浅谈ck6136数控车床的维护保养与故障排[1]

1、盐城纺织职业技术学院毕业设计（论文） 浅析ck6136数控车床的维护保养与故障排除 毛彬彬班 级 机电812 专 业 机电一体化 所 在 系 机电工程系 指导老师 王超 完成时间：2010年12月24日至2011年1月7日目 录摘要2引言3第1章 数控机床概述41.1 起源及发展41.2 数控机床工作原理及组成5第2章 CK6136经济型数控车床1021 CK6136整体结构及用用途1022 CK6136电气结构及原理分析14第3章 CK6136常见故障诊断与排除173.1 数控机床常见故障及分类173.2 CK6136常见电气故障及排除18第4章 数控机床电气部分改进214.1 CK6136

2、数控车床的抗干扰改进措施21第5章 CK6136数控车床的维护和保养225.1数控机床维护与保养的目的和意义225.2 数控机床维护与保养的基本要求23参考文献25总结26附录：CK6136电气原理图28 摘要 数控机床是采用了数控技术的机床，它是用数字信号控制机床运动及其加工过程。具体地说，将刀具移动轨迹等加工信息用数字化的代码记录在程序介质上，然后输入数控系统，经过译码、运算，发出指令，自动控制机床上的刀具与工件之间的相对运动，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件，这种机床即为数控机床。关键字 数控技术 数控系统 数控机床 自动控制引言 数控车床又称为 CNC车床，即计算机数字控制车床

3、，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，约占数控机床总数的25%。数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。 数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。 第1章 数控机床概述1.1 起源及发展起源：1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加

4、工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出计算机控制机床的设想。1949年，该公司在美国麻省理工学院（MIT）伺服机构研究室的协助下，开始数控机床研究，并于1952年试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床，不久即开始正式生产，于1957年正式投入使用。这是制造技术发展过程中的一个重大突破，标志着制造领域中数控加工时代的开始。数控加工是现代制造技术的基础，这一发明对于制造行业而言，具有划时代的意义和深远的影响。世界上主要工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究和发展。发展：当时的数控装置采用电子管元件，体积庞大，价格昂贵，只在航空工业等少数有特殊需

5、要的部门用来加工复杂型面零件；1959年，制成了晶体管元件和印刷电路板，使数控装置进入了第二代，体积缩小，成本有所下降；1960年以后，较为简单和经济的点位控制数控钻床，和直线控制数控铣床得到较快发展，使数控机床在机械制造业各部门逐步获得推广。我国于1958年开始研制数控机床，成功试制出配有电子管数控系统的数控机床，1965年开始批量生产配有晶体管数控系统的三坐标数控铣床。1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统（简称DNC），又称群控系统；

6、采用小型计算机控制的计算机数控系统（简称CNC）,使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置（简称MNC），这是第五代数控系统。第五代与第三代相比，数控装置的功能扩大了一倍，而体积则缩小为原来的1/20，价格降低了3/4，可靠性也得到极大的提高。 80年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。1.2 数控机床工作原理及组成数控机床是采用了数控技术的机床，它是用数字信号控

7、制机床运动及其加工过程。具体地说，将刀具移动轨迹等加工信息用数字化的代码记录在程序介质上，然后输入数控系统，经过译码、运算，发出指令，自动控制机床上的刀具与工件之间的相对运动，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件，这种机床即为数控机床。1.2.1数控的插补原理在实际加工中，被加工工件的轮廓形状千差万别，严格说来，为了满足几何尺寸精度的要求，刀具中心轨迹应该准确地依照工件的轮廓形状来生成，对于简单的曲线数控系统可以比较容易实现，但对于较复杂的形状，若直接生成会使算法变得很复杂，计算机的工作量也相应地大大增加，因此，实际应用中，常采用一小段直线或圆弧去进行拟合就可满足精度要求(也有需要抛物线和

8、高次曲线拟合的情况)，这种拟合方法就是“插补”，实质上插补就是数据密化的过程。插补的任务是根据进给速度的要求，在轮廓起点和终点之间计算出若干个中间点的坐标值，每个中间点计算所需时间直接影响系统的控制速度，而插补中间点坐标值的计算精度又影响到数控系统的控制精度，因此，插补算法是整个数控系统控制的核心。插补算法经过几十年的发展，不断成熟，种类很多。一般说来，从产生的数学模型来分，主要有直线插补、二次曲线插补等；从插补计算输出的数值形式来分，主要有脉冲增量插补(也称为基准脉冲插补)和数据采样插补26。脉冲增量插补和数据采样插补都有个自的特点，本文根据应用场合的不同分别开发出了脉冲增量插补和数据采样插

