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上海精通交流稳压电源维修
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产品型号：TNS-6KVA
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电源的维修可以通过两方面来进行，一方面是断电情况下的观察，另一方面是加电进行测试。在断电情况下，可以通过&看、闻、问、量&来确定开关电源的损坏原因。 断电检测
看：电源的外壳，检查保险丝是否熔断，再观察电源的内部情况，如果发现电源的PCB板上有烧焦处或元件破裂，则应重点检查此处元件及相关电路元件。
闻：闻一下电源内部是否有糊味，检查是否有烧焦的元器件。
问：问一下电源损坏的经过，是否对电源进行违规操作。
量：没通电前，用万用表量一下高压电容两端的电压。如果是开关电源不起振或开关管开路引起的故障，则大多数情况下，高压滤波电容两端的电压未泄放悼，此电压有300多伏，需小心。用万用表测量AC电源线两端的正反向电阻及电容器充电情况，电阻值不应过低，
否则电源内部可能存在短路。电容器应能充放电。脱开负载，分别测量各组输出端的对地电阻，正常时，表针应有电容器充放电摆动，***后指示的应为该路的泄放电阻的阻值。 加电检测
在加电之后，可通过观察电源来判别是否有损坏现象，如保险丝烧毁或着元器件冒烟等现象。若有要及时切断供电进行检修。测量高压滤波电容两端有无300伏输出，若无应重点查整流二极管、滤波电容等。测量高频变压器次级线圈有无输出，若无应重点查开关管是否损坏，是否起振，保护电路是否动作等，若有则应重点检查各输出侧的整流二极管、滤波电容、三通稳压管等。
如果电源启动一下就停止，则该电源处于保护状态下，可直接测量PWM芯片保护输入脚的电压，如果电压超出规定值，则说明电源处于保护状态下，应重点检查产生保护的原因。 常见故障
一、在断电情况下
首先，在电源没通电前，先用万用表测一下高压电容两端的电压先。如果是电源不起振或开关管开路引起的故障，则大多数情况下，高压滤波电容两端的电压未泄放掉，此电压有300多伏，如果不小心被阁下玉手摸到，一定让你留下难忘的记忆!
由于检修电源要接触到220V高压电，人体一旦接触36V以上的电压就有生命危险。因此，在有可能的条件下，尽量先检查一下在断电状态下有无明显的短路、元器件损坏故障。首先，打开电源的外壳，检查保险丝是否熔断，再观察电源的内部情况，如果发现电源的
PCB板上元件破裂，则应重点检查此元件，一般来讲这是出现故障的主要原因;闻一下电源内部是否有糊味，检查是否有烧焦的元器件;问一下电源损坏的经过，是否对电源进行违规的操作，这一点对于维修任何设备都是必须的。在初步检查以后，还要对电源进行更深入地检测。
用万用表测量AC电源线两端的正反向电阻及电容器充电情况，如果电阻值过低，说明电源内部存在短路，正常时其阻值应能达到100千欧以上;电容器应能够充放电，如果损坏，则表现为AC电源线两端阻值低，呈短路状态，否则可能是开关管击穿。然后检查直流输出部分脱开负载，分别测量各组输出端的对地电阻，正常时，表针应有电容器充放电摆动，***后指示的应为该路的泄放电阻的阻值。否则多数是整流二极管反向击穿所致。
二、加电检测
在通过以上检测后，就可以进行加电测试。这时候才是关键所在，需要有一定的经验、电子基础及维修技巧。一般来讲应重点检查一下电源的输入端，开关三极管，电源保护电路以及电源的输出电压电流等。如果电源启动一下就停止，则该电源处于保护状态下，可直接测量PWM芯片保护输入脚的电压，如果电压超出规定值，则说明电源的处于保护状态下，应重点检查产生保护的原因。由于接触到高电压，建议没有电子基础的朋友需要小心操作。
三、常见故障
1.保险丝熔断
一般情况下，保险丝熔断说明电源的内部线路有问题。由于电源工作在高电压、大电流
的状态下，电网电压的波动、浪涌都会引起电源内电流瞬间增大而使保险丝熔断。重点应检查电源输入端的整流二极管，高压滤波电解电容，逆变功率开关管等，检查一下这些元器件有无击穿、开路、损坏等。如果确实是保险丝熔断，应该首先查看电路板上的各个元件，看这些元件的外表有没有被烧糊，有没有电解液溢出。如果没有发现上述情况，则用万用表测量开关管有无击穿短路。
2.无直流电压输出或电压输出不稳定
如果保险丝是完好的，在有负载情况下，各级直流电压无输出。这种情况主要是以下原因造成的：电源中出现开路、短路现象，过压、过流保护电路出现故障，振荡电路没有工作，电源负载过重，高频整流滤波电路中整流二极管被击穿，滤波电容漏电等。在用万用表测量次级元件，排除了高频整流二极管击穿、负载短路的情况后，如果这时输出为零，则可以肯定是电源的控制电路出了故障。
3.电源负载能力差
电源负载能力差是一个常见的故障，一般都是出现在老式或是工作时间长的电源中，主要原因是各元器件老化，开关管的工作不稳定，没有及时进行散热等。应重点检查稳压二极管是否发热漏电，整流二极管损坏、高压滤波电容损坏等。
电源维修实例1：某设备电源，通电后无电压输出，电源内部发出&吱吱吱&声。这是电源过载或无负载的典型特征。先仔细检查各个元器件，重点检测整流二极管、开关管等。
经过仔细检查，发现一个整流二极管(1N4007)的表面已烧黑，而且电路板也给烧黑了。找到同型号的二极管换下，在用万用表一测果然是击穿的。接上电源，可风扇不转，&吱吱吱&声依然存在。用万用表量+12V输出只有+0.2V，+ 5V只有0.1V。这说明元件被击穿时电源启动自保护。测量初级和次级开关管，发现初级开关管中有一个已损坏，用相同型号的开关管换上，故障排除。以上检查走了弯路，未通电前，应测量一下开关管是否损坏。
电源维修实例2：没有&吱吱吱&声,上一个保险丝就烧一个保险丝。由于保险丝不断地被熔断，搜索范围就缩小了。可能发生的情况有3种：整流桥击穿，大电解电容击穿，初级开关管击穿。电源的整流桥一般是分立的四个整流二极管，或是将四个二极管固化在一起。将整流桥拆下一量是正常的。大电解电容拆下测试后也正常，注意焊回时要注意正负极。***后的可能就只剩开关管了。这个电源的初级只有一个大功率的开关管。拆下一量果然击穿，找同型号开关管换上，问题解决。
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◎ MAKINO 数控加工中心主轴故障现象： 主轴在旋转过程中有时停止1秒左右，之后正常旋转。维修方法：发现在重切削时故障频率较高，人为对电器板产生震动，之后用手逐个按继电器 发现故障点后，用新的继电器与旧的并联，故障解决。 ◎ 数控转台不能回原点：四轴数控机电脑买来后转台一直不能回原点，排除保密参数、软件版本的问题后，采用系统的自诊断功能检查。发现转台的减速开关状态和其他进给轴的不一样。用手按住减速开关，转台可以回原点。将减速开关常开和常闭互换，故障修复。 ◎ 三菱电脉冲 Z 轴有时换向时过冲 0.5mm: 用表检测电极有时过冲，检查光栅尺的读数头过冲的数值和电极不一致。发现读数头没有拧紧。拧紧后故障修复。之后又发现 Z 轴走的行程不够，目视光栅尺安装不正，用表调整后故障修复。 ◎ 数控机电脑串口不能输出程序：串口发送有两种典型电路 MC1488 （&12V供电）、MAX232 ( 单5V供电）。&12V供电的电路一般输出为-10 & -11.x V, 单5V供电由于采用内置DC_DC输出电压一般只能为-8V 左右。测量发现该机电脑的输出电压为 0V 左右，确认芯片损坏。 ◎ 数控机电脑串口接收程序报警：一般分下述几种情况 1.Over Flow (溢出报警）：一、为通讯协议设置不对 （xon/xoff 或 Hardware).二、通讯软件设为软件协议，电缆线的焊接为硬件协议。三、DNC软件在收到xoff后响应太慢，过冲的字符超过CNC允许的字符（一般为10-25个字符）。但是有些系统例如FANUC11，内存中加工程序装的太满时一个都不允许过冲。尤其在在线加工的过程中有些系统对 DNC 软件的响应是一个考验。 2.Frame 或 TH 报警：一、CNC 接口电路损坏。 二、电缆线焊接或接触不良。三、电脑电路损坏。该报警反应的是在传输过程中，一个字节内出现错误。 3.TV 报警：为纸带垂直检测报警，主要用于检测程序的每一行为奇数、偶数。如果不是应该自动补空格。一般DNC软件没有这个功能，可以设定 TV=off 解除报警。这个功能可以防止在通讯过程中漏传字符。 由于数控机床的维修是一个永远讨论不完的话题，欢迎各位朋友有各种问题和我们一起讨论。凭借我们在这个领域三十多年的工作经历和工作关系，将尽我们所能完成各种维修任务。
