數(shù)控機床故障診斷與維修(高職)

1、機電工程學院機電工程學院數(shù)控技術系數(shù)控技術系一、從機床的角度看一、從機床的角度看 數(shù)控機床由數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動裝置、檢數(shù)控機床由數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動裝置、檢測反饋裝置和機床本體四大部分組成，再加上測反饋裝置和機床本體四大部分組成，再加上程序的輸入程序的輸入/輸出設備、可編程控制器、電源輸出設備、可編程控制器、電源等輔助部分。等輔助部分。1. 數(shù)控裝置數(shù)控裝置(數(shù)控系統(tǒng)的核心數(shù)控系統(tǒng)的核心)由硬件和軟件部分組成，接受輸入代碼經(jīng)由硬件和軟件部分組成，接受輸入代碼經(jīng)緩存、譯碼、運算、插補等轉(zhuǎn)變成控制指令，緩存、譯碼、運算、插補等轉(zhuǎn)變成控制指令，實現(xiàn)直接或通過實現(xiàn)直接或通過PLC對伺服驅(qū)動裝置的控制。對

2、伺服驅(qū)動裝置的控制。 2. 伺服驅(qū)動裝置伺服驅(qū)動裝置是數(shù)控裝置和機床主機之間的聯(lián)接環(huán)節(jié)，是數(shù)控裝置和機床主機之間的聯(lián)接環(huán)節(jié)，接受數(shù)控裝置的生成的進給信號，經(jīng)放大驅(qū)動接受數(shù)控裝置的生成的進給信號，經(jīng)放大驅(qū)動主機的執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)機床運動。主機的執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)機床運動。 3. 檢測反饋裝置檢測反饋裝置是通過檢測元件將執(zhí)行元件（電機、刀架）是通過檢測元件將執(zhí)行元件（電機、刀架）或工作臺的速度和位移檢測出來，反饋給數(shù)控或工作臺的速度和位移檢測出來，反饋給數(shù)控裝置構(gòu)成閉環(huán)或半閉環(huán)系統(tǒng)。裝置構(gòu)成閉環(huán)或半閉環(huán)系統(tǒng)。 4. 機床本體機床本體是數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)件（床身箱體、立是數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)件（床身箱體、立

3、柱、導軌、工作臺、主軸和進給機構(gòu)等。柱、導軌、工作臺、主軸和進給機構(gòu)等。二、從計算機角度看二、從計算機角度看1、硬件、硬件2、軟件、軟件NoImage三、數(shù)控機床故障分析涉及的技術三、數(shù)控機床故障分析涉及的技術 1、精密機械技術、精密機械技術 2、計算機技術、計算機技術 3、自動控制伺服技術、自動控制伺服技術 4、檢測與傳感技術、檢測與傳感技術 5、網(wǎng)絡與通信技術、網(wǎng)絡與通信技術1-2 數(shù)控機床故障診斷概述數(shù)控機床故障診斷概述一、故障的基本概念一、故障的基本概念 1、故障、故障數(shù)控機床全部或部分喪失原有的數(shù)控機床全部或部分喪失原有的功能。功能。 2 2、故障診斷故障診斷在數(shù)控機床運行中，根據(jù)設

4、備在數(shù)控機床運行中，根據(jù)設備的故障現(xiàn)象，在掌握數(shù)控系統(tǒng)各部分工作原理的的故障現(xiàn)象，在掌握數(shù)控系統(tǒng)各部分工作原理的前提下，對現(xiàn)行的狀態(tài)進行分析，并輔以必要檢前提下，對現(xiàn)行的狀態(tài)進行分析，并輔以必要檢測手段，查明故障的部位和原因。提出有效的維測手段，查明故障的部位和原因。提出有效的維修對策。修對策。 即：即：確診故障的原因和部位，確診故障的原因和部位，有人工診斷、有人工診斷、自診斷兩種方式。自診斷兩種方式。 3、故障診斷的主要對象、故障診斷的主要對象 機械故障機械故障機床本體故障機床本體故障 電氣故障電氣故障主要是使用不當引起的故障。主要是使用不當引起的故障。使用不當使用不當57%、電氣、電氣37

5、.5%、NC系統(tǒng)系統(tǒng)5.5%二、故障的分類二、故障的分類 1、從故障發(fā)生的部件分類、從故障發(fā)生的部件分類 機械故障機械故障機床本體故障，又稱主機故障。機床本體故障，又稱主機故障。 電氣故障電氣故障包括強電故障和弱電故障。包括強電故障和弱電故障。 2、從故障的起因分類、從故障的起因分類 關聯(lián)性故障關聯(lián)性故障和系統(tǒng)的設計、結(jié)構(gòu)或性能等和系統(tǒng)的設計、結(jié)構(gòu)或性能等缺陷有關而造成（分固有性和隨機性）。缺陷有關而造成（分固有性和隨機性）。 非關聯(lián)性故障非關聯(lián)性故障和系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)與制造無關和系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)與制造無關的故障。的故障。 3、從故障發(fā)生的狀態(tài)分類、從故障發(fā)生的狀態(tài)分類 突然故障突然故障發(fā)生前無故障征

6、兆，使用不當。發(fā)生前無故障征兆，使用不當。 漸變故障漸變故障發(fā)生前有故障征兆，逐漸嚴重。發(fā)生前有故障征兆，逐漸嚴重。 4、按故障發(fā)生的性質(zhì)分類、按故障發(fā)生的性質(zhì)分類 軟件故障軟件故障程序編制錯誤、參數(shù)設置不正確、程序編制錯誤、參數(shù)設置不正確、機床操作失誤等引起。機床操作失誤等引起。 硬件故障硬件故障電子元器件、潤滑系統(tǒng)、限位機電子元器件、潤滑系統(tǒng)、限位機構(gòu)、換刀系統(tǒng)、機床本體等硬件損壞造成。構(gòu)、換刀系統(tǒng)、機床本體等硬件損壞造成。 干擾故障干擾故障由于系統(tǒng)工藝、線路設計、電源由于系統(tǒng)工藝、線路設計、電源地線配置不當?shù)纫约肮ぷ鳝h(huán)境的惡劣變化而產(chǎn)生。地線配置不當?shù)纫约肮ぷ鳝h(huán)境的惡劣變化而產(chǎn)生。 5、

7、按故障的嚴重程度分類、按故障的嚴重程度分類 危險性故障危險性故障數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，機床安數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，機床安全保護系統(tǒng)在需要動作時，因故障失去保護動作，全保護系統(tǒng)在需要動作時，因故障失去保護動作，造成人身或設備事故，又稱破壞性故障。造成人身或設備事故，又稱破壞性故障。 安全性故障安全性故障機床安全保護系統(tǒng)在不需要動機床安全保護系統(tǒng)在不需要動作時發(fā)生動作，引起機床不能起動。作時發(fā)生動作，引起機床不能起動。 6、按故障發(fā)生時有無報警分類、按故障發(fā)生時有無報警分類 1）有報警顯示的故障）有報警顯示的故障 硬件報警硬件報警各功能模塊上的報警燈各功能模塊上的報警燈 軟件報警軟件報警指指CRT顯示