9、补。1、数字积分插补数字积分插补是脉冲增量插补的一种。下面将首先阐述一下脉冲增量插补的工作原理。2、脉冲增量插补脉冲增量插补是行程标量插补，每次插补结束产生一个行程增量，以脉冲的方式输出。这种插补算法主要应用在开环数控系统中，在插补计算过程中不断向各坐标轴发出互相协调的进给脉冲，驱动电机运动。一个脉冲所产生的坐标轴移动量叫做脉冲当量。脉冲当量是脉冲分配的基本单位，按机床设计的加工精度选定，普通精度的机床一般取脉冲当量为：0.01mm，较精密的机床取1 或0.5 。采用脉冲增量插补算法的数控系统，其坐标轴进给速度主要受插补程序运行时间的限制，一般为13m/min。脉冲增量插补主要有逐点比较法、数

10、据积分插补法等。逐点比较法最初称为区域判别法，或代数运算法，或醉步式近似法。这种方法的原理是：计算机在控制加工过程中，能逐点地计算和判别加工偏差，以控制坐标进给，按规定图形加工出所需要的工件，用步进电机或电液脉冲马达拖动机床，其进给方式是步进式的，插补器控制机床。逐点比较法既可以实现直线插补也可以实现圆弧等插补，它的特点是运算直观，插补误差小于一个脉冲当量，输出脉冲均匀，速度变化小，调节方便，因此在两个坐标开环的CNC系统中应用比较普遍。但这种方法不能实现多轴联动，其应用范围受到了很大限制。122数控机床的组成数控机床一般由输入输出设备、数控装置(CNC)、伺服单元、驱动装置(或称执行机构)、

11、可编程控制器(PLC)及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。图11是数控机床的硬件构成。(1)输入和输出装置输入和输出装置是机床数控系统和操作人员进行信息交流、实现人机对话的交互设备输入装置的作用是将程序载体上的数控代码变成相应的电脉冲信号，传送并存入数控装置内。目前，数控机床的输入装置有键盘、磁盘驱动器、光电阅读机等，其相应的程序载体为磁盘、穿孔纸带。输出装置是显示器，有CRT显示器或彩色液晶显示器两种。输出装置的作用是：数控系统通过显示器为操作人员提供必要的信息。显示的信息可以是正在编辑的程序、坐标值，以及报警信号等。(2)数控装置(CNC装置)数控装置是计算机数控系统的核心，

12、是由硬件和软件两部分组成的。它接受的是输入装置送来的脉冲信号，信号经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的各个部分，使其进行规定的、有序的动作。这些控制信号中最基本的信号是各坐标轴(即作进给运动的各执行部件)的进给速度、进给方向和位移量指令(送到伺服驱动系统驱动执行部件作进给运动)，还有主轴的变速、换向和启停信号，选择和交换刀具的刀具指令信号，控制切削液、润滑油启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度工作和转位的辅助指令信号等。数控装置主要包括微处理器(CPU)、存储器、局部总线、外围逻辑电路以及与CNC系统其他组成部分联系的接口等。(3)可编程逻

13、辑控制器(PLC)数控机床通过CNC和PLC共同完成控制功能，其中CNC主要完成与数字运算和管理等有关的功能，如零件程序的编辑、插补运算、译码、刀具运动的位置伺服控制等；而PLC主要完成与逻辑运算有关的一些动作，它接收CNC的控制代码M(辅助功能)、S(主轴转速)、T(选刀、换刀)等开关量动作信息，对开关量动作信息进行译码，转换成对应的控制信号，控制辅助装置完成机床相应的开关动作，如工件的装夹、刀具的更换、切削液的开关等一些辅助动作。它还接收机床操作面板的指令，一方面直接控制机床的动作(如手动操作机床)，另一方面将一部分指令送往数控装置用于加工过程的控制。在FANUC系统中专门用于控制机床的P

14、LC，记作PMC，称为可编程机床控制器。(4)伺服单元伺服单元接收来自数控装置的速度和位移指令。这些指令经伺服单元变换和放大后，通过驱动装置转变成机床进给运动的速度、方向和位移。因此，伺服单元是数控装置与机床本体的联系环节，它把来自数控装置的微弱指令信号放大成控制驱动装置的大功率信号。伺服单元分为主轴单元和进给单元等，伺服单元就其系统而言又有开环系统、半闭环系统和闭环系统之分。(5)驱动装置驱动装置把经过伺服单元放大的指令信号变为机械运动，通过机械连接部件驱动机床工作台，使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。目前常用的驱动装置有直流伺服电动机和交

15、流伺服电动机，且交流伺服电动机正逐渐取代直流伺服电动机。伺服单元和驱动装置合称为伺服驱动系统，它是机床工作的动力装置，计算机数控装置的指令要靠伺服驱动系统付渚实施，伺服驱动装置包括主轴驱动单元(主要控制主轴的速度)，进给驱动单元(主要是进给系统的速度控制和位置控制)。伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。从某种意义上说，数控机床的功能主要取决于数控装置，而数控机床的性能主要取决于伺服驱动系统。 (6)机床本体 机床本体即数控机床的机械部件，包括主运动部件、进给运动执行部件。123分类及特点分类经过几十年的发展，目前的数控机床已实现了计算机控制并在工业界得到广泛应用，在模具制造行业的应用尤为普及

