數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的課件

1、第1章 緒言項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)項(xiàng)目二 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的目的與要求項(xiàng)目三 數(shù)控機(jī)床的故障處理項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法1項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)一、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展過(guò)程 1.國(guó)外數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展 從1952年美國(guó)麻省理工學(xué)院研制出第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑床到現(xiàn)在，經(jīng)歷了以下六個(gè)發(fā)展階段: 第一階段(1952年)電子管階段; 第二階段(1960年)晶體管和印刷電路板階段; 第三階段(1965年)小規(guī)模集成電路階段; 第四階段(1970年)小型計(jì)算機(jī)階段;返回下一頁(yè)2項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) 第五階段(1974年)微處理器或微型計(jì)算機(jī)階段; 第六階段(20世紀(jì)90年代后)基于PC-NC

2、的智能數(shù)控系統(tǒng)階段。 其中前三階段的數(shù)控系統(tǒng)是屬于采用專(zhuān)用控制計(jì)算機(jī)的硬邏輯(硬線(xiàn))數(shù)控系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)NC (Numerical Control )，目前已被淘汰。后三個(gè)階段的數(shù)控系統(tǒng)由于以計(jì)算機(jī)為核心，即計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)CNC (Computer Numerical Control)。返回下一頁(yè)上一頁(yè)3項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) 2.我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)1958年開(kāi)始研制數(shù)控機(jī)床，也經(jīng)歷了上述六個(gè)發(fā)展階段，取得很大的發(fā)展，國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)有武漢華中數(shù)控系統(tǒng)、北京航天機(jī)床數(shù)控集團(tuán)航天數(shù)控系統(tǒng)、中科院沈陽(yáng)計(jì)算機(jī)所藍(lán)天數(shù)控系統(tǒng)、中國(guó)珠峰數(shù)控公司中華數(shù)控系統(tǒng)等。返回下一頁(yè)上一頁(yè)4項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)

3、床的基本知識(shí)二、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì) 到20世紀(jì)80年代，總體發(fā)展趨勢(shì)是:數(shù)控裝置由NC向CNC發(fā)展;廣泛采用32位CPU組成多微處理器系統(tǒng);提高系統(tǒng)的集成度，縮小體積，采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和功能升級(jí)，滿(mǎn)足不同類(lèi)型數(shù)控機(jī)床的需要;驅(qū)動(dòng)裝置向交流、數(shù)字化方向發(fā)展;CNC裝置向人工智能化方向發(fā)展;采用新型的自動(dòng)編程系統(tǒng);增強(qiáng)通信功能;數(shù)控系統(tǒng)可靠性不斷提高?？傊?，數(shù)控機(jī)床技術(shù)不斷發(fā)展，功能越來(lái)越完善，使用越來(lái)越方便，可靠性越來(lái)越高，性能價(jià)格比也越來(lái)越高。返回下一頁(yè)上一頁(yè)5項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) (一)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的發(fā)展趨勢(shì) 1.新一代數(shù)控系統(tǒng)采用開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu) 進(jìn)入20世紀(jì)90年代

4、以來(lái)，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，推動(dòng)數(shù)控機(jī)床技術(shù)更快的更新?lián)Q代。世界上許多數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家利用PC機(jī)豐富的軟硬件資源開(kāi)發(fā)開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)。開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性，并向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向大大發(fā)展。返回下一頁(yè)上一頁(yè)6項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) 開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)可以大量采用通用微機(jī)的先進(jìn)技術(shù)，如多媒體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)聲控自動(dòng)編程、圖形掃描自動(dòng)編程等。數(shù)控系統(tǒng)繼續(xù)向高集成度方向發(fā)展，每個(gè)芯片上可以集成更多個(gè)晶體管，使系統(tǒng)體積更小，更加小型化、微型化?？煽啃源蟠筇岣摺＠枚郈PU的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)排除;增強(qiáng)通信功能，提高進(jìn)線(xiàn)、聯(lián)網(wǎng)能力。返回下一頁(yè)上一頁(yè)7項(xiàng)目

5、一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) 開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)，其硬件、軟件和總線(xiàn)規(guī)范都是對(duì)外開(kāi)放的，由于有充足的軟、硬件資源可供利用，不僅使數(shù)控系統(tǒng)制造商和用戶(hù)進(jìn)行的系統(tǒng)集成得到有力的支持，而且也為用戶(hù)的二次開(kāi)發(fā)帶來(lái)極大方便，促進(jìn)了數(shù)控系統(tǒng)多檔次、多品種的開(kāi)發(fā)和廣泛應(yīng)用，既可通過(guò)升檔或剪裁構(gòu)成各種檔次的數(shù)控系統(tǒng)，又可通過(guò)擴(kuò)展構(gòu)成不同類(lèi)型數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)生產(chǎn)周期大大縮短。這種數(shù)控系統(tǒng)可隨CPU升級(jí)而升級(jí)，結(jié)構(gòu)上不必變動(dòng)。返回下一頁(yè)上一頁(yè)8項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) 2.新一代數(shù)控系統(tǒng)控制性能大大提高 數(shù)控系統(tǒng)在控制性能上向智能化發(fā)展。隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)引入了自適應(yīng)控

6、制、模糊系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制機(jī)理，不但具有自動(dòng)編程、前饋控制、模糊控制、學(xué)習(xí)控制、自適應(yīng)控制、工藝參數(shù)自動(dòng)生成、三維刀具補(bǔ)償、運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)裙δ埽胰藱C(jī)界面極為友好，并具有故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)使自診斷和故障監(jiān)控功能更趨完善。伺服系統(tǒng)智能化的主軸交流驅(qū)動(dòng)和智能化進(jìn)給伺服裝置，能自動(dòng)識(shí)別負(fù)載并自動(dòng)優(yōu)化調(diào)整參數(shù)。直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已實(shí)用化。返回下一頁(yè)上一頁(yè)9項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) 總之，新一代數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)水平大大提高，促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床性能向高精度、高速度、高柔性化方向發(fā)展，使柔性自動(dòng)化加工技術(shù)水平不斷提高。返回下一頁(yè)上一頁(yè)10項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) (二)數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì) 為了滿(mǎn)足市場(chǎng)和科學(xué)技