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数控 控机 机床 床的 的维 维修 修实 实例 例 我厂于2000年购进沈阳数控机床厂CK3263数控车床。床身为斜床身,配日本FANUCOT系统,转塔选用的是意大利BARFFADITOE320(12工位)。使用过程中,有时也出现一些故障,多半是外围电路如接触器、电磁阀、限位开关等。使用情况总的来说比较好。 我厂数控设备较多,有加工中心、数控镜床、数控车床,选配有西门子的840D、810D数控系统、大森数控系统等。我们在操作和维修上述数控系统的数控机床时,如查找故障时,只是显示I/0的"０"或"1"状态,查看某些状态需写人或翻页使用起来不大方便。而FANUC数控系统操作方便,编程、对刀、查找故障较为实用。尤其是该系统配备了PLC梯形图的动态显示功能,可迅速分析机床故障的原因和查找故障点。另外FANUC数控系统还具有强大的诊断功能,可通过自我诊断机床参数DGN上的信息,能很具体判断所发生故障类型,从而采取相应的措施,及时修复机床。以下是笔者应用FANUC数控系统功能在现场维修的实例。 故障现象一 CRT显示414#报警。报警信息为: SERVOALARM:X－－－AXIS DETECTION SYSTEMERROR同时,伺服驱动单元的LED报警显示码为机床点亮。 故障分析与处理通过查看FANUCO系统维修说明书可知:414#报警为"X轴的伺服系统异常,当错误的信息输出至DGN0720时,伺服系统报警"。根据报警显示内容,用机床自我诊断功能检查机床参数DGN072上的信息,发现第4位为"1"，而正常情况下该位应为"0"。现该位由"0"变为"1"则为异常电流报警,同时伺服驱动单元LED报警显示码为机床点亮,也表示该伺服轴过电流报警。检查伺服驱动器模块,用万用表测得电源输入端阻抗只有6&O,低于正常值,因而可判断该轴伺服驱动单元模块损坏。更换后正常。 故障现象二 转塔刀架在换刀过程时出现2011#、2014#报警。 故障分析与处理查看电气使用说明书可知:2011#报警表示转塔有故障,2014#报警指转塔未卡紧。可能是由于精定位时接近开关未发出信号,电磁铁不能锁紧。利用FANUC系统具有的PLC梯形图动态显示功能,发现精定位接近开关X0021.2未亮(没有接通)。拆下此开关并检查,通断正常。估计是接近开关与感应块的距离不当造成的。调整两者的距离使它们保持适当的距离0.8mm,再查看X0021.2信号通断正常,转塔刀架能正常使用。
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西门 门子 子数 数控 控系 系统 统调 调试 试编 编程 程和 和维 维修 修概 概要 要 西门子数控系统调试,编程和维修概要概&述西门子公司数控系统产品结构数控系统的基本构成第一讲西门子数控系统的基本构成一．西门子840D系统的组成SINUMERIK840D是由数控及驱动单元（CCU或NCU），MMC,PLC模块三部分组成，由于在集成系统时，总是将SIMODRIVE611D驱动和数控单元(CCU或NCU)并排放在一起，并用设备总线互相连接，因此在说明时将二者划归一处。l&人机界面&&&人机交换界面负责NC数据的输入和显示,它由MMC和OP组成&&&MMC(ManMachineCommunication)包括：OP(Operationpanel)单元，MMC,MCP(MachineControlPanel)三部分。MMC实际上就是一台计算机，有自己独立的CPU,还可以带硬盘，带软驱；OP单元正是这台计算机的显示器，而西门子MMC的控制软件也在这台计算机中。1.MMC我们最常用的MMC有两种：MMCC100.2和MMC103,其中MMC100.2的CPU为486,不能带硬盘；而MMC103的CPU为奔腾，可以带硬盘，一般的，用户为SINUMERIK810D配MMC100.2,而为SINUMERIK840D配MMC103.※&PCU(PCUNIT)是专门为配合西门子最新的操作面板OP10、OP10S、OP10C、OP12、OP15等而开发的MMC模块，目前有三种PCU模块--PCU20、PCU50、PCU70,PCU20对应于MMC100.2，不带硬盘，但可以带软驱；PCU50、PCU70对应于MMC103,可以带硬盘，与MMC不同的是：PCU50的软件是基于WINDOWSNT的。PCU的软件被称作HMI,HMI有分为两种：嵌入式HMI和高级HMI。一般标准供货时，PCU20装载的是嵌入式HMI,而PCU50和PCU70则装载高级HMI.2.OPOP单元一般包括一个10.4〞TFT显示屏和一个NC键盘。根据用户不同的要求，西门子为用户选配不同的OP单元，如：OP030,OP031,OP032,OP032S等，其中OP031最为常用。3.MCPMCP是专门为数控机床而配置的，它也是OPI上的一个节点，根据应用场合不同，其布局也不同，目前，有车床版MCP和铣床版MCP两种。对810D和840D，MCP的MPI地址分别为14和6，用MCP后面的S3开关设定。对于SINUMERIK840D应用了MPI（MultiplePointInterface）总线技术，传输速率为187.5k/秒，OP单元为这个总线构成的网络中的一个节点。为提高人机交互的效率，又有OPI（OperatorPanelInterface）总线，它的传输速率为1.5M/秒。l&数控及驱动单元1.NCU数控单元&SINUMERIK840D的数控单元被称为NCU（NumenricalControlunit）单元：中央控制单元,负责NC所有的功能,机床的逻辑控制,还有和MMC的通讯它由一个COMCPU板.一个PLCCPU板和一个DRIVE板组成.根据选用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同，NCU分为NCU561.2,NCU571.2,NCU572.2,NCU573.2(12轴)，NCU573.2(31轴)等若干种，同样，NCU单元中也集成SINUMERIK840D数控CPU和SIMATICPLCCPU芯片，包括相应的数控软件和PLC控制软件，并且带有MPI或Profibus借口，RS232借口，手轮及测量接口，PCMCIA卡插槽等，所不同的是NCU单元很薄，所有的驱动模块均排列在其右侧。&&&2．数字驱动?数字伺服：运动控制的执行部分,由611D伺服驱动和1FT6(1FK6)电机组成&&SINUMERIK840D配置的驱动一般都采用SIMODRIVE611D.它包括两部分：电源模块+驱动模块（功率模块）。&&电源模块：主要为NC和给驱动装置提供控制和动力电源，产生母线电压，同时监测电源和模块状态。根据容量不同，凡小于15KW均不带馈入装置，极为U/E电源模块；凡大于15KW均需带馈入装置，记为I/RF电源模块，通过模块上的订货号或标记可识别。&&611D数字驱动:是新一代数字控制总线驱动的交流驱动，它分为双轴模块和单轴模块两种，相应的进给伺服电机可采用1FT6或者1FK6系列，编码器信号为1Vpp正弦波，可实现全闭环控制。主轴伺服电机为1PH7系列。l&PLC模块SINUMERIK810D/840D系统的PLC部分使用的是西门子SIMATICS7-300的软件及模块，在同一条导轨上从左到右依次为电源模块（PowerSupply），接口模块（InterfaceModule）机信号模块（SignalModule）。的CPU与NC的CPU是集成在CCU或NCU中的。