數(shù)控機床故障診斷與維修

1、數(shù)控機床故障診斷與維修1.1故障診斷與維修的目的意義故障診斷與維修的目的意義1.2故障診斷與維修方法故障診斷與維修方法1.3故障案例故障案例主要內(nèi)容主要內(nèi)容:第第1章章緒緒論論數(shù)控機床作為實現(xiàn)柔性制造系統(tǒng)FMS（Flexible Manufactory System）、計算機集成制造系統(tǒng)CIMS（Computer Integrated Manufactory System）和未來工廠自動化FA（Factory Automation）的基礎已成為現(xiàn)代制造技術中不可缺少的設備。以微處理器為基礎，以大規(guī)模集成電路為標志的數(shù)控設備，已在我國批量生產(chǎn)、大量引進和推廣應用，它們給機械制造業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了條件

2、，并帶來很大的效益1.1.1數(shù)控機床故障診斷與維修的意義數(shù)控機床故障診斷與維修的意義1.1數(shù)控機床故障診斷與維修的目的意義數(shù)控機床故障診斷與維修的目的意義計劃計劃采購訂單采購訂單成本核算成本核算產(chǎn)品設計產(chǎn)品設計工藝路線工藝路線BOM項目項目市場市場制造制造下達制造下達制造 設計工程設計工程裝配車間裝配車間用戶用戶數(shù)控機床也是一個復雜的大系統(tǒng)，它涉及光、機、電、液等方面，包括數(shù)控系統(tǒng)CNC（Computer Numeric Controll）、可編程控制PLC（Programmable Logical Controller）、系統(tǒng)軟件、PLC軟件、加工編程軟件、精密機械、數(shù)字電子技術、大功率電力

3、電子技術、電機拖動與伺服、液壓與氣動、傳感器與測量、網(wǎng)絡通訊等技術。數(shù)控機床內(nèi)部各部分聯(lián)系非常緊密，自動化程度高、運行速度快，大型數(shù)控機床往往有成千上萬的機械零件和電器部件，無論哪一部分發(fā)生故障是難免的。機械銹蝕、機械磨損、機械失效，電子元器件老化、插件接觸不良、電流電壓波動、溫度變化、干擾、噪聲，軟件丟失或本身有隱患、灰塵，操作失誤等都可導致數(shù)控機床出現(xiàn)故障甚至是整個設備的停機，從而造成整個生產(chǎn)線的停頓。1.1.1數(shù)控機床故障診斷與維修的意義數(shù)控機床故障診斷與維修的意義1.1數(shù)控機床故障診斷與維修的目的意義數(shù)控機床故障診斷與維修的目的意義數(shù)控機床故障診斷與維修的基本目的就是提高數(shù)控設備的可靠

4、性。數(shù)控設備的可靠性是指在規(guī)定的時間內(nèi)、規(guī)定的工作條件下維持無故障工作的能力。衡量數(shù)控設備可靠性的重要指標是平均無故障時間MTBF（Mean Time Between Failures）、平均修復時間MTTR（Mean Time To Repair）和平均有效度A。1.1.2數(shù)控機床故障診斷與維修的目的數(shù)控機床故障診斷與維修的目的1.1數(shù)控機床故障診斷與維修的目的意義數(shù)控機床故障診斷與維修的目的意義平均無故障時間是指數(shù)控機床在使用中兩次故障間隔的平均時間，即 目前較好的數(shù)控機床的平均無故障時間可以達到幾萬小時，顯然平均無故障時間越長越好。平均修復時間是指數(shù)控機床從開始出現(xiàn)故障直至排除故障、恢復

5、正常使用的平均時間。顯然這段時間越短越好。1.1.2數(shù)控機床故障診斷與維修的目的數(shù)控機床故障診斷與維修的目的1.1數(shù)控機床故障診斷與維修的目的意義數(shù)控機床故障診斷與維修的目的意義平均有效度是對數(shù)控設備正常工作概率進行綜合評價的指標，它是指一臺可維修數(shù)控機床在某一段時間內(nèi)維持其性能的概率，即1.1.2數(shù)控機床故障診斷與維修的目的數(shù)控機床故障診斷與維修的目的1.1數(shù)控機床故障診斷與維修的目的意義數(shù)控機床故障診斷與維修的目的意義顯然數(shù)控設備故障診斷與維護的目的就是要做好兩個方面：一是做好數(shù)控設備的維護工作，盡量延長平均無故障時間 MTBF；二是提高數(shù)控設備的維修效率，盡快恢復使用，以盡量縮短平均修復

