数控维修维护学习总结

第一篇：数控维修维护学习总结

SIEMENS数控系统故障诊断维修维护学习总结

众所周知数控机床是当代高新技术机、电、光、气一体化的结晶，电气复杂，管路交叉林立，数控系统五花八门，产品从70年代到90年代，不能互换，故障现象也是千奇百怪，各不相同，特别是大型、重型数控机床，价格昂贵，每台约几百万美金、安装调整时间长(几个月到l年以上)。大型数控机床内有成千上万只元器件，若其中有一个元件有故障，就会引起机床的不正常现象，还有导线的连接、管子互相的联结，有一点疏忽就会出问题，再加上大型、重型数控机床体积庞大，在无恒温厂房条件下使用，环境的影响很容易引发故障。为此，数控机床“维修难”的问题就放在我们的面前。

我们国家引进和制造了这么多的数控机床，如何能迅速找出故障、隐患，并及时排除之？如何能维修好这些昂贵的设备？我认为首先要有高度的责任心和不怕困难的精神；第二，要努力掌握数控技术，联系本人十多年维修数控机床的实践，我认为要多看、多问、多记、多思、多练(五多)，逐步提高自己的技术水准和维修能力，才能适应各种较复杂的局面，解决困难的问题，修好数控机床。以下是我本次学习体会：

一、要多看

要多看，要了解各种数控系统和PLC可编程序控制器的特点和功能；要了解数控系统的报警及排除方法；要了解NC、PLC机床参数设定的含义；要了解PLC的编程语言；要了解数控编程的方法；要了解控制面板的操作和各菜单的内容；一般熟悉维修SIEMENS数控系统的人不见得会熟练排除A-B系统的故障，因此，要多看，不断学习、更新知识。

对于每一个电气元件，比如：接触器、继电器、时间继电器等以及PLC的输入、输出，要在电气图上一一注明。要多看液压、气动图，并深入消化之。

二、要多问

发生故障后，要向操作者师傅询问故障的全过程，不要不问，或者随便问一下就好了，这样往往得不到正确的现场资料会造成错误的判断，使问题复杂化了，因此，要多问，问详细一点，了解故障出现的全过程(开始、中间、结束)，产生过什么报警号，当时操作过什么元件，碰过什么，改过什么，外界环境情况如何？要在充分调查现场掌握第一手材料的基础上，把故障问题正确地列出来，实际上已经解决了问题的一半，然后再分析解决之，对于经验丰富熟练的操作者师傅，他们对机床操作熟悉，加工程序熟悉，机床常见病十分了解，与他们密切配合，对于迅速排除故障十分有利。

三、要多记

要记录有关的各种参数，重点记录机床调整好后各种有关参数，比如NC机床参数，PLC机床参数、PLC程序(以上可存在磁盘中)以及主轴和各走刀电机的电流、电压、转速等数据。

四、要多思

要多思，要开阔视野，往往有时修理是，不够冷静，没有很好地分析，钻牛角尖。

五、要多练，即多实践：

要多实践，要敢于动手，善于动手，对于维修人员来说，要胆大心细，要敢于动手，只会讲，不动手，修不好数控机床。但是要熟情况再动手，不要盲目，否则会扩大故障，造成事故，后果不堪设想。同时我们还要善于动手，首先要上机熟悉机床的操作面板和各菜单的内容，做好操作自如，因为各种型号及系统操作是一样的。同时也要充分利用数控机床的自诊断技术来迅速地处理解决故障。现在数控技术越发展，则自诊能力越来越强。比如A一B10系统，有专用诊断软件，可连网诊断等。

尽管数控机床故障复杂，千变万化，只要我们认真对待，培养一支高素质的机电一体化的维修队伍，通过多看、多问、多思、多练、积累经验，掌握维修技巧，融会贯通，我们一定能够主要依靠自己的力量，把数控机床修好、用好、管好。

第二篇：数控维修培训总结

数控故障诊断与维修培训总结

首先感谢公司领导给我的机会，让我参加了的这次数控设备故障诊断与维修技术培训班。在短短的4天时间里，通过经验丰富的老师傅讲授和课后的温习与自学，掌握了数控机床的机械结构与电器控制。学会了数控机床的精度检测，使自己在实际工作中有了更好的理论及实践能力。提高自身的维修专业技能，培养创新和学习前沿维修技术。为以后打下了良好的基础。随着现代工业和现代制造技术的发展，制造系统的自动化、集成化越来越高。在这样的生产环境条件下，一旦某台设备出现了故障，而又未能及时发现和排除，就可能会造成整台设备停转，甚至整个流水线、整个车间停产，从而造成巨大的经济损失。因此，对设备故障的研究越来越受到人们的重视。然而我公司也由此急需培养高技能优秀人才。使我们深刻的掌握了机床的电气控制原理。最后一天老师为我们设置了各种各样的加工中心数控故障，我们两人一组进行排故。虽然我们小组率先排除了故障，但我知道自己对数控维修还有很多不足之处，以后会继续努力学习。详细讲解了梯图的编制各种梯图指令符号，例如下图所示，讲解了系统PMC程序构成及工作过程。了解了数控机床的各项原理，就为我们判断故障原因，追寻故障机理，指明了方向。同时设备维修还要求速度要快，减少因设备故障造成的损失；要求维修人员要精确的找出故障的位置，分析产生此类故障的原因，并进行安全可靠的维修，想出可行的办法尽量避免此类故障的再次发生。数控机床故障诊断与维修工作的快速性、优质性关键取决于维修人员的素质条件、物质条件、工作环境和维修前的准备工作。通过学习我明白了维修设备首先要有高度的责任心和良好的职业道德。知识面要广，要学习并基本掌握有关数控机床机械结构和电气控制的各科学知识，当然还包括数控技术基本知识。通过数控技术基础理论的学习，尤其是针对具体数控机床的技术培训，不仅要向有经验的维修人员学习，而更重要且更长的时间是自学。要勇于实践，要积极投入数控机床的维修与操作的工作中去，在不断的实践中提高分析能力和动手能力。掌握科学的诊断与维修方法。