&&&&最多8个SM模块&&&&最多四级电源模块（PS）是为PLC和NC提供电源的+24V和+5V。接口模块（IM）是用于级之间互连的。信号模块（SM）使用与机床PLC输入/输出的模块，有输入型和输出型两种。二．硬件的接口一．&840D系统的接口?&840D系统的MMC，HHU，MCP都通过一根MPI电缆挂在NCU上面，MPI是西门子PLC的一个多点通讯协议，因而该协议具有开放性，而OPI是840D系统针对NC部分的部件的一个特殊的通讯协议，是MPI的一个特例，不具有开放性，它比传统的MPI通讯速度要快，MPI的通讯速度是187.5K波特率，而OPI是1.5M。?&NCU上面除了一个OPI端口外，还有一个MPI，一个Profibus接口，Profibus接口可以接所有的具有Profibus通讯能力的设备。Profibus的通讯电缆和MPI的电缆一样，都是一根双芯的屏蔽电缆。X101&&操作面板接口（OPI）&X102&&PROFIBUS接口X112&&&预留接口（NCU与NCU通讯）X111&&&SIMATIC接口（IM361）X122&&&&PCMPI接口(MPI)X121&&&&I/O接口（电缆分配盒）H1/H2&&&错误和状态灯H3 ７段显示S1/S2&&&&复位／NMI按钮S3 & NCK启动开关S4 PLC启动开关&X130A&&SIMODRIVE611D接口X130B&&数字模块I/O扩展接口（仅限于NCU573）X172 设备总线接口X173 PCMCIA插槽（X173）?&在MPI，OPI和Profibus的通讯电缆两端都要接终端电阻，阻值是220欧，所有如果要检测电缆的好坏情况，可以在NCU端打开插座的封盖，量A，B两线间的电阻，正常情况下应该为110欧。二．611系列驱动的组成与接口1．611系列的驱动分成模拟611A，数字611D和通用型611U。都是模块化结构，主要有以下几个模块组成：o电源模块&&&电源模块是提供驱动和数控系统的电源，包括维持系统正常工作的弱电和供给功率模块用的600V直流电压。根据直流电压控制方式，它又分为开环控制的UE模块和闭环控制的I/R模块，UE模块没有电源的回馈系统，其直流电压正常时为570V左右，而当制动能量大时，电压可高达640多伏。I/R模块的电压一直维持在600V左右o控制模块&&&控制模块实现对伺服轴的速度环和电流环的闭环控制o功率模块&&&对伺服电机提供频率和电压可变的交流电源o监控模块&&&主要是对电源模块弱电供电能力的补充。o滤波模块&&&对电源进行滤波作用。o电抗&&&&对电压起到平稳作用。&2．611电源模块的接口信号611模块的接口信号有以下几组：?（1）电源接口U1V1W1主控制回路三相电输入端口X181&&&&工作电源的输入端口，使用时常常与主电源短接，有的系统为了让机床在断电后驱动还能正常工作一段时间，把600V的电压端子与P500M500端子短接，这样由于600V电压不能马上放电完毕，还能维持驱动控制板的正常工作一段时间。P600M600是600V直流电压输出端子。?（2）控制接口64&&&&控制使能输入，该信号同时对所有连接的模块有效，该信号取消时，所有的轴的速度给定电压为零，轴以最大的加速度停车。延迟一定的时间后，取消脉冲使能63&&&&脉冲使能输入，该信号同时对所有连接的模块有效，该信号取消后，所有的轴的电源取消，轴以自由运动的形式停车。48&&&&主回路继电器，该信号断开时，主控制回路电源主继电器断开。112&&&&调试或标准方式，该信号一般用在传输线的调试中，一般情况接到系统的24V上。X121&&&&模块准备好信号和模块的过热信号。准备号信号与模块的拨码开关的设置有关，当S1.2=ON时，模块有故障时，准备好信号取消，而S1.2=OFF时，模块有故障和使能(63,64)信号取消时，都会取消准备好信号，因此在更换该模块的时候要检查模块顶部的拨码开关的设置，否则模块可能会工作不正常。所有的模块过载和连接的电机过热都会触发过热报警输出。NS1/NS2&主继电器闭合使能，只有该信号为高电平时，主继电器才可能得电。该信号常用来作主继电器闭合的连锁条件。AS1/AS2&主继电器状态，该信号反映主继电器的闭合状态，主继电器闭合时为高电平。9/19/R&&&9是24V输出电压，19是24V的地，R为模块的报警复位信号。?（3）其它辅助接口X351&&&&设备总线，为后面连接的模块供电用。X141&&&&电压检测端子，供诊断和其它用途用。&7：P24，＋24V&&&&&45：P15，＋15V&&&&&44：N15，－15V&&&&&&10：N24，－24V&&&&&15：M，0V?电源模块上面有6个指示灯，分别指示模块的故障和工作状态。一般正常情况下绿灯亮表示使能信号丢失(63和64)，黄灯亮表示模块准备好信号，这时600V直流电压已经达到系统正常工作的允许值。电源模块正常工作的使能条件：&&&48，112，63，64接高电平，NS1和NS2短接，显示为一个黄灯亮，其它灯都不亮。直流母线电压应在600V左右.3．611驱动控制模块接口信号?（1）611D驱动控制模块接口信号&&&?611D控制模块与数控系统主要是通过一根数据总线相连，基本没有太多的接口信号。X431：&&轴脉冲使能，该信号为低电平时，该轴的电源撤消，一般这个信号直接与24V短接X432：&&BERO端子，该接口用作BERO开关信号的输入口。X34，X35模拟输出口，其中有两个模拟口（X1，X2）用作模块诊断测试用，它可以用来跟踪一些数字量，比如转速，电压和电流等并把它转换成0到5V的模拟电压输出，具体的输出信号可以通过数控系统选择，Ir模拟输出口是固定输出电机R相的电流的模拟值。X411：&&电机编码器接口，输入电机的编码器信号，还有电机的热敏电阻，其中电机的热敏电阻值是通过该插座的13和25脚输入，该热敏电阻在常温下为580欧，155度时大于1200欧，这时控制板关断电机电源并产生电机过热报警。(1PH7电机温度检测信号连接同1FT6/1FK6电机)X411：&&直接测量系统输入口，输入直接位置测量信号，一般为正余弦电压信号?*&611D的控制板的速度环和电流环的参数设置在NCK里面，故更换控制板后不需要重新设置参数。&&&&（2）611A控制模块接口信号?611A控制模块与1FT5电机构成伺服驱动机构，完成速度环和电流环的控制，其速度环和电流环的参数都保存在控制板上，故更换该板要注意参数的设置。接口信号如下：X311：&&电机反馈接口，电机的速度实际值和电机的热敏电阻值都通过它输入到控制板里，1FT5电机的速度检测是通过一个测速发电机来实现的，而电机转子的位置是通过18个霍而元件来检测的。电机内的热敏电阻值是通过该插座的11和12脚信号输入,在常温下小于250欧，当电机内部温度达到155度时电阻大约是1000欧，控制板这时关断电源，并发出报警信号。X321：&&设定端子，速度的给定值通过该端子的56和14输入，一般来讲，给定值是正负0到10V的电压。X331：&&使能端子：相应模块的使能信号输入，663是脉冲使能，与电源模块的63作用差不多，只是它仅作用于单个的轴模块。65是控制使能，常常把它和NC侧给定信号的控制使能相连。X341：&&模块状态输出接口，输出模块的状态信息，如模块准备好信号，报警等。第二讲系统的调试与操作一．840D系统操作l&SINUMERIK840D/810D或SINUMERIKFM-NC是机床的CNC控制系统，可以通过CNC控制系统的操作面板执行下列基本功能：&&开发和修改零件程序&&执行零件程序&&手动控制&&读入/读出零件程序和数据&&编辑程序数据&&报警显示和取消报警&&编辑机床数据&&&在一个MMC或几个MMC之间或一个NC或几个NC之间建立通信链接（M:N,m-MMC装置和n-NCK/PLC装置）用户接口包括：&&显示元件，如监测器，LED等；&&操作元件，如键，开关，手伦等。?&l&840D系统具有数控机床具有的自动、手动、编程、回参考点、手动数据输入等功能。&手动:手动主要用来调整机床,手动有连续手动和步进手动,有时为了需要走特定长度时,可以选择变量INC方式,输入要运行的长度即可.