16、。 针对车削、铣削、磨削、钻削和刨削等金属切削加工工艺及电加工、激光加工等特种加工工艺的需求，开发了各种门类的数控加工机床。数控机床种类繁多，分类方式也多种多样。按用途可分为三类：金属切削类数控机床。金属切削类数控机床包括数控车床、数控铣床、数控磨床、数控钻床、数控镗床、加工中心等。金属成形类数控机床。金属成形类数控机床有数控折弯机、数控弯管机、数控冲床和数控压力机等。 数控特种加工机床。数控特种加工机床包括数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光加工机床，数控淬火机床等。根据工艺过程的不同分类数控车床(含有铣削功能的车削中心) 数控铣床(含铣削中心) 数控铿床 以铣程削为主的加工中心 数

17、控磨床(含磨削中心) 数控钻床(含钻削中心) 数控拉床 数控刨床 数控切断机床 数控齿轮加工机床 数控激光加工机床 数控电火花线切割机床 数控电火花成型机床(含电加工中心) 数控板村成型加工机床 数控管料成型加工机床 其他数控机床特点：1.可以加工复杂型面的工件刀具的运动轨迹由加工程序控制，因此只要能够编制出正确的程序，任何复杂的型面均可以加工。2.加工精度高，尺寸一致性好数控加工过程消除了人为的因素对加工过程的影响，工件的加工精度完全由机床的机械结构和控制系统保证，高精度的机床可以批量加工出高精度的零件，且质量稳定。3.生产效率高数控技术的准确性可以使加工过程的主轴转速、进给速度和快速定位速

18、度均以高速度实现，提高了生产效率；其辅助动作的自动、精确完成，加工过程的不间断连续进行，减少了大量的辅助时间。4.经济效益明显虽然数控机床的一次投资及日常维护费用比普通机床高，但数控机床的生产效率高、加工质量稳定、成品率高，可以减少加工中使用的工量具，缩短生产周期，减少在制品的数量，具有明显的经济效益。5.可以减少工人的劳动强度，实现一人多机操作。数控机床加工出第一个合格的零件后，操作工人一般只需要进行工件的装夹、刀具的检测和启动机床的操作，因此工人的劳动强度比普通机床大大降低。目前，数控机床的可靠性和各种保护功能完备，并且控制系统具有多种诊断和自动停机功能，当一个工件的加工时间大于装夹时间时

19、，可以实现一人多机操作。6.可以精确地计算成本和安排生产进度在数控机床上加工，所需要的时间是可以预计的，并且每一个工件加工时间是不变的。因此时间进度和各种费用能够精确计算，有利于精确编制生产进度表，均衡生产过程。124数控机床的适用范围批量小而又多次生产的零件。几何形状复杂的零件。在加工过程中必须进行多种工步加工的零件。必须严格控制公差的零件。加工过程中如果发生错误将会造成严重浪费的贵重零件。需要全部检验的零件。工艺设计可能经常变化的零件。第2章 CK6136经济型数控车床2.1 CK6136整体结构及用用途211主要结构及运动分析机床的运动数控机床在加工过程中存在多种运动，按照运动作用的不同

20、分为表面成型运动和辅助运动。表面成型运动是指使工件获得一定表面形状反必需的刀具和工件这之间的相对运动，分为主运动和进给运动。其中主运动直接切除毛坯上的被切削层，速度高，消耗机床大部分动力；进给运动用于保证切削层不断地投入切削，形成各种形状的加工表面，进给运动相对来说消耗电动机的功率要小些。数控机床加工过程中还存在上些辅助运动，如工作台的分度运动，刀架或刀库的选刀运动，机械手的换刀运动等，这些运动虽然不直接参与加工，但是对于保证加工质量，提高生产效率，改善加工条件等起到了很大的作用。212 CK6136结构与运动分析如下图所示为CK6136经济型车床传动链示意图，该车床存在以下运动。1主传动机构

21、主传动系统由功率为11KW的交流三相异步电动机驱动，经传动比为1：1的带轮传动，直接带动主轴旋转。主轴在35r/min3500r/min的转速范围内实现无级调速。由于主轴的范围不是很大所以在主轴箱内省去了齿轮传动的变速机构，减少了齿轮传动误差对主轴精度的影响。2进给传动机构为确保数控机床的加工精度，进给系统采用了滚珠丝杠螺母副来减小传动过程中带来的间隙误差。滚珠丝杠螺母副：滚珠丝杠螺母副是数控机床中回转运动转换为直线运动常用的传动装置。它以滚珠的滚动代替丝杆螺母副中的滑动，摩擦力小，具有良好的性能。组成及原理：滚珠丝杠螺母副的结构原理图组成：主要由丝杆、螺母、滚珠和滚道（回珠器）、螺母座等组成

