第五章數(shù)控機床的故障診斷與維修

1、目錄目錄任務一任務一 數(shù)控機床的維護與故障診斷方法數(shù)控機床的維護與故障診斷方法任務三任務三 數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷與維修數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷與維修任務四任務四 伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修任務二任務二 數(shù)控機床機械裝置的故障診斷與維修數(shù)控機床機械裝置的故障診斷與維修目錄目錄知識目標知識目標 1了解數(shù)控機床維修的重要意義，明確數(shù)控機床的故障分類； 2熟悉數(shù)控機床機械部分的故障現(xiàn)象； 3. 熟悉數(shù)控系統(tǒng)的基礎知識和常見故障現(xiàn)象； 4. 熟悉伺服系統(tǒng)的相關知識，熟悉主軸伺服系統(tǒng)及進給伺服系統(tǒng)的常見故障現(xiàn)象。目錄目錄技能目標技能目標 1. 能夠根據(jù)技術資料，完成數(shù)控機床的日常維護與管理；

2、 2. 能夠利用維修設備及工具，正確分析故障類型； 3. 能夠對數(shù)控機床機械系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)以及伺服系統(tǒng)的常見故障進行診斷與排除。目錄目錄1.1.數(shù)控機床的數(shù)控機床的操作維護操作維護2.2.數(shù)控數(shù)控機床的機床的日常維日常維護護3.3.數(shù)控數(shù)控機床的機床的定期維定期維護護目錄目錄目錄目錄1234567直觀法直觀法系統(tǒng)自診斷法系統(tǒng)自診斷法參數(shù)檢查法參數(shù)檢查法功能測試法功能測試法部件交換法部件交換法測量比較測量比較原理分析法原理分析法目錄目錄數(shù)控機床的故障診斷要求與原則數(shù)控機床的故障診斷要求與原則1.1.對操作和維護數(shù)控機床人員的要求對操作和維護數(shù)控機床人員的要求 善于思考，具有善于思考，具有較強的動

3、手能力較強的動手能力具有較廣的知識面具有較廣的知識面 具備專業(yè)外語基礎具備專業(yè)外語基礎 1）3） 2）目錄目錄2.2.數(shù)控機床診斷的基本原則數(shù)控機床診斷的基本原則（1 1）充分調(diào)查故充分調(diào)查故障，先外部障，先外部后內(nèi)部后內(nèi)部（4 4）先簡后先簡后繁繁（2 2）先機械后先機械后電氣電氣（3 3）先靜后動先靜后動目錄目錄 1. 1.主軸組件主軸組件3)3)主軸準停以及拉刀結構主軸準停以及拉刀結構 1) 1)主軸軸承主軸軸承 2) 2)刀具自動裝卸及吹屑裝置刀具自動裝卸及吹屑裝置目錄目錄2.2.主軸組件的日常維護主軸組件的日常維護1 1）維護特點）維護特點（1）潤滑潤滑（2）清潔清潔目錄目錄2 2）

4、主傳動鏈的維護）主傳動鏈的維護 （1）注意數(shù)控機床的使用范圍，不能超性能使用注意數(shù)控機床的使用范圍，不能超性能使用。 （2）每天檢查主軸潤滑恒溫油箱，確保油量充足，以每天檢查主軸潤滑恒溫油箱，確保油量充足，以保證正常工作保證正常工作。 （3）經(jīng)常檢查各處密封，以防止?jié)櫥托孤┙?jīng)常檢查各處密封，以防止?jié)櫥托孤?。目錄目?（4）經(jīng)常檢查壓縮空氣氣壓，以保證有足夠的氣壓用經(jīng)常檢查壓縮空氣氣壓，以保證有足夠的氣壓用以清理主軸錐孔的灰塵和切屑，并保持主軸錐孔和刀柄的以清理主軸錐孔的灰塵和切屑，并保持主軸錐孔和刀柄的清潔，保證換刀過程的正常進行清潔，保證換刀過程的正常進行。 （5）使用帶傳動的主傳動系統(tǒng)

5、，須定期調(diào)整傳動帶的使用帶傳動的主傳動系統(tǒng)，須定期調(diào)整傳動帶的松緊，以免傳動帶打滑松緊，以免傳動帶打滑。目錄目錄3.3.主傳動系統(tǒng)常見故障的診斷與維修方法主傳動系統(tǒng)常見故障的診斷與維修方法目錄目錄目錄目錄目錄目錄目錄目錄 某加工中心主軸在運轉時抖動，主軸某加工中心主軸在運轉時抖動，主軸 箱噪聲增大，影響箱噪聲增大，影響加工質(zhì)量。加工質(zhì)量。 （1 1）故障分析。經(jīng)檢查主軸箱和直流主軸電動機）故障分析。經(jīng)檢查主軸箱和直流主軸電動機 正常，接著檢查主軸電動機的控制系統(tǒng)。測得的速度正常，接著檢查主軸電動機的控制系統(tǒng)。測得的速度 指令信號正常，而速度反饋信號出現(xiàn)不應有的脈沖信號，問題出指令信號正常，而速