&自动:840D的程序一般来讲是在NCK的RAM里执行,所以对MMC103或PCU50来讲,需要先把程序装载到NCK里,但对于特别长的程序,可以选择在硬盘里执行,具体操作方法为:选择加工,程序概要,用光标选择要执行的程序,选择从硬盘执行既可.在自动方式下,如果MMC装有SINDNC软件,还可以从网络硬盘上执行程序.&MDA:MDA跟自动方式差不多,只是它的程序可以逐段输入,不一定是一个完整的程序,它存在NCK里面一个固定的MDA缓冲区里,可以把MDA缓冲区的程序存放在程序目录里,也可以从程序区里调程序到MDA缓冲区来.&REPOS:重定位功能,有时在程序自动执行时需要停下来把刀具移开检测工件,然后接着执行程序,需要重定位功能,操作方法是在自动方式下暂停程序执行,转到手动,移开相应的轴,要重新执行程序时,转到重定位方式,按相应的轴移动按钮,回到程序中断点,按启动键程序继续执行.注意在这个过程中不能按复位键.&程序模拟:840D支持在程序正式运行前进行图形模拟,以减少程序的故障率,但由于MMC系统的不同,模拟的方法不一样,在MMC103上,程序模拟完全在MMC上执行,故模拟中不会对NCK产生影响,但在MMC100.2上,程序模拟在NCK里面执行,与程序实际执行情况一样,因此在模拟前务必要选择程序测试,如果还要提高模拟速度,还可以选择空运行.二．系统的连接与调试（一）硬件的连接1.&SINUMERIK810D/840D系统的硬件连接从两方面入手：]其一，根据各自的接口要求，先将数控与驱动单元，MMC，PLC三部分分别连接正确：（1）&源模块X161种9，112，48的连接；驱动总线和设备总线；最右边模块的终端电阻（数控与驱动单元）。（2）MMC及MCP的+24V电源千万注意极性（MMC）。（3）PLC模块注意电源线的连接；同时注意SM的连接。其二，将硬件的三大部分互相连接，连接时应注意：（1）&PI和OPI总线接线一定要正确。（2）&CU或NCU与S7的IM模块连线。2．检查在正确完成所有机械的和电气的安装工作后即可进行通电，调试工作；而首先要做的就是开机准备工作，它可确保控制系统及其组件启动正常，并满足EMC检测条件全部系统连线完成后需要做一些必要的检查，内容如下：&屏蔽：（1）确保所使用的电缆符合西门子提供的接线图中的要求；（2）确保信号点栏屏蔽两端都与机架或机壳连通。&&&&对于外部设备（如打印机，编程器等），标准的单端屏蔽的电缆也可以用。但一旦控制系统进行正常运行，则应不接这些外部设备为宜；如一定要接入，则连接电缆应两端屏蔽。&EMC(ElectromagneticCompatibility)检测条件：（1）&信号线与动力线尽可能分开远一些；（2）&从NC或PLC出发的活到NC或PLC得线缆应使用SIEMENS提供的电缆；（3）&信号线不要太靠近外部强的电磁场（如点机和变压器）；（4）&HC/HV脉冲回路电缆必须完全与其他所有电缆分开敷设；（5）&如果信号线无法与其它电缆分开，则应走屏蔽穿线管（金属）；（6）&下列距离应尽可能小：--信号线与信号线--信号线预辅助等电位端--等电位端和PE（走在一起）&防护ESD(ElectromaqneticSensitiveDevice)组件检测条件：（1）&处理带静电模块时，应保证其正常接地；（2）&如避免不了接处电子模块，则请不要触摸模块上组件的针脚或其他导电部位；（3）&触摸组件必须保证人体通过放静电装置（腕带或胶鞋）与大地连接；（4）&模块应北方旨在导电表面上（放静电包装材料如导电橡胶等）；（5）&模块不应靠近VDU，监视器或电视机（离屏幕勿近与10cm）；（6）&模块不要与可充电的电绝缘材料接触(如塑料与纤维织物)；（7）&测量的前提条件--测量仪器接地--绝缘仪器上的测量头预先放过电（二）调试l&NC和PLC总清由于是第一次通电，启动，所以有必要对系统做一次总清或总复位。1．NC总清NC总清操作步骤如下：&将NC启动开关S3―&&1&;&启动NC，如NC已启动，可按一下复位按钮S1;&待NC启动成功，七端显示器显示&6&，将S3―&&0&；NC总清执行完成&&&&&&&NC总清后，SRAM内存中的内容被全部清掉，所有机器数据（MachineData）被预置为缺省值。&2．PLC总清&&&PLC总清操作步骤如下：&&&&&将PLC启动开关S4―&&2&;=〉PS灯会亮；&&&&&S4―&&3&并保持3秒等到PS等再次亮；=〉PS灯灭了又再亮；&&&&&在3秒之内，快速地执行下述操作S4：&2&―&&3&―&&2&；=&PS灯先闪，后又亮，PF灯亮（有时PF等不亮）；&&&&&等PS和PF等亮了，S4―&&0&;=&PS和PF灯灭，而PR灯亮。&&&PLC总清执行完成，PLC总清后，PLC程序可通过STEP7软件传至系统，如PLC总清后屏幕上有报警可作一次NCK复位（热启动）。l&开机与启动&&第一次启动后，NCU状态显示（一个七段显示器及一个复位按钮S1两列状态显示灯及两个启动开关S3和S4。（如下图）&&在确定S3和S4均设定位&0&，则此时就可以开机启动了，经过大约几十秒钟，当七段显示器显示&6&时，表明NCK上电正常；此时，&+5V&和&SF&灯亮，表明系统正常；但驱动尚未使能，而PLC状态泽&PR&灯亮，表明PLC运行正常。&&MMC:MMC的启动时通过OP显示来确认的，如果是MMC100.2，在启动的最后，在屏幕的下面会显示一行信息&WaitForNCUConnection：XXSeconds&如MMC与NCU通讯成功，则SINUMERIK810D/840D的基本显示会出现在屏幕上，一般是&机床&操作区，而MMC103,由于它是可以带硬盘的，所以在它的背后也有一个七段显示器，如MMC103启动成功后它会显示一个&8&字。&&MCP:在PLC启动过程中，MCP上的所有灯饰不停闪烁的，一旦PLC成功启动，且基本程序状如则只有在OB1种调用FC19或FC25，那么MCP上的灯不再闪烁，此时MCP即可以使用。&&DRIVESYSTEM:只有NC,PLC和MMC都正常启动后，最后考虑驱动系统。首先必须完成驱动的配置，对于MMC100.2，需借助于&SIMODRIVE611D&Start-upTool软件，而MMC103可直接在OP031上做，然后用PLC处理相应信号即可。&&这样，系统再启动后，SF灯应灭掉。元素&类型&含义&复位S1&按钮&出发一个硬件复位；控制和驱动复位后完整重起。&NMIS2&按钮&对处理器发出触发和NMI请求，NMI-非屏蔽中段&S3&旋转开关&NCK启动开关位置0：正常启动位置1：启动位置（缺省值启动）为值2&7：预留&S4&旋转开关&PLC模式选择开关位置0：PLC运行位置1：PLC运行P位置2：PLC停止位置3：模块复位&H1(左列)显示灯&显示灯&+5V：电源电压在容差范围内时亮NF:NCK启动过程中，其监控器被触发时，此灯亮CF：当COM监控器输出一个报警时，此灯亮CB:通过OPI接口进行数据传输，此灯亮CP:通过PC的MPI接口进行数据传输时，此灯亮&绿灯红灯红灯黄灯黄灯H2(右列)显示灯&显示灯&FR:PLC运行状态PS:PLC停止状态FF:当PLC监控器输出一个报警时：此灯亮；当PLC监控器输出一个报警时：所有4个灯都亮FFO:PLC强制状态-：NCU571-573未用，复位时短暂亮NCU573.2:PLCDP状态在CPU3152DP上此灯有&BUSF&的标记&灯灭：DP未配置或者配置了但所有的从站未找到&灯闪：DP配置了，但一个或一个以上的从站丢失&灯亮：错误（例如：总线近路无令牌通行）&绿灯红灯红灯黄灯黄灯H3&七段数码管&软件支持输出的测试和诊断信息。启动完成后，正常状态显示&6&&840DNCU模块控制和显示元素l&数据备份&&&在进行调试时，为了提高效率不做重复性工作，需对所调试数据适时地做备份。在机床出厂前，为该机床所有数据留档，也需对数据进行备份。&&SINUMERIK810D/840D的数据分为三种：NCK数据&&&&PLC数据&&&&MMC数据有两种数据备份的方法：1.