6、時間MTTR。也就是說從兩個方面來保證數(shù)控設備有較高的有效度A，提高數(shù)控設備的開動率。1常規(guī)方法常規(guī)方法直觀法 這是一種最基本的方法。維修人員通過對故障發(fā)生時的各種光、聲、味等異常現(xiàn)象的觀察以及認真察看系統(tǒng)的每一處，往往可將故障范圍縮小到一個模塊或一塊印刷線路板。這要求維修人員具有豐富的實際經(jīng)驗，要有多學科的較寬的知識和綜合判斷的能力。1.3.1故障診斷與維修的方法故障診斷與維修的方法1.3數(shù)控機床故障診斷與維修方法數(shù)控機床故障診斷與維修方法1常規(guī)方法常規(guī)方法自診斷功能法現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)雖然尚未達到智能化很高的程度，但已經(jīng)具備了較強的自診斷功能。能隨時監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的硬件和軟件的工作狀況。一旦發(fā)現(xiàn)

7、異常，立即在CRT上顯示報警信息或用發(fā)光二極管指示出故障的大致起因。利用自診斷功能，也能顯示出系統(tǒng)與主機之間接口信號的狀態(tài)，從而判斷出故障發(fā)生在機械部分還是數(shù)控系統(tǒng)部分，并指示出故障的大致部位。這個方法是當前維修時最有效的一種方法。1.3.1故障診斷與維修的方法故障診斷與維修的方法1.3數(shù)控機床故障診斷與維修方法數(shù)控機床故障診斷與維修方法1常規(guī)方法常規(guī)方法功能程序測試法功能程序測試法就是將數(shù)控系統(tǒng)的常用功能和特殊功能，如直線定位、圓弧插補、螺紋切削、固定循環(huán)、用戶宏程序等用手工編程或自動編程方法，編制成一個功能程序，送入數(shù)控系統(tǒng)中，然后啟動數(shù)控系統(tǒng)使之進行運行加工，藉以檢查機床執(zhí)行這些功能的準

8、確性和可靠性，進而判斷出故障發(fā)生的可能起因。本方法對于長期閑置的數(shù)控機床第一次開機時的檢查以及機床加工造成廢品但又無報警的情況下，一時難以確定是編程錯誤或是操作錯誤、還是機床故障時的判斷是一較好的方法。1.3.1故障診斷與維修的方法故障診斷與維修的方法1.3數(shù)控機床故障診斷與維修方法數(shù)控機床故障診斷與維修方法1常規(guī)方法常規(guī)方法交換法這是一種簡單易行的方法，也是現(xiàn)場判斷時最常用的方法之一。所謂交換法就是在分析出故障大致起因的情況下，維修人員可以利用備用的印刷線路板、模板，集成電路芯片或元器件替換有疑點的部分，從而把故障范圍縮小到印刷線路板或芯片一級。它實際上也是在驗證分析的正確性。1.3.1故障

9、診斷與維修的方法故障診斷與維修的方法1.3數(shù)控機床故障診斷與維修方法數(shù)控機床故障診斷與維修方法1常規(guī)方法常規(guī)方法參數(shù)檢查法數(shù)控參數(shù)能直接影響數(shù)控機床的功能。參數(shù)通常是存放在磁泡存儲器或存放在需由電池保持的CMOS RAM中，一旦電池不足或由于外界的某種干擾等因素，會使個別參數(shù)丟失或變化，發(fā)生混亂，使機床無法正常工作。此時，通過核對、修正參數(shù)，就能將故障排除。當機床長期閑置工作時無緣無故地出現(xiàn)不正常現(xiàn)象或有故障而無報警時，就應根據(jù)故障特征，檢查和校對有關參數(shù)。經(jīng)過長期運行的數(shù)控機床，由于其機械傳動部件磨損，電氣元件性能變化等原因，也需對其有關參數(shù)進行調(diào)整。有些機床的故障往往就是由于未及時修改某些