7、術(shù)發(fā)展的需要，為了達(dá)到現(xiàn)代制造技術(shù)，對(duì)數(shù)控技術(shù)提出的更高的要求。當(dāng)前，世界數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。返回下一頁(yè)上一頁(yè)11項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) 1.高速化 機(jī)床向高速化方向發(fā)展，可充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量和精度。超高速加工技術(shù)對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu)質(zhì)、低成本生產(chǎn)有廣泛的適用性。返回下一頁(yè)上一頁(yè)12項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) 新一代數(shù)控機(jī)床(含加工中心)只有通過(guò)高速化大幅度縮短切削工時(shí)才可能進(jìn)一步提高其生產(chǎn)率。超高速加工特別是超高速銑削與新一代高速數(shù)控機(jī)床特別是高速加工中心的開(kāi)發(fā)應(yīng)用緊密相關(guān)。20世

8、紀(jì)90年代以來(lái)，歐洲各國(guó)及美、日爭(zhēng)相開(kāi)發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機(jī)床，加快機(jī)床高速化發(fā)展步伐。高速主軸單元(電主軸，轉(zhuǎn)速15 000一100 000 r/min )、高速且高加/減速度的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件(快移速度60一120 m/mi切削進(jìn)給速度高達(dá)60 m/min)、高性能數(shù)控和伺服系統(tǒng)以及數(shù)控工具系統(tǒng)都出現(xiàn)了新的突破，達(dá)到了新的技術(shù)水平。返回下一頁(yè)上一頁(yè)13項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) 隨著超高速切削機(jī)理、超硬耐磨長(zhǎng)壽命刀具材料和磨料磨具、大功率高速電主軸、高加/減速度直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給部件以及高性能控制系統(tǒng)(含監(jiān)控系統(tǒng))和防護(hù)裝置等一系列技術(shù)領(lǐng)域中關(guān)鍵技術(shù)的解決，應(yīng)不失時(shí)機(jī)地開(kāi)發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機(jī)床

9、。返回下一頁(yè)上一頁(yè)14項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) 依靠快速、準(zhǔn)確的數(shù)字量傳遞技術(shù)對(duì)高性能的機(jī)床執(zhí)行部件進(jìn)行高精密度、高響應(yīng)速度的實(shí)時(shí)處理，由于采用了新型刀具，車(chē)削和銑削的切削速度已達(dá)到5 000 8 000 m/min以上;主軸轉(zhuǎn)數(shù)在30 000 r/min(有的高達(dá)10萬(wàn)r/min)以上;工作臺(tái)的移動(dòng)速度(進(jìn)給速度)在分辨率為1 m時(shí)，在100 m/min(有的到200 m/min)以上，在分辨率為0. 1 m時(shí)，在24 m/min以上;自動(dòng)換刀速度在1s以?xún)?nèi);小線(xiàn)段插補(bǔ)進(jìn)給速度達(dá)到12 m/min。返回下一頁(yè)上一頁(yè)15項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) 根據(jù)高效率、大批量生產(chǎn)需求和電子驅(qū)動(dòng)技術(shù)的飛

10、速發(fā)展，高速直線(xiàn)電機(jī)的推廣應(yīng)用，開(kāi)發(fā)出一批高速、高效的高速響應(yīng)的數(shù)控機(jī)床以滿(mǎn)足汽車(chē)、農(nóng)機(jī)等行業(yè)的需求。還由于新產(chǎn)品更新?lián)Q代周期加快，模具、航空、軍事等工業(yè)的加工零件不但復(fù)雜而且品種增多。返回下一頁(yè)上一頁(yè)16項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) 2.高精度 從精密加工發(fā)展到超精密加工(特高精度加工)，是世界各工業(yè)強(qiáng)國(guó)致力發(fā)展的方向。其精度從微米級(jí)到亞微米級(jí)，乃至納米級(jí)(10nm)，其應(yīng)用范圍口趨廣泛。超精密加工主要包括超精密切削(車(chē)、銑)、超精密磨削、超精密研磨拋光以及超精密特種加工(三束加工及微細(xì)電火花加工、微細(xì)電解加工和各種復(fù)合加工等)。返回下一頁(yè)上一頁(yè)17項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)

11、的發(fā)展，對(duì)超精密加工技術(shù)不斷提出了新的要求。新材料及新零件的出現(xiàn)，更高精度要求的提出等都需要超精密加工工藝，發(fā)展新型超精密加工機(jī)床，完善現(xiàn)代超精密加工技術(shù)，以適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展。 當(dāng)前，機(jī)械加工高精度的要求如下:普通的加工精度提高了一倍，達(dá)到5 m ;精密加工精度提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，超精密加工精度進(jìn)入納米級(jí)( 0. 001 m )，主軸回轉(zhuǎn)精度要求達(dá)到0.010. 05 m，加工圓度為0. 1 m，加工表面粗糙度Ra =0.003 m等。返回下一頁(yè)上一頁(yè)18項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) 精密化是為了適應(yīng)高新技術(shù)發(fā)展的需要，也是為了提高普通機(jī)電產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性，減少其裝配時(shí)的工作量從而提高裝