系列备份（SeriesStart-up）:特点：（1）用于回装和启动同SW版本的系统（2）包括数据全面，文件个数少（*.arc）&&&&（3）数据不允许修改，文件都用二进制各式（或称作PC格式）种的DATA）&特点：（1）用于回装不同SW版本的系统&&&&（2）文件个数多（一类数据，一个文件）&&&&（3）可以修改，大多数文件用&纸带格式：即文本格式&做数据备份需以下辅助工具：&&&&&PCIN软件&&&&&V24电缆（6FX-0BF0）&&&&&PG740（或更高型号）或PC※由于MMC103可带软驱，硬盘，NC卡等；它的数据备份更加灵活，可选择不同的存储目标，以其为例介绍具体操作步骤：&数据备份（1）在主菜单中选择&Service&操作区；（2）按扩展件&｝&―&&SeriesStart-up&选择存档内容NC,PLC,MMC并定义存档文件名；（3）&从垂直菜单中，选择一个作为存储目标：V.24&&&―&指通过V.24电缆船只外部计算机（PC）；PG&&&&―&编程器（PG）；Disk&&&―&MMC所带的软驱中的软盘；Archive―&硬盘；NCCard―&NC卡。&&&&选择其中V.24和PG时，应按&Interface&软件键，设定接口V.24参数；&（4）若选择备份数据到硬盘，则:&Archive&（垂直菜单）―&&Start&.&&数据恢复MMC103的操作步骤（从硬盘上恢复数据）：&&&a:&Service&；&&&&b:扩展键&｝&；&&&&c:&SeriesStart-up&；&&&&d:&ReadStart-upArchive&（垂直菜单）；&&&&e:找到存档文件，并选中&OK&；&&&&f:&Start&（垂直菜单）；&&&无论是数据备份还是数据恢复，都是在进行数据的传送，传送的原则是：&&&一．永远是准备接收数据的一方先准备好，处于接受状态；二．两端参数设定一致。第三讲&编程l&坐标系1．工件坐标系&&工件零点是原始工件坐标系的原点&&直角坐标：用坐标所达到这个点来确定坐标系中的点&&极坐标：用半径和角来测量工件或工件的一部分2．绝对坐标：所有位置参数与当前有效原点相关，表示刀具将要到达的位置&&增量坐标：如果尺寸并非项对于原点，而是相对于工件上的另一个点时，就要用增量坐标。用增量坐标来确定尺寸，可以避免对这些尺寸进行转换。增量坐标参照前一个电的位置数据，适用于刀具的移动，是用来描述刀具移动的距离3.平面：&&用两个坐标轴来确定一个平面，第3个坐标轴与该平面相垂直，并确定刀具的横切方向。编程时，要确定加工面以便于控制系统能准确计算出刀具偏置值。平面&&&&标识&&&&横切方向G17&&&&X/Y&&&&ZG18&&&&Z/X&&&&YG19&&&&Y/Z&&&&X4.零点的位置在NC机床上可以确定不同的原点和参考点位置，这些参考点：&用于机床定位&&&&对工件尺寸进行编程&&&它们是：M=机床零点A=卡盘零点，可以与工件龄点重合（值用于车床）&&W=工件零点=程序零点&&&&B=起始点，可以给每个程序确定起始点，起始点是第一个刀具开始加工的地方&R=参考点，用凸轮和测量系统来确定位置，必须先知道到机床零点的距离，这样才能精确设定轴的位置：&建立坐标系&&&&R&&&&1．带机床零点M的机床坐标&&&&X&&&&B2．基础坐标系（也可以使工件坐标系W）&&&&3．带工件零点W的工件坐标系&&&&4．带当前被一懂得工件零位Wa的&&&&当前工件坐标系&&&&M&&&&A&&W&&&Z&l&轴的确立编程时，通常用到以下轴：机床轴：可以在机床数据中设置轴的识别符，识别符：X1、Y1、Z1、A1、B1、C1、U1、V1、AX1、AX2等；通道轴：所有在一个通道中移动的轴，识别符：X、Y、Z、A、B、C、U、V几何轴：主要轴，一般有X、Y、Z；特定轴：无需确定特定轴之间的几何关系，如转塔位置U、尾座V；路径轴：确定路径和刀具的运动，该路径的被编程进给率有效，在NC程序中用FGROUP来确定路径轴；同步轴：指从编程的起点到终点移动同步的轴；定位轴：典型定位轴由零件承载、卸载的加载器，刀库/转塔等，标识符：POS,POSA,POSP等指令轴（运动同步轴）：由同步运动的指令生成指令轴，它们可以被定位，启动和停止，可与工件程序完全不同步。指令轴是独立的插补，每个指令轴有自己的轴插补和进给率连接轴：指与另一个NCU箱连接的实际存在的轴，它们的位置会受到这个NCU的控制，连接轴可以被动态分派给不同的NCU通道PLC轴：通过特定功能用PLC对PLC轴进行移动，它们的运动可以与所有其他所有的轴不同步，移动运动的产生于路径和同步运动无关；&&几何轴，同步轴和定位轴都是可以被编程的。&&根据被编程的移动指令，用进给率F，使轴产生移动。&&同步轴与路径轴同步移动，并用同样的时间移动所有的路径轴。&&定位轴移动与所有其它轴异步，这些移动运动与路径和同步运动无关。&&由PLC控制PLC轴，并产生与其他所有轴不同步的运动，移动运动与路径和同步运动无关l&编程语言&编程地址与含义&&&地址&&&&含义N&&&&程序编号的地址10&&&&程序段编号G&&&&预备功能X,Y,Z&&&&位置数据插补参数F&&&&进给S&&&&主轴速度T&&&&刀具编号D&&&&刀具偏置编号M&&&&杂用功能H&&&&辅助功能&&&&&数据类型&类型&&&&含义&&&&数值范围&&INT&&&&带正负号的整数&&&&&（231-1）&&REAL&&&&实数（带十进制的分数）&&&&&（10-300&100+300）&&BOOL&&&&由代码确定1个ASSCII字符&&&&0&255&&STRING&&字符串，在[&]中的字符串，&&&&0&255数值的序列最多为200个字符&&AXIS&&&&轴的名称(轴地址)&&&&通道上任意轴的名称&&FRAME&&&翻译，旋转，比例和镜像的几何参数&指令：1．G指令&&G90:参照挡墙坐标系原点，在工件坐标系中编制刀具运行点的程序。&&&&G91：参照最新接近点，编制刀具运行距离程序。GO:快速移动使刀具快速定位，绕工件运动或接近换刀点&&&&G1:刀具沿与轴，斜线或其他任何空间定位平行的置线移动。&&&&G2:在圆弧轨迹上以顺时针方向运行&&&&G3:在圆弧轨迹上以逆时针方向运行&&&&G4:暂停时间生效&（F&以秒为单位；S&用主轴旋转次数确定时间）G17:无刀具半径补偿G18:刀具半径补偿到轮廓左侧G19:刀具半径补偿到轮廓右侧G40:解除刀具半径补偿G41:激活刀具半径补偿，刀具沿加工方向运行至轮廓的右边G42:激活刀具半径补偿，刀具沿加工方向运行至轮廓的左边G53:非模态接触，包括已编程的偏置G54&G57:调用第1到第4可设置零点偏置G94:直线进给率mm/分，英寸/分G95:旋转进给率mm/转，英寸/转2．M指令M0:编程停止M1:选择停止M2：主程序结束返回程序开头M30:程序结束M17:子程序结束M3:主动主轴顺时针方向旋转M4:主动主轴逆时针方向旋转M5:主动主轴停止M6:换刀指令
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基于 于绿 绿色 色制 制造 造的 的设 设备 备维 维修 修技 技术 术 【摘要】基于绿色制造的维修技术既要考虑对传统工艺方法的合理利用，更要注意选择有利于优质、高效、清洁、低耗的新工艺、新方法，力求维修过程的整体优化。引言&&&&绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式，其目标是使产品在全生命周期中，对环境负面影响最小，资源利用率最高，并使企业经济效益和社会效益协调优化。与绿色制造目标相对应，设备维修技术以最少的资源消耗，保持、恢复、延长和改善设备的功能，实现材料利用的高效率，减少材料和能源消耗，从而提升经济运行质量和效益。一般说来，通过维修恢复一种产品的性能所消耗的劳动量和物质资源，仅是制造同一产品的几分之一甚至十几分之一，这种消耗的减少就意味着对环境污染的减少而有利于社会的持续发展。1基于绿色制造的维修技术&&1.1故障诊断技术&&&&&&故障诊断技术是20世纪70年代以来，随着电子测量技术、信号处理技术以及计算机技术的发展逐渐形成的一门综合技术。较常用的技术手段有振动监测、噪声监测、温度监测、油液分析、无损探伤等。