數(shù)控機(jī)床的基本組成包括加工程序載體、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)床主體和其他輔助裝置。下面分別對各組成部分的基本工作原理進(jìn)行概要說明。數(shù)控機(jī)床的故障大多數(shù)由于電源故障，而電源故障很多又是機(jī)床器件損壞造成。

 

1、 數(shù)控機(jī)床電源

 

數(shù)控機(jī)床所使用的電源可分成三級，從一次電源到三次電源依次為派生關(guān)系，其造成的故障頻次和難度也依次增加。

 

(1)一次電源。一次電源即由車間電網(wǎng)供給的三相380 V電源，它是數(shù)控機(jī)床工作的總能源供給。要求該電源要穩(wěn)定，一般電壓波動(dòng)范圍要控制在5% 到10% ，并且要無高頻干擾。

 

(2)二次電源。由三相電源經(jīng)變壓器從一次電源派生。其用途主要有：

 

1)有的數(shù)控機(jī)床派生的三相低電壓做直流24 V整流橋塊的電源，有的數(shù)控機(jī)床由三相變壓器產(chǎn)生三相交流220 V，供給伺服放大器電源組件作為其工作電源。

 

2)派生的單相交流220 V、交流110 V，供電給CNC單元及顯示器單元，做為熱交換器、機(jī)床控制回路和開關(guān)電源的電源。

 

(3)三次電源。三次電源是數(shù)控機(jī)床使用的各種直流電源，它是由二次電源轉(zhuǎn)化來的。主要有以下幾種：

 

1)由伺服放大器電源組件提供的直流電壓、由伺服放大器組件逆變成頻率和電壓幅值可變的三相交流電以控制交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

 

2)整流橋塊提供的交流24 V，作為液壓系統(tǒng)電磁閥，電動(dòng)機(jī)閘電磁鐵電源和伺服放大器單元的“ready”和“controller enable”信號源。

 

3)由開關(guān)電源或DC/DC電源模塊提供的低壓直流電壓，這些電壓有：5 V、±12 V、±15 V，分別做為測量光柵、數(shù)控單元和伺服單元電氣板的電源。

 

2、數(shù)控機(jī)床電源回路使用的器件

 

數(shù)控機(jī)床從一次電源到三次電源使用的器件分別有：

 

(1)車間配電裝置，一般包括：與車間電網(wǎng)連接的三相交流穩(wěn)壓器和斷路器。

 

(2)機(jī)床元器件，包括：電抗器、斷路器、濾波器、整流器、三相交流變壓器、熔斷器、DC/DC模塊、伺服電源組件和開關(guān)電源。

 

3、電源故障實(shí)例分析

 

(1)電網(wǎng)波動(dòng)過大，PLC不工作。表現(xiàn)為PLC無輸出。先查輸入信號(電源信號、干擾信號、指令信號與反饋信號)。采用觀察法，先用示波器檢查電網(wǎng)電壓波形，發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)波動(dòng)過大，欠壓噪聲跳變持續(xù)時(shí)間1s(外因)。由于該機(jī)床處于調(diào)試階段，電源系統(tǒng)內(nèi)組件故障應(yīng)當(dāng)排除在外，由內(nèi)部抗電網(wǎng)干擾措施(濾波、隔離與穩(wěn)壓)可知，常規(guī)的電源系統(tǒng)已無法隔斷或?yàn)V去持續(xù)時(shí)間過長的電網(wǎng)欠壓噪聲，這是抗電網(wǎng)措施不足所致(內(nèi)因)，導(dǎo)致PLC不能獲得正常電源輸入而無法工作。在系統(tǒng)電源輸入端加入一個(gè)交流穩(wěn)壓器，PLC工作正常。

 

(2)電源故障。右工位的NC系統(tǒng)經(jīng)常在零件自動(dòng)加工中斷電停機(jī)，重新啟動(dòng)系統(tǒng)后，NC系統(tǒng)仍可自動(dòng)工作。檢查24 V供電電源負(fù)載，并無短路問題。對圖樣進(jìn)行分析，兩臺(tái)床墊機(jī)械NC系統(tǒng)，共用一個(gè)24 V整流電源。引起這個(gè)故障可能有兩個(gè)原因：

 

1)供電質(zhì)量不高，電源波動(dòng)，而出故障的NC系統(tǒng)對電源的要求較靈敏。

 

2)NC系統(tǒng)本身的問題，系統(tǒng)不穩(wěn)定。

 

(3)返回參考點(diǎn)異常。返回參考點(diǎn)時(shí)必須做到：1)沿返回參考點(diǎn)方向;2)距參考點(diǎn)不能過近，一般在128個(gè)脈沖以上;3)返回參考點(diǎn)進(jìn)度不能過低。否則，返回參考點(diǎn)就會(huì)發(fā)生異常。