12、配效率的需要。隨著高新技術(shù)的發(fā)展和對(duì)機(jī)電產(chǎn)品性能與質(zhì)量要求的提高，機(jī)床用戶(hù)對(duì)機(jī)床加工精度的要求也越來(lái)越高為了滿(mǎn)足用戶(hù)的需要，近10多年來(lái)，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由 10 m提高到 5 m,精密級(jí)加工中心的加工精度則從 (3 5) m,提高到 (11. 5) m。返回下一頁(yè)上一頁(yè)19項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) 3.高可靠性 數(shù)控系統(tǒng)的可靠性要高于被控設(shè)備的可靠性在一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，但也不是可靠性越高越好，仍然是適度可靠，因?yàn)槭巧唐?，受性能價(jià)格比的約束。對(duì)于每天工作兩班的無(wú)人工廠而言，如果要求在16小時(shí)內(nèi)連續(xù)正常工作，無(wú)故障率P(t)=99%以上的話(huà)，則數(shù)控機(jī)床的平均無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間MTB F就必

13、須大于3 000小時(shí)。MTB F大于3 000小時(shí)，對(duì)于由不同數(shù)量的數(shù)控機(jī)床構(gòu)成的無(wú)人化工廠差別就大多了。返回下一頁(yè)上一頁(yè)20項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) 我們只對(duì)一臺(tái)數(shù)控機(jī)床而言，如主機(jī)與數(shù)控系統(tǒng)的失效率之比為10: 1的話(huà)(數(shù)控的可靠比主機(jī)高一個(gè)數(shù)量級(jí))。此時(shí)數(shù)控系統(tǒng)的MTB F就要大于33 333. 3小時(shí)，而其中的數(shù)控裝置、主軸及驅(qū)動(dòng)等的MTBF就必須大于10萬(wàn)小時(shí)。 當(dāng)前國(guó)外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6 000小時(shí)以上，驅(qū)動(dòng)裝置達(dá)30 000小時(shí)以上。返回下一頁(yè)上一頁(yè)21項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) 4.模塊化 機(jī)床結(jié)構(gòu)模塊化，數(shù)控功能專(zhuān)門(mén)化，機(jī)床性能價(jià)格比顯著提高并加快優(yōu)化。為了適應(yīng)數(shù)控

14、機(jī)床多品種、小批量的特點(diǎn)，機(jī)床結(jié)構(gòu)模塊化，數(shù)控功能專(zhuān)門(mén)化，機(jī)床性能價(jià)格比顯著提高并加快優(yōu)化。個(gè)性化是近幾年來(lái)特別明顯的發(fā)展趨勢(shì)。返回下一頁(yè)上一頁(yè)22項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) 5.智能化 智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面:為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成;為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便方面的智能化，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型、自整定等;簡(jiǎn)化編程、簡(jiǎn)化操作方面的智能化，如智能化的自動(dòng)編程，智能化的人機(jī)界面等;智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容，方便系統(tǒng)的診斷及維修等。返回下一頁(yè)上一頁(yè)23項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) 6.柔性化和集成

15、化 數(shù)控機(jī)床向柔性自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)是:從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床)、線(xiàn)(FMC、FMS、FTL、 FML )向面(工段車(chē)間獨(dú)立制造島、FA)、體(CIMS、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng))的方向發(fā)展，另一方面向注重應(yīng)用性和經(jīng)濟(jì)性方向發(fā)展。返回下一頁(yè)上一頁(yè)24項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí) 柔性自動(dòng)化技術(shù)是制造業(yè)適應(yīng)動(dòng)態(tài)市場(chǎng)需求及產(chǎn)品迅速更新的主要手段，是各國(guó)制造業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)，是先進(jìn)制造領(lǐng)域的基礎(chǔ)技術(shù)其重點(diǎn)是以提高系統(tǒng)的可靠性、實(shí)用化為前提，以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo);注重加強(qiáng)單元技術(shù)的開(kāi)拓、完善;CNC單機(jī)向高精度、高速度和高柔性方向發(fā)展;數(shù)控機(jī)床及其構(gòu)成柔性制造系統(tǒng)能方便地與CAD、

16、 CAM、 LAPP 、MTS聯(lián)結(jié)，向信息集成方向發(fā)展;網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開(kāi)放、集成和智能化方向發(fā)展。返回下一頁(yè)上一頁(yè)25項(xiàng)目一 數(shù)控機(jī)床的基本知識(shí)三、數(shù)控機(jī)床技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床集機(jī)械制造、計(jì)算機(jī)、氣動(dòng)、傳感檢測(cè)、液壓、光機(jī)電技術(shù)等一體，其優(yōu)點(diǎn)主要有下面幾點(diǎn): (1)能夠進(jìn)行復(fù)雜型面零件的加工，解決工藝難題。 (2)提高生產(chǎn)率。 (3)具有柔性。 (4)減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。返回上一頁(yè)26項(xiàng)目二 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的目的與要求一、數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的目的 數(shù)控機(jī)床綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、精密測(cè)量、現(xiàn)代機(jī)械制造和數(shù)據(jù)通信等多種技術(shù)，是機(jī)械加工領(lǐng)域中典型的機(jī)電一體化設(shè)備，適于多品種、中小批量的

17、復(fù)雜零件的加工。數(shù)控機(jī)床作為實(shí)現(xiàn)柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)和未來(lái)工廠自動(dòng)化(FA)的基礎(chǔ)已成為現(xiàn)代制造技術(shù)中不可缺少的設(shè)備，因此得到了巨大的發(fā)展。返回下一頁(yè)27項(xiàng)目二 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的目的與要求 要發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效率，就要求機(jī)床開(kāi)動(dòng)率高，這對(duì)數(shù)控機(jī)床提出了可靠性要求。衡量可靠性的主要指標(biāo)是平均無(wú)故障工作時(shí)間(Mean Time Between Fail-ures，MTB F ): MTBF=總工作時(shí)間/總故障次數(shù) 平均無(wú)故障工作時(shí)間是指設(shè)備在一個(gè)比較長(zhǎng)的使用過(guò)程中，兩次故障時(shí)間的平均時(shí)間。當(dāng)數(shù)控設(shè)備發(fā)生了故障，需要及時(shí)進(jìn)行排除。從開(kāi)始排除故障直到數(shù)控設(shè)備能正