6、度反饋信號出現(xiàn)不應有的脈沖信號，問題出在速度檢測元件上。在速度檢測元件上。 （2 2）故障排除。經(jīng)檢查，測速發(fā)電機炭刷完好，但換向器因）故障排除。經(jīng)檢查，測速發(fā)電機炭刷完好，但換向器因炭粉堵塞而造成繞組斷路，使測得的反饋信號出現(xiàn)規(guī)律性的脈沖，炭粉堵塞而造成繞組斷路，使測得的反饋信號出現(xiàn)規(guī)律性的脈沖，導致速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)不平穩(wěn)，使驅動系統(tǒng)輸出的電流忽大忽小，導致速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)不平穩(wěn)，使驅動系統(tǒng)輸出的電流忽大忽小，從而造成電動機軸的抖動。用酒精清洗換向器，徹底消除炭粉，從而造成電動機軸的抖動。用酒精清洗換向器，徹底消除炭粉，即排除故障。即排除故障。目錄目錄1 1. .滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠螺母副

7、1 1）滾珠絲杠螺母副的結構）滾珠絲杠螺母副的結構滾滾珠珠絲絲杠杠螺螺母母副副目錄目錄2 2）滾珠絲杠螺母副的支承形式）滾珠絲杠螺母副的支承形式滾珠絲杠常用支承方式滾珠絲杠常用支承方式目錄目錄滾珠絲杠螺母副的支承形式滾珠絲杠螺母副的支承形式目錄目錄3 3）滾珠絲杠螺母副的維護）滾珠絲杠螺母副的維護（1） （2） （3） （4）（5）軸向間隙的調(diào)整軸向間隙的調(diào)整軸承的定期檢查軸承的定期檢查 電滾珠絲杠螺母副電滾珠絲杠螺母副的潤滑的潤滑滾珠絲杠螺母副的防護滾珠絲杠螺母副的防護 清洗清洗目錄目錄4 4）滾珠絲杠螺母副常見故障的診斷與維修方）滾珠絲杠螺母副常見故障的診斷與維修方法法目錄目錄目錄目錄目錄

8、目錄目錄目錄2 2. .數(shù)控機床的導軌副數(shù)控機床的導軌副1 1）數(shù)控機床常用導軌副）數(shù)控機床常用導軌副（1 1）滑動導軌滑動導軌（2 2）滾動導軌滾動導軌（3 3）靜壓導軌靜壓導軌目錄目錄2 2）導軌副的維護）導軌副的維護間隙調(diào)整間隙調(diào)整滾動導軌的滾動導軌的預緊預緊AB導軌的防護導軌的防護D導軌的潤滑導軌的潤滑C目錄目錄3 3）導軌副常見故障的診斷與維修）導軌副常見故障的診斷與維修目錄目錄1 1. .自動換刀裝置的形式自動換刀裝置的形式1 1）回轉刀架換刀）回轉刀架換刀11活塞；活塞； 22刀架體；刀架體； 33齒輪；齒輪； 44齒圈；齒圈； 55空套齒輪；空套齒輪； 66活塞；活塞； 77齒

9、輪；齒輪；88齒條；齒條； 9 9固定插銷；固定插銷； 1010活動插銷；活動插銷； 1111觸頭；觸頭； 1212推桿推桿六角回轉刀架六角回轉刀架目錄目錄2 2）轉塔頭式換刀裝置換刀）轉塔頭式換刀裝置換刀11軸承；軸承； 22螺釘；螺釘； 33頂桿；頂桿； 4 4、1313、1414齒輪；齒輪； 55操縱桿；操縱桿； 66中心液壓缸；中心液壓缸； 77活塞；活塞； 8 8、1010推力球軸承；推力球軸承；99轉塔刀架；轉塔刀架； 1111、1212鼠齒盤；鼠齒盤； 1515主軸；主軸； 1616端蓋；端蓋； 1717螺母；螺母； 1818套筒套筒轉塔刀架轉塔刀架目錄目錄機械手和轉塔頭配合刀庫