8、器上顯示報警信息的顯示器上顯示報警信息的故障，一般有幾十種到上千種，主要來自故障，一般有幾十種到上千種，主要來自PLC和和CNC。 2）無報警顯示的故障）無報警顯示的故障 故障發(fā)生時無任何硬件或軟件的報警信息，故障發(fā)生時無任何硬件或軟件的報警信息，分析診斷難度較大。分析診斷難度較大。 三、數(shù)控系統(tǒng)的可靠性三、數(shù)控系統(tǒng)的可靠性 1、指標、指標 數(shù)控機床可靠性是指在規(guī)定條件下，機床數(shù)控機床可靠性是指在規(guī)定條件下，機床維持無故障穩(wěn)定工作的能力。衡量的指標有：維持無故障穩(wěn)定工作的能力。衡量的指標有： （1）MTBF平均無故障時間平均無故障時間 （2）MTTR排除故障的修理時間排除故障的修理時間 （3）

9、平均有效度）平均有效度A： A=MTBF/（MTBF+MTTR） （4）AFR平均故障率，平均故障率，F(xiàn)ANUC公司常用公司常用指標。指標。70年代：年代：0.1次次/月；月； 90年代：年代：0.01次次/月。月。2、故障頻率曲線、故障頻率曲線表征著數(shù)控設備的使用壽命表征著數(shù)控設備的使用壽命設備使用壽命設備使用壽命-故障頻率曲線故障頻率曲線 T1914月，月，T2710年，年，T32年年 3、CNC機床的利用率機床的利用率 要求有要求有60%70%的開動率。受可靠性、人的開動率。受可靠性、人員素質(zhì)和維修管理的影響。員素質(zhì)和維修管理的影響。 四、數(shù)控機床維修的特點四、數(shù)控機床維修的特點 1、數(shù)

10、控機床是高投入、高精度、高效率的、數(shù)控機床是高投入、高精度、高效率的自動化設備；自動化設備； 2、一些重要設備處于關鍵的崗位和工序，、一些重要設備處于關鍵的崗位和工序，因故障停機時，影響產(chǎn)量和質(zhì)量；因故障停機時，影響產(chǎn)量和質(zhì)量； 3、數(shù)控機床在電氣控制系統(tǒng)和機械結(jié)構(gòu)比、數(shù)控機床在電氣控制系統(tǒng)和機械結(jié)構(gòu)比普通機床復雜，故障檢測和診斷有一定的難度。普通機床復雜，故障檢測和診斷有一定的難度。 4、維修的目的為提高、維修的目的為提高可靠性和開動率可靠性和開動率。五、數(shù)控診斷技術的發(fā)展五、數(shù)控診斷技術的發(fā)展1、通訊診斷、通訊診斷(遠程、海外診斷）遠程、海外診斷） 用戶機床的通訊口通過電話線和維修用戶機床

11、的通訊口通過電話線和維修中心的專用通訊診斷計算機相連。過程如中心的專用通訊診斷計算機相連。過程如下：下： 計算機發(fā)診斷程序計算機發(fā)診斷程序 用戶測試數(shù)據(jù)用戶測試數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)送回診斷計算機數(shù)據(jù)送回診斷計算機 計算機診斷結(jié)計算機診斷結(jié)果和處理方法果和處理方法 用戶用戶 特點：實用簡便，有一定的局限性特點：實用簡便，有一定的局限性 2、自修復系統(tǒng)、自修復系統(tǒng) 當診斷軟件發(fā)現(xiàn)數(shù)控機床在運行中某一模當診斷軟件發(fā)現(xiàn)數(shù)控機床在運行中某一模塊有故障時，系統(tǒng)在塊有故障時，系統(tǒng)在CRT上顯示的同時，自動尋上顯示的同時，自動尋找備用模塊并接上。找備用模塊并接上。 特點：實用但成本比較高，而且只適合總線特點：實用但成本

12、比較高，而且只適合總線結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的CNC系統(tǒng)。系統(tǒng)。 3、人工智能專家故障診斷系統(tǒng)、人工智能專家故障診斷系統(tǒng) 4、人工神經(jīng)元網(wǎng)絡、人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(ANN)診斷診斷 ANN具有聯(lián)想、容錯、記憶、自適應、具有聯(lián)想、容錯、記憶、自適應、自學習和處理復雜多模式故障等特點。這自學習和處理復雜多模式故障等特點。這種方法將被診斷的系統(tǒng)的癥狀作為網(wǎng)絡的種方法將被診斷的系統(tǒng)的癥狀作為網(wǎng)絡的輸入，將按一定數(shù)學模型所求得的故障原輸入，將按一定數(shù)學模型所求得的故障原因作為網(wǎng)絡的輸出，并且神經(jīng)網(wǎng)絡將經(jīng)過因作為網(wǎng)絡的輸出，并且神經(jīng)網(wǎng)絡將經(jīng)過學習所得到的知識以分布的方式隱存在網(wǎng)學習所得到的知識以分布的方式隱存在網(wǎng)絡上，每個

13、輸出神經(jīng)元對應著一個故障原絡上，每個輸出神經(jīng)元對應著一個故障原因。因。一、數(shù)控機床的驗收一、數(shù)控機床的驗收1 1、機床性能、機床性能l1 1）主軸性能）主軸性能 手動操作手動操作高、中、低三擋轉(zhuǎn)速連高、中、低三擋轉(zhuǎn)速連續(xù)進行五次正、反轉(zhuǎn)的起動、停止，檢續(xù)進行五次正、反轉(zhuǎn)的起動、停止，檢驗其動作的靈活性和可靠性。觀察功率、驗其動作的靈活性和可靠性。觀察功率、轉(zhuǎn)速、主軸的準停及機床的振動情況。轉(zhuǎn)速、主軸的準停及機床的振動情況。2）進給性能）進給性能 通過回原點、手動操作和手動數(shù)據(jù)輸通過回原點、手動操作和手動數(shù)據(jù)輸入方式操作，檢驗正、反向的低、中、高入方式操作，檢驗正、反向的低、中、高速的進給運動的

14、起動、停止、點動等動作速的進給運動的起動、停止、點動等動作的平穩(wěn)性和可靠性。并檢查回原點的準確的平穩(wěn)性和可靠性。并檢查回原點的準確性和可靠性，軟、硬限位是否確實可靠。性和可靠性，軟、硬限位是否確實可靠。 3）自動換刀性能）自動換刀性能 通過手動和通過手動和M06指令自動運行，檢驗換指令自動運行，檢驗換刀的可靠性、靈活性和平穩(wěn)性并測定換刀時刀的可靠性、靈活性和平穩(wěn)性并測定換刀時間是否符合要求。間是否符合要求。l4) 機床噪聲機床噪聲 主軸箱、冷卻風扇、液壓油泵等噪聲小主軸箱、冷卻風扇、液壓油泵等噪聲小于于85分貝。分貝。2 2、數(shù)控功能、數(shù)控功能指令功能指令功能指令的功能實現(xiàn)及準確性指令的功能實

15、現(xiàn)及準確性l操作功能操作功能檢驗回原點、執(zhí)行程序、進給檢驗回原點、執(zhí)行程序、進給倍率、急停等功能的準確性倍率、急停等功能的準確性lCRTCRT顯示功能顯示功能檢驗位置、程序、各種菜單檢驗位置、程序、各種菜單顯示功能顯示功能3 3、連續(xù)空載運行、連續(xù)空載運行 進行進行816816小時的空載自動連續(xù)運行小時的空載自動連續(xù)運行4、驗收檢查項目驗收檢查項目l數(shù)控系統(tǒng)外觀檢查（各部分破損、碰傷）數(shù)控系統(tǒng)外觀檢查（各部分破損、碰傷）l控制柜元器件的緊固檢查（接插件、接控制柜元器件的緊固檢查（接插件、接線端子、元器件的固定）線端子、元器件的固定）l輸入電源電壓、相序的確認輸入電源電壓、相序的確認l檢查直流輸