22、。工作原理：在丝杆和螺母上加工有弧行螺旋槽，当它们套装在一起时便形成螺旋滚道，并在滚道内装满滚珠。而滚珠则沿滚道滚动，并经回珠管作周而复始的循环运动。回珠管两端还起挡珠的作用，以防滚珠沿滚道掉出。特点：传动效率高：机械效率可高达92%98%。摩擦力小：主要是用滚珠的滚动代替了普通丝杆螺母副的滑动。轴向间隙可消除：也是由于滚珠的作用，提高了系统的刚性。经预紧后可消除间隙。?滚珠丝杆螺母副采用双螺母结构（类似于齿轮副中的双薄片齿轮结构）。通过改变垫片的厚度使螺母产生轴向位移，从而使两个螺母分别与丝杆的两侧面贴合。当工作台反向时，由于消除了侧隙，工作台会跟随CNC的运动指令反向而不会出现滞后纵向传动

23、机构纵向进给系统由功率为1.8KW的交流伺服电动机驱动，经联轴器带动滚珠丝杠旋转，将电动机的回转运动转化成床鞍的直线纵向运动。横向传动机构横向进给系统由功率为0.9KW的交流伺服电动机驱动，经联轴器带动滚珠丝杠旋转，将电动机的回转运动转化成滑板的直线横向运动。螺纹车削为保证主轴转一圈，刀架移动一个导程，在主轴箱的左侧安装了个个光电编码器。主轴至光电编码器的带轮传动比为1：1。光电编码器配合纵向进给交流伺服电动机，保证主轴转一圈，刀架移动一具导程（即被加工螺纹的螺距）。2.1.3刀架CK6136主要采用四工位（四方形）刀架，其结构如下图所示：原理与动作过程如下：四方刀架：1松开：刀架电动机与刀架

24、内一蜗杆相连，刀架电动机转动时与蜗杆配套的涡轮转动，此涡轮与一条丝杠为一体的（称为“涡轮丝杠”）当丝杠转动时会上升（与丝杠旋合的螺母与刀架是一体的，当松开时刀架不动作，所以丝杠会上升），丝杠上升后使位于丝杠上端的压板上升即松开刀架；2 换刀：刀架松开后，丝杠继续转动刀架在摩擦力的作用下与丝杠一起转动即换刀；3定位:在刀架的每一个刀位上有一个用永磁铁做的感应器，当转到系统所需的刀位时，磁感应器发出信号，刀架电动机开始反转。 4锁紧：刀架是用类似于棘轮的机构装的只能沿一个方向旋转，当丝杠反转时刀架不能动作，丝杠就带着压板向下运动将刀架锁紧，换刀完成（电动机的反转时间是系统参数设定的，不能过长不能太

25、短，太短刀架不能锁紧，太长电动机容易烧坏）Ck6136适用范围：CK6136数控车床主要用于对回转体类的零件进行加工，多适用于多品种、中小批量产品的加工，对复杂、高精度零件更显其优越性。2.2 CK6136电气结构及原理分析221 CK6136数控车床电气控制电路分析1电气控制设备主要器件：数控装置 机床变压器 系统变压器 驱动变压器 变频器 主轴电动机 伺服驱动器 伺服电动机 电源开关及限位开关机床的控制要求：CK6136数控车床的主轴旋转运动由主轴电动机完成，通过变频器控制实现主轴无级变速。Z轴，X轴运动由伺服驱动器带动伺服电动机实现。2主回路分析附录图一为CK6136数控车床电气控制中的

26、380V强电回路，QS1为电源总开关，QF1为总保护开关，QF2、QF3、QF4、QF5分别为主轴强电，刀架电动机，冷却电动机，风扇电动机的空气开关，它们的作用是接能电源及短路过流时起保护电路和元件的作用。KM1，KM2为刀架正反转交流接触器，用于控制刀架正反转，KM3为冷却泵电动机交流接触器，由主触点来控制冷却泵电动机的启动和停止F1，F2，F3为阻容吸收装置，当相应的电路断开后，吸收刀架电动机冷却电动机及电气柜风扇电动机中的能量，避免产生过压而损坏器件。3电源电路分析电源电路由三相380V交流份别进入机床变压器，系统变压器，驱动变压器衙输出各种工作所需要的电压。机床变压器：一次侧输入380

27、V，二次侧输出110V和24V。其中110V为中间继电器控制回路供电，24V为机床照明灯和信号灯供电。系统变压器：一次侧输入380V，二次侧输出220V分别为GSK928TE系统供电及风扇电动机和RS232转接口电源供电。驱动变压器采用Y-y联接，一次侧输入三相380V,二次侧输出三相220V为X轴和Z轴驱动供电。4控制电路分析主轴电动机的控制主轴驱动与变频器主轴驱动系统是数控机床的在功率执行机构，其功能是接受数控系统（CNC）的S码速度指令及M码辅助功能指令，驱动主轴进行切削加工，数控机床对主轴有较高的控制要求。首先要求在力矩、强过载能力的基础上实现宽范围无级调速，其次要求具有准停功能，主轴