张传友

2017.07.28

第三篇：数控维修培训总结

数控维修培训总结

2011年暑假7月下旬，我有幸参加了盐城技师学院的省师资培训班--数控维修班。通过这半个月的时间，使我对数控维修的理解从一知半解到如今的熟悉并会熟练操作数控系统，这次数控维修的培训对我来说是一次提高、一次借鉴、一次实践，使我在学习的过程中收获巨大，受益匪浅。

这次数控维修培训，主要是学习西门子和发那科系统数控机床的装调修。在学校的时候对于西门子系统已经有所熟悉，而发那科系统并未接触到，所以对于我来说本次培训的重点是发那科系统机床的装调修。

在培训的半个月时间内，我了解并熟悉了数控系统的操作及维修，这离不开老师的悉心教导，同事在学习的过程中我也是不断的探索知识，积极的去掌握所有的知识点。对于本次的培训，我谈谈自己的一些体会： 一 对发那科系统的理解和掌握

盐城技师学院为了让学员们更好的学习发那科系统，特意让发那科厂方的技术人员过来给我们讲解。刚开始接触发那科系统的时候，因为我的基础薄弱，有的学员都可以自己独立操作，而我必须尽快赶上他们的进度，相对来讲学习任务比较重。发那科系统部分学习的主要内容为：

（1）发那科系统的介绍。厂方的李老师针对市场上通用的发那科系统的各个系列介绍了每种的特点，让我们可以根据实际的系统分析数控机床。

（2）发那科数控机床的外围电路。盐城技师学院共有发那科系统的设备4台，老师将理论与实践结合在一起，边讲边练，对于外围电路中的各部件仔细的讲解，熟悉之间的连线，基本能达到熟悉各部分的功能和完成线路的连接。

（3）发那科系统的参数和PMC程序。数控系统的参数和PMC程序是机床重要内容。老师讲解了基本参数的含义，并且通过自己输入参数来熟悉各个参数对于机床运行的影响。讲解PMC程序时，熟悉了输入程序的步骤，并学会了如何根据功能要求实现PMC程序的编写。

在老师的指导和自己的努力下，我也慢慢适应了发那科系统，能熟练操作系统，并能够完成老师布置的各个任务。对于发那科机床的外围电柜和PMC也有所掌握，能独立编写PMC简单程序，完成数控机床的各个功能要求。

二 对西门子系统的理解和掌握

西门子系统我比较熟悉，但是还有很多知识点需要请教指导老师。在学习中，我更加熟悉了西门子系统的各部分组成部件，对于数据保护的操作，有了更深的了解。通过更多的实践和练习，巩固了已有的知识，掌握了新的知识点。三 数控维修高级工的考证

在本次培训中，除了收获了知识之外，另外一个最大的收获就是参加了数控维修高级工的考试。这也是应该感谢盐城技师学院的老师们为我们这些学员的周到考虑，另外一方面也是为了检验我们培训的成果。在准备考试的时间里，我们也是更加积极努力的练习操作，以期望通过高级工的考试，也是期望能交一份满意的成绩单。

四 理实一体化教学理念的学习

针对数控维修这门课程的具体性，如何采用合适的教学方法也是这次培训探讨的课题。由于数控维修课程中除了需要操作实践之外，也包括了大量的理论知识，所以必须将理论和实践结合起来，两方面配合好，实现理实一体化，才能更好的让学生掌握这门课程。在培训过程中，培训的老师也是按照了这种方法来教学，在以后的教学过程中也可以学习贯彻这种理念。

通过这次为期半个月的培训学习，除了让我在短时间内掌握了数控维修的许多知识点，在生活中也体会到了班主任无微不至的关怀：上课时班主任几乎天天陪同我们学习，而给我们讲课的各位老师也是尽心尽职、几乎想把自己所有的知识在有限时间里全部输送给我们。在学习的这半个月里，学员之间也是互敬互爱，一起探讨学习过程中的问题，相处愉快。另外，在培训中我也认识到了自己的一些不足之处，在以后的学习和教学过程中，不断改完善自己各方面的能力。这样，才能让自己在不断的学习中得到锻炼，得到成长。

-----电气部 蒋小武

2011年10月12日

第四篇：数控维修论文

浅谈数控机床故障诊断过程与特点

姓名：江森

班别：06数控

学号：2006984108

[论文关键词]故障 故障诊断 诊断原则 诊断方法 诊断特点

[论文摘要]数控机床的故障诊断是数控机床维修的关键。一般来说，随着故障类型的不同，采取的故障诊断的方法也就不同。本文以示教机上故障诊断试验为例从数控机床故障诊断的内容、原则、方法等方面入手来简要阐述一下数控机床故障的诊断过程。