故障诊断技术可以在设备运行过程或基本不拆卸的情况下，监测设备的运行技术状况，预测设备的可靠性，判断故障的部位和原因。因此，能够防止突发故障和事故的发生，减少事故性停机；较科学地确定设备修理间隔期和内容，降低维修成本，保证安全生产，节约能源。据统计，采用该项技术后，可减少75%以上的机械设备事故，维修费用降低25%-75%，已成为提高机械设备安全、稳定、可靠、长周期、满负荷地优质运行服务以及实现绿色维修的关键技术。&&1.2表面工程技术&&&&&&表面工程指表面预处理后，通过进行镀层、涂覆、注入和氧化等表面处理，改变固体材料表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态等，制备出优于本体材料的特殊功能薄层，使机件达到更高的耐磨损、防腐蚀、抗疲劳和耐高温等性能，从而具有延长使用寿命、节约资源、减少环境污染的效用，是使维修工程达到优质、高效、低耗、低污染等目标的一个重要手段。例如，镀铁技术目前被广泛应用于机车、船舶以及柴油机等的过度磨损曲轴修复中，修复后曲轴的使用性能可以恢复到接近新的水平，但维修成本只有新轴的几十分之一，而且大大减少机械设备的维修时间。&&表面处理技术的主要加工方法有：原子分子沉积，如镀、气相沉积等；颗粒沉积，如热喷涂等；涂敷覆盖，如喷塑、刷镀等；表面改性处理，如离子溅射注入、激光表面处理等；表面接合，如包金属箔、化学粘接等。表面工程在国家"九五"规划中，被列为节能、节材的示范项目。表面工程技术体系的发展研究及在设备修理领域的应用，对于实现绿色维修，推动我国设备修理工程的发展将起到不可估量的促进作用。1.3再制造工程&&再制造工程是一个以产品全寿命周期管理为指导，以优质、高效、节能、节材、环保为目标，以先进技术和产业化生产为手段来修复或改造废旧产品的一系列技术措施或工程活动的总称，包括对产品的：(1)修复：通过测试、拆修、换件、局部加工等，恢复产品的规定状态或完成规定功能的能力。(2)改装：通过局部修改产品设计或连接、局部制造等使产品适合于不同的使用环境或条件。(3)改进或改型：通过局部修改和制造，特别是引进新技术等使产品使用与技术性能得到提高，适应使用或技术发展的需要，延长使用寿命。(4)回收利用：通过对废旧产品进行测试、分类、拆卸、加工等使产品或其零部件、原材料得到再利用。&&因此，再制造工程不同于一般意义上的简单维修，多的资源浪费。如旧复印机被送回工厂，重新修整后，不仅更新了磨损部件，还提高了其功能，以适应社会需要，然后再次投入市场。发达国家再制造已经形成了相当规模的产业，专门从事再制造的企业发展非常迅速，并利用再制造产品成为制造业#如自动化、发动机、日用品、电脑、机械加工等%降低成本、节约资源、减少污染，提高竞争能力的重要途径。还包含着产品功能的换代和提高，同时并没有造成过1.4&&清洁维修工艺&&完善设备检测、管理制度，维护设备完好率、运行率，杜绝使用过程中的跑、冒、滴、漏等低水平的浪费现象，减少资源消耗，降低生产成本，促进环保进程。在设备修理中，采取环保设施和手段降低和处理维修过程中有害物的排放。如在汽车维修中，采用符合环保要求的油漆干打磨(带吸尘)装置，防止含有有害化学成分的粉尘污染。在电镀修复技术中，推广使用刷镀工艺，不但设备简单，工艺灵活，操作简便，还可改善劳动条件，减少环境污染。2面向绿色维修的产品设计&&面向绿色制造的设备维修，要求在产品的设计阶段就必需考虑到产品的易维修性，即产品功能的易替换能力；具有功能扩展的特性，即产品功能的更新；拆解再利用等问题。2.1提高维修性设计&&(1)简化结构，减少加工过程中的材料损耗与能量消耗、减少使用故障，一旦发生故障，也便于检查、判断、修复。(2)提高零部件的标准化、互换性和可更换性，使各种类型的机械设备零部件之间能够通用，有利于维修、更换、回收再利用。(3)维修人员在检查、拆卸和修理中应有足够的操作空间，并能保证维修人员操作安全。(4)部件和联接件易拆易装，可以通过局部修复、更换零部件延长产品的使用寿命。2.2功能可扩展性设计&&由于科学技术的进步，产品更新换代的周期越来越短，然而产品的更新、升级并不意味着所有零部件的报废，可能只是对核心部件的升级。具有产品功能的可扩展性，设计不仅需要考虑产品本身的寿命，而且要考虑产品功能的更新。应使产品便于拆卸和改进，采用标准化设计、模块化设计能使产品通过重组零部件而不断更新或完成不同的功能，满足不同的使用要求。如计算机硬件的模块化设计，对计算机功能的更新换代，只要部分"置换"硬件即可达到提升功能的目的，对于实现产品的多生命周期工程具有重要意义。施乐(Xerox)公司为环境而设计&DFE(DesignforEnvironment)项目中，对整个产品系统的零部件采用标准化与模块设计，通过镶嵌或用螺丝连接起来，而不是采用焊接或胶合的方法，便于产品的再制造，也便于维修；便于用户升级产品，减少了产品由于过时废弃造成的环境影响；增加了产品单元部件再利用的机会。2.3材料选择&&&&&&材料的绿色特性对产品的绿色性能具有重要的影响，因此在选材时应注意：(1)产品中尽可能不含有毒材料；(2)使用可再生的材料；(3)使用较少的材料种类，简化设计，尽可能地少用复合材料，以便于材料的回收再利用；(4)使用适合于工艺性能的材料，以降低零件加工的难度与废品率，节约加工及维修过程的能量消耗。3结论&&&&&&(1)将绿色制造理念运用于产品的维护、修理中，进行科学合理的维修和改造是保护生态环境和可持续发展的重要方面。(2)基于绿色制造的维修技术既要考虑对传统工艺方法的合理利用，更要注意选择有利于优质、高效、清洁、低耗的新工艺、新方法，力求维修过程的整体优化。(3)必需使产品具有面向绿色维修的工艺设计，即产品的维修性、可拆卸性、可回收性、功能可扩展性等。
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TB BM M盘 盘形 形滚 滚刀 刀的 的质 质量 量控 控制 制及 及其 其检 检测 测维 维修 修技 技术 术 &&&&摘要：西康铁路秦岭隧道出口及西南铁路桃花铺1号隧道TBM施工中，在消化引进技术的基础上，对盘形滚刀的损坏规律进行了深入的分析，对如何提高盘形滚刀的寿命、降低刀具消耗进行了深入的研究，并取得了很好的成果，刀具故障率降低，刀具使用寿命得以提高，因而提高了掘进速度,降低了掘进成本,形成了技术经济性能优良的盘形滚刀检测维修技术，可供TBM施工参考。关键词：隧道 掘进机 刀具 盘形 滚刀 检测 维修TBM（隧道掘进机）作为长大隧道施工最有效的大型机械，掘进时使用在刀盘上安装的盘形滚刀刀刃楔入岩体破碎岩石，刀盘转动带动滚刀在掌子面上滚动进行连续破岩，刀盘被向前推进，滚刀破岩掘进形成洞身。安装在TBM刀盘上的盘形滚刀是TBM的专有工具，其技术性能的优劣是扩大TBM施工适用范围和降低施工造价的关键技术之一，国外各著名TBM生产厂家对刀具都进行了长期的研究，不断改进TBM刀具的性能，使产品具有竞争力。但刀具性能必须在施工中正确使用才能充分发挥。施工中要对使用的刀具进行严格检测并及时维修，使上机掘进的刀具性能可靠，减少掘进中刀具故障，以提高机器的利用率，从而提高掘进速度；正确使用刀具还必须包括正确更换刀具及其备件，从而降低刀具消耗。正确使用刀具不仅可提高掘进速度还可从以上两个方面来降低隧道掘进成本。尤其在硬岩中掘进其重要性更为明显。西康铁路秦岭隧道出口及西南铁路桃花铺1号隧道TBM施工中，在掌握消化引进技术的基础上，对TBM施工中的刀具技术进行了深入的研究，形成了一套符合我国施工条件、可操作性强的检测维修技术，并取得了很好的技术经济效果。笔者参加这两条隧道施工的刀具使用与研究，本文是对TB880E型掘进机的17＂盘形滚刀检测和维修技术的总结，可供借鉴。1TBM施工对刀具整备的技术要求TBM施工中的刀盘检查、刀具更换、刀具维修等一系列为使刀盘上的刀具处于良好状态的工作统称为刀具整备，是TBM施工作业的重要组成部分，对隧道施工进度与造价有直接影响，且专业性强，是TBM施工技术的重点之一。1.1提高刀具可靠性，减少掘进中的停机换刀TBM施工时其掘进、出渣、支护等工序能平行作业且连续进行，因而具有掘进速度快的特点。