16、出電壓（檢查直流輸出電壓（24V 24V 、5V5V）l確認數(shù)控系統(tǒng)與機床側(cè)的接口確認數(shù)控系統(tǒng)與機床側(cè)的接口l確認數(shù)控系統(tǒng)各參數(shù)的設定（最佳性能）確認數(shù)控系統(tǒng)各參數(shù)的設定（最佳性能）1.1.幾何精度檢驗（靜態(tài)精度檢驗）幾何精度檢驗（靜態(tài)精度檢驗）（1） 是保證加工精度的基本條件。是保證加工精度的基本條件。 是指綜合反映機床關鍵零部件經(jīng)組裝后的綜是指綜合反映機床關鍵零部件經(jīng)組裝后的綜合幾何形狀誤差。合幾何形狀誤差。（2）主要有兩類）主要有兩類第一類：有各運動坐標軸的垂直度、直線度、第一類：有各運動坐標軸的垂直度、直線度、平行度。平行度。 第二類：主軸回轉(zhuǎn)精度和直線運動精度要求。第二類：主軸回轉(zhuǎn)精

17、度和直線運動精度要求。如車床的精度指標常用有：導軌的直線度、主軸和如車床的精度指標常用有：導軌的直線度、主軸和Z軸的平行度和垂直度。軸的平行度和垂直度。（3）檢測要求和常用工具（）檢測要求和常用工具（P23）2.2.定位精度檢驗定位精度檢驗 是測量機床各坐標軸在數(shù)控系統(tǒng)控制下所是測量機床各坐標軸在數(shù)控系統(tǒng)控制下所能達到的位置精度。能達到的位置精度。 直線運動直線運動：定位精度、重復定位精度、原點：定位精度、重復定位精度、原點復歸精度、失動量（背隙）復歸精度、失動量（背隙） 回轉(zhuǎn)運動回轉(zhuǎn)運動：工作臺的回轉(zhuǎn)定位精度、重復分：工作臺的回轉(zhuǎn)定位精度、重復分度精度、回轉(zhuǎn)失動量、回轉(zhuǎn)原點復歸精度等。度精度

18、、回轉(zhuǎn)失動量、回轉(zhuǎn)原點復歸精度等。3.3.切削精度檢驗（對數(shù)控車床）切削精度檢驗（對數(shù)控車床） 指在切削條件下機床的幾何精度、定位精度指在切削條件下機床的幾何精度、定位精度的綜合體現(xiàn)。常用檢驗方法：的綜合體現(xiàn)。常用檢驗方法： （1）單項加工精度檢驗。單項加工精度檢驗。 如車床：外圓車削（圓度）端面車削（平面度）螺如車床：外圓車削（圓度）端面車削（平面度）螺紋車削（螺距積累誤差）等。紋車削（螺距積累誤差）等。 （2 2）標準綜合試件精度檢驗）標準綜合試件精度檢驗2-2 數(shù)控機床的維護數(shù)控機床的維護一、點檢一、點檢 1、按有關維護文件的規(guī)定，對數(shù)控機床進行定、按有關維護文件的規(guī)定，對數(shù)控機床進行定

19、點、定時的檢查和維護，稱為點檢。點、定時的檢查和維護，稱為點檢。 2、點檢要求和內(nèi)容、點檢要求和內(nèi)容（1）點檢六定）點檢六定: 定點、定標、定期、定項、定人、定法。定點、定標、定期、定項、定人、定法。（2）點檢種類）點檢種類 專職點檢專職點檢重點設備、部位（設備部門）重點設備、部位（設備部門） 日常點檢日常點檢一般設備的檢查及維護（車間）一般設備的檢查及維護（車間） 生產(chǎn)點檢生產(chǎn)點檢開機前檢查、潤滑、日常清潔、開機前檢查、潤滑、日常清潔、 緊固等工作（操作者）緊固等工作（操作者）l1、機床電氣柜的散熱通風、少開柜門、機床電氣柜的散熱通風、少開柜門l2、輸入輸出裝置的定期維護、輸入輸出裝置的定期

20、維護（紙帶閱讀機）（紙帶閱讀機）l3、支持電池的定期更換、支持電池的定期更換（供電狀態(tài)，（供電狀態(tài)，1次次/年）年）l4、檢測反饋元件的維護、檢測反饋元件的維護 5、備用電路板的定期通電、備用電路板的定期通電6、數(shù)控系統(tǒng)長期不用時的保養(yǎng)、數(shù)控系統(tǒng)長期不用時的保養(yǎng)7、嚴格遵守操作規(guī)程和日常維護制度、嚴格遵守操作規(guī)程和日常維護制度8、做好修前準備（技術、工具、備件）、做好修前準備（技術、工具、備件）l1、機械部件的維護、機械部件的維護 主傳動鏈、滾珠絲杠、刀庫及換刀裝置、液主傳動鏈、滾珠絲杠、刀庫及換刀裝置、液氣壓系統(tǒng)等。氣壓系統(tǒng)等。2、機床精度的維護檢查、機床精度的維護檢查 精度是機床性能的基礎

21、，嚴禁超性能使用。精度是機床性能的基礎，嚴禁超性能使用。遇到如下情況則需精度檢驗：遇到如下情況則需精度檢驗：1）機床安裝到位后的精度驗收（靜、定、動）。）機床安裝到位后的精度驗收（靜、定、動）。 2）操作失誤或故障引起的撞車后。）操作失誤或故障引起的撞車后。 3）機床移動、狀態(tài)發(fā)生變化后。）機床移動、狀態(tài)發(fā)生變化后。1 1、儀器儀表、儀器儀表萬用表萬用表可測電阻、交、直流電壓、電流可測電阻、交、直流電壓、電流 指針式：有測量過程指針式：有測量過程 數(shù)字式：直接讀數(shù)數(shù)字式：直接讀數(shù)相序表相序表可檢查輸入交流電源的相序可檢查輸入交流電源的相序雙蹤示波器雙蹤示波器檢查信號波形檢查信號波形鉗形電流表鉗

22、形電流表不斷線檢測電流不斷線檢測電流機外編程器機外編程器閱讀、監(jiān)控閱讀、監(jiān)控PLC的狀態(tài)和的狀態(tài)和T形圖形圖脈沖發(fā)生筆與邏輯測試筆脈沖發(fā)生筆與邏輯測試筆機械故障診斷儀機械故障診斷儀振動檢測頻譜分析儀振動檢測頻譜分析儀 2. 工具工具 “+”、“一一”螺絲刀、鉗子、鑷子、烙螺絲刀、鉗子、鑷子、烙鐵等鐵等 五、診斷用技術資料五、診斷用技術資料數(shù)控機床生產(chǎn)廠家必須向用戶提供安數(shù)控機床生產(chǎn)廠家必須向用戶提供安裝、使用與維修有關的技術資料，主要有：裝、使用與維修有關的技術資料，主要有：l數(shù)控機床電氣使用說明書數(shù)控機床電氣使用說明書l數(shù)控機床電氣原理圖數(shù)控機床電氣原理圖l數(shù)控機床電氣連接圖數(shù)控機床電氣連接