28、的驱动可以使用交流变频或交流伺服两种控制方式，交流变频主轴能够实现无级变速但不能准停，需要另外装设主轴的位置传感器配合CNC系统PMC（数控系统内置PLC）的逻辑程序来完成准停速度控制和定位停止，交流伺服主轴本身即具有准停功能，其PLC信号直接连接至CNC系统的PMC，配合简捷PMC逻辑程序即度特点及方便的参数调整功能，能过合理的容量选择电路连接和相关参数调整，使主轴驱动系统满足数控机床的工艺要求和精度要求。变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行

29、平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的主轴电动机的控制附录图一中合上QF2空气开关，当变频器未报警，在图六中，当机床未压限位开关、急停未压下时，主轴变频器上加380V电压；若有主轴正转，主轴反转及主轴转速指令时（手动或自动），在图四中数控装置输出点正转22或反转9有效，使对应继电器KA2或KA3线圈通电常开触点闭合，变频器提供正反转信号，主轴转速指令输出对应于主轴转速的直流电压值至主轴变频器上，主轴按指令值的转速正转或反转，当主轴转速

30、达到指令值时，主轴变频器输出主轴转速信号给数控装置，主轴转动指令完成。主轴启动时间，制动时间由变频器内部参数设定。伺服电动机的控制伺服系统概述数控机床伺服系统是数控机床的重要组成部分。如果说数控装置是人的大脑，是发布命令的指挥所，那么伺服系统则是人的四肢，是一种执行机构。它忠实的执行由数控装置发来的运动命令，精确控制执行部件的运动方向、速度与位移量。CK6136进给驱动系统 进给驱动系统是用于数控机床工作台坐标或刀架坐标的控制系统，控制机床各坐标轴的切削进给运动，并提供切削过程所需的转矩。主轴驱动控制机床主轴的旋转运动，为机床主轴提供驱动功率和所需的切削力。一般地，对于进给驱动系统，主要关心它

31、的转矩大小、调节范围的大小和调节精度的高低，以及动态响应速度的快慢。进给驱动系统一般包括速度控制环和位置控制环。按其控制原理和有无位置检测反馈环节分为开环系统、闭环系统和半闭环控制系统。CK6136主要采用半闭环控制系统，在伺服电动机端部安装有编码器引出位置采样点，采样旋转角度进行检测，不是直接检测最终部件的实际位置而是利用旋转角度和丝杠的螺距关系来确定部件的位置。刀架坐标运动的控制 当机床正常工作，有手动或自动进给指令时，经过系统处理后转变为刀架的位移和速度信号传送到伺服驱动器，经伺服驱动器处理后得到伺服电动机工作所需的电压控制伺服电动机的工作，为达到精度要求，通过装在伺服电动机端部的编码器

32、将采样信号反馈于CNC系统，从而保证了刀架在进给运动是的位置和速度精度。 刀架电动机的控制当有手动换刀或自动换刀指令时，经过系统处理转变为刀位信号，这时在附录图五中系统输出接点1有效，KA4继电器线圈通电，继电器常开触点闭合，在图三中，KM1交流接触器线圈通电，交流接触器主触点闭合，刀架电动机正转，当系统输入点检测到指令刀具所对应的刀位信号时，系统输出接点1有效撤销，刀架电动机正转停止。接着系统输出点9有效，KA5继电器线圈通电,其常开点闭合，在图三中KM2交流接触器线圈通电，交流接触器主触点闭合，延时一定时间后（该延时由参数设定，并根据现场情况作调整），系统输出9有效撤销，KM2交流接触器主

33、触点断开，刀架电动机反转停止，换刀过程完成。为了防止电源短路和电气互锁，在刀架电动机正转继电器线圈、接触器线圈回路中串入了反转继电器、接触器的常闭点；反转继电器、接触器线圈回路中串入了正转继电器、接触器常闭点。（见附录图三和图五）刀架转位选刀只能一个方向转动，取刀架电动机正转，刀架电动机反转时，刀架锁紧定位。冷却泵电动机的控制当有手动或自动冷却指令时，这时在图四中数数控装置输出点8有效，继电器线圈KA1通电其常开点闭合使交流接触器KM3线圈通电，其主触点闭合，冷却泵电动机旋转，带动冷却泵工作。5CK6136系统启动过程分析结合附录图分析，合上附录图中所有空气开关，当机床限位开关未压下，变频器未

34、报警，急停按钮未压下时，合上图一中的电源开关，按下启动按钮SB1时，交流接触器线圈KM4通电并通过其常开辅助触点自锁，控制回路接通110V交流电压，同时数控装置系统电源接通，数控机床开始正常工作。当按下停止按钮SB2时交流接触器KM4线圈失电，其常开触点断开，控制回路，系统回路电源同时切断，系统关闭。第3章 CK6136常见故障诊断与排除3.1 数控机床常见故障及分类数控机床是机电一体化的产物，技术先进、结构复杂。按照功能结构分为机械部分和电气部分，其中电气部分包括电源、数控系统、伺服系统、检测系统和一些电缆、接头、开关等。由于现代数控系统的可靠性越来越高，数控系统本身的故障越来越低，而大部分

