数控设备的管理与维修技术经验与实践
一、数控设备的管理
1、数控设备的管理模式
数控设备的使用情况直接影响着企业的生产效率和经济 效益，而管理方式又直接决定着数控设备的使用，可见数控设备的管理是十分重要 的。在数控设备使用初期，由于数控设备少，类型单一，并且集中在一、两个单位， 因此，各有关单位自身形成数控设备管理、使用、维修三位一体的封闭形管理模式。 随着生产发展，越来越多的设备使用了数控技术，使得数控设备难以集中在一个单 位，许多生产车间，都有了数控设备。因此，上述的管理模式就难以适用了。如若 采用上述模式，每个单位均要建立维修机构及人员，必然造**力、物力和财力的 极大浪费，现实的条件也是不允许的。所以，我们目前采用了数控设备使用及数控 工艺归车间负责，管理和维修归机动部门负责的现代化管理模式。
2、数控设备的基础管理和技术管理
对于企业来说，数控机床的拥有是企业的实力体现，* 大限度地利用数控设备，对企业效益是十分有益的。企业不能只注意设备的利用率 和*佳功能，还必须重视设备的保养与维修，它是企业生产的“先行官”，直接影 响数控设备能否长期正常运转的关键。为保持数设备完好技术状态，使其充分发挥 效用，在设备基础管理和技术管理工作上我们着重抓了以下几个方面：
①健全维修机构
机动部门设数控设备维修室，承担全厂数控设备的管理 和维修工作。他们是由具有丰富经验的老技师和具有很强专业化知识、责任心并有 一定实际工作能力的机械、电气工程师组成。设备使用单位设数控设备维修员，专 门负责本单位数控设备日常维护工作。
②制定和健全规章制度
针对数控机床的特点，逐步制定相应的管理制度，例如 数控设备管理制度、数控设备的**操作规程、数控设备的操作使用规程、数控设 备的维修制度、数控设备的技术管理办法、数控设备的维修保养规程、数控设备的 电器、机械维修技术人员的职责范围、数控设备电气和机械维修工人的职责范围等， 这样使设备管理更加规范化和系统化。
③建立完善的维修档案
建立数控设备维护档案及交接班记录，将数控设备的运 行情况及故障情况详细记录，特别是对设备发生故障的时间、部位、原因、解决方 法和解决过程予以详细的记录和存档，以便在今后的操作、维修工作中参考、借 鉴。
④建立基础管理信息库
建立数控设备信息库，详细描述数控设备基本特征，提 供设备能力的基础数据，以作为今后数控设备的管理、应用、产品加工、设备调整 和维修的参考依据。
⑤加强数控设备的验收
为确保新设备的质量，我们加强了设备安装调试和验收工作，尤其是设备验收这一环节，制定了严格的把关措施，对照合同、技术协议、 国际和国内有关标准及验收大纲规定的项目逐项检查。验收内容包括：出厂时的预收（在制造厂组装质量监检），设备开箱前包装检查、开箱后零部件外观、数量的 检查，对配套的各种资料、使用手册、维修手册、附件说明书、系统软件及说明书等仔细核对妥善保管，特别对系统软件要予以备份。这样，对今后设备附加功能的 开发和机床的保养和维修带来方便。机床调试完成后，利用RS232接口对机床参数进行数据传输做为备用。以防机床文件（参数）丢失。安装调试后要进行以下项目 检查：几何精度、定位精度和重复定位精度、数控功能，**和噪声，加工标准件，买方指定产品舞蹈工件，机床切削功率，机床可靠性等。在验收中，对质量的 索赔，要以事实力依据，对涉及机床重要性能、精度的指标严格把关，认真检查。例如我厂购进一台德国加工中心，在检查精度时发现五个坐标定位精度全部超差， 打开机床NC系统程序后，发现该机床出厂时没有做过定位精度误差补偿，在事实面前，厂家无可否认，后来他们曾先后两次来人，才将座标精度调整并补偿到规定指标。
⑥加强维修队伍建设
数控设备集机、电、液（气）、光于一身的高技术产品， 技术含量高，操作和维修难度大。所以，必须建立一支高素质的维修队伍以适应设 备维修的需要。我们采取多种形式进行培训，一是利用设备安装调试，让生产厂家 对操作、维修、编程、管理人员进行现场培训：二是走出去、请进来，学习、参观、 实践；三是采用内部办学习班的方法进行培训，以便尽快掌握设备操作技术和维修 保养技术。