23、圖l數(shù)控機床結(jié)構(gòu)簡圖數(shù)控機床結(jié)構(gòu)簡圖l數(shù)控機床參數(shù)表數(shù)控機床參數(shù)表l數(shù)控機床數(shù)控機床PLC控制程序控制程序l數(shù)控系統(tǒng)操作手冊數(shù)控系統(tǒng)操作手冊l數(shù)控系統(tǒng)編程手冊數(shù)控系統(tǒng)編程手冊l數(shù)控系統(tǒng)安裝與維修手冊數(shù)控系統(tǒng)安裝與維修手冊l伺服驅(qū)動系統(tǒng)使用說明書伺服驅(qū)動系統(tǒng)使用說明書一、故障處理的基本步驟故障處理的基本步驟第一步：調(diào)查、第一步：調(diào)查、掌握掌握故障故障信息信息，尋找尋找故障故障特征特征。第二步：分析原因，確定檢查方法和步驟。第二步：分析原因，確定檢查方法和步驟。據(jù)理據(jù)理析象，判斷類型，羅列成因析象，判斷類型，羅列成因（ 緣、象）緣、象），確定思路。，確定思路。第三步：故障的檢測和排除。第三步：故障

24、的檢測和排除。測試定位，排除恢測試定位，排除恢復。復。二、故障處理對策二、故障處理對策 除非除非出現(xiàn)影響設備或人身安全的出現(xiàn)影響設備或人身安全的緊急緊急情況，一情況，一般般不要立即切斷機床的電源不要立即切斷機床的電源。應保持故障現(xiàn)場。應保持故障現(xiàn)場。 原則：原則：先外后內(nèi)，先機后電，先靜后動，先簡后繁，先外后內(nèi)，先機后電，先靜后動，先簡后繁，先軟后硬，先公后專，先入后出，先一般后特殊。先軟后硬，先公后專，先入后出，先一般后特殊。 一般，根據(jù)報警在按復位鈕后是否消一般，根據(jù)報警在按復位鈕后是否消失，再從以下幾方面進行調(diào)查：失，再從以下幾方面進行調(diào)查： 1.檢查機床的運行狀態(tài)檢查機床的運行狀態(tài)l機

25、床故障時的運行方式機床故障時的運行方式lCRT顯示的內(nèi)容（報警信號和報警號）顯示的內(nèi)容（報警信號和報警號）l驅(qū)動裝置、變頻器等顯示的報警指示驅(qū)動裝置、變頻器等顯示的報警指示l故障時軸的定位誤差故障時軸的定位誤差l刀具軌跡是否正常刀具軌跡是否正常l輔助機能的運行狀態(tài)輔助機能的運行狀態(tài)2.檢查加工程序及操作情況檢查加工程序及操作情況l是否為新編制的加工程序是否為新編制的加工程序l刀具補償指令及補償量是否正確刀具補償指令及補償量是否正確l故障是否與換刀有關故障是否與換刀有關l故障是否與進給速度有關故障是否與進給速度有關l操作者的情況（新手）操作者的情況（新手）3.檢查系統(tǒng)的輸入電壓檢查系統(tǒng)的輸入電壓

26、l輸入電壓的波動，電壓值是否在正常范圍輸入電壓的波動，電壓值是否在正常范圍l附近有否使用大電流的裝置附近有否使用大電流的裝置4.檢查環(huán)境狀態(tài)檢查環(huán)境狀態(tài)lCNC周圍的溫度狀況周圍的溫度狀況l控制柜熱交換器、軸流風扇工作情況控制柜熱交換器、軸流風扇工作情況l系統(tǒng)周圍的振動情況系統(tǒng)周圍的振動情況l附近有否高頻干擾源附近有否高頻干擾源5.檢查機床狀況檢查機床狀況l熔絲是否已熔斷熔絲是否已熔斷l(xiāng)故障前是否修理過機床或設置過參數(shù)故障前是否修理過機床或設置過參數(shù)l機床是否已調(diào)整好機床是否已調(diào)整好l在運行過程中是否改變過工作方式在運行過程中是否改變過工作方式l機床是否正處于急停、鎖住狀態(tài)機床是否正處于急停、

27、鎖住狀態(tài)l速度倍率開關是否設為零速度倍率開關是否設為零l進給保持按鈕是否被按下進給保持按鈕是否被按下l間隙補償量是否合適間隙補償量是否合適l機床各信號電纜有否破損機床各信號電纜有否破損l信號線和電源線是否分開走線信號線和電源線是否分開走線l屏蔽線接地是否正確屏蔽線接地是否正確一、診斷步驟和要求一、診斷步驟和要求 故障檢測（確定有否故障）故障檢測（確定有否故障）1.故障診斷故障診斷 故障判斷（確定故障性質(zhì)）故障判斷（確定故障性質(zhì)） 故障定位（確定故障部位）故障定位（確定故障部位）2.故障診斷要求：故障診斷要求：l故障檢測方法簡便有效故障檢測方法簡便有效l使用的診斷儀器少而實用使用的診斷儀器少而實

28、用l故障診斷的所需的時間盡可能短故障診斷的所需的時間盡可能短1.直觀法（問看聽聞觸）直觀法（問看聽聞觸）l問問機床的故障現(xiàn)象、加工狀況等機床的故障現(xiàn)象、加工狀況等l看看CRT報警信息、報警指示燈、熔絲斷否、報警信息、報警指示燈、熔絲斷否、 元器件煙熏燒焦、電容器膨脹變形、開元器件煙熏燒焦、電容器膨脹變形、開 裂、保護器脫扣、觸點火花等。裂、保護器脫扣、觸點火花等。l聽聽異常聲響（鐵芯、欠壓、振動等）異常聲響（鐵芯、欠壓、振動等）l聞聞電氣元件焦糊味及其它異味電氣元件焦糊味及其它異味l觸觸發(fā)熱、振動、接觸不良等發(fā)熱、振動、接觸不良等2.CNC系統(tǒng)的自診斷功能系統(tǒng)的自診斷功能l開機自診斷開機自診斷

29、系統(tǒng)內(nèi)部自診斷程序通電開始執(zhí)行對系統(tǒng)內(nèi)部自診斷程序通電開始執(zhí)行對CPU、存儲器、存儲器、總線和總線和I/O等模塊及功能板、等模塊及功能板、CRT、軟盤等外圍設備進、軟盤等外圍設備進行功能測試，不通過時發(fā)出報警。行功能測試，不通過時發(fā)出報警。運行自診斷運行自診斷在在CNC正常工作時，系統(tǒng)的診斷程序?qū)ο到y(tǒng)本身和各正常工作時，系統(tǒng)的診斷程序?qū)ο到y(tǒng)本身和各功能模塊進行測試，發(fā)生故障時在功能模塊進行測試，發(fā)生故障時在CRT上報警信息。上報警信息。脫機自診斷脫機自診斷指采用專用的診斷程序?qū)ο到y(tǒng)進行脫機測試（停機診指采用專用的診斷程序?qū)ο到y(tǒng)進行脫機測試（停機診斷），主要對斷），主要對CPU、存儲器、存儲器、

30、PLC、控制接口、控制接口、I/O等等進行測試。進行測試。查閱維修手冊可確定故障原因及排除方法查閱維修手冊可確定故障原因及排除方法例如例如 開機診斷開機診斷FANUC 10TE系統(tǒng)的數(shù)控機床，開機系統(tǒng)的數(shù)控機床，開機后后CRT顯示：顯示：FS107E 1399BROM TEST：ENDRAM TEST 未通過測試未通過測試故障可能：故障可能：參數(shù)丟失、支持電池失效、接觸不良等參數(shù)丟失、支持電池失效、接觸不良等3.數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查CNC系統(tǒng)的自診斷不但能在系統(tǒng)的自診斷不但能在CRT上顯上顯示故障報警信息，而且還能以多頁示故障報警信息，而且還能以多頁“診診斷地址斷地址”和和“診斷數(shù)據(jù)診