数控机床是将电子技术、测量技术、自动化技术、电子半导体技术、计算机技术及电机技术等集与一体的自动化设备，具有高精度、高效率和高柔性的特点。数控机床是一种过程控制设备，要求他在实时控制的每一时刻都准确无误地工作，任何部分的故障与失效，都会使机床停机，从而造成生产停顿，严重地影响和制约生产效率的提高。在很多行业中数控机床设备处于关键的工作岗位，若在其出现故障后不及时维修及排除故障，就会造成较大的经济损失。因此，对于数控系统这样原理复杂、结构精密的装置进行维修很有必要。加强数控机床的故障诊断与维修的力量，可以提高数控机床的可靠性，有利于数控机床的推广和使用。

数控机床是机、电、液、气相结合的复杂设备，尽管故障原因各不相同，但在故障发生后，大体的思路步骤是相同的。发生故障后，一、进行故障现场调查。

二、进行故障信息整理、分析。

三、进行故障诊断与排除。

四、进行经验总结、记录。

下面以数控车床主轴启动后立即停止为例说明数控机床故障诊断的一般过程。

一、进行故障现场调查。调查的内容包括

1、故障的种类

2、故障的频繁程度

3、外界状况

4、有关操作情况

5、机床情况

6、运转情况

7、机床和系统之间接线情况

8、CNC装置的外观检查。经过调查，该类故障属于主轴类故障，只出现过一次，外界一切正常，操作人员反映一开机就出现这种情况。

二、进行故障信息整理、分析。对于一些简单的故障，原因不是很多时，可采用形式逻辑推理的方法，分析、确定和排除故障。经过故障现场调查我们怀疑有以下几种原因①系统输出的脉冲时间不够②变频器处于点动状态③主轴线路的控制元器件损坏④主轴电机短路，造成热继电器保护⑤主轴控制回路没有带自锁电路，而把参数设置为脉冲信号输出，使主轴不能正常运转。找出可能出现的原因，就逐项排除。

三、进行故障诊断与排除。

故障诊断一般遵循以下几个原则：

1、先外部后内部。现代数控系统的可靠行越来越高，数控系统本身的故障率越来越低，而大部分故障的发生都是非系统本身原因引起的。由于数控机床是集机械、液压、电气为一体的机床，其故障的发生也会由这三种综合反映出来，维修人员应该先由外向内逐一进行排查，尽量避免随意的启封、拆卸，否则会扩大故障，使机床丧失精度、降低性能，系统外

部的故障逐一是由于检测开个、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。

2、先机械后电气。一般来说，机械故障较易发觉，而数控系统及电气故障的诊断难度较大，在故障检修之前首先注意排除机械的故障

3、先静态后动态。先在机床断电断电静止状态，通过了解、观察、测试、分析，确认通电后不会造成故障扩大，发生事故后，方可给机床通电，在运行状态下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。而对通电后发生破坏性故障的，必须先排除危险后，方可通电。

4、先简单后复杂。当出现多种故障互相交织，一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题，往往简单问题解决后，难度大的问题也可能变的容易。

数控机床在故障检测过程中，应充分利用数控系统的自诊断功能来进行判断，同时还要灵活运用故障检查的一些常用方法。常见的故障检查方法有： 1.常规检查法

常规检查法主要是利用人的手、眼、耳、鼻等器官对故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察以及认真察看系统的每一处，遵循“先外后内”的原则，诊断故障采用望、听、嗅、问、模等方法，由外向内逐一检查，往往可将故障范围缩小到一个模块或一块印刷线路板。这要求维修人员具有丰富的实际经验，要有多学科的较宽的知识和综合判断的能力。2.自诊断功能法

现代的数控系统虽然尚未达到智能化很高的程度.但已经具备了较强的自诊断功能。能随时监视数控系统的硬件和软件的工作状况。一旦发现异常，立即在CRT上显示报警信息或用发光二极管指示出故障的大致起因。利用自诊断功能，也能显示出系统与主机之间接口信号的状态，从而判断出故障发生在机械部分还是数控系统部分，并指示出故障的大致部位。这个方法是当前维修工作最有效的一种方法。

3.功能程序测试法

所谓功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能，如直线定位、圆弧插补、螺旋切削、固定循环、用户宏程序等用手工编程或自动编程方法，编制成一个功能程序测试程序，送入数控系统中，然后启动数控系统使之运行，借以检查机床执行这些功能的淮确性和可靠性，进而判断出故障发生的可能起因。本方法对于长期闲置的数控机床第一次开机时的检查以及机床加工造成废品但又无报警的情况下，一时难以确定是编程错误或是操作错误，还是机床故障的原因是一个较好的判断方法。

4.备件替换法

备件替换法是一种简单易行的方法，也是现场判断时最常用的方法之一。所谓备件替换法就是在分析故障大致起因的情况下，维修人员可以利用备用的印刷线路板、模板，集成电路芯片或元器件替换有疑点的部分，从而把故障范围缩小到印刷线路板或芯片一级。它实际上也是在验证分析的正确性。但在备用板交换之前，应仔细检查备用板是否完好，并应检查备用板的状态应与原板状态完全一致。这包括检查用板上的选择开关，短路棒的设定位置以及电位器的位置。总之，一定要严格地按照有关系统的操作、维修说明书的要求进行操作。