18、常使用所需要的時(shí)間稱(chēng)為平均修復(fù)時(shí)間(Mean Time To Repair, MT-TR)，反映了數(shù)控設(shè)備的可維修性。返回下一頁(yè)上一頁(yè)28項(xiàng)目二 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的目的與要求 衡量數(shù)控機(jī)床的可靠性和可維修性的指標(biāo)是平均有效度A: A=MTB F/ ( MTB F+MTTR) 平均有效度是指可操縱的設(shè)備在某一時(shí)間內(nèi)維持其性能的概率，這是一個(gè)小于1的正數(shù)。數(shù)控機(jī)床故障的平均修復(fù)時(shí)間越短，則A就越接近1,那么數(shù)控機(jī)床的使用性能就越好。返回下一頁(yè)上一頁(yè)29項(xiàng)目二 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的目的與要求 近幾年全世界每年要生產(chǎn)幾千臺(tái)不同類(lèi)型與規(guī)格的數(shù)控機(jī)床，我國(guó)每年也有近千臺(tái)數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量。由于一些用

19、戶(hù)對(duì)數(shù)控機(jī)床的故障還不能及時(shí)作出正確的判斷和排除，并且機(jī)床生產(chǎn)單位因交通、通信、資金、技術(shù)人員的水平等因素不能及時(shí)派出維修人員到現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)，目前國(guó)內(nèi)各行業(yè)中的數(shù)控機(jī)床開(kāi)支率平均達(dá)到20%30%。返回下一頁(yè)上一頁(yè)30項(xiàng)目二 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的目的與要求 數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維修是數(shù)控機(jī)床使用過(guò)程中重要的組成部分，也是目前制約數(shù)控機(jī)床發(fā)揮作用的因素之一，因此學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的技術(shù)和方法有重要的意義。數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)廠商加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床的故障與維修的力量，可以提高數(shù)控機(jī)床的質(zhì)量，有利于數(shù)控機(jī)床的推廣和使用。數(shù)控機(jī)床的使用單位培養(yǎng)掌握數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的技術(shù)人員，有利于提高數(shù)控機(jī)床的使用率

20、。隨著數(shù)控機(jī)床的推廣和使用，培養(yǎng)更多的掌握數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的高素質(zhì)人才的任務(wù)也越來(lái)越迫切。返回下一頁(yè)上一頁(yè)31項(xiàng)目二 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的目的與要求二、數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的要求 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的基本要求是指導(dǎo)數(shù)控機(jī)床的工作環(huán)境、日常保養(yǎng)與維護(hù)及對(duì)數(shù)控機(jī)床操作員、維修人員的要求。返回下一頁(yè)上一頁(yè)32項(xiàng)目二 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的目的與要求 1.工作環(huán)境要求 良好的工作環(huán)境是提高數(shù)控機(jī)床可靠性的必要條件。數(shù)控機(jī)床的環(huán)境要求是綜合性的。數(shù)控機(jī)床需要有穩(wěn)定的機(jī)床基礎(chǔ)，否則數(shù)控機(jī)床的精度無(wú)法保證。精密數(shù)控機(jī)床有恒溫要求，普通數(shù)控機(jī)床沒(méi)有恒溫要求，但環(huán)境溫度過(guò)高會(huì)引起故障率的增加。

21、這是由于數(shù)控機(jī)床本身所使用的電子元器件有工作溫度的限制。返回下一頁(yè)上一頁(yè)33項(xiàng)目二 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的目的與要求 電子元器件的工作溫度一般要求在40 45以下，室溫達(dá)35時(shí)，使用中的數(shù)控機(jī)床計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)裝置內(nèi)和電氣柜內(nèi)的溫度可以達(dá)到40左右，其內(nèi)部的元器件很可能不能正常工作。數(shù)控機(jī)床的工作車(chē)間保持空氣流通和干凈?；覊m、油霧和金屬粉末會(huì)使得元器件之間絕緣電阻下降或短路，造成元器件損壞潮濕的環(huán)境會(huì)使印刷電路板、元器件、接插件、床身、電氣柜、機(jī)床防護(hù)罩銹蝕，造成接觸不良、控制失靈，機(jī)床的機(jī)械精度降低。返回下一頁(yè)上一頁(yè)34項(xiàng)目二 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的目的與要求 電網(wǎng)供電要滿(mǎn)足數(shù)控機(jī)床

22、正常運(yùn)行所需總?cè)萘康囊螅妷翰▌?dòng)不能超過(guò) 10%，否則要損壞電子元器件。為了安全和減少干擾，數(shù)控機(jī)床要求接地線(xiàn)。接地點(diǎn)要可靠，應(yīng)該與車(chē)間接地網(wǎng)相連或者單獨(dú)制作接地裝置，接地電阻要小于47 。數(shù)控機(jī)床的CNC裝置、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的抗干擾能力是有限度的，電磁干擾會(huì)導(dǎo)致數(shù)控系統(tǒng)失控，所以數(shù)控機(jī)床要遠(yuǎn)離焊機(jī)、大型吊車(chē)和產(chǎn)生強(qiáng)電磁干擾的設(shè)備放置。返回下一頁(yè)上一頁(yè)35項(xiàng)目二 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的目的與要求 2.日常保養(yǎng)和維護(hù)的要求 數(shù)控機(jī)床的維修包括了日常保養(yǎng)和維護(hù)。數(shù)控機(jī)床的日常保養(yǎng)和維護(hù)可以減少機(jī)械傳動(dòng)部件的磨損，延長(zhǎng)電子元器件的使用壽命，從而可能增加數(shù)控機(jī)床的可靠性和穩(wěn)定性。數(shù)控機(jī)床的維護(hù)和保養(yǎng)