⑦建立数控设备协作网
由于数控设备千差万别，它们的硬件、软件配套不尽相 同，这样给维修工作带来了很多困难。为此，我们与使用同类型数控设备的单位建 立了友好联系，经常就管理和维修方面的经验进行交流，互通信息，这样对数控机 床的使用起到了一定的推动作用。
二、数控设备的预防性维修
顾名思义，所谓预防性维修，就是要注意把有可能造成 设备故障和出了故障后难以解决的因素排除在故障发生之前。一般来说应包含：设 备的选型、设备的正确使用和运行中的巡回检查。
①从维修角度看数控设备的选型
在设备的选型调研中，除了设备的可用性参数外，其可 维修生参数应包含：设备的先进性、可靠性、可维修性技术指标。先进性是指设备 必须具备时代发展水平的技术含量；可靠性是指设备的平均无故障时间、平均故障 率，尤其是控制系统是否通过国家权威机构的质检考核等；可维修性是指其是否便 于维修，是否有较好的备件市场购买空间，各种维修的技术资料是否齐全，是否有 良好的售后服务、维修技术能力是否具备和设备性能价格比是否合理等。这里特别 要注意图纸资料的完整性、备份系统盘、PLC程序软件、系统传输软件、传送手段、 操作口令等，缺一不可。对使用方的技术培训不能走过场，这些都必须在定货合同 中加以注明和认真实施，否则将对以后的工作带来后患。另外，如果不是特殊情况， 尽量选用同一家的同一系列的数控系统，这样，对备件、图纸、资料。编程、操作 都有好处，同时也有利于设备的管理和维修。
②坚持设备的正确使用
数控设备的正确使用是减少设备故障、延长使用寿命的 关键，它在预防性维修中占有很重要的地位。据统计，有三分之一的故障是人为造 成的，而且一般性维护（如注油、清洗、检查等）是由操作者进行的，解决的方法 是：强调设备管理、使用和维护意识，加强业务、技术培训，提高操作人员素质， 使他们尽快掌握机床性能，严格执行设备操作规程和维护保养规程，保证设备运行 在合理的工作状态之中。
③坚持设备运行中的巡回检查
根据数控设备的先进性、复杂性和智能化高的特点，使 得它的维护、保养工作比普通设备复杂且要求高的多。维修人员应通过经常性的巡 回检查，如CNC系统的排风扇运行情况，机柜、电机是否发热，是否有异常声音或有 异味，压力表指示是否正常，各管路及接头有无泄漏、润滑状况是否良好等，积极 做好故障和事故预防，若发现异常应及时解决，这样做才有可能把故障消灭在萌牙 状态之中，从而可以减少一切可避免的损失。
三、数控设备维修实例
1．数控系统的故障诊断
①系统自诊断
一般CNC系统都有较为完备的自诊断系统，无论是发那科 系统还是西门子系统，上电初始化时或运行中均能对自身或接口做出有限的自诊断。 维修人员应熟悉系统自诊断各种报警信息。根据说明书进行分析以确定故障范围。 定位故障元器件，对于进口的数控系统一般只能定位到板级。
②数控系统的软故障
数控系统的软故障是指控制系统的系统软件和PLC程序。 有的系统把它们写在EPROM中插在主机板上，有的驻留在硬盘上。一旦这些软件出现 问题，系统将造成全部或局部混乱，当分析到确定是软件故障时，应当使用备用软 件或备用EPROM换上，严格按操作步骤经初始化后试运行。这类故障只要有备份文件 一般不难恢复。其难度在于备份软件不完备或专用传送设备不具备或生产厂家操作 手段中设置口令保密等因素造成无法恢复。
③利用PLC程序定位机床与CNC系统接口故障
现在一般CNC控制系统均带有PLC控制器，大多为内置式 PLC控制。维修人员应根据梯形图对机床控制电器进行分析，在CRT上直观地看出 CNC系统I／O的状态。通过PLC程序的逻辑分析，方便地检查出问题存在部位。如 FANUC一OT系统中自诊断页面，FANUC一7M系统中的T指令等。
2．故障排除步骤
①询问操作者故障发生的原因