10、不適應的參數(shù)所致。1.3.1故障診斷與維修的方法故障診斷與維修的方法1.3數(shù)控機床故障診斷與維修方法數(shù)控機床故障診斷與維修方法1常規(guī)方法常規(guī)方法測量比較法測量比較法CNC系統(tǒng)生產(chǎn)廠在設計印刷線路板時，為了調(diào)整、維修的便利，在印刷線路板上設計了多個檢測用端子。用戶也可利用這些端子比較測量正常的印刷線路板和有故障的印刷線路板之間的差異。可以檢測這些測量端子的電壓或波形，分析故障的起因及故障的所在位置。甚至，有時還可對正常的印刷線路人為地制造“故障”，如斷開連線或短路，撥去組件等，以判斷真實故障的起因。為此，維修人員應在平時積累印刷線路板上關鍵部位或易出故障部位在正常時的正確波形和電壓值。因為CNC

11、系統(tǒng)生產(chǎn)廠往往不提供有關這方面的資料。1.3.1故障診斷與維修的方法故障診斷與維修的方法1.3數(shù)控機床故障診斷與維修方法數(shù)控機床故障診斷與維修方法1常規(guī)方法常規(guī)方法敲擊法當系統(tǒng)出現(xiàn)的故障表現(xiàn)為若有若無時，往往可用敲擊法檢查出故障的部位所在。這是由于CNC系統(tǒng)是由多塊印刷線路板組成，每塊板上又有許多焊點，板間或模塊間又通過插接件及電纜相連。因此，任何虛焊或接觸不良，都可能引起故障。當用絕緣物輕輕敲打有虛焊及接觸不良的疑點處，故障肯定會重復再現(xiàn)。1.3.1故障診斷與維修的方法故障診斷與維修的方法1.3數(shù)控機床故障診斷與維修方法數(shù)控機床故障診斷與維修方法1常規(guī)方法常規(guī)方法局部升溫CNC系統(tǒng)經(jīng)過長期運

12、行后元器件均要老化，性能會變壞。當它們尚未完全損壞時，出現(xiàn)的故障變得時有時無。這時可用熱吹風機或電烙鐵等來局部升溫被懷疑的元器件，加速其老化，以便徹底暴露故障部件。當然，采用此法時，一定要注意元器件的溫度參數(shù)等，不要將原來是好的器件烤壞。1.3.1故障診斷與維修的方法故障診斷與維修的方法1.3數(shù)控機床故障診斷與維修方法數(shù)控機床故障診斷與維修方法1常規(guī)方法常規(guī)方法原理分析法根據(jù)CNC系統(tǒng)的組成原理，可從邏輯上分析各點的邏輯電平和特征參數(shù)（如電壓值或波形），然后用萬用表、邏輯筆、示波器或邏輯分析儀進行測量、分析和比較，從而對故障定位。運用這種方法，要求維修人員必須對整個系統(tǒng)或每個電路的原理有清楚的

13、、較深的了解。1.3.1故障診斷與維修的方法故障診斷與維修的方法1.3數(shù)控機床故障診斷與維修方法數(shù)控機床故障診斷與維修方法2先進方法先進方法遠程診斷遠程診斷是數(shù)控系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家維修部門提供的一種先進的診斷方法，這種方法采用網(wǎng)絡通訊手段。該系統(tǒng)一端連接用戶的CNC系統(tǒng)中的專用“遠程通信接口”，通過局域網(wǎng)或?qū)⑵胀娫捑€連接到Internet上，另一端則通過Internet連接到設備遠程維修中心的專用診斷計算機上。由診斷計算機向用戶的CNC系統(tǒng)發(fā)送診斷程序，并將測試數(shù)據(jù)送回到診斷計算機進行分析，得出診斷結論，然后再將診斷結論和處理方法通知用戶。降低用于故障診斷和故障排除的時間，減少維修和維護的費用。

14、1.3.1故障診斷與維修的方法故障診斷與維修的方法1.3數(shù)控機床故障診斷與維修方法數(shù)控機床故障診斷與維修方法2先進方法先進方法遠程診斷這種遠程故障診斷系統(tǒng)不僅可用于故障發(fā)生后對CNC系統(tǒng)進行診斷，還可對用戶作定期預防性診斷。雙方只需按預定時間對數(shù)控機床作一系列試運行檢查，將檢測數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳送到維修中心的診斷計算機進行分析、處理，維修人員不必親臨現(xiàn)場，就可及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障隱患。SIEMENS公司生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)、荷蘭Delem公司的DA65W、DA66W、MAZAK公司的Mazatrol 數(shù)控系統(tǒng)、華中世紀星等數(shù)控系統(tǒng)具有這種故障診斷功能。1.3.1故障診斷與維修的方法故障診斷與維修的