23、有明確的規(guī)定，對(duì)此應(yīng)該嚴(yán)格遵守。返回下一頁(yè)上一頁(yè)36項(xiàng)目二 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的目的與要求 要經(jīng)常監(jiān)測(cè)CNC裝置使用的電網(wǎng)電壓，如果電壓超出波動(dòng)范圍，要使用穩(wěn)壓器。每天檢查CNC裝置和電氣柜內(nèi)各個(gè)軸流風(fēng)扇工作是否正常，視工作環(huán)境的情況，每隔一定的天數(shù)定期檢查風(fēng)道過(guò)濾裝置是否有堵塞現(xiàn)象，并及時(shí)清理除了定期的日常保養(yǎng)和維修外，要盡量少打開(kāi)CNC裝置和電氣柜，防止灰塵、油霧、金屬粉末和鐵屑進(jìn)入CNC裝置和電氣柜內(nèi)。返回下一頁(yè)上一頁(yè)37項(xiàng)目二 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的目的與要求 當(dāng)數(shù)控機(jī)床處于閑置狀況時(shí)，要經(jīng)常給CNC裝置和電氣柜通電，讓機(jī)床空運(yùn)行。這可以使對(duì)隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器(RAM)芯片維持供電的

24、電池保持良好的性能，電子元器件因通電發(fā)熱可能減少CNC裝置內(nèi)和電氣柜中的溫度。定期更換存儲(chǔ)器所使用的電池，備用模塊和備用的印刷電路板要定期安裝到CNC裝置內(nèi)通電，以防損壞。返回下一頁(yè)上一頁(yè)38項(xiàng)目二 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的目的與要求 3.操作員和維修人員的要求 對(duì)數(shù)控機(jī)床和相關(guān)設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的管理，才能保證數(shù)控機(jī)床有正常開(kāi)動(dòng)率?？茖W(xué)管理是一種綜合的技術(shù)，其中包括了對(duì)操作員和維修人員的要求。 操作員要熟悉數(shù)控機(jī)床的功能和操作，應(yīng)該嚴(yán)格遵照機(jī)床使用手冊(cè)的規(guī)定操作機(jī)床。數(shù)控機(jī)床是精密機(jī)床，不可作為通用機(jī)床使用。操作員要做好數(shù)控機(jī)床的日常保養(yǎng)和維護(hù)工作，使機(jī)床保持良好性能。返回下一頁(yè)上一頁(yè)39項(xiàng)目二

25、數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的目的與要求 數(shù)控機(jī)床有自診斷功能，為數(shù)控機(jī)床的故障診斷提供了有力的手段。但是數(shù)控機(jī)床的大部分故障表現(xiàn)為綜合故障，這需要維修人員進(jìn)行綜合分析、判斷故障發(fā)生的原因和部位，在較短的時(shí)間內(nèi)給予排除。因此操作員和維修人員除了需要有一定的維修經(jīng)驗(yàn)外，還要具有較寬的知識(shí)面，要了解計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)控制、傳感與檢測(cè)技術(shù)、電機(jī)控制、機(jī)床、加工工藝、液壓氣動(dòng)等方面的知識(shí)。返回下一頁(yè)上一頁(yè)40項(xiàng)目二 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的目的與要求 維修人員要閱讀數(shù)控機(jī)床的各種使用說(shuō)明書(shū):數(shù)控機(jī)床電氣使用說(shuō)明書(shū)、數(shù)控機(jī)床電氣原理圖、數(shù)控機(jī)床電氣互連圖、數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖、數(shù)控機(jī)床電氣參數(shù)、數(shù)控機(jī)床可

26、編程控制器(PLC)控制程序、數(shù)控系統(tǒng)操作手冊(cè)、數(shù)控系統(tǒng)編程手冊(cè)、數(shù)控機(jī)床安裝及維修手冊(cè)、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用說(shuō)明書(shū)。維修人員要熟悉數(shù)控編程和操作，對(duì)機(jī)床的結(jié)構(gòu)、電氣布局、電纜連接、PLC程序等要做到心中有數(shù)。返回下一頁(yè)上一頁(yè)41項(xiàng)目二 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的目的與要求 在處理故障的過(guò)程中，維修人員要認(rèn)真做好故障診斷和維修工作的文字記錄，歸類(lèi)存檔。 維修人員還應(yīng)該能正確使用各種常規(guī)檢測(cè)儀器，例如示波器、邏輯分析儀、頻譜分析儀等儀器。要學(xué)會(huì)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行電路仿真和故障檢測(cè)，這是故障診斷不可缺少的輔助手段) 。 返回下一頁(yè)上一頁(yè)42項(xiàng)目二 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的目的與要求三、本課程的學(xué)習(xí)任務(wù) (1

