣維修技術(shù)理論完整地表述出來(lái)，本文僅是將多年的實(shí)踐探索及業(yè)內眾同仁的經(jīng)驗總結加以適當的歸納整理，以求對該學(xué)科理論的發(fā)展及工程技術(shù)人員的實(shí)踐有所裨益。
數控機床回收
　　一、數控技術(shù)
　　談到維修，先須從總體上了解我們的維修對象。
1. 數控機床電氣控制系統綜述
　　(1) 數據輸入裝置將指令信息和各種應用數據輸入數控系統的必要裝置。它可以是穿孔帶閱讀機(已很少使用)，3.5in軟盤(pán)驅動(dòng)器，CNC鍵盤(pán)(一般輸入操作)，數控系統配備的硬盤(pán)及驅動(dòng)裝置(用于大量數據的存儲保護)、磁帶機(較少使用)、PC計算機等等。
(2) 數控系統數控機床的，它將接到的全部功能指令進(jìn)行解碼、運算，然后有序地發(fā)出各種需要的運動(dòng)指令和各種機床功能的控制指令，直至運動(dòng)和功能結束。
數控系統都有很完善的自診斷能力，日常使用中更多地是要注意嚴格按規定操作，而日常的維護則主要是對硬件使用環(huán)境的保護和防止系統軟件的破壞。
(3) 可編程邏輯控制器是機床各項功能的邏輯控制中心。它將來(lái)自CNC的各種運動(dòng)及功能指令進(jìn)行邏輯排序，使它們能夠準確地、協(xié)調有序地安全運行；同時(shí)將來(lái)自機床的各種信息及工作狀態(tài)傳送給CNC，使CNC能及時(shí)準確地發(fā)出進(jìn)一步的控制指令，如此實(shí)現對整個(gè)機床的控制。
當代PLC多集成于數控系統中，這主要是指控制軟件的集成化，而PLC硬件則在規模較大的系統中往往采取分布式結構。PLC與CNC的集成是采取軟件接口實(shí)現的，一般系統都是將二者間各種通信信息分別其固定的存放地址，由系統對所有地址的信息狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)，根據各接口信號的現時(shí)狀態(tài)加以分析判斷，據此作出進(jìn)一步的控制命令，完成對運動(dòng)或功能的控制。
不同廠(chǎng)商的PLC有不同的PLC語(yǔ)言和不同的語(yǔ)言表達形式，因此，力求熟悉某一機床PLC程序的前提是先熟悉該機床的PLC語(yǔ)言。
(4) 主軸驅動(dòng)系統接受來(lái)自CNC的驅動(dòng)指令，經(jīng)速度與轉矩(功率)調節輸出驅動(dòng)信號驅動(dòng)主電動(dòng)機轉動(dòng)，同時(shí)接受速度反饋實(shí)施速度閉環(huán)控制。它還通過(guò)PLC將主軸的各種現實(shí)工作狀態(tài)通告CNC用以完成對主軸的各項功能控制。
主軸驅動(dòng)系統自身有許多參數設定，這些參數直接影響主軸的轉動(dòng)特性，其中有些不可丟失或改變的，例如指示電動(dòng)機規格的參數等，有些是可根據運行狀態(tài)加以調改的，例如零漂等。通常CNC中也設有主軸相關(guān)的機床數據，并且與主軸驅動(dòng)系統的參數作用相同，因此要注意二者取一，切勿沖突。
(5) 進(jìn)給伺服系統接受來(lái)自CNC對每個(gè)運動(dòng)坐標軸分別提供的速度指令，經(jīng)速度與電流(轉矩)調節輸出驅動(dòng)信號驅動(dòng)伺服電機轉動(dòng)，實(shí)現機床坐標軸運動(dòng)，同時(shí)接受速度反饋信號實(shí)施速度閉環(huán)控制。它也通過(guò)PLC與CNC通信，通報現時(shí)工作狀態(tài)并接受CNC的控制。
進(jìn)給伺服系統速度調節器的正確調節是重要的，應該在位置開(kāi)環(huán)的條件下作化調節，既不過(guò)沖又要保持一定的硬特性。它受機床坐標軸機械特性的制約，一旦導軌和機械傳動(dòng)鏈的狀態(tài)發(fā)生變化，就需重調速度環(huán)調節器。
(6) 電器硬件電路隨著(zhù)PLC功能的不斷強大，電器硬件電路主要任務(wù)是電源的生成與控制電路、隔離繼電器部分及各類(lèi)執行電器(繼電器、接觸器)，很少還有繼電器邏輯電路的存在。但是一些進(jìn)口機床柜中還有使用自含一定邏輯控制的組合型繼電器的情況，一旦這類(lèi)元件出現故障，除了更換之外，還可以將其去除而由PLC邏輯取而代之，但是這不僅需要對該電器的工作原理有清楚的了解，還要對機床的PLC語(yǔ)言與程序深入掌握才行。
(7) 機床(電器部分)包括所有的電動(dòng)機、電磁閥、制動(dòng)器、各種開(kāi)關(guān)等。它們是實(shí)現機床動(dòng)作的執行者和機床各種現實(shí)狀態(tài)的報告員?？赡艿闹饕收隙鄶祵儆陔娖骷陨淼膿p壞和連接電線(xiàn)、電纜的脫開(kāi)或斷裂。
(8) 速度測量通常由集裝于主軸和進(jìn)給電動(dòng)機中的測速機來(lái)完成。它將電動(dòng)機實(shí)際轉速匹配成電壓值送回伺服驅動(dòng)系統作為速度反饋信號，與指令速度電壓值相比較，從而實(shí)現速度的控制。
這里應注意測速反饋電壓的匹配聯(lián)接，并且不要拆卸測速機。由此引起的速度失控多是由于測速反饋線(xiàn)接反或者斷線(xiàn)所致。
(9) 位置測量較早期的機床使用直線(xiàn)或圓形同步感應器或者旋轉變壓器，而現代機床多采用光柵尺和數字脈沖編碼器作為位置測量元件。它們對機床坐標軸在運行中的實(shí)際位置進(jìn)行直接或間接的測量，將測量值反饋到CNC并與指令位移相比較直至坐標軸到達指令位置，從而實(shí)現對位置的控制。
位置環(huán)可能出現的故障多為硬件故障，例如位置測量元件受到污染，導線(xiàn)連接故障等。
(10) 外部設備一般指PC計算機、打印機等輸出設備，多數不屬于機床的基本配置。使用中的主要問(wèn)題與輸入裝置一樣，是匹配問(wèn)題。