在确定对某部分要进行替换前，应认真检查与其连接的有关线路和其他相关的电器，确认无故障后才能将新的替换上去，防止外部故障引起替换上去的部件损坏。5.转移法

所谓转移法就是将数控系统中具有相同功能的两块印刷线路板、模板、集成电路

芯片或元器件互相交换，观察故障现象是否随之转移。借此，可迅速确定系统的故障部位。这个方法实际上就是备件替换法的一种。因此，有关注意事项同备件替换法所述。

6.参数检查法

众所周知，数控参数能直接影响数控机床的性能。参数通常是存放在磁泡存储器或存放在需由电池保持的CMOS RAM中，一旦电池不足或由于外界的干扰等因素，会使个别参数丢失或变化，发生混乱，使机床无法正常工作。此时，通过校对、修正参数，就能将故障排除。当机床长期闲置重新工作时无缘无故地出现不正常现象或有故障而无报警时，就应根据故障特征，检查和校对有关参数。

经过长期运行的数控机床，由于其机械传动部件磨损，电气元件性能变化等原因，也需对其有关参数进行调整。有些机床的故障往往就是由于未及时修改某些不适应的参数所致。当然这些故障都是属于软故障的范畴。

7.测量比较法

数控系统生产厂在设计印刷线路板时，为了调整、维修的便利，在印刷线路板上设计了多个检测端子。用户也可利用这些端子比较测量正常的印刷线路板和有故障的印刷线路板之间的差异。可以检测这些测量端子的电压和波形，分析故障的起因和故障的所在位置。甚至，有时还可对正常的印刷线路板人为地制造“故障”，如断开连线或短路、拔去组件等，以判断真实故障的起因。为此，维修人员应在平时积累印刷线路板上关键部位或易出故障部位在正常时的正确波形和电压值。因为数控系统生产厂往往不提供有关这方面的资料。

8.敲击法

当数控系统出现的故障表现为若有若无时，往往可用敲击法检查出故障的部位所在。这是由于数控系统是由多块印刷线路板组成，每块板上有许多焊点，板间或模块间又通过插接件及电线相连。因此，任何虚焊或接触不良，都可能引起故障。当用绝缘物轻轻敲打有虚焊及接触不良的疑点处，故障肯定会重复再现。

9.局部升温法

数控系统经过长期运行后元器件均要老化，性能会变坏。当它们尚未完全损坏时，出现的故障会变得时有时无。这时可用热吹风机或电烙铁等来局部升温被怀疑的元器件，加速其老化，以便彻底暴露故障部件。当然，采用此法时，一定要注意元器件的温度参数，不要将原来是好的器件烤坏。

10.原理分析法

根据数控系统的组成原理，可从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数（如电压值或波形），然后用万用表、逻辑笔、示波器或逻辑分析仅进行测量、分析和比较，从而对故障定位。运用这种方法，要求维修人员必须对整个系统或每个电路的原理有清楚的、较深的了解。

根据上面的原则和方法，我们逐项对可能出现的原因进行查探并排除。第一个可能故障为系统输出的脉冲时间不够，我们调整系统的M代码输出时间后启动主轴，发现问题仍然存在，接着查找下一可能原因，变频器可能处于点动状态，参阅变频器的使用说明书，设置好参数后启动主轴，问题仍然存在我们怀疑是主轴电机短路，造成热继电器保护。于是查找短路原因，使热继电器复位后启动主轴，发现主轴正常运转，问题解决。

四、要做一个经验总结和记录。故障排除以后，维修工作还不能算完成，尚需从技术与管理两方面分析故障产生的深层原因，采取适当措施避免故障再次发生。必要时可根据现场条件使用成熟技术对设备进行改造与改进。最后，对此次

维修的故障现象、原因分析、解决过程、更换元件、遗留问题等要做好记录。

数控机床与普通机床在故障诊断上有什么区别呢？

数控机床故障诊断由两部分组成：①数控机床本体，也就是主轴传动机构、进给传动机构、床身、工作台以及辅助运动单元、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等机械故障诊断于维修；②数控系统、PLC控制单元、伺服系统与位置检测装置、机床强电等电气系统故障诊断与维修。其中检测装置维护的好坏将直接影响到机床的运动精度和定位精度，而电气系统的故障诊断与维修是维护故障诊断的重点部分。数控机床与普通机床区别在，数控机床拥有数控系统、PLC控制单元、伺服系统与位置检测装置等自动化控制和精度控制系统。对于机械故障，数控机床和普通机床的诊断方法一样。但是数控机床还可以充分利用自诊断功能法、功能程序测试法、参数检查法等方法进行诊断。随着数控机床诊断技术的发展，数控机床还可以进行通讯诊断、自修复系统、人工智能与专家系统、神经网络诊断、多传感器信息融合技术、智能化集成诊断等先进的诊断方法。在我们日常使用机床中，数控机床与普通机床很多故障诊断方法都基本相同，机械部分的故障诊断方法一样，而数控机床我们就可以看成时普通机床加上一个数控系统、PLC控制单元、伺服系统与位置检测装置组成，所以他们相同的部分就在机床本体，但是数控机床的本体可能由于数控系统方面的原因造成，所以诊断时就需要注意。