27、)掌握數(shù)控機(jī)床安裝、調(diào)試、驗(yàn)收的知識(shí)和驗(yàn)收機(jī)床精度的方法。 (2)熟悉數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、調(diào)整方法。 (3)掌握典型數(shù)控系統(tǒng)的軟、硬件知識(shí)，具有對(duì)典型數(shù)控系統(tǒng)故障進(jìn)行初步診斷及判斷的能力。 (4)熟悉數(shù)控機(jī)床維修的原則方法。返回上一頁(yè)43項(xiàng)目三 數(shù)控機(jī)床的故障處理一、數(shù)控機(jī)床故障的發(fā)生規(guī)律 數(shù)控機(jī)床故障是指數(shù)控機(jī)床失去了規(guī)定的功能。按照數(shù)控機(jī)床故障頻率的高低，機(jī)床的使用期可以分為三個(gè)階段(如圖1-1所示)，即初始運(yùn)行期(T1)、相對(duì)穩(wěn)定運(yùn)行期(T2)和衰老期(T3)。返回下一頁(yè)44項(xiàng)目三 數(shù)控機(jī)床的故障處理 數(shù)控機(jī)床從整機(jī)安裝調(diào)試后至運(yùn)行一年左右的時(shí)間稱(chēng)為機(jī)床初始運(yùn)行期。在這段時(shí)間內(nèi)，機(jī)械處于

28、磨合階段，部分電子元器件在電氣干擾中經(jīng)受不了初期的考驗(yàn)而損壞，所以數(shù)控機(jī)床在這段時(shí)間內(nèi)的故障相對(duì)較多。數(shù)控機(jī)床經(jīng)過(guò)了初始運(yùn)行期就進(jìn)入了相對(duì)穩(wěn)定期，機(jī)床在該期間仍然會(huì)產(chǎn)生故障，但是故障頻率相對(duì)減少，數(shù)控機(jī)床的相對(duì)穩(wěn)定期一般為710年。數(shù)控機(jī)床經(jīng)過(guò)相對(duì)穩(wěn)定期之后是數(shù)控機(jī)床的衰老期，由于機(jī)械的磨損、電氣元器件的品質(zhì)因數(shù)下降，數(shù)控機(jī)床的故障率又開(kāi)始增大。返回下一頁(yè)上一頁(yè)45項(xiàng)目三 數(shù)控機(jī)床的故障處理二、數(shù)控機(jī)床故障的類(lèi)型 數(shù)控機(jī)床故障的種類(lèi)很多，一般可以按起因、性質(zhì)、發(fā)生部位、自診斷、軟(硬)件故障等來(lái)分類(lèi)返回下一頁(yè)上一頁(yè)46項(xiàng)目三 數(shù)控機(jī)床的故障處理 1.數(shù)控機(jī)床的非關(guān)聯(lián)性和關(guān)聯(lián)性故障 故障按起因的

29、相關(guān)性可分為非關(guān)聯(lián)性故障和關(guān)聯(lián)性故障。所謂非關(guān)聯(lián)性故障是由于運(yùn)輸、安裝等原因造成的故障。關(guān)聯(lián)性故障可以分為系統(tǒng)性故障和隨機(jī)性故障，系統(tǒng)性故障是指數(shù)控機(jī)床在一定條件下必然出現(xiàn)的故障;隨機(jī)性故障是指偶然出現(xiàn)的故障。一般隨機(jī)性故障是由于機(jī)械結(jié)構(gòu)的局部松動(dòng)、系統(tǒng)控制軟件不完善、硬件工作特性曲線(xiàn)下降、電氣元器件品質(zhì)因數(shù)降低等原因造成。返回下一頁(yè)上一頁(yè)47項(xiàng)目三 數(shù)控機(jī)床的故障處理 2.數(shù)控機(jī)床的有診斷顯示故障和無(wú)診斷顯示故障 數(shù)控機(jī)床故障按有無(wú)診斷顯示分為有診斷顯示故障和無(wú)診斷顯示故障。有診斷顯示故障一般與控制部分有關(guān)，故障發(fā)生后可以根據(jù)故障報(bào)警信號(hào)判別故障的原因。無(wú)診斷顯示故障往往表現(xiàn)為工作臺(tái)停留在某

30、一位置不能運(yùn)動(dòng)，依靠手動(dòng)操作也無(wú)法使工人臺(tái)動(dòng)作，這類(lèi)故障的排除相對(duì)于有診斷顯示故障的排除難度要大。返回下一頁(yè)上一頁(yè)48項(xiàng)目三 數(shù)控機(jī)床的故障處理 3.數(shù)控機(jī)床的破壞性故障和非破壞性故障 數(shù)控機(jī)床故障按性質(zhì)可分為破壞性故障和非破壞性故障。對(duì)于短路、因伺服系統(tǒng)失控造成“飛車(chē)”等故障稱(chēng)為破壞性故障，在維修和排除這種故障時(shí)不允許故障重復(fù)出現(xiàn)，因此維修時(shí)有一定的難度;對(duì)于非破壞性故障，可以經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)、重演故障來(lái)析故障原因，故障的排除相對(duì)容易些。返回下一頁(yè)上一頁(yè)49項(xiàng)目三 數(shù)控機(jī)床的故障處理 4.數(shù)控機(jī)床的電氣故障和機(jī)械故障 數(shù)控機(jī)床故障按發(fā)生部位可分為電氣故障和機(jī)械故障。電氣故障一般發(fā)生在系統(tǒng)裝置、伺

31、服驅(qū)動(dòng)單元和機(jī)床電氣等控制部位。電氣故障一般是由于電氣元器件的品質(zhì)因數(shù)下降、元器件焊接松動(dòng)、接插件接觸不良或損壞等因素引起，這些故障表現(xiàn)為時(shí)有時(shí)無(wú)。例如，某電子元器件漏電流較大，工作一段時(shí)間后，其漏電流隨著環(huán)境溫度的升高而增大，導(dǎo)致元器件工作不正常，影響了相應(yīng)電路的正常工作。返回下一頁(yè)上一頁(yè)50項(xiàng)目三 數(shù)控機(jī)床的故障處理 當(dāng)環(huán)境溫度降低了以后，故障又消失了。這類(lèi)故障靠目測(cè)是很難查找的，一般要借助測(cè)量工具檢查工作電壓、電流或測(cè)量波形進(jìn)行分析。 機(jī)械故障一般發(fā)生在機(jī)械運(yùn)動(dòng)部位。機(jī)械故障可以分為功能型故障、動(dòng)作型故障、結(jié)構(gòu)型故障和使用型故障。返回下一頁(yè)上一頁(yè)51項(xiàng)目三 數(shù)控機(jī)床的故障處理 功能型故障