但由于受地质因素、机器故障、刀具故障、施工管理技术等因素的影响使机器停机待掘进的时间长，运转掘进的利用率不高。西康铁路秦岭隧道出口及西南铁路桃花铺1号隧道TBM施工中，TBM的利用率仅为30%，而国外一般都达到40%，高者达到60%。提高TBM的利用率，也就是要提高TBM施工的技术水平，减少各施工工序对机器正常运转的影响，是当前在我国扩大TBM施工使用范围降低TBM施工造价的关键。西康铁路秦岭隧道出口TBM施工中，由于刀具原因造成的停机时间占施工时间的比率为16.3%，也就是每天18h的掘进施工（每天安排6h为TBM施工做整备，18h进行掘进施工）时间内平均有近3h的时间是因刀具的原因使机器停止了运转。盘行滚刀破岩时承受巨大的载荷和冲击、剧烈的摩擦和高温，各零件表面尤其是刀尖要被磨损，各部分连接性质被破坏，润滑油及橡胶密封件的性能降低，使刀具逐渐失去破岩能力，使用一段时间后要进行更换。因此，更换刀具是TBM施工的一项重要的不可缺少的工作，必然要占用部分施工时间。合理的做法是尽可能主动进行换刀，也就是在每天的施工整备时间内换刀。这就要求准确判断刀具状态，既不盲目更换，增加刀具消耗，又减少给即将进行的掘进留下刀具故障，力求减少在掘进进行中出现刀具漏油、刀圈偏磨、螺栓丢失或松动等不允许存在的现象，从而减少掘进中被迫停机进行刀盘检查和刀具更换的时间。停机进入刀盘进行检查再更换一把刀至少要用两个小时的时间，这就大大减低了TBM的掘进进度。表1中列出了三个使用TB880E型掘进机施工工程的刀具更换统计，可以看出在秦岭隧道出口和桃花铺1号隧道TBM施工中，由于刀圈磨损进行的换刀占80%，大大高于秦岭隧道进口施工的57.2%，这说明后者装机掘进的刀具状态比较差，掘进中刀具产生的故障比较多，对掘进的影响也就会大。</P[pagecute]&&&&要减少这种掘进进行中产生的刀具故障，必须严格控制上机掘进的刀具质量，通过在洞外对刀具进行严格检测并仔细地维修，使运进洞内上机掘进的刀具在刀圈磨损到极限尺寸前发生因检测维修不当造成的密封漏油、轴承损坏、连接与配合失效等故障占所有检测维修刀具总数的比率小于5%，这就会大为减少掘进中发生的被动性换刀。减少了因换刀停机的时间，提高机器的利用率。这是对TBM施工刀具整备工作的高要求。1.2减少刀具消耗，降低掘进费用硬岩掘进机施工成本中刀具费用占较大比例，石质越硬，刀具费用比例越高，在秦岭隧道坚硬的片麻岩地段掘进，刀具费用为掘进成本的三分之一。减少刀具消耗，是降低隧道掘进成本的主要手段,是TBM施工刀具整备工作的主要任务之一。减少刀具消耗应从以下几方面着手。(1)正确使用刀圈，使刀圈的实际磨损量不小于允许磨损量的90%。刀圈的使用量大，且价格昂贵，秦岭隧道出口TBM施工中刀圈费用占刀具费用的30%。正刀刀圈在半径方向的允许磨损量为38mm、边刀和中心刀刀圈为20mm，必须充分利用，减少刀圈消耗。(2)合理使用轴承，充分发挥轴承的使用寿命。轴承消耗量大，价格昂贵，秦岭隧道出口TBM施工中,刀具轴承费用占刀具费用的17%。按Wirth公司技术规程，刀具轴承的使用寿命为287.7计算小时。经过分析、研究与不断试验、改进，秦岭隧道出口及桃花铺1号隧道大部分实际使用的轴承寿命都达到了900计算小时，大大减少了轴承的消耗。(3)合理使用密封，充分发挥密封的使用寿命。密封的消耗量大，价格昂贵，秦岭隧道出口TBM施工中，刀具密封费用占刀具费用的10%。按Wirth公司技术规程，每次拆卸维修再组装刀具时必须更换新密封。经过分析与试验，秦岭隧道出口和桃花铺1号隧道施工中，大部分密封被重复使用，部分经维修后再使用，大大减少了密封的消耗。(4）减少掘进中刀具的事故性损坏。由于对机器调向过大、不均匀地质段推进过快等原因造成的刀具意外损坏，为数不少，这时损坏的刀具往往不是一把，而是多把，一般都很严重，难于修复，影响大。必须改进操作和施工组织与管理，减少这些事故性的损坏和造成的损失。(5）减少刀体、刀盖、刀轴等大件的消耗。这些大件造价高，使用中往往发生变形和磨损，能否继续使用，较难判定。必须制定正确的检定标准和检测方法，并要用校正、刷镀等方法进行恢复性修理，减少这些零件的消耗。2刀具轴承的寿命与密封的失效TB880E型隧道掘进机上的刀具有中心刀6把、正滚刀62把、边刀3把、扩孔刀2把，共4种73把，按一定规律布置并安装在刀盘上。正滚刀的结构及在刀盘上的安装方式如图1所示。边刀与正刀基本相同。轴承与密封是刀具上的两种重要装置，对刀具掘进运转的可靠性和刀具的消耗具有特别重要的影响。2.1轴承的寿命与维修Wirth公司规定正刀与边刀轴承的寿命为287.7小时，刀具在不同的刀位上的运转小时乘以刀位系数，得出的计算小时达到该值时就要更换轴承。这一寿命是按90%的可靠度通过试验得出的。按图2所示轴承寿命幅度看出，即10%的轴承寿命低于这一值，90%的轴承寿命高于这一值，所有轴承寿命的平均值为这一值的4倍。按此可作出如下分析：①由于有10%的轴承寿命低于这一值，就会有20%的刀具在此之前由于轴承损坏而损坏，刀具由此就会有20%的不可靠，这是很不利的，必须尽量减少；②90%的轴承寿命大于这一值，还可使用，按此更换轴承就有大量的轴承被浪费。研究认为Wirth公司对轴承定时更换的方法是不合适的。通过定期进行检测和解体检查，根据轴承扭矩值的变化、润滑油的变化、滚动体表面尤其是轴承内圈滚动面的疲劳损坏面积的大小判定轴承的预期寿命，对刀具进行检测与维修，确保轴承在预期内可靠。秦岭隧道出口和桃花铺1号隧道施工中，大部分刀具轴承的寿命达到900h，既减少了轴承的消耗，又提高了刀具的可靠性。</P[pagecute]&&&&2.2密封失效与维修Wirth公司规定凡使用过的刀具在拆卸维修时必须更换安装新密封，原密封报废，消耗量很大。盘形滚刀的密封由金属环和橡胶圈组成，这种密封试验寿命高达5000h。分析认为刀具密封失效的主要原因是橡胶圈变质失去弹性造成的，是温度变化引起的。由于地质条件的变化和工作刀位的不同，刀具的工作温度在有些条件下比较高，损坏了橡胶圈的密封性能。另一个原因是润滑油中有金属颗粒，损坏了密封面。二者都具有偶然性。采用以下方法维修密封：①拆卸维修组装刀具时必须更换橡胶圈；②维修拆卸刀具时，若发现润滑油中含有金属末或油量已减少，则金属环同时更换；③更换下来的金属环应送专业工厂维修，大部分可修复后再使用。这不仅提高了刀具密封的可靠性，而且大大减少密封的消耗。</P
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本文为2009第八届全国数控装备使用,维修与改造经验交流会优秀论文一、概述要使数控机床发挥其高效率，本人认为首先要重视数控机床日常维护和保养工作，要根据数控机床其功能、结构的不同及实际使用情况，并参照说明书的要求，制订和建立必要的定期、定级保养制度。做好资料管理和数据备份工作，对长期不用的数控机床，要定期通电，特别是在环境湿度较大的梅雨季节，应每周通电两次，以防电子元件受潮或印刷板电路霉断等现象，甚至有时会造成机床参数的丢失，从而造成意想不到的损失。&二、数控机床维修实例及总结数控机床维修实例一：我厂一台fanuc-oi系统卧式加工中心有两个刀库，分别为a刀库和b刀库，换刀臂靠运载器在两个刀库中移动，实现抓刀和还刀功能，换刀位固定不变。一次故障时，换刀臂在a库抓刀后，运载器一边向主轴移动，一边向换刀位移动，然而到换刀位时运载器并没有停，而是向上继续运行，换刀臂一边旋转一边完成换刀动作，直到运载器到b刀库换刀位才停止。此现象很危险，极易造成设备事故。故障发生时crt上没有任何报警提示，通过监视与换刀有关的各个限位开关状态，开关状态都正常，外表看似乎是电气控制问题，然而用电气方法却遇到了难题，此时通过分析运载器的工作原理来寻找突破。由于其动作是靠各电磁阀的动作来控制运动的，通过分析其液压原理图，发现运载器在换刀位停止是靠撞一块机械阀的阀芯来控制其停止。通过检查该机械阀芯，发现该阀芯锈蚀，动作失灵，不能有效关闭油路造成的，经拆开清洗后重装，故障排出。体会：对于电气维修人员来说，不仅要掌握数控机床的工作原理，还应熟悉机床的液压原理。