我们可以得到数控机床故障诊断的特点：

数控机床一般由CNC装置、输入/输出装置、伺服驱动系统、机床电器逻辑控制装置、机床等组成，数控机床的各部分之间有着密切的联系。CNC装置将数控加工程序信息按两类控制量分别输出：一类是连续控制量，送往伺服驱动系统；另一类是离散的开关控制量，送往机床电器和逻辑控制装置。伺服驱动系统位于CNC装置与机床之间，它一方面通过电信号与CNC装置连接，另一方面通过伺服电机、检测元件与机床的传动部件连接。机床电器逻辑控制装置的形式可以是继电器控制线路，或者是可编程控制器控制线路，它接收CNC装置发出的开关命令，主要完成主轴启停、工件装夹、工作台交换、换刀、冷却、液压、气动和润滑系统及其他机床铺助功能的控制。另外要将主轴启停结束、工件夹紧、工作台交换结束、换刀到位等信号传送回CNC装置。数控机床本身的复杂性使其故障具有复杂性和特殊性。引起数控机床故障的因素是多方面的，有些故障的现象是机械方面的，但是引起故障的原因却是电气方面的；有些故障的现象是电气方面的，然而引起故障的原因是机械方面的；有些故障是由电气方面和机械方面共同引起的。在进行数控机床故障的诊断时，要重视机床各部分的交接点。

参考文献：

[1]王贵成主编.数控机床故障诊断技术.化学工业出版社；2007 [2]韩鸿鸾主编.数控机床维修实例[M].中国电力出版社；2006 [3]毕敏杰主编.机床数控技术[M].北京: 机械工业出版社；1996

第五篇：数控维修报告

工业自动化技术 强化训练Ⅱ实践报告

数控机床电气故障检测与排除

作 者 姓 名：

指 导 老 师：

所 在 学 院：

机械工程学院

提 交 日 期：

2016.9.19

目录

第一章 绪论..............................................................................................................................1 第二章 电路连接......................................................................................................................2 2.1 自锁电路.....................................................................................................................2 2.2 互锁电路.....................................................................................................................3 2.3电气元器件..................................................................................................................4 2.3.1步进电机...........................................................................................................4 2.3.2 空气开关..........................................................................................................6 2.3.3步进驱动器.......................................................................................................7 2.3.4 变频器..............................................................................................................7 2.3.5 变压器..............................................................................................................8 2.3.6伺服电机...........................................................................................................9 2.3.7继电器...............................................................................................................9 2.3.8交流接触器.....................................................................................................10 第三章 数控机床电气故障检测与排除..............................................................................11 3.1故障处理前的工作....................................................................................................11 3.2故障检测与排除........................................................................................................11 3.2.1 故障FA02.......................................................................................................11 3.2.2 故障FA13.......................................................................................................12 3.2.3 故障FA15.......................................................................................................12 3.2.4故障FA07........................................................................................................12 3.2.5故障FA08........................................................................................................12 第四章 PLC..............................................................................................................................14 4.1程序编写....................................................................................................................14 4.2回零程序更改............................................................................................................15 第五章 实践感想..................................................................................................................17

第一章 绪论

第一章 绪论

随着电子技术和自动化技术的高速发展,数控技术的应用越来越广泛。以微处理器为基础,以大规模集成电路为标志的数控设备,给机械制造业的发展创造了条件,并带来了很大的效益。但同时,由于它们的先进性、复杂性和智能化高的特点,在故障诊断、维修理论、技术和手段上都发生了飞跃的变化。数控维修技术不仅是保障正常运行的前提，对数控技术的发展和完善也起到了巨大的推动作用，因此，目前它已经成为一门专门的学科。

任何一台数控设备都是一种过程控制设备，这就要求它在实时控制的每一时刻都准确无误地工作。任何部分的故障与失效，都会使机床停机，从而造成生产停顿。因而对数控系统这样原理复杂、结构精密的装置进行维修就显得十分必要了。尤其对引进的CNC机床，大多花费了几十万到上千万美元。在许多行业中，这些设备均处于关键的工作岗位，若在出现故障后不及时维修排除故障，就会造成较大的经济损失。

现有的维修状况和水平，与国外进口设备的设计与制造技术水平还存在很大的差距。造成差距的原因在于：人员素质较差，缺乏数字测试分析手段，数域和数域与频域综合方面的测试分析技术等有待提高等等。本文针对数控机床电气系统的特点与故障的检查分析以及诊断维修进行简要的探讨，并通过故障案例分析进行总结。

工业自动化技术强化训练Ⅱ实践报告

第二章 电路连接

2.1 自锁电路

图2-1

所谓自锁电路，顾名思义就是能够锁住电路，保持通电的电路。在通常的电路中，按下开关，电路通电；松开开关，电路又断开。具体来讲，就是一旦按下开关，就能够保持持续通电，直接按下其他开关使之短路为止；这样的电路，成为自锁电路。继电器自锁电路，可以将开关串联在继电器的主要出点上。与此同时，将继电器的一个空余的副触点与开关并联。这样一来，按下开关，副触点吸和，电路通电；松开开关后，由于副触点已经吸和，并向继电器主触点的线圈供电，线圈反过来又保持副触点吸和。在将线路从继电器输出端引出，电路就可以保持持续的通电。电路的工作情况如下：起动时，合上断路器QF，引入24V开关电源。按下起动按钮SB2，KM1的吸引线圈通电动作，KM的衔铁吸合。其中，KM1的主触头闭合，使电动机接通电源起动运转；与SB2并联的KM动合辅助触头闭合，从而使KM的吸引线圈经SB1-SB2和SB1-KM两条电路供电。这样，当手松开，SB2自动复位时，KM的吸引线圈仍可通过其动合辅助触头继续供电，从而保证电动机的连续运行。这种依靠接触器自身辅助触头而使其本身线圈保持通电的现象，称为自锁或保持。