10、換刀的自動換刀過程機械手和轉塔頭配合刀庫換刀的自動換刀過程1刀庫； 2換刀機械手； 3、4刀具主軸； 5轉塔頭； 6工件； 7工作臺 2 2. .帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)帶刀庫的自動換刀系統(tǒng)目錄目錄3 3. .刀具交換裝置刀具交換裝置1 1）利用刀庫與機床主軸的相對運動實現(xiàn)刀具交換的裝置）利用刀庫與機床主軸的相對運動實現(xiàn)刀具交換的裝置11主軸箱；主軸箱； 2 2主軸；主軸； 3 3刀具；刀具； 4 4工件；工件； 5 5刀庫刀庫數(shù)控立式鏜銑床數(shù)控立式鏜銑床目錄目錄2 2）機械手）機械手各種形式的機械手各種形式的機械手目錄目錄4 4. .自動換刀系統(tǒng)的維護要點自動換刀系統(tǒng)的維護要點（1 1） 禁止將

11、超重、超長刀具裝入刀庫，以免發(fā)生掉刀、碰撞事故。（2 2） 對應選刀方式，注意刀具的放置位置。（3 3） 檢查刀庫的回零位置，保證換刀動作的完成。（4 4） 注意保持刀柄、刀套的清潔。目錄目錄（5 5） 將刀具均衡地置于刀庫上。（6 6） 檢查機械手液壓系統(tǒng)壓力及鎖緊裝置是否可靠。目錄目錄數(shù)控回轉工作臺的故障診斷與維修數(shù)控回轉工作臺的故障診斷與維修1.1.數(shù)控回轉工作臺的類型數(shù)控回轉工作臺的類型1）用于開環(huán)系統(tǒng)中的用于開環(huán)系統(tǒng)中的數(shù)控回轉工作臺數(shù)控回轉工作臺2）齒盤式分度工作臺齒盤式分度工作臺目錄目錄11電液脈沖馬達；電液脈沖馬達； 22偏心環(huán)；偏心環(huán)； 33從動齒輪；從動齒輪； 44銷釘；銷

12、釘； 55鎖緊瓦；鎖緊瓦； 66套筒；套筒；77螺釘；螺釘；88絲杠；絲杠；99蝸桿；蝸桿； 1010蝸輪；蝸輪； 1111主動齒輪；主動齒輪； 1212、1313軸承軸承; ; 1414光柵；光柵； 1515底座；底座； 1616鋼球；鋼球；1717彈簧；彈簧； 1818活塞；活塞； 1919液壓缸；液壓缸； 2020、2121夾緊瓦夾緊瓦JCS-JCS-013013型自動換刀數(shù)控臥式鏜銑床的數(shù)控回轉工作臺型自動換刀數(shù)控臥式鏜銑床的數(shù)控回轉工作臺目錄目錄齒盤式分度工作臺齒盤式分度工作臺1、7管道； 2、3推桿； 4擋塊； 5擋鐵； 6右腔； 8活塞； 9左腔目錄目錄2.2.數(shù)控回轉工作臺常見

13、故障的診斷及維修方法數(shù)控回轉工作臺常見故障的診斷及維修方法目錄目錄目錄目錄1.FANUC1.FANUC數(shù)控系統(tǒng)簡介數(shù)控系統(tǒng)簡介 FANUC公司創(chuàng)建于1956年，1959年首先推出電液步進電動機。20世紀70年代FANUC公司，一方面從GETTES公司引進直流伺服電動機制造技術，一方面與SIEMENS公司合作，學習其先進的硬件技術。1976年FANUC公司成功開 發(fā)出數(shù)控系統(tǒng)5，后與SIEMENS公司聯(lián)合開發(fā)出數(shù) 控系統(tǒng)7，是世界上最大的專業(yè)數(shù)控生產(chǎn)廠家之一。目錄目錄FANUC 0i-FANUC 0i-C C數(shù)控系統(tǒng)的部件連接圖數(shù)控系統(tǒng)的部件連接圖目錄目錄2.SIEMENS2.SIEMENS數(shù)控

14、系統(tǒng)簡介數(shù)控系統(tǒng)簡介 SINUMERIK 810820是西門子公司20世紀80年代中期開發(fā)的CNC、PLC一體型控制系統(tǒng)，它適合于普通車、銑、磨床的控制，系統(tǒng)結構簡單、體積小、可靠性高，在20世紀80年代末、90年 代初的數(shù)控機床廠使用較廣。目錄目錄1 1. .數(shù)控系統(tǒng)的使用檢查數(shù)控系統(tǒng)的使用檢查 1)1)數(shù)控系統(tǒng)通電前的數(shù)控系統(tǒng)通電前的檢查檢查2)2)數(shù)控系統(tǒng)通電后的數(shù)控系統(tǒng)通電后的檢查檢查 目錄目錄2 2. .數(shù)控系統(tǒng)的日常維護數(shù)控系統(tǒng)的日常維護 （1 1） 針對所使用機床制定數(shù)控系統(tǒng)維護制度，并且在日常工作中嚴格執(zhí)行該制度。（2 2） 盡量少開數(shù)控柜門和強電柜的門。（3 3） 定時清理數(shù)