35、故障的发生则是非系统本身原因引起的。系统外部的故障主要指由于检测开关、液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置等出现问题而引起的。数控机床的电气故障可按故障的性质、表象、原因或后果等分类(1)以故障发生的部位，分为硬件故障和软件故障。 硬件故障是指电子、电器件、印制电路板、电线电缆、接插件等的不正常状态甚至损坏，这是需要修理甚至更换才可排除的故障。而软件故障一般是指PLC逻辑控制程序中产生的故障，需要输入或修改某些数据甚至修改PLC程序方可排除的故障。零件加工程序故障也属于软件故障。最严重的软件故障则是数控系统软件的缺损甚至丢失，这就只有与生产厂商或其服务机构联系解决了。 (2)以故障出现时

36、有无指示，分为有诊断指示故障和无诊断指示故障。 当今的数控系统都设计有完美的自诊断程序，时实监控整个系统的软、硬件性能，一旦发现故障则会立即报警或者还有简要文字说明在屏幕上显示出来，结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、部位，而且还有排除的方法提示。机床制造者也会针对具体机床设计有相关的故障指示及诊断说明书。上述这两部分有诊断指示的故障加上各电气装置上的各类指示灯使得绝大多数电气故障的排除较为容易。无诊断指示的故障一部分是上述两种诊断程序的不完整性所致(如开关不闭合、接插松动等)。这类故障则要依靠对产生故障前的工作过程和故障现象及后果，并依靠维修人员对机床的熟悉程度和技术水平加以分

37、析、排除。 (3)以故障出现时有无破坏性，分为破坏性故障和非破坏性故障。 对于破坏性故障，损坏工 件甚至机床的故障，维修时不允许重演，这时只能根据产生故障时的现象进行相应的检查、分析来排除之，技术难度较高且有一定风险。如果可能会损坏工件，则可卸下工件，试着重现故障过程，但应十分小心。 (4)以故障出现的或然性，分为系统性故障和随机性故障。 系统性故障是指只要满足一定的 条件则一定会产生的确定的故障；而随机性故障是指在相同的条件下偶尔发生的故障，这类故障的分析较为困难，通常多与机床机械结构的局部松动错位、部分电气工件特性漂移或可靠性降低、电气装置内部温度过高有关。此类故障的分析需经反复试验、综合

38、判断才可能排除。 (5)以机床的运动品质特性来衡量，则是机床运动特性下降的故障。 在这种情况下，机床虽 能正常运转却加工不出合格的工件。例如机床定位精度超差、反向死区过大、坐标运行不平稳等。这类故障必须使用检测仪器确诊产生误差的机、电环节，然后通过对机械传动系统、数控系统和伺服系统的最佳化调整来排除。3.2 CK6136常见电气故障及排除1.电源类故障电源不能接通可能原因：电源开关QS1烧坏； 总保护开关QF1跳闸排除方法:更换电源开关QS1 重新合上QF1系统无法启动可能原因：空气开关QF2,QF3,QF4中有跳闸； SB2常闭点损坏或接触不良； SB1常开点损坏或接触不良； 交流接触器KM

39、4常开点损坏或接触不良； 交流接触器KM4线圈烧坏；排除方法：合上跳闸的空气开关； 更换按钮SB2; 更换按钮SB1; 更换交流接触器KM4;2. 机床运动类故障X轴或Z轴无动作故障原因：丝杠两端支撑轴承损坏或滚珠丝杠副损坏导致电机过载。伺服电机故障。伺服放大器故障。解决方法：更换损坏部件。(2)数控车床坐标轴在正负换向过程中有过冲现象发生故障原因；反向间隙补偿量过大解决方法：重新进行间隙补偿。(3)加工圆柱面、圆锥正常，但加工螺纹螺距与要求不符。故障原因：操作者无意按下试运行键，按试运行速度加工螺纹主轴编码器损坏或主轴编码器线路故障,编程错误。切削进给上限值小于加工螺纹时的切削进给速度。解决

40、方法：取消试运行功能。更换编码器或编码器电缆。修改程序修改切削进给上限值或降低主轴转速(5)换刀时刀架转不到目标刀位故障原因：刀架霍尔元件损坏刀架信号线路故障。解决方法：更换损坏元件。排除线路故障(6)换刀后，刀架定位不准加工零件尺寸不稳定故障原因及解决方法：刀架回转不灵敏，致刀架锁紧不到位。刀架定位销断。刀架反转设定时间短。刀架固定螺钉松动。刀架磁钢位置是否移动。刀架霍尔元件是否损坏。(7)EMG(急停报警)屏幕有EMG字样闪烁。故障原因及解决方法：急停开关误动作拉查急停开关是否在抬起状态，若否请释放急停开关。行程限位开关动作检查行程是否在极限状态。若是，请将机床向造成限位的反方向 移动机床