第二章 电路连接

2.2 互锁电路

图2-2互锁电路实物图

电气控制回路要先将分别控制正反转停止的两个按钮串联接好，随后将两个分别控制正反转启动的两个按钮并联接好后与停钮的一端接好，停钮的另一端准备与电源连接，然后再把分别正转反转主接触器的常开辅助接点分别并联在各自相对应的启动按钮两端，之后再将各自主接触器的常闭辅助接点串联到对方的启动回路中，也就是说正转的常闭串接在反转启动按钮的一端，相对应反转的常闭接点要与正转的启动按钮一端串联，起到互锁的作用，(就是说正转运行时期接触器常闭辅助接点会将反转的启动回路断开，反之则依然是这个道理，为的是防止同时期按下下按钮会造成一次回路的相间短路)，然后将两个常闭接点的另一端分别与所对应的启动回路的主接触器的线圈一段进行连接(就是说控制正转地启动的回路就串接正转接触器的线圈一段，反转起动控制回路就与反转的主接触器线圈一端串接)将两个线圈的另一端并联接在一起后接入热继电器的常闭接点的一端，热继电器常闭接点的另一端准备与中性点N或另一相线连接，这要看主接触器线圈的电压(220V就与中性点N连接，380v的话就接另外一相线)，还需要在控制回路的最前端即停止按钮准备接电源的一端在接相线制前要经过一个控制保险，现在只能说控制回路接好了。下面就接主回路，主回路需要2个接触器，分别用于正转和反转时接通主回路，所以将两个接触器主触头的上端分别与三相交流电源的3条相线连接，而主触头的下端对应的触头上则要将其中任意两条线互换一下，然后按照互换以后的顺序接入电动机绕组连接好以后的3个连接片上，另

工业自动化技术强化训练Ⅱ实践报告

外还要在接触器到电机接线盒接线处之间先行串接热继电器的主接点，同时还要在电源引线与接触器上口之间串接熔断器。短路保护由熔断器担负，过载有热继电器承担。大致原理是保证电机正转时反转不能接通，而反转时正转也不能接通，否则同时吸合接触器就会使三相交流电在接触器下口形成短路，所以要在回路中加闭锁，再有就是无论反转还是正转都要求随时可以停止电机运行，因此停止按钮要串联，起纽要并联。互锁，说的是几个回路之间，利用某一回路的辅助触点，去控制对方的线圈回路，进行状态保持或功能限制。一般对象是对其他回路的控制。

图2-3 互锁电路图

2.3电气元器件

2.3.1步进电机

将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件，应用极为广泛。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，4

第二章 电路连接

将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能像普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。

三相异步电机：如图2-4三相异步电机(Triple-phase asynchronous motor)是靠同时接入380V三相交流电源（相位差120度）供电的一类电动机，由于三相异步电机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速成旋转，存在转差率，所以叫三相异步电机。当电动机的三相定子绕组 通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同.当导体在磁场内切割磁力线时，在导体内产生感应电流，“感应电机”的名称由此而来。感应电流和磁场的联合作用向电机转子施加驱动力。我们让闭合线圈ABCD在磁场B内围绕轴xy旋转。如果沿顺时针方向转动磁场，闭合线圈经受可变磁通量，产生感应电动势，该电动势会产生感应电流(法拉第定律)。根据楞次定律，电流的方向为:感应电流产生的效果总是要阻碍引起感应电流的原因。因此，每个导体承受相对于感应磁场的运动方向相反的洛仑兹力F。

图2-4三相异步电机

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图2-5步进电机

2.3.2 空气开关

又名空气断路器，是断路器的一种。是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的开关。空气开关是低压配电网络和电力拖动系统中非常重要的一种电器，它集控制和多种保护功能于一身。除能完成接触和分断电路外，尚能对电路或电气设备发生的短路、严重过载及欠电压等进行保护，同时也可以用于不频繁地启动电动机。工作原理：如图2-6空气开关当线路发生一般性过载时，过载电流虽不能使电磁脱扣器动作，但能使热元件产生一定热量，促使双金属片受热向上弯曲，推动杠杆使搭钩与锁扣脱开，将主触头分断，切断电源。当线路发生短路或严重过载电流时，短路电流超过瞬时脱扣整定电流值，电磁脱扣器产生足够大的吸力，将衔铁吸合并撞击杠杆，使搭钩绕转轴座向上转动与锁扣脱开，锁扣在反力弹簧的作用下将三副主触头分断，切断电源。

如图2-6空气开关

第二章 电路连接

2.3.3步进驱动器

步进电机驱动器是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速和定位的目的。广泛应用于雕刻机、水晶研磨机、中型数控机床、脑电绣花机、包装机械、喷泉、点胶机、切料送料系统等分辨率较高的大、中型数控设备上。

如图2-7中科F223步进电机驱动器

2.3.4 变频器

变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。工作原理：如图2-8变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。

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如图2-8变频器

2.3.5 变压器

变压器（Transformer）是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。按用途可以分为：电力变压器和特殊变压器（电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等）。工作原理：如图2-9变压器Satons变压器主要应用电磁感应原理来工作。具体是：当变压器一次侧施加交流电压U1，流过一次绕组的电流为I1,则该电流在铁芯中会产生交变磁通，使一次绕组和二次绕组发生电磁联系，根据电磁感应原理，交变磁通穿过这两个绕组就会感应出电动势，其大小与绕组匝数以及主磁通的最大值成正比，绕组匝数多的一侧电压高，绕组匝数少的一侧电压低，当变压器二次侧开路，即变压器空载时，一二次端电压与一二次绕组匝数成正比，即U1/U2=N1/N2,但初级与次级频率保持一致，从而实现电压的变化