&数控机床维修实例二：我厂一台加工中心，其y轴驱动电机采用fanuc-s伺服电机，由于电机和编码器的联接器断裂，需脱开编码和电机之间的连接更换联接哭器，经更换重装后，显示编码器连接出错报警，说明编码器的安装位置有要求，经查阅相关资料，重新按照以下步骤重装后，机床正常。现将安装步骤介绍同仁，以供大家参考。（1）将电动机电枢线的v、w相（电枢插头的b、c脚）相连。（2）将u相（电枢插头的a脚）和直流调压器的"+"端相联，v、w和直流调压器的"&"端相联，编码器加入+5v电源（编码器插头的j、n脚间）。（3）通过调压器对电动机电枢加入励磁电流。伺服电动机（永磁式）将自动转到u相的位置进行定位。注意：加入的励磁电流不可以太大，只要保证电动机能进行定位即可（实际维修时调整在3-5a）。（4）在电动机完成u相定位后，旋转编码器，使编码器的转子位置检测信号c1、c2、c4、c8（编码器插头的c、p、l、m脚）同时为"1"，使转子位置检测信号和电动机实际位置一致。（5）安装编码器固定螺钉，装上后盖，完成电动机维修。体会：伺服电机的电机轴和编码器（增量式）的联接，在安装上有位置上的要求，不能随意安装。&数控机床维修实例三：我厂一台立式龙门加工中心，在执行m06主轴换刀定位功能时，主轴旋转不停，不能定位，经检查主轴定位上各测试点电压正常，更换主轴定位备用板故障依旧。由于其主轴定位是靠磁感应器感应发磁体发出定位信号，初步判定其磁感应器有问题，更换磁感器后，主轴定位时，主轴来回摇摆，仍不能定位，经询问fanuc公司，将磁感应器调换1800重新安装后，故障排除。体会：主轴定位磁传感器的安装位置也有要求。&数控机床维修实例四：我厂一台h3500卧式加工中心，采用fanuc-0i系统，因系统主板故障，经北京fanuc公司维修后，由于cnc存储器中有cnc参数、pmc参数、螺距误差补偿等数据全部丢失，必须重新向cnc存储器输入这些数据。由于有备份数据，在传输数据时应注意以下问题：（1）只有在一定参数条件下，才能进行数据输入/输出，要对照备份参数说明书正确输入以下参数，参数号：、、0103。（2）在输入pmc参数时，要先将k17参数第#1位设定为1，这样才可选择数据输入界面。将以上参数全部输入时，发现各轴均可手动移动，然而在移动回零操作时，x、y、z轴均不动，crt上无报警信息，在对照参数说明书核对有关轴移动参数时，发现参数1420参数为各轴进给倍率，其数值均为零。将参数全部由"0"改为"500"后，重新执行回零功能，动作正常。体会：平时要做好机床参数的备份工作，各机床参数一定要在机床正常情况下备份。&实例五：辛辛那提1250立式加工中心（cincinnat850系统、gefanuc驱动及交流伺服电机）开机自检一切正常，在执行回零操作时y、z轴工作正常，但x轴却一直向x&方向移动，直到撞到x&限位开关。正常时应该是向x+方向移动在接近零点时减速并精确停止定位，完成回零动做。出现此现象系统没有任何提示信息。故障分析及排除：此故障很奇怪，转到手动操作状态，点动x轴（x+、x&）匀正常，用手轮移动x轴也正常。初步判定驱动器及伺服电机无故障，问题出在cnc部分，用万用表检测cn1端子8、9两脚电压，发现电压极性可以随x轴电机的转向而变化，但在执行回零操作时发现8、9两脚电压极性始终为负，cnc自检可以通过且没有任何告警信息说明系统无故障，应该是系统外围的开关状态不对。可能性最大的是x轴回零开关，经检查该开关始终为高电平。原来cnc检测到回零开关为高电平认为x轴离零点太近，先x&方向移动退出零点一旦回零开关为低电平再向x+方向移动完成回零动做。更换x轴回零开关故障排除。维修完毕做模拟实验移动x轴使回零开关动作，执行回零操作果然不出所料先x&方向移动退出零点再向x+方向移动完成回零。&实例六：辛辛那提maxin630卧式加工中心（cincinnati950系统、西门子640驱动及交流伺服电机,直线轴全闭环光栅尺反馈）开机自检一切正常，在执行回零操作时x、y、z、b轴动作正常。在完成回零动作后，crt上出现axisarealigning的信息没有消失（正常时应该出现axis&aligning&finish）由于提示状态信息不消失，表示对正没有完成。系统无法继续工作，所有的功能键都被禁止如同死机一样。只能关机重启。故障分析及排除：转到手动操作状态，全部功能操作正常,有了第一例的经验可以得出以下结论：驱动器及伺服电机无故障，cnc自检可以通过且没有任何告警信息说明系统无故障，应该是系统外围的开关状态不对。转到i/o监视画面，执行回零操作，对照图纸逐一查看每个与回零有关的开关状态是否翻转，发现b轴下落到位的接近开关没有翻转。人为的在i7点输入高电平（+24v）。系统马上出现axis&aligning&finish&表示对正完成，仔细调整b轴下落到位开关，故障排除。原来系统一直在处于等待状态，i7点没有输入高电平系统默认的动作没完成，导致发生"故障"。&数控机床维修实例七：高明kcm-3000立式龙门加工中心（fanuc-15系统\驱动器\交流伺服电机）开机自检一切正常，进入程序加工时x、y、z轴不能按程序移动，主轴可以旋转。不执行程序时手动移动x、y、z轴正常，执行g00g90x1000正常，但是执行g01g90xs1000就有故障。为何可以执行g00而不能执行g01？出现此现象系统没有任何提示信息。故障分析及排除：分析g00是定位，g01是执行加工，加工是要检测主轴的转速是否达到设定值后直线轴才能按程序移动。执行g00仅仅是定位，主轴不旋转也可以。而不能执行g01应该是主轴的转速没有达到设定值使直线轴不能按程序移动。观察crt上主轴的实际转速果然没有达到设定值，并且转速波动。检查主轴上的外置编码器组件，发现编码器的联轴器松动、一个固定螺钉丢失。修复后故障排除。&数控机床维修实例八：maxin630卧式加工中心（cincinnati950系统、西门子驱动及交流伺服电机）开机自检工作一切正常，在加工的过程中经常无规律地出现自动关机（machineoff），液压、主轴、冷却、进给等也同时关闭。给加工带来很大麻烦，特别是在攻丝的时候停机造成丝锥折断、严重时工件报废，直接经济损失很大，操作员不敢加工。整个过程没有任何警示信息出现，也没有预兆和规律。故障分析及排除：关机信息（machineoff）应该只有在按动关机按钮的情况下才出现。在加工的过程中无规律关机后检查机床没有发现故障，无法捕捉到瞬时出现的故障点。将与关机有关的开关、电路、电缆、继电器、接口板卡等全部仔细检查部分更换，对全机的可疑的接近开关等逐一测试检查，故障还不时出现。经向生产厂多次咨询，怀疑是软件问题，在其指导下进行了软件刷新，故障没有排除。以经验判断是一个软故障，电源干扰或某个重要系统的接口状态抖动所致，将各个伺服单元送进cnc的read信号短接，深夜开机空运行，故障存在。排除了电源干扰及软件问题，看来故障在系统外围的开关状态了，但在系统i/o监视画面又都正常，用带储存功能的示波器监视24v、15v、12v、5v以及重点怀疑的输入点。终于在一次故障发生时捕捉到接近开关ls17瞬时抖动，做模拟实验i23（ls17）输入+24v，故障立即出现，分析ls18、ls17是检测主轴的刀具情况，有三种状态（10、00、01），分别代表松刀、有刀、无刀。在加工的过程主轴旋转震动出现01表示无刀，系统运行的条件破坏导致关机（machineoff）。仔细检查原来主轴的刀具拉杆中的碟型弹簧破裂、刀抓螺帽松动，导致刀具拉杆行程加大，接近ls17使它误动作。修复后故障排除。&小结 以上是我在数控机床出现故障时维修过程和维修技术的心得和休会，是我多年中近百次数控系统的调试和维修的经验和总结。虽然，数控系统种类繁多，故障千变万化，维修方法也不尽相同，一篇短文很难尽述，但是我仍希望把一些基本方法与思路写出来，与大家交流以期能引起人们对数控系统维修技术的重视，旨在提高数控机床维修工作的快速性与针对性，克服盲目性与片面性，以期达到最佳维修效果。 </本文作者为：黄大圣工作单位：黄石经纬纺织机械有限公司</
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