41、。伺服电机过载。伺服放大罪故障。CNC故障。(8)操作面板开关动作无响应故障原因：操作面板无直流24V电源在诊断画面观察，各诊断位全部置1或置o。(10)在加丁直线与圆孤相切处出现有接痕故障原阅：编程过程中计算直线与圆弧相切点坐标值有误差。反向间隙补偿不合适。3. 主轴及变频器故障(1)当有主轴转动指令时，主轴无动作可能原因：系统输出点22或9无输出中间继电器KA2或KA3出现故障；保护开关QF2跳闸变频器故障电动机损坏排除方法：检修系统输出点；更换中间继电器KA2或KA3；合上保护开关QF2；检修变频器检修电动机(2)主轴不能按指定转速运行可能原因:变频器工作不正常。排除方法：检修变频器。4

42、. 编码器故障刀架正常移动时屏幕显示的坐标值有较在误差可能原因：编码器故障或编码器线路接触不良排除方法：检查编码器线路或检修编码器第4章 数控机床电气部分改进4.1 CK6136数控车床的抗干扰改进措施对数控机床的要求，稳定性、可靠性是首要的条件，而数控系统的稳定性、可靠性则是保证数控机床稳定、可靠运行的重要条件。数控系统一般在电磁环境较恶劣的工业现场使用。为了保证系统的正常工作，要求对电磁骚扰应有足够的抗干扰度。电源干扰抑制改进措施1采用电源滤波器抑制电源线传输电磁干扰电源滤波器的作用是双向的，它不仅可以阻止电网中的噪声进入设备，也可以抑制设备产生的噪声污染电网。2采用吸收型滤波器抑制电源线

43、中的快速瞬变脉冲干扰吸收式滤波器由耗能器件构成，将阻带内吸收的噪声转化为热损耗，从而起到滤波的作用。用于电磁噪声抑制的铁氧体是一种磁性材料，由铁、镍、锌氧化物混合而成。将铁氧体做成中空型，导线穿过其中，当导线中的电流穿过铁氧体时，低频电流几乎无衰减地通过，但高频电流却会受到很大的损耗，转变成热量散发。所以铁氧体和穿过其中的导线即成为吸收型低通滤波器，能有效抑制快速瞬变脉冲串干扰。根据不同的使用场合，铁氧体滤波器可以做成多种形式。在使用铁氧体磁环构成线噪声滤波器时应注意：电缆或导线应尽量与环内径紧密接触，不要留太大的空隙，这样导线上电流产生的磁通可基本上都集中在磁环内，从而增加滤波效果。铁氧体磁

44、环套在交流电源线和直流电源线上，用于抑制快速瞬变脉冲串干扰。将导线以同样的主向和圈数绕在磁环上，绕线的圈数越多，滤波的效果越好，一般在强电设备输入侧为45圈，电线太粗时，可以用2个以上的磁环，使总数达到45圈，但输出侧的线圈必须在4圈以内。磁环与电源滤波器串联使用，则构成EMC滤波器，滤波效果更佳。在使用磁环抑制直流电源和信号线共模噪声电流时，最好把正负电源线对正负信号线对都穿过磁环，这样磁环就不易产生饱和。如果使用磁珠或磁珠的线路负载阻抗很高，则磁环很可能起不到作用，因为磁环的阻抗在几百兆赫时也只有几百欧，因此磁环比较适用于低阻抗电路。如果能在磁环后再并联电容组成类似L-C滤波器，则会大大降

45、低负载阴抗，人而增加滤波效果。3采用隔离变压器供电，有效抑制电源中的脉冲串、雷击浪涌干扰隔离变压器是一种采用得相当广泛的电源线干扰器什，它最基本的作用是实现电路与电路之间的电气隔离，从而解决地线环路电流带来的设备与设备之间的干扰，同时，隔离变压器对于抗共模干扰也有一定作用，隔离变压器对瞬变脉冲和雷击浪涌干扰能起到很好的抑制作用。4采用交流稳压器，安装交流稳压器给机床数控系统供电缓解电网电压较长时间的欠电压、过电压波动。5感性负载加吸收电路抑制瞬态噪声系统中的感性负载如继电器、接触器、电磁阀、电动机等在关断时会产生强烈的脉冲噪声，影响其他设备的正常工作，必须在感性负载处加吸收电路抑制瞬态噪声。根

46、据要求不同，感性负载两面三刀端也可并联电阻、压敏电阻、稳压管等吸收回路。第5章 CK6136数控车床的维护和保养5.1数控机床维护与保养的目的和意义我们知道，数控机床是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、自动检测技术和精密机械设计和制造等先进技术的高新技术的产物，是技术密集度及自动化程度都很高的、典型的机电一体化产品；。与普通机床相比较，数控机床不仅具有零件加工精度高、生产效率高、产品质量稳定自动化程度极高的特点，而且它还可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂曲面的零件加工,因而数控机床在机械制造业中的地位显得愈来愈为重要。我们甚至可以这样说：在机械制造业中，数控机床的档次和拥有量，

