數(shù)控技術及應用(數(shù)控機床的故障診斷).ppt

1,數(shù)控機床的故障診斷,數(shù)控機床作為一種典型的機電一體化產(chǎn)品，是一個由多種技術綜合在一起協(xié)同工作的復雜系統(tǒng)。在使用過程中不可避免地會發(fā)生這樣或那樣的故障，故障的定位和排除對機床的效率有著重大的影響。 本書主要對數(shù)控機床故障的規(guī)律及故障診斷的方法進行一般性的總結介紹。,2,1.1概 述,1.1 系統(tǒng)可靠性和故障的概念 系統(tǒng)可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力，而故障則意味著系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)喪失了規(guī)定的功能。 數(shù)控機床是個復雜的系統(tǒng)，由于種種原因，不可避免地會發(fā)生不同程度、不同類型的故障，導致數(shù)控機床不能正常工作。 一般這些原因大致包括機械銹蝕、磨損和失效；元器件老化、損壞和失效；電氣元件、插接件接觸不良；環(huán)境變化等；隨機干擾和噪聲；軟件程序丟失或被破壞等等。,3,1.2 數(shù)控機床的故障規(guī)律,與一般設備相同，數(shù)控機床的故障率隨時間變化的規(guī)律可用故障曲線表示。 1. 初期運行期 初期運行期的特點是故障發(fā)生的頻率高，系統(tǒng)的故障率呈負指數(shù)函數(shù)曲線。使用初期之所以故障頻繁，原因大致如下。 (1) 機械部分 (2) 電氣部分 (3) 液壓部分 2. 有效壽命期 數(shù)控系統(tǒng)要經(jīng)過九至十四個月的運行才能進入有效壽命期。 3. 衰老期 衰老期出現(xiàn)在數(shù)控機床使用的后期，其特點是故障率隨著運行時間的增加而升高。,4,1.3 數(shù)控機床故障診斷的一般步驟,故障診斷是指在系統(tǒng)運行或基本不拆卸的情況下，即可掌握系統(tǒng)當前運行狀態(tài)的信息，查明產(chǎn)生故障的部位和原因，或預知系統(tǒng)的異常和劣化的動向并采取必要對策的一門技術。 故障診斷一般按下列步驟進行： (1)詳細了解故障情況。 (2)根據(jù)故障情況進行分析，縮小范圍，確定故障源查找的方向和手段。 (3)由表及里進行故障源查找。,5,1.4 數(shù)控機床常用的故障診斷方法,數(shù)控機床是涉及多個應用學科的十分復雜的系統(tǒng)，加之數(shù)控系統(tǒng)和機床本身的種類繁多，功能各異，不可能找出一種適合各種數(shù)控機床、各類故障的通用診斷方法。這里僅對一些常用的一般性方法作以介紹，在實際的故障診斷中，對這些方法要綜合運用。,6,2.1 根據(jù)報警號進行故障診斷,報警號(錯誤代碼)一般包括下列幾方面的故障(或錯誤)信息： 程序編制錯誤或操作錯誤； 存儲器工作不正常； 伺服系統(tǒng)故障； 可編程序控制器故障； 連接故障； 溫度、壓力、液位等不正常； 行程開關(或接近開關)狀態(tài)不正確。 利用報警號進行故障診斷是數(shù)控機床故障診斷的主要方法之一。,7,2.2 根據(jù)控制系統(tǒng)LED燈或數(shù)碼管的指示進行故障診斷,控制系統(tǒng)的LED(發(fā)光二極管)或數(shù)碼管指示是另一種自診斷指示方法。如果和故障報警號同時報警，綜合二者的報警內(nèi)容，可更加明確地指示出故障的位置。在CRT上的報警號未出現(xiàn)或CRT不亮時，LED或數(shù)碼管指示就是惟一的報警內(nèi)容了。 例如，F(xiàn)ANUCl0、11系統(tǒng)的主電路板上有一個七段LED數(shù)碼管，在電源接通后，系統(tǒng)首先進行自檢，這時數(shù)碼管的顯示不斷改變，最后顯示“1”而停止，說明系統(tǒng)正常。如果停止于其他數(shù)字或符號上，則說明系統(tǒng)有故障，且每一個符號表示相應的故障內(nèi)容，維修人員就可根據(jù)顯示的內(nèi)容進行相應的檢查和處理。