31、斷數(shù)據(jù)”的形式提供機的形式提供機床床參數(shù)和接口狀態(tài)信息。參數(shù)和接口狀態(tài)信息。l1）接口狀態(tài)檢查）接口狀態(tài)檢查l 系統(tǒng)與機床、系統(tǒng)與系統(tǒng)與機床、系統(tǒng)與PLC、機床與、機床與PLC的輸入的輸入/輸出信號，接口診斷功能可輸出信號，接口診斷功能可將所有開關量信號的狀態(tài)顯示在將所有開關量信號的狀態(tài)顯示在CRT上，上，稱稱診斷頁面診斷頁面。 “1”表示通，表示通，“0”表示斷；表示斷；例如：例如：NCP400L數(shù)控車床接口狀態(tài)檢查數(shù)控車床接口狀態(tài)檢查（PB為為PLC的的I/O信息）信息）2）參數(shù)檢查檢查法）參數(shù)檢查檢查法 數(shù)控機床的機床參數(shù)是經(jīng)一系列的試驗和調(diào)數(shù)控機床的機床參數(shù)是經(jīng)一系列的試驗和調(diào)整而獲得

32、的重要參數(shù)，是機床正常運行的保證。整而獲得的重要參數(shù)，是機床正常運行的保證。包括有增益、加速度、輪廓監(jiān)控及各種補償值等。包括有增益、加速度、輪廓監(jiān)控及各種補償值等。（1）參數(shù)的重要性和使用注意點）參數(shù)的重要性和使用注意點重要性：影響機床精度、性能，是故障診斷的重要重要性：影響機床精度、性能，是故障診斷的重要 依據(jù)。可了解設計的指導思想。依據(jù)?？闪私庠O計的指導思想。注意點：全部的參數(shù)表；現(xiàn)場校對機床的參數(shù)實際注意點：全部的參數(shù)表；現(xiàn)場校對機床的參數(shù)實際 設置；當場搞清個參數(shù)的含義。設置；當場搞清個參數(shù)的含義。（2）參數(shù)分類）參數(shù)分類功能型：代表系統(tǒng)某種功能的有無，只有功能型：代表系統(tǒng)某種功能的有

33、無，只有0、1取值。取值。比例型：以代碼組合設定某種參量的比例關系。比例型：以代碼組合設定某種參量的比例關系。例如：例如：MNC863診斷頁面中診斷頁面中38C8H單元中單元中8位的含位的含義為：義為：真實型：代表著某個參量的設定值，一般手冊給明范圍。如真實型：代表著某個參量的設定值，一般手冊給明范圍。如 X、Z軸的限位取值。軸的限位取值。普通級普通級：CNC制造商提供給用戶的參數(shù)制造商提供給用戶的參數(shù)秘密級秘密級： CNC制造商沒有提供，需制造商級別的密碼，方可制造商沒有提供，需制造商級別的密碼，方可進入修改的參數(shù)。進入修改的參數(shù)。 例如：某例如：某FANUC OM加工中心，工作時出現(xiàn)銑頭只

34、能做加工中心，工作時出現(xiàn)銑頭只能做X軸坐標負方向移動，正方向移動立即產(chǎn)生超程報警。軸坐標負方向移動，正方向移動立即產(chǎn)生超程報警。 現(xiàn)象：現(xiàn)象：機床通電后，應先回零，但一移動即產(chǎn)生超程，機床通電后，應先回零，但一移動即產(chǎn)生超程， 說明已到達說明已到達“參考點參考點”，但返回參考點燈不亮；，但返回參考點燈不亮； 停電后再開機，故障依舊；停電后再開機，故障依舊； 檢查參數(shù)，發(fā)現(xiàn)檢查參數(shù)，發(fā)現(xiàn)CNC內(nèi)的參數(shù)與手冊基本一致；內(nèi)的參數(shù)與手冊基本一致； 由于負方向移動正?？膳杏布o故障，只能是參由于負方向移動正?？膳杏布o故障，只能是參 數(shù)故障。數(shù)故障。 診斷：診斷：X軸參數(shù)失效軸參數(shù)失效 排除：排除：將將

35、X軸正向限位值設成軸正向限位值設成MAX：999999； 然后進行手動回零操作，然后進行手動回零操作，回零成功回零成功！；！； 此時，再將限位值設回原來的值；此時，再將限位值設回原來的值； 重新開機上電，機床恢復正常。重新開機上電，機床恢復正常。4.PLC程序法程序法 根據(jù)根據(jù)PLC報警信息，報警信息，查閱查閱有關有關PLC程序，程序，對照對照報警點相應的模塊程序，報警點相應的模塊程序，比較比較相關相關I/O元件的邏輯元件的邏輯狀態(tài)，狀態(tài)，判斷判斷故障。故障。5.備板置換法（替代法）備板置換法（替代法） 用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模板。用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模板。（故障被排

36、除或范圍縮小）（故障被排除或范圍縮?。┳⒁猓簲嚯娞鎿Q注意：斷電替換/選擇開關選擇開關/跨線一致跨線一致6.模塊交換法模塊交換法 將功能相同的模板或單元相互交換，將功能相同的模板或單元相互交換，觀察故障的轉(zhuǎn)移情況，就能快速判斷故障觀察故障的轉(zhuǎn)移情況，就能快速判斷故障的部位。的部位。注意：慎用，以免擴大故障。系統(tǒng)X驅(qū)動Y驅(qū)動X電機Y電機7.敲擊法敲擊法 數(shù)控系統(tǒng)是由各種電路板組成，電路數(shù)控系統(tǒng)是由各種電路板組成，電路板上、接插件等處有虛焊或接口槽接觸不板上、接插件等處有虛焊或接口槽接觸不良都會引起故障?？捎媒^緣物輕輕敲打疑良都會引起故障?？捎媒^緣物輕輕敲打疑點處，若出現(xiàn)，則敲擊處很可能就是故障點處

37、，若出現(xiàn)，則敲擊處很可能就是故障部位。部位。8.升溫法升溫法 設備運行較長時間或環(huán)境溫度較高時，設備運行較長時間或環(huán)境溫度較高時，機床就會出現(xiàn)故障，可用電吹風、紅外機床就會出現(xiàn)故障，可用電吹風、紅外燈照射可疑的元件或組件。確定故障點。燈照射可疑的元件或組件。確定故障點。9.9.功能程序測試法功能程序測試法 當數(shù)控機床加工造成廢品而無法確定是當數(shù)控機床加工造成廢品而無法確定是編程、操作不當還是數(shù)控系統(tǒng)故障時，或編程、操作不當還是數(shù)控系統(tǒng)故障時，或是是閑置時間較長的數(shù)控機床重新投入使用時。閑置時間較長的數(shù)控機床重新投入使用時。將將G G、M M、S S、T T、F F功能的全部指令編寫一個功能的全