当故障发生后，维修人员一般不要急于动手，要仔细询 问故障发生时机床处在什么工作状态、表现形式、产生的后果、是否是误操作。故 障能否再现等。
②表面与基本供电检查
主要观察设备有无异常情况，如机械卡住、电机烧坏、 保险熔断等。首先检查AC＼DC电源是否正常，尽可能地缩小故障范围。
③分析图纸，确定故障部位
根据图纸PLC梯图进行分析，以确定故障部位是机械、 电器、液压还是气动故障。
④扩大思路，根据经验分析
根据经验分析，一定要扩大思路，不局限于维修说明书 上的范畴，维修资料只提供一个思路，有时局限性很大。如我厂的一台FANUC一OT 数控车床，开机后CRT无画面，电源模块报警指示灯亮，根据维修说明书所讲，发 现CRT和I／O接口公用的24EDC电源，正端与直流地之间仅有1─2Ω电阻，而同类设 备应用155Ω电阻，按资料上讲，这类故障一般在主板，只能送到厂家去修，而我们 扩大思路，先拔掉Ml8电缆插头，故障仍在，后拔掉C─Sl4插头上有短路现象，排除 后，机床恢复正常。
3．故障排除例举
①我厂XH716数控加工中心，系统为FANUC一OM系统，一 次出现故障408报警，经查为伺服系统报警，意为反馈信息**，经测量电缆信号线 正常，但插上去后，该脉冲编码器＋5V电源没有，检查伺服系统上＋5V电源正常，插 上去后没有，后怀疑其电缆插头与伺服上的电缆插座接触**，排除后，机床恢复正 常。这台机床在加工中经常出现过载报警，报警号为434，表现形式为之轴电机电流 过大，电机发热，停上40分钟左右报警消失，接着在工作一阵，又出现同类报警。经 检查分析，认为电气伺服系统无故障，估计是负载过重带不动造成。为了区分是电气 故障不再出现。由此确认为机械丝杠或运动部位过紧造成。调整之轴丝杠防松螺母 后，效果不明显，后来又调整之轴导轨斜铁，机床负载明显减轻，该故障排除。
②FAUNC一7M数控4轴铣床，开机后05、07报警，进一步检 查B轴位置超差，经分析为位置环反馈部分有问题，检查7M内部位置控制板，发现一 个集成滤波器开路，造成反馈信息中断，换一个滤波器后机床恢复正常。
③我厂自己改造一台数控车床C6140A，系统为台湾产 HUST，开机后，调找不到零点。经分析，回零原理是，回零过程中压零位开关后减 速，反方向移动，找脉冲编码器的栅格零脉冲后应停住，前面执行动作均正常，但减 速返回时找不到零点，估计脉冲编码器零脉冲无或该信号线断，后换一个脉冲编码 器，机床恢复正常工作。
④SAJO HMC 630─P型卧式加工中心，数控系统为西门子 840C，一次开机后B 轴不能运动，经检查，B 轴电磁阀已动作，但PLC显示B 轴未放松。判断压力开关有问题，拆下后经检查，发现该开关触点损坏，换一个压 力开关后该故障排除。
四、数控设备管理和维修工作的几点体会
1．数控设备作为一种高精尖的机械加工设备，综合了 机械、电子、计算机等多门学科，因此对数控机的专业管理要求越来越高，目前数控 设备的主要问题可归结为：管理、维修和提高。即实行科学的管理方法，发挥数控设 备的*佳效能：加强维修力量，建立一支机械、电气、动力、计算机软硬件等专业维 修队伍，提高维修人员的理论、技术水平，特别提高他们对故障的判别能力及排除故 障的处理能力，同时也要提高操作、编程人员的技术水平。
2．数控设备维修实际上是一项很复杂、技术含量很高 的一项工作，由于数控设备与普通设备有较大的差别，因而对维修人员技术水平要 求也十分高，不但要在电气系统上下功夫，还要具备机械、液压、光学等方面的知 识，因为数控设备是机电一体化的综合体，例如数控仿形头既有传感器、A／D转换， 也有机械位移装置，融合在一起，要知识面广才能够胜任工作，认真、仔细、大胆、 负责及技术上要过得硬是*基本的要求。
数控管理是一门十分丰富的综合工程学，既要有先进的 设备，又要有好的设备维修，更要有科学的设备管理。多年来，根据我厂数控设备 的特点和工作经验，我们将进一步探索对数控设备新的管理模式，使其更好地为科 研生产服务。