如图2-9变压器

第二章 电路连接

2.3.6伺服电机

伺服电机（servo motor）是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。工作原理：伺服系统（servo mechanism）是使物体的位置、方位、伺服电机（图1）状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。

图2-10伺服电机

2.3.7继电器

继电器是当输入量达到规定条件时，其一个或多个输出量产生预定跃变的元器件。对于电磁继电器，可简单的理解为：在输入端施加规定的电信号，其输出端接通和断开被控制电路的一种开关。继电器一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）的感应机构（输入部分）；有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构（输出部分）；在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行功能处理,对输入、输出部分进行耦合隔离和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）。作为控制元件，概括起来，继电器有如下几种作用：a)扩大控制范围 b)放大 c)综合信号 d)自动、遥控、监测。线圈通电，动铁芯在电磁力作用下动作吸合，带动动触点动作，使常闭触点分开，常开触点闭合；线圈断电，动铁芯在 9

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弹簧的作用下带动动触点复位，继电器的工作原理是当某一输入量(如电压、电流、温度、速度、压力等)达到预定数值时，使它动作，以改变控制电路的工作状态，从而实现既定的控制或保护的目的。在此过程中，继电器主要起了传递信号的作用。

如图2-11继电器

2.3.8交流接触器

如图2-12交流接触器主要为CJ系列中的CJX2系列，CJ20系列，CJT1系列3TB，B系列等一些目前最常用的产品，1、CDC1系列交流接触器主要用于交流50Hz（或60Hz）、额定工作电压至660V，额定工作电流至370A的电力系统中接通和分断电路，并可与适当的热过载继电器或电子式保护装置组合成电磁起动器，以保护可能发生过载的电路。当线圈通电时，铁芯被磁化，吸引衔铁向下运动，使得常闭触头断开，常开触头闭合。当线圈断电时，磁力消失，在反力弹簧的作用下，衔铁回到原来位置，即使触头恢复到原来状态。

如图2-12交流接触器

第三章

数控机床电气故障检测与排除

第三章 数控机床电气故障检测与排除

3.1故障处理前的工作

首先，观察显示器，看是否正常，假如显示器上显示“准备未绪”，则是急停出现故障，需解决急停故障才能操作操作板检查其它故障。若显示正常，则进一步对机床进行操作，对X，Y，Z轴进行操作，在操作板上对其实现动作，看是否有相应动作，对其作出故障判断。接着按下照明灯按钮和冷却液按钮，看是否正常工作。一般遵照以下几点：

1.询问调查在接到机床现场出现故障要求排除的信息时,首先应要求操作者尽量保持现场故障状态,不做任何处理,这样有利于迅速精确地分析故障原因。同时仔细询问故障指示情况及故障产生的背景情况,依此做出初步判断

2.现场检查到达现场后,首先要验证操作者提供的各种情况的准确性、完整性,从而核实初步判断的准确度。不要急于动手处理,仔细调查各种情况,以免破坏了现场,使排除故障增加难度。

3.故障分析根据已知的故障状况分析故障类型,从而确定

排除故障原则。由于大多数故障是有指示的,所以一般情况下,对照机床配套的诊断手册和使用说明书,可以列出产生该故障的多种可能的原因。

4.确定原因对多种可能的原因中找出本次故障的真正原因,当然可能需要多次测试,这是对维修人员对该机床熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。

3.2故障检测与排除

3.2.1 故障FA02 1)故障现象：照明灯不能正常工作。

2)故障分析过程：KM4常开触点与工作灯的连接断开；继电器KA6线圈连接断开。3）故障检测过程：通过故障现象发现照明灯不能正常工作，所以查找并检测照明灯的相关电路。2检测继电器KA6线圈的电路，发现继电器KA6线圈的电路正常；1用○○万用表选直流24v电压档检测照明灯的相关电路：测出XB2–45和XB2–46，XB1–44和XB2–44，XB1–79和XB2–79两端点间没有电压，所以这三处的两端点间没有断点，再检测XB2–77和XB2–78两端点间有电压，XB2–77和XB2–78两端点间有断点，所以故障原因是KM4常开触点与工作灯的连接断开。

4）故障分析结果: KM4常开触点与工作灯的连接断开。

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3.2.2 故障FA13 1)故障现象：系统界面显示 “准备未绪”，手动方式下分别作X、Y、Z轴移动操作时，相应进给电机不能转动；相应坐标显示没有变化。

2)故障分析过程：（1）XS8-17与567之间的连接断开；（2）继电器KA1线圈连接断开；（3）JD01-25与505之间的连接断开；（4）HXS8与HGD之间的连接断开。

3)故障检测过程：测点XB1-80和点XB1-52之间电压值为0，这说明连接没有断开；测点XB1-54和点XB2-54之间的电压值为24v，再测点XB2-52和XB2-51之间的电压值为24v，这说明继电器KA1线圈出现断开。

4)故障排除：更换继电器KA1线圈。

3.2.3 故障FA15 1)故障现象:手动方式下分别作X、Y、Z轴移动操作时，相应进给电机不能转动；相应坐标显示有变化；系统无其他报警显示。

2)故障分析过程：（1）继电器KA2线圈连接断开，导致KA2不能吸合，KM1、KM2、KM3都不能吸合，系统没电源；（2）继电器KA3线圈连接断开，导致KA2、KA3不能吸合，KM1、KM2、KM3都不能吸合，系统没电源；（3）变压器T1与041之间的连接断开，无24VAC电压输出；（4）继电器KA2触点与042之间的连接断开。