38、部指令編寫一個試驗程序并運行在這臺機床，可快速判斷試驗程序并運行在這臺機床，可快速判斷哪個功能不良或喪失。哪個功能不良或喪失。10.隔離法隔離法隔離法是將某些控制回路斷開，從而達到隔離法是將某些控制回路斷開，從而達到縮小查找故障區(qū)域的目的?？s小查找故障區(qū)域的目的。例：某加工中心，在例：某加工中心，在JOG方式下，進給平方式下，進給平穩(wěn)，但自動則不正常。首先要確定是穩(wěn)，但自動則不正常。首先要確定是NC故故障還是伺服系統(tǒng)故障，先斷開伺服速度給障還是伺服系統(tǒng)故障，先斷開伺服速度給定信號，用電池電壓作信號，故障依舊。定信號，用電池電壓作信號，故障依舊。說明說明NC系統(tǒng)沒有問題。進一步檢查是系統(tǒng)沒有問題

39、。進一步檢查是Y軸軸夾緊裝置出故障。夾緊裝置出故障。11.測量比較法測量比較法為了檢測方便，在模板或單元上設有檢測為了檢測方便，在模板或單元上設有檢測端子，用萬用表、示波器等儀器對這些端端子，用萬用表、示波器等儀器對這些端子的電平或波形進行測試，將測試值與正子的電平或波形進行測試，將測試值與正常值進行比較，可以分析和判斷故障的原常值進行比較，可以分析和判斷故障的原因和及故障的部位。因和及故障的部位。 各種故障診斷方法各有特點，要根據(jù)各種故障診斷方法各有特點，要根據(jù)故障現(xiàn)象的特點靈活的組合應用。故障現(xiàn)象的特點靈活的組合應用。1.電源的組成：電源的組成：三相輸入線路、熔斷器、電源開關、電源三相輸入

40、線路、熔斷器、電源開關、電源變壓器、控制變壓器、斷路器、各種繼電變壓器、控制變壓器、斷路器、各種繼電器、接觸器等。器、接觸器等。2.通過電源配置提供給數(shù)控機床所需要的通過電源配置提供給數(shù)控機床所需要的各種電源，以滿足不同負載的要求。各種電源，以滿足不同負載的要求。一般有：一般有：380V、220V、200V、24V以及以及5V等。等。2.維護保養(yǎng)內(nèi)容維護保養(yǎng)內(nèi)容l三相電源的電壓值是否正常，有否偏相三相電源的電壓值是否正常，有否偏相l(xiāng)所有電氣連接是否良好所有電氣連接是否良好l各類開關是否有效各類開關是否有效l各繼電器、接觸器是否正常工作各繼電器、接觸器是否正常工作l檢驗熱繼電器、電弧抑制器等保護

41、器件是檢驗熱繼電器、電弧抑制器等保護器件是否有效否有效l檢查電氣柜防塵濾網(wǎng)、冷卻風扇是否正常檢查電氣柜防塵濾網(wǎng)、冷卻風扇是否正常一、電磁波干擾一、電磁波干擾電火花、中、高頻電加熱設備的電源都會產(chǎn)電火花、中、高頻電加熱設備的電源都會產(chǎn)生強烈的電磁波，通過空間傳播被附近的數(shù)生強烈的電磁波，通過空間傳播被附近的數(shù)控系統(tǒng)所接受，如果能量足夠就會干擾數(shù)控控系統(tǒng)所接受，如果能量足夠就會干擾數(shù)控機床的正常工作。（遠離這些設備）機床的正常工作。（遠離這些設備）二、供電線路干擾二、供電線路干擾l輸入電壓過壓或欠壓引起電源報警而停機輸入電壓過壓或欠壓引起電源報警而停機l電源波形畸變電源波形畸變*引起錯誤信息會導致

42、引起錯誤信息會導致CPU停止運行停止運行三、信號傳輸干擾三、信號傳輸干擾數(shù)控信號在傳遞過程中受到外界的干擾數(shù)控信號在傳遞過程中受到外界的干擾l串模干擾串模干擾干擾電壓疊加在有用信號上，干擾電壓疊加在有用信號上， 由絕緣不良、漏電阻及供電線路等引入。由絕緣不良、漏電阻及供電線路等引入。l共模干擾共模干擾干擾電壓對二根或以上信號干擾電壓對二根或以上信號線的干擾大小相等、相位相同。裝置的線的干擾大小相等、相位相同。裝置的 共模抑制比較高，影響不大。當不平衡共模抑制比較高，影響不大。當不平衡 時，一部分轉(zhuǎn)為串模。時，一部分轉(zhuǎn)為串模。1.減少供電線路的干擾減少供電線路的干擾l數(shù)控機床遠離具有中、高頻電源

43、的設備數(shù)控機床遠離具有中、高頻電源的設備l數(shù)控機床不要和大功率且頻繁起、停的設數(shù)控機床不要和大功率且頻繁起、停的設備在同一供電干線上備在同一供電干線上l在電源電壓波動較大的地區(qū)，加穩(wěn)壓電源在電源電壓波動較大的地區(qū)，加穩(wěn)壓電源l動力線和信號線分開走線動力線和信號線分開走線l信號線采用屏蔽線或雙絞線信號線采用屏蔽線或雙絞線l控制線和電源線相交時，要采用直角相交控制線和電源線相交時，要采用直角相交2.減少機床控制中的干擾減少機床控制中的干擾l壓敏電阻保護（浪涌吸收器）壓敏電阻保護（浪涌吸收器）可對線可對線路中的瞬變、尖蜂等噪聲進行保護路中的瞬變、尖蜂等噪聲進行保護l阻容保護阻容保護交流接觸器和電機頻

44、繁起停交流接觸器和電機頻繁起停時，因電磁感應會在機床電路中產(chǎn)生浪時，因電磁感應會在機床電路中產(chǎn)生浪涌或尖蜂，可抑制、吸收干擾噪聲涌或尖蜂，可抑制、吸收干擾噪聲l續(xù)流二極管保護續(xù)流二極管保護直流電感元件在斷電直流電感元件在斷電時，在線圈著將產(chǎn)生較大的感應電動勢時，在線圈著將產(chǎn)生較大的感應電動勢并聯(lián)的二極管可減少對控制電路的干擾并聯(lián)的二極管可減少對控制電路的干擾3.屏蔽技術（電磁、靜電屏蔽）屏蔽技術（電磁、靜電屏蔽）l信號線采用屏蔽線（銅質(zhì)網(wǎng)狀）、穿在信號線采用屏蔽線（銅質(zhì)網(wǎng)狀）、穿在鐵質(zhì)蛇皮管或鐵管中鐵質(zhì)蛇皮管或鐵管中l(wèi)關鍵元件或組件采用金屬容器屏蔽關鍵元件或組件采用金屬容器屏蔽4.保證保證“接

45、地接地”良好良好“接地接地”是數(shù)控機床安裝中一項關鍵的抗是數(shù)控機床安裝中一項關鍵的抗干干擾技術措施。電網(wǎng)的許多干擾都市通過擾技術措施。電網(wǎng)的許多干擾都市通過“接接地地”對機床起作用的。對機床起作用的。l信號地信號地用來提供電信號的基準電壓（用來提供電信號的基準電壓（0V）l框架地框架地是以安全性及防止外來噪聲和內(nèi)是以安全性及防止外來噪聲和內(nèi)部噪聲為目的的地線系統(tǒng)。它是裝置的面部噪聲為目的的地線系統(tǒng)。它是裝置的面板、單元的外殼、操作板及各裝置間接口板、單元的外殼、操作板及各裝置間接口的屏蔽線的屏蔽線l系統(tǒng)地系統(tǒng)地是將框架地和大地相連接是將框架地和大地相連接 接地要可靠（接地電阻應小于接地要可靠（