,8,2.3 根據(jù)PC狀態(tài)或梯形圖進行故障診斷,現(xiàn)在的數(shù)據(jù)控機床上幾乎毫無例外地使用了可編程序控制器(PC)，只不過有的與NC系統(tǒng)合并起來，統(tǒng)稱為NC部分。 控制對象一般是換刀系統(tǒng)，工作臺板轉換系統(tǒng)，液壓、潤滑、冷卻系統(tǒng)及其他自動輔助裝置等。這些系統(tǒng)及裝置具有大量的開關量測量反饋元件，發(fā)生故障的概率較大。特別是在偶發(fā)故障期，NC部分及各電路板的故障較少，上述各部分發(fā)生的故障可能會成為主要的診斷維修目標。 PC輸入輸出狀態(tài)的確定方法是每一個維修人員所必須掌握的。因為當進行故障診斷時經(jīng)常需要確定一個傳感元件是什么狀態(tài)以及PC的某個輸出應為什么狀態(tài)。用傳統(tǒng)的方法進行測量非常麻煩，甚至難以做到。一般數(shù)控機床都能夠從CRT上或LED指示燈上非常方便地確定其輸入輸出狀態(tài)。,9,2.4 根據(jù)機床參數(shù)進行故障診斷,機床參數(shù)也稱機床常數(shù)，是數(shù)控系統(tǒng)與具體機床相匹配時所確定的一組數(shù)據(jù)，它實際上是NC程序中未定的數(shù)據(jù)或可選擇的方式。機床參數(shù)通常存于RAM中，由廠家根據(jù)所配機床的具體情況進行設定，部分參數(shù)還要通過調(diào)試來確定。機床參數(shù)大都隨機床以參數(shù)表等形式提供給用戶。 機床參數(shù)的內(nèi)容廣泛。如FANUC10，11，12系統(tǒng)的機床參數(shù)按功能分就有26大類：如與設定有關的參數(shù)、與軸控制有關的參數(shù)、與坐標系有關的參數(shù)、與進給速度有關的參數(shù)等等。,10,2.5 用診斷程序進行故障診斷,所謂診斷程序就是對數(shù)控機床各部分包括數(shù)控系統(tǒng)本身進行狀態(tài)或故障檢測的軟件，當數(shù)控機床發(fā)生故障時，可利用該程序診斷出故障源所在范圍或具體位置。 用診斷程序進行故障診斷一般有三種形式，即啟動診斷、在線診斷或稱后臺診斷和離線診斷。 啟動診斷指從每次通電開始至進入正常的運行準備狀態(tài)止，CNC內(nèi)部診斷程序自動執(zhí)行的診斷，一般情況下數(shù)秒之內(nèi)即告完成，其目的是確認系統(tǒng)的主要硬件是否正常工作。 在線診斷是指在系統(tǒng)通過啟動診斷進入運行狀態(tài)后由內(nèi)部診斷程序對CNC及與之相連接的外設、各伺服單元和伺服電機等進行的自動檢測和診斷。 離線診斷是數(shù)控機床故障診斷的一個非常重要的手段，它能夠較準確地診斷出故障源的具體位置，而許多故障靠傳統(tǒng)的方法是不易進行診斷的。,11,2.6用經(jīng)驗法進行故障診斷,一般說來，對驅動系統(tǒng)故障應首先檢查反饋系統(tǒng)、伺服電機本身、伺服驅動板及指令電壓，如測速反饋環(huán)、位置反饋環(huán)、指令增益、檢測倍率和漂移補償?shù)?。對自動換刀不能執(zhí)行則應首先檢查換刀基準點的到位情況，液、氣壓是否正常，相關限位開關的動作是否正常等。 知識和經(jīng)驗要靠平時的學習與維修實踐的總結和積累，并無捷徑可走，而這些又是數(shù)控機床維修所必不可少的。,12,2.7用換板法進行故障診斷,將懷疑目標用備件板進行更換，或用機床上相同的板進行互換。然后啟動機床，觀察故障現(xiàn)象是否消失或轉移，以確定故障的具體位置。如果故障現(xiàn)象仍然存在，說明故障與所更換的電路板無關，而在其他部位；如果故障消失或轉移，則說明更換之板正是故障板。 此外，換板時，還要注意： (1)若不是對系統(tǒng)十分了解，有相當?shù)陌盐?，一般不要輕易更換CPU板及存儲器板，這樣有可能造成程序和機床參數(shù)的丟失，使故障擴大。