32、主要是指工件加工精度方面的故障，這些故障是可以發(fā)現(xiàn)的，例如加工精度不穩(wěn)定、誤差大等。動(dòng)作型故障是指機(jī)床的各種動(dòng)作故障，表現(xiàn)為主軸不轉(zhuǎn)、工作夾不緊、刀架定位精度低、液壓變速不靈活等。結(jié)構(gòu)型故障可以表現(xiàn)為主軸發(fā)熱、主軸箱噪聲大、機(jī)械傳動(dòng)有異常響聲、產(chǎn)生切削振動(dòng)等。使用型故障主要是指使用和操作不當(dāng)引起的故障，例如過(guò)載引起的機(jī)件損壞等。機(jī)械故障一般可通過(guò)維護(hù)保養(yǎng)和精心調(diào)整來(lái)預(yù)防。返回下一頁(yè)上一頁(yè)52項(xiàng)目三 數(shù)控機(jī)床的故障處理 5.自診斷故障 數(shù)控系統(tǒng)有自診斷故障報(bào)警系統(tǒng)，它隨時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)控系統(tǒng)的硬件、軟件和伺服系統(tǒng)等的工作情況。當(dāng)這些部分出現(xiàn)異常時(shí)，一般會(huì)在監(jiān)視器上顯示報(bào)警信息或指示燈報(bào)警或數(shù)碼管顯示故障

33、號(hào)，這些故障可以稱(chēng)作自診斷故障。自診斷故障系統(tǒng)可以協(xié)助維修人員查找故障，是故障檢查和維修工作中十分重要的依據(jù)。對(duì)報(bào)警信息要進(jìn)行仔細(xì)分析，因?yàn)榭赡軙?huì)有多種故障因素引起同一種報(bào)警信息。返回下一頁(yè)上一頁(yè)53項(xiàng)目三 數(shù)控機(jī)床的故障處理 6.人為故障和軟(硬)故障 人為故障是指操作員、維護(hù)人員對(duì)數(shù)控機(jī)床還不熟悉或者沒(méi)有按照使用手冊(cè)要求，在操作或調(diào)整時(shí)處理不當(dāng)而造成的故障。返回下一頁(yè)上一頁(yè)54項(xiàng)目三 數(shù)控機(jī)床的故障處理 硬故障是指數(shù)控機(jī)床的硬件損壞造成的故障。軟故障一般是指由于數(shù)控加工程序中出現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤、邏輯錯(cuò)誤或非法數(shù)據(jù);數(shù)控機(jī)床的參數(shù)設(shè)定或調(diào)整出現(xiàn)錯(cuò)誤;保持RAM芯片的電池電路斷路、短路、接觸不良，R

34、AM芯片得不到保持?jǐn)?shù)據(jù)的電壓，使得參數(shù)、加工程序丟失或出錯(cuò);電氣干擾竄入總線(xiàn)，引起進(jìn)序錯(cuò)誤等原因造成的數(shù)控機(jī)床故障。 除了上述分類(lèi)外，故障從時(shí)間上可以分為早期故障、偶然故障和耗損故障;故障從使用角度可分為使用故障和本質(zhì)故障;故障從嚴(yán)重程度可以分為災(zāi)難性、致命性、嚴(yán)重性和輕度性故障;按發(fā)生故障的過(guò)程可以分為突發(fā)性故障和漸變性故障。返回下一頁(yè)上一頁(yè)55項(xiàng)目三 數(shù)控機(jī)床的故障處理三、數(shù)控機(jī)床故障的特點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床一般由CNC裝置、輸入/輸出裝置、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)床電器邏輯控制裝置、機(jī)床等組成，數(shù)控機(jī)床各部分之間有著密切的聯(lián)系。 CNC裝置將數(shù)控加工程序信息按兩類(lèi)控制量分別輸出:一類(lèi)是連續(xù)控制量，送往伺

35、服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng);另一類(lèi)是離散的開(kāi)關(guān)控制量，送往機(jī)床電器和邏輯控制裝置。返回下一頁(yè)上一頁(yè)56項(xiàng)目三 數(shù)控機(jī)床的故障處理 伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)位于CNC裝置與機(jī)床之間，它一方面能通過(guò)電信號(hào)與CNC裝置連接，另一方面伺服電機(jī)、檢測(cè)元件與機(jī)床的傳動(dòng)部件連接。機(jī)床電氣、邏輯控制裝置的形式可以是繼電器控制線(xiàn)路或者是可編程控制器控制線(xiàn)路，它接收CNC裝置發(fā)出的開(kāi)關(guān)命令，主要完成主軸啟停、工件裝夾、工作臺(tái)交換、換刀、冷卻、液壓、氣動(dòng)和潤(rùn)滑系統(tǒng)及其他機(jī)床輔助功能的控制。另外要將主軸啟停結(jié)束、工件夾緊、工作臺(tái)交換結(jié)束、換刀到位等信號(hào)傳送回CNC裝置。 返回下一頁(yè)上一頁(yè)57項(xiàng)目三 數(shù)控機(jī)床的故障處理 數(shù)控機(jī)床本身的復(fù)雜性使其具