3)故障检测过程：测点XB2-57和点XB2-90之间电压为0，这说明连接正常。测点XB2-64和点XB2-89之间电压为24v，这说明继电器KA3线圈连接断开，导致KA2、KA3不能吸合，KM1、KM2、KM3都不能吸合，系统没电源。

4)故障排除：更换继电器KA3线圈。

3.2.4故障FA07 1)故障现象：照明灯不能正常工作。

2)故障分析过程：（1）KM4常开触点与工作灯的连接断开；（2）继电器KA6线圈连接断开。

3)故障检测过程：测点XB1-44和点XB2-44之间电压为0，测点XB-50和点XB2-79之间有电压可确定故障出现在开关KA6，再测点XB-78和点XB2-77这两点之间没有电压出现，可确定继电器KA6线圈出现故障。

4)故障排除：更换继电器KA6线圈。

3.2.5故障FA08 1)故障现象：冷却泵不能正常工作。

第三章

数控机床电气故障检测与排除

2)故障分析过程：（1）继电器KA5触点连接断开；（2）继电器KA5线圈连接断开；（3）接触器KM5触点连接断开。

3)故障检测过程：测点XB2-19和点XB2-33之间电压值为0。这说这两点连接正常。测点XB2-33和点XB2-75之间出现电压值，这说明继电器KA5触点断开。

4)故障排除：更换继电器KA5。

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第四章 PLC

4.1程序编写

4.1.1 程序编写方法

1.深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求

a ．被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。

b．控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。2.确定 I/O 设备

根据被控对象对 PLC控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。3.选择合适的 PLC 类型

根据已确定的用户 I/O 设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的 PLC 类型，包括机型的选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。4.分配 I/O 点

分配 PLC 的输入输出点，编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着九可以进行 PLC程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。5.设计应用系统梯形图程序

根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的最核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。6.将程序输入 PLC 当使用简易编程器将程序输入 PLC时，需要先将梯形图转换成指令助记符，以便输入。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上编程时，可通过上下位机的连接电缆将程序下载到PLC中去。

7.进行软件测试

程序输入 PLC 后，应先进行测试工作。因为在程序设计过程中，难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC连接到现场设备上去之前，必需进行软件测试，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。

第四章 PLC

8.应用系统整体调试

在 PLC软硬件设计和控制柜及现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，如果控制系统是由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可先进行分段调试，然后再连接起来总调。调试中发现的问题，要逐一排除，直至调试成功。

4.2回零程序更改

1．PLC题目的要求：

X,Y,Z三轴一键回零后照明灯打开。2.PLC编程的过程：

对于一键回零照明灯打开程序设计的过程：先在操作面板上调出一键回零照明灯打开的PLC程序，然后在电脑上上打开相关的控制软件，并通过说明书查找出相关的I/O口和相关的地址，找出照明灯是Y0.2和照明灯的指示灯是Y15.0，回零键G4.7，X轴回零F0.0，Y轴回零F0.1，Z轴回零F0.2。一键回零是F43.3，X,Y,Z回零分别是G2.1，G2.1，G2.3。然后在三轴回零程序通过并联F1按钮的触发点的PLC程序，然后正规化该程序，最后重新全部导入该程序到机床的操作系统上，并通过操作检测程序是否正确。程序操作正常后还原机床的原程序。

在三轴回零程序通过并联F1按钮的触发点并且在三轴回零的PLC程序后通过辅助器串联照明灯打开的PLC程序，然后正规化该程序，最后重新全部导入该程序到机床的操作系统上，并通过操作检测程序是否正确。如图二，图三所示

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图二

图三

第五章

实践感想

第五章 实践感想

进入大四的课程就是强化训练，为期一个月，在这一个月里，学到的东西是比较多，接触到了自己从未接触过的知识，学到了一些学习的方法。在强化训练中，是以小组形式进行的，所以团队之间的合作很重要，当意见不和时容易产生矛盾和争吵，学到了如何团队合作和避免团队矛盾。在这一个月里，学了电子元器件的知识，自锁和互锁电路的连接，数控机床电气故障检测与排除，部分机床PLC程序编写。

在进行这些知识学习中，前期发现自己有很多问题，态度不够端正，不够重视实操。在自锁电路进行电路连接时，没有提前预习，没有去看电路图，在电路连接时才看，导致在连接电路时似懂非懂，元器件什么都不知道。所以在互锁电路时，自己就做了预习，熟悉元器件和电路原理，在接线过程中按部就班，顺利接好了电路。这就是有做准备和没做准备的区别。在进行机床电气故障检测与故障排除的时候，在进行小组训练的时候，认为这些都比较简单，很少自己动手去操作，到了后期随机出题的时候，才知道这并不容易，一个故障有可能是三个电路出现问题，一个电路有问题可能导致多个故障，这给我们检测都是有难度的，那时候训练都是满脸困惑的，明明是自己没检查出来还觉得自己没有错，导致故障不能排除。

在这次强化训练中，认识到了团队合作的重要性，在学习过程中可以互相学习，不能针锋相对，要注意听取队友的建议和想法，而不是一意孤行，而且很有可能让你茅塞顿开，更能清楚的去解决这个问题。也让我认识到独立学习的重要性，学会自己一个人去解决问题，当遇到一个比较难的问题时，如何去解决这个问题，而不是一味的去请教老师和同学，要学会独立思考，独立去解决问题。

在这次强化训练中，学到最重要的是就是要端正学习态度，不能轻视。在学习中要注重独立思考和团队合作。