46、接地電阻應小于10歐姆）歐姆） 接地線要粗（應大于電源線的截面積）接地線要粗（應大于電源線的截面積） 數(shù)控機床的地線系統(tǒng)數(shù)控機床的地線系統(tǒng) 一、故障與故障診斷一、故障與故障診斷 數(shù)控機床在機械結(jié)構(gòu)上和普通機床不數(shù)控機床在機械結(jié)構(gòu)上和普通機床不同點在于傳動鏈縮短，傳動部件的精度高，同點在于傳動鏈縮短，傳動部件的精度高，機械維護的面更廣。主軸、進給軸、導軌機械維護的面更廣。主軸、進給軸、導軌和絲杠、刀庫和換刀裝置、液壓和氣動等。和絲杠、刀庫和換刀裝置、液壓和氣動等。 熟悉機械故障的特征，掌握數(shù)控機床熟悉機械故障的特征，掌握數(shù)控機床機械故障的診斷的方法和手段。還要注意機械故障的診斷的方法和手段。還要

47、注意數(shù)控機床機電之間的內(nèi)在聯(lián)系。數(shù)控機床機電之間的內(nèi)在聯(lián)系。1. 1. 機械故障的原因機械故障的原因 機床在運行過程中，機械零部件受到力、機床在運行過程中，機械零部件受到力、 熱、摩擦以及磨損等諸多因素的作用，熱、摩擦以及磨損等諸多因素的作用，使其領部件偏離或喪失原有的功能。使其領部件偏離或喪失原有的功能。2. 2. 機械故障診斷機械故障診斷 機床運行狀態(tài)的識別、運行狀態(tài)的信號機床運行狀態(tài)的識別、運行狀態(tài)的信號獲取、特征參數(shù)的分析，故障性質(zhì)的判獲取、特征參數(shù)的分析，故障性質(zhì)的判斷和故障部位的確定。斷和故障部位的確定。二、二、 機械故障診斷的方法機械故障診斷的方法l實用診斷技術（問、聽、看、聞、

48、摸、查）實用診斷技術（問、聽、看、聞、摸、查）l振動、噪聲測試振動、噪聲測試(幅值大小、頻率結(jié)構(gòu)）幅值大小、頻率結(jié)構(gòu)）l油液分析（磨粒成分、型貌、數(shù)量）油液分析（磨粒成分、型貌、數(shù)量）l溫度測試（表面溫度及變化規(guī)律）溫度測試（表面溫度及變化規(guī)律）l超聲、超聲、X射線探傷（機件內(nèi)部缺陷）射線探傷（機件內(nèi)部缺陷）l專家診斷系統(tǒng)（專家的經(jīng)驗、數(shù)據(jù)）專家診斷系統(tǒng)（專家的經(jīng)驗、數(shù)據(jù)）1.1.實用診斷技術實用診斷技術l問問操作者（漸操作者（漸/突發(fā)、故障現(xiàn)象、加工突發(fā)、故障現(xiàn)象、加工件的情況、傳動系統(tǒng)的運動和動力、潤件的情況、傳動系統(tǒng)的運動和動力、潤滑、保養(yǎng)和檢修情況）滑、保養(yǎng)和檢修情況）l看看機床的轉(zhuǎn)速

49、變化、工件的表面粗糙機床的轉(zhuǎn)速變化、工件的表面粗糙度和振紋、顏色傷痕等明顯癥狀度和振紋、顏色傷痕等明顯癥狀l聽聽機床運轉(zhuǎn)聲（強弱、頻率高低等）機床運轉(zhuǎn)聲（強弱、頻率高低等）l聞聞潤滑油脂氧化蒸發(fā)油煙氣焦糊氣潤滑油脂氧化蒸發(fā)油煙氣焦糊氣1.1.實用診斷技術實用診斷技術l觸觸用手感來判別機床的故障（溫升、用手感來判別機床的故障（溫升、 振動、傷痕和波紋、爬行、松緊）振動、傷痕和波紋、爬行、松緊） 實用診斷技術在機械故障的診斷中具有實用診斷技術在機械故障的診斷中具有實用簡便、快速有效的特點，但診斷效實用簡便、快速有效的特點，但診斷效果的好壞在很大程度上要憑借維修技術果的好壞在很大程度上要憑借維修技術

50、人員的經(jīng)驗，而且有一定的局限性，對人員的經(jīng)驗，而且有一定的局限性，對一些疑難故障難以奏效。一些疑難故障難以奏效。 2. 2. 機械振動檢測診斷法機械振動檢測診斷法 以機床振動作為信息源，在機床運行過以機床振動作為信息源，在機床運行過程中獲取信號，對信號作各種處理和分程中獲取信號，對信號作各種處理和分析，通過某些特征量的變化來判別有無析，通過某些特征量的變化來判別有無故障、根據(jù)由以往診斷經(jīng)驗形成的一些故障、根據(jù)由以往診斷經(jīng)驗形成的一些判據(jù)來確定故障的性質(zhì)并綜合一些其他判據(jù)來確定故障的性質(zhì)并綜合一些其他依據(jù)來進一步確定故障的部位。依據(jù)來進一步確定故障的部位。 具有實用可靠、判斷準確的特點具有實用可

51、靠、判斷準確的特點l診斷過程診斷過程1 1）閱被診斷設備的技術資料，分析傳動關系、）閱被診斷設備的技術資料，分析傳動關系、計算傳動件的特征值；計算傳動件的特征值；2 2）獲取信號、信號調(diào)理與處理；）獲取信號、信號調(diào)理與處理；3 3）信號分析、故障判斷（部位、性質(zhì)）。）信號分析、故障判斷（部位、性質(zhì)）。 l故障振動信號分類故障振動信號分類 1 1）平穩(wěn)性故障信號）平穩(wěn)性故障信號 2 2）沖擊性故障信號）沖擊性故障信號 1 1）平穩(wěn)性故障信號）平穩(wěn)性故障信號機械結(jié)構(gòu)在正弦機械結(jié)構(gòu)在正弦周期性力信號、復雜周期性力信號和準周周期性力信號、復雜周期性力信號和準周期性力信號（軸彎曲、偏心、滾子失圓等期性力

52、信號（軸彎曲、偏心、滾子失圓等漸變性故障）作用下產(chǎn)生的響應信號。漸變性故障）作用下產(chǎn)生的響應信號。 特點：響應信號的頻率成分與激勵信號特點：響應信號的頻率成分與激勵信號的頻率成分相同。頻譜為有限根譜線，而的頻率成分相同。頻譜為有限根譜線，而且能量集中在故障的特征頻率及其倍頻上。且能量集中在故障的特征頻率及其倍頻上。 2 2）沖擊性故障信號）沖擊性故障信號 機械結(jié)構(gòu)在周期性沖擊力作用下的脈沖響機械結(jié)構(gòu)在周期性沖擊力作用下的脈沖響 應，他與沖擊信號本身有很大的不同。應，他與沖擊信號本身有很大的不同。 特點：信號能量短時間釋放，其頻譜為無特點：信號能量短時間釋放，其頻譜為無 窮根譜線，間隔等于脈沖發(fā)

53、生的頻率。能窮根譜線，間隔等于脈沖發(fā)生的頻率。能 量集中于基頻。量集中于基頻。 l信號分析方法信號分析方法 1)1)時域分析法（直觀）時域分析法（直觀） 了解信號的幅值和時間的關系，確定振動了解信號的幅值和時間的關系，確定振動的程度，設備是否有故障及嚴重程度。不的程度，設備是否有故障及嚴重程度。不能確定故障部位（特征量的統(tǒng)計分析、相能確定故障部位（特征量的統(tǒng)計分析、相關分析等、均值、有效值、均方根值、方關分析等、均值、有效值、均方根值、方差等）。差等）。 l信號分析方法信號分析方法 2)2)頻域分析法頻域分析法( (了解了解信號的頻率結(jié)構(gòu)，尋信號的頻率結(jié)構(gòu)，尋找故障源找故障源) ) 幅值譜分析