47、是反映一个企业制造能力的重要标志。但是，我们应当清醒地认识到：在企业生产中，数控机床能否达到加工精度高、产品质量稳定、提高生产效率的目标,这不仅取决于机床本身的精度和性能，很大程度上也与操作者在生产中能否正确地对数控机床进行维护保养和使用密切相关。与此同时，我们还应当注意到：数控机床维修的概念，不能单纯地理解是数控系统或者是数控机床的机械部分和其它部分在发生故障时，仅仅是依靠维修人员如何排除故障和及时修复，使数控机床能够尽早地投入使用就可以了，这还应包括正确使用和日常保养等工作。综上两方面所述，只有坚持做好对机床的日常维护保养工作，才可以延长元器件的使用寿命，延长机械部件的磨损周期，防止意外恶

48、性事故的发生，争取机床长时间稳定工作；也才能充分发挥数控机床的加工优势，达到数控机床的技术性能，确保数控机床能够正常工作，因此，这无论是对数控机床的操作者，还是对数控机床的维修人员来说，数控机床的维护与保养就显得非常重要，我们必须高度重视。5.2 数控机床维护与保养的基本要求我们懂得了数控机床的维护与保养的目的和意义后，还必须明确其基本要求。主要包括：1.在思想上要高度重视数控机床的维护与保养工作，尤其是对数控机床的操作者更应如此，我们不能只管操作，而忽视对数控机床的日常维护与保养。2.提高操作人员的综合素质 数控机床的使用比使用普通机床的难度要大，因为数控机床是典型的机电一体化产品，它牵涉的

49、知识面较宽，即操作者应具有机、电、液、气等更宽广的专业知识；再有，由于其电气控制系统中的CNC系统升级、更新换代比较快，如果不定期参加的专业理论培训学习，则不能熟练掌握新的CNC系统应用。因此对操作人员提出的素质要求是很高的。为此，必须对数控操作人员进行培训，使其对机床原理、性能、润滑部位及其方式，进行较系统的学习，为更好的使用机床奠定基础。同时在数控机床的使用与管理方面，制定一系列切合实际、行之有效的措施。3.要为数控机床创造一个良好的使用环境 由于数控机床中含有大量的电子元件，它们最怕阳光直接照射，也怕潮湿和粉尘、振动等，这些均可使电子元件受到腐蚀变坏或造成元件间的短路，引起机床运行不正常

50、。为此，对数控机床的使用环境应做到保持清洁、干燥、恒温和无振动；对于电源应保持稳压，一般只允许10% 波动。4.严格遵循正确的操作规程 无论是什么类型的数控机床，它都有一套自己的操作规程，这既是保证操作人员人身安全的重要措施之一，也是保证设备安全、使用产品质量等的重要措施。因此，使用者必须按照操作规程正确操作，如果机床在第一次使用或长期没有时，应先使其空转几分钟；并要特别注意使用中注意开机、关机的顺序和注意事项。各类数控机床的操作规程具体见后面6.5。5.在使用中，尽可能提高数控机床的开动率 在使用中，要尽可能提高数控机床的开动率。对于新购置的数控机床应尽快投入使用，设备在使用初期故障率相对来

51、说往往大一些，用户应在保修期内充分利用机床，使其薄弱环节尽早暴露出来，在保修期内得以解决。如果在缺少生产任务时，也不能空闲不用，要定期通电，每次空运行 1 小时左右，利用机床运行时的发热量来去除或降低机内的湿度。6.要冷静对待机床故障，不可盲目处理。机床在使用中不可避免地会出现一些故障，此时操作者要冷静对待，不可盲目处理，以免产生更为严重的后果，要注意保留现场，待维修人员来后如实说明故障前后的情况，并参与共同分析问题，尽早排除故障。故障若属于操作原因，操作人员要及时吸取经验，避免下次犯同样的错误。7.制定并且严格执行数控机床管理的规章制度除了对数控机床的日常维护外，还必须制定并且严格执行数控机

52、床管理的规章制度。主要包括：定人、定岗和定责任的“三定”制度，定期检查制度，规范的交接班制度等。这也是数控机床管理、维护与保养的主要内容。5.3 CK6136数控设备的维护和保养措施(1)数控系统的维护 严格遵守操作规程和日常维护制度 应尽量少开数控柜和强电柜的门 在机加工车间的空气中一般都会有油雾、灰尘甚至金属粉末，一旦它们落在数控系统内的电路板或电子器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及电路板损坏。有的用户在夏天为了使数控系统能超负荷长期工作，采取打开数控柜的门来散热，这是一种极不可取的方法，其最终将导致数控系统的加速损坏。 定时清扫数控柜的散热通风系统 应该检查数控柜上的各个冷