15、方法1.3數(shù)控機床故障診斷與維修方法數(shù)控機床故障診斷與維修方法2先進方法先進方法遠程診斷華中數(shù)控的遠程操作監(jiān)控與診斷平臺數(shù)控設備E-服務系統(tǒng)，主要由數(shù)控設備E-服務平臺、數(shù)控機床網(wǎng)關和遠程用戶終端三大部分組成1.3.1故障診斷與維修的方法故障診斷與維修的方法1.3數(shù)控機床故障診斷與維修方法數(shù)控機床故障診斷與維修方法2先進方法先進方法自修復系統(tǒng)就是在系統(tǒng)內(nèi)設置有備用模塊，在CNC系統(tǒng)的軟件中裝有自修復程序，當該軟件在運行時一旦發(fā)現(xiàn)某個模塊有故障時，系統(tǒng)一方面將故障信息顯示在CRT上，同時自動尋找是否有備用模塊，如有備用模塊，則系統(tǒng)能自動使故障脫機，而接通備用模塊使系統(tǒng)能較快地進入正常工作狀態(tài)。這

16、種方案適用于無人管理的自動化工作的場合。1.3.1故障診斷與維修的方法故障診斷與維修的方法1.3數(shù)控機床故障診斷與維修方法數(shù)控機床故障診斷與維修方法故障診斷與維修的過程基本上分為故障原因的調(diào)查和分析、故障的排除、維修總結三個階段進行。1故障的調(diào)查與分析故障的調(diào)查與分析排故的第一階段，非常關鍵的階段。數(shù)控機床出現(xiàn)故障后，不要急于動手處理，首先要摸清楚故障發(fā)生的過程，分析產(chǎn)生故障的原因。（1）詢問調(diào)查（2）現(xiàn)場檢查（3）故障分析（4）確定原因（5）排故準備1.3.2診斷與維修的一般步驟診斷與維修的一般步驟1.3數(shù)控機床故障診斷與維修方法數(shù)控機床故障診斷與維修方法 數(shù)控機床發(fā)生故障時，操作人員應首先

17、停止機床，保護現(xiàn)場，然后對故障進行盡可能詳細的記錄，并及時通知維修人員。故障的記錄可為維修人員排除故障提供第一手材料，應盡可能詳細。記錄內(nèi)容最好包括下述幾個方面：診斷系統(tǒng)故障的過程中應掌握以下幾個原則：u先外部后內(nèi)部 u先機械后電氣 u先靜后動 u先簡單后復雜 1.3.2診斷與維修的一般步驟診斷與維修的一般步驟1.3數(shù)控機床故障診斷與維修方法數(shù)控機床故障診斷與維修方法先外部后內(nèi)部現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越來越高，數(shù)控系統(tǒng)本身的故障率越來越低，而大部分故障的發(fā)生則是非系統(tǒng)本身原因引起的。由于數(shù)控機床是集機械、液壓、電氣為一體的機床，其故障的發(fā)生也會由這三者綜合反映出來。維修人員應先由外向內(nèi)逐一進行排

18、查。盡量避免隨意地啟封、拆卸，否則會擴大故障，使機床喪失精度、降低性能。系統(tǒng)外部的故障主要是由于檢測開關、液壓元件、氣動元件、電氣執(zhí)行元件、機械裝置等出現(xiàn)問題而引起的。先機械后電氣一般來說，機械故障較易發(fā)覺，而數(shù)控系統(tǒng)及電氣故障的診斷難度較大。在故障檢修之前，首先注意排除機械性的故障。先靜態(tài)后動態(tài)先在機床斷電的靜止狀態(tài)，通過了解、觀察、測試、分析，確認通電后不會造成故障擴大、發(fā)生事故后，方可給機床通電。在運行狀態(tài)下，進行動態(tài)的觀察、檢驗和測試，查找故障。而對通電后會發(fā)生破壞性故障的，必須先排除危險后，方可通電。先簡單后復雜當出現(xiàn)多種故障互相交織，一時無從下手時，應先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。往往簡單問題解決后，難度大的問題也可能變得容易。2電氣維修與故障的排除電氣維修與故障的排除這是排故的第二階段，是實施階段。如前所述，完成了電氣故障的分析也就基本