15、控裝置的散熱通風系統(tǒng)。（4 4） 注意數(shù)控系統(tǒng)的輸入/輸出裝置的定期維護。（5 5） 定期檢查和更換直流電動機電刷，此項維護針對的是采用直流伺服電機的數(shù)控機床。目錄目錄（6 6） 經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)裝置用的電網(wǎng)電壓。數(shù)控系統(tǒng)正常工作要求較穩(wěn)定的電網(wǎng)電壓，允許在一定范圍內(nèi)波動。（7 7） 存儲器用電池的定期檢查和更換。（8 8） 數(shù)控系統(tǒng)長期不用時的維護。（9 9） 備用印制電路板的維護。（1010） 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時的處理。目錄目錄目錄目錄目錄目錄目錄目錄 數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法 1. 1.自診斷技術自診斷技術 3）脫機診斷）脫機診斷 目錄目錄 2. 2.人工診斷技術人工

16、診斷技術（5 5）原理分析法原理分析法（1 1）功能程序功能程序測試法測試法（4 4）直觀法直觀法（2 2）參數(shù)檢查法參數(shù)檢查法（3 3）備件置換法備件置換法目錄目錄 3. 3.高級診斷技術高級診斷技術2）1）3）診斷專家系統(tǒng)診斷專家系統(tǒng)自修復診斷自修復診斷通訊診斷系統(tǒng)通訊診斷系統(tǒng)目錄目錄主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修方法主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修方法目錄目錄目錄目錄進給伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修方法進給伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修方法目錄目錄目錄目錄伺伺服服電電動動機機的的分分類類及及特特點點目錄目錄目錄目錄伺伺服服電電動動機機的的常常見見故故障障診診斷斷與與維維修修方方法法目錄目錄1 1. .直

17、流伺服電動機的日常維護直流伺服電動機的日常維護（1）（2）（3）每天在機床運行每天在機床運行時的維護檢查時的維護檢查直流伺服電動機的定期直流伺服電動機的定期檢查檢查每半年一次（最少也要每年一次）每半年一次（最少也要每年一次）的定期檢查的定期檢查目錄目錄2 2. .交流伺服電動機的維護護交流伺服電動機的維護護 交流伺服電動機與直流伺服電動機相比，最大的優(yōu)點是不存在電刷維護的問題。應用于進給驅動的交流伺服電動機多采用交流永磁同步電動機。目錄目錄位置檢測系統(tǒng)的故障診斷與維修方法位置檢測系統(tǒng)的故障診斷與維修方法位置檢測系統(tǒng)的故障診斷、維修與維護位置檢測系統(tǒng)的故障診斷、維修與維護1.1.位置檢測系統(tǒng)的故

18、障診斷與維修目錄目錄目錄目錄2.2.位置檢測元件的維護位置檢測元件的維護1 1）自修復診斷自修復診斷2 2）診斷專家系統(tǒng)診斷專家系統(tǒng)1 1）光柵的維護）光柵的維護目錄目錄2 2）光電脈沖編碼）光電脈沖編碼器的維護器的維護 （1）防污和防振防污和防振。 （2）防松。防松。目錄目錄3 3）感應同步器的）感應同步器的維護維護 （1）安裝時，必須保持定尺和滑尺相對平行，且定尺安裝時，必須保持定尺和滑尺相對平行，且定尺固定螺栓不得超過尺面，調(diào)整間隙在固定螺栓不得超過尺面，調(diào)整間隙在0.090.15 mm為宜為宜。 （2）不要損壞定尺表面耐切削液涂層和滑尺表面一層不要損壞定尺表面耐切削液涂層和滑尺表面一層帶絕緣層的鋁箔，否則會腐蝕厚度較小的電解銅箔帶絕緣層的鋁箔，否則會腐蝕厚度較小的電解銅箔。 （3）接線時要分清滑尺的正弦繞組和余弦繞組，其阻接線時要分清滑尺的正弦繞組和余弦繞組，其阻值基本相同，這兩個繞組必須分別接入勵磁電壓值基本相同，這兩個繞組必須分別接入勵磁電壓。目錄目錄4 4）旋轉變壓器的）旋轉變壓器的維護維護 （1） 接線時，定子上有相等匝數(shù)的勵磁繞組和補償繞組，轉接線時，定子上有相等匝數(shù)的勵磁繞組和補償繞組，轉子上也有相等匝數(shù)的正弦繞組和余弦繞組，但轉子和定子的子上也有相等匝數(shù)的正弦繞組和余弦繞組，但轉子和定子的繞組阻值不同，一般定子的電阻阻值稍大，有時補償繞組自繞組阻值