54、幅值譜分析-應用傅里葉變換、傅里葉應用傅里葉變換、傅里葉傅里葉積分將時域信號變?yōu)轭l域信號。傅里葉積分將時域信號變?yōu)轭l域信號。 功率譜分析功率譜分析-在頻域中對信號能量或功在頻域中對信號能量或功率分布情況的描述。率分布情況的描述。 濾波譜濾波譜-分析平穩(wěn)性故障信號分析平穩(wěn)性故障信號 解調(diào)譜解調(diào)譜-分析沖擊性故障信號分析沖擊性故障信號l測試儀器系統(tǒng)測試儀器系統(tǒng)l診斷實例診斷實例 1 1）了解設備的運行狀態(tài)：設備在運行中有）了解設備的運行狀態(tài)：設備在運行中有什么異常情況，不同速度檔位有什么區(qū)別。什么異常情況，不同速度檔位有什么區(qū)別。 2 2）得到設備的有關資料：設備的傳動系統(tǒng)）得到設備的有關資料：設

55、備的傳動系統(tǒng)圖、軸承分布圖等技術資料，并對其進行分圖、軸承分布圖等技術資料，并對其進行分析。析。 3 3）計算傳動鏈和傳動件的特征頻率：計算）計算傳動鏈和傳動件的特征頻率：計算傳動鏈，計算各傳動件的特征頻率系數(shù)傳動鏈，計算各傳動件的特征頻率系數(shù)。 對對設備進行診斷測試設備進行診斷測試1 1）放置測振、測速傳感器（位置、信號要）放置測振、測速傳感器（位置、信號要 求）（一般選振動或噪聲較大的部位）；求）（一般選振動或噪聲較大的部位）；2 2）連接儀器系統(tǒng)；）連接儀器系統(tǒng)；3 3）開動被測設備；）開動被測設備；4 4）調(diào)節(jié)測速電平、顯示主軸轉(zhuǎn)速并記錄；）調(diào)節(jié)測速電平、顯示主軸轉(zhuǎn)速并記錄；5 5）從

56、較高頻段開始測試，逐漸到較低頻段，）從較高頻段開始測試，逐漸到較低頻段， 并調(diào)節(jié)放大器的增益，使信號處于最佳狀并調(diào)節(jié)放大器的增益，使信號處于最佳狀 態(tài)；態(tài)；6 6）記錄、打印測試結(jié)果。）記錄、打印測試結(jié)果。傳動鏈傳動鏈 30/60 27/30 27/57 30/60 27/30 27/57 特征系數(shù)特征系數(shù) 4.69 140. 2.35 63.33 2.1 574.69 140. 2.35 63.33 2.1 57 1.01.0特征頻率特征頻率 3.58 107.4 1.79 48.32 1.61 43.5 3.58 107.4 1.79 48.32 1.61 43.5 0.7630.763

57、l 故障診斷分析故障診斷分析1 1）由主軸轉(zhuǎn)頻計算各傳動件的特征頻率；）由主軸轉(zhuǎn)頻計算各傳動件的特征頻率；2 2）對照計算值和測試結(jié)果，由前述機械故）對照計算值和測試結(jié)果，由前述機械故障診斷知識進行分析，判斷故障的部位和障診斷知識進行分析，判斷故障的部位和故障性質(zhì)。得出診斷結(jié)果。故障性質(zhì)。得出診斷結(jié)果。l主軸部件的性能要求主軸部件的性能要求 高回轉(zhuǎn)精度、足夠的功率輸出、剛度、高回轉(zhuǎn)精度、足夠的功率輸出、剛度、抗振性、溫升以及自動變速、準停和自動抗振性、溫升以及自動變速、準停和自動換刀等要求。換刀等要求。l主軸部件的結(jié)構(gòu)主軸部件的結(jié)構(gòu) 成組高精度軸承（滾動成組高精度軸承（滾動/靜壓靜壓/磁力磁力

58、/陶瓷）陶瓷）及其配置、軸承間隙調(diào)整和潤滑密封以及及其配置、軸承間隙調(diào)整和潤滑密封以及滿足工件的自動裝夾要求滿足工件的自動裝夾要求 l主軸的維護特點主軸的維護特點 1.主軸潤滑主軸潤滑 減少摩擦、帶走熱量，（磨損和熱變形）減少摩擦、帶走熱量，（磨損和熱變形）-循環(huán)潤滑方式：液壓泵供油強力潤滑和循環(huán)潤滑方式：液壓泵供油強力潤滑和 油脂潤滑油脂潤滑-油氣潤滑方式：定時定量把油霧送進軸油氣潤滑方式：定時定量把油霧送進軸 承空隙中承空隙中-噴注潤滑方式：較大流量的恒溫油噴注噴注潤滑方式：較大流量的恒溫油噴注 到主軸軸承（大容量恒溫油箱）到主軸軸承（大容量恒溫油箱）2.防泄露防泄露 l主軸故障診斷主軸故

59、障診斷故障現(xiàn)象故障原因故障現(xiàn)象故障原因1.1.主軸發(fā)熱軸承損傷或不清潔、軸承油主軸發(fā)熱軸承損傷或不清潔、軸承油 脂耗盡或油脂過多、軸承間脂耗盡或油脂過多、軸承間 隙過小隙過小2.2.主軸強力電機與主軸傳動的皮帶過松、主軸強力電機與主軸傳動的皮帶過松、切削停轉(zhuǎn)皮帶表面有油、離合器松切削停轉(zhuǎn)皮帶表面有油、離合器松3.3.潤滑油泄漏潤滑油過量、密封件損傷或潤滑油泄漏潤滑油過量、密封件損傷或失效、管件損壞失效、管件損壞l主軸故障診斷主軸故障診斷故障現(xiàn)象故障原因故障現(xiàn)象故障原因4. 主軸噪聲缺少潤滑、皮帶輪動平衡主軸噪聲缺少潤滑、皮帶輪動平衡 （振動）（振動） 不佳、帶輪過緊、齒輪磨不佳、帶輪過緊、齒輪

60、磨 損或嚙合間隙過大、軸承損或嚙合間隙過大、軸承 損壞損壞5.主軸沒有或主軸沒有或 油泵轉(zhuǎn)向不正確、油管或油泵轉(zhuǎn)向不正確、油管或 潤滑不足潤滑不足 濾油器堵塞、油壓不足濾油器堵塞、油壓不足l主軸故障診斷主軸故障診斷故障現(xiàn)象故障原因故障現(xiàn)象故障原因6. 刀具不能刀具不能 蝶形彈簧位移量太小、刀蝶形彈簧位移量太小、刀 夾緊夾緊 具松夾彈簧上螺母松動具松夾彈簧上螺母松動7.刀具夾緊后刀具夾緊后 刀具松夾彈簧壓合過緊、刀具松夾彈簧壓合過緊、 不能松開不能松開 液壓缸壓力和行程不夠液壓缸壓力和行程不夠l滾珠絲杠螺母副的維護滾珠絲杠螺母副的維護1.軸向間隙的調(diào)整軸向間隙的調(diào)整 保證反向傳動精度和軸向剛度（