36、有復(fù)雜性和特殊性。引起數(shù)控機(jī)床故障的因素是多方面的，有些故障的現(xiàn)象是機(jī)械方面的，但是引起故障的原因卻是電氣方面的;有些故障的現(xiàn)象是電氣方面的，然而引起故障的原因是機(jī)械方面的;有些故障是由電氣方面和機(jī)械方面共同引起的。在進(jìn)行數(shù)控機(jī)床故障的診斷時(shí)，要重視機(jī)床各部分的交接點(diǎn)。返回上一頁(yè)58項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法 數(shù)控機(jī)床故障診斷一般包括三個(gè)步驟:故障檢測(cè)、故障判斷、故障定位。第一個(gè)步驟是故障檢測(cè)。這是對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行測(cè)試，檢查是否存在故障。第二個(gè)步驟是故障信息收集、分析、判定及隔離。第三個(gè)步驟是故障定位，將故障定位后對(duì)產(chǎn)生故障的模塊或元器件，及時(shí)排除故障或更換元件。返回下一頁(yè)59項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)

37、床故障診斷的方法一、數(shù)控機(jī)床故障診斷原則與要求 1.故障診斷原則 (1)先外部后內(nèi)部。 (2)先機(jī)械后電氣。 (3)先靜后動(dòng)。 (4)先公用后專(zhuān)用。 (5)先簡(jiǎn)單后復(fù)雜。 (6)先一般后特殊。返回下一頁(yè)上一頁(yè)60項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法2.故障診斷方法選用的要求(1)故障檢測(cè)方法簡(jiǎn)便有效。(2)使用的診斷儀器少而實(shí)用。(3)故障診斷的所需的時(shí)間盡可能短。返回下一頁(yè)上一頁(yè)61項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法二、數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的常用方法 1.追蹤法 追蹤法是指在故障診斷和維修之前，維修人員先要對(duì)故障發(fā)生的時(shí)間、機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)和故障類(lèi)型進(jìn)行詳細(xì)了解，然后尋找產(chǎn)生故障的各種跡象。大致步驟如

38、下:返回下一頁(yè)上一頁(yè)62項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法 (1)故障發(fā)生的時(shí)間:故障發(fā)生的時(shí)間和次數(shù);故障的重復(fù)性;故障是否在電源接通時(shí)出現(xiàn);環(huán)境溫度如何;有否雷擊，機(jī)床附近有無(wú)振動(dòng)源或電磁干擾源。返回下一頁(yè)上一頁(yè)63項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法 (2)機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài):故障發(fā)生時(shí)機(jī)床的運(yùn)行方式;故障發(fā)生時(shí)進(jìn)給坐標(biāo)軸的速度情況;故障發(fā)生時(shí)主軸的速度情況;刀具軌跡是否正常;工作臺(tái)、刀庫(kù)運(yùn)行是否正常;輔助設(shè)備運(yùn)行是否正常;機(jī)床是否運(yùn)行新編程序;故障是否發(fā)生在子程序;故障是否出現(xiàn)在執(zhí)行M、S、T代碼;故障是否與螺紋加工有關(guān);（11）機(jī)床在運(yùn)行過(guò)程中是否改變了工作方式; （12）方式選擇開(kāi)關(guān)設(shè)定是否正確

39、; （13）速度倍率開(kāi)關(guān)是否設(shè)置為。; （14）機(jī)床是否處于鎖定狀態(tài)。返回下一頁(yè)上一頁(yè)64項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法 (3)故障類(lèi)型:監(jiān)視器畫(huà)面是否正常;監(jiān)視器是否顯示報(bào)警及相應(yīng)的報(bào)警號(hào);故障發(fā)生之前是否出現(xiàn)過(guò)同樣的故障;故障發(fā)生之前是否維修或調(diào)整過(guò)機(jī)床;是否調(diào)整過(guò)系統(tǒng)參數(shù)。返回下一頁(yè)上一頁(yè)65項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法 接下來(lái)可以進(jìn)行停電檢查，利用視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)尋找產(chǎn)生故障的各種跡象。例如，仔細(xì)觀察加工零件表面的情況，機(jī)械有無(wú)碰撞的傷痕，電氣柜是否打開(kāi)，有無(wú)切屑進(jìn)入電氣柜，元器件有無(wú)燒焦，印刷電路板阻焊層有無(wú)因元器件過(guò)流而燒黃或燒黑，元器件有無(wú)松動(dòng)，電氣柜和器件有無(wú)焦糊味，部件或元

40、器件是否發(fā)熱，熔絲是否熔斷，電纜有否破裂和損傷，氣動(dòng)系統(tǒng)或液壓系統(tǒng)的管路與接頭有無(wú)泄漏，操作面板上方式開(kāi)關(guān)設(shè)定是否正確，電源線(xiàn)和信號(hào)線(xiàn)是否分開(kāi)安裝或分開(kāi)走線(xiàn)，屏蔽線(xiàn)接線(xiàn)是否正確等。返回下一頁(yè)上一頁(yè)66項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法 停電檢查之后可以進(jìn)行通電檢查，檢查系統(tǒng)參數(shù)和刀具補(bǔ)償是否正確，加工程序編制是否有誤、機(jī)械傳動(dòng)部分有無(wú)異常響聲，系統(tǒng)的輸入電壓是否在正常范圍，電氣柜內(nèi)的軸流風(fēng)扇是否正常、電氣裝置內(nèi)有否打火等。如果出現(xiàn)了打火現(xiàn)象，應(yīng)該立即關(guān)斷電源，以免擴(kuò)大故障范圍。 追蹤法檢查是一種基本的檢查故障的方法，發(fā)現(xiàn)故障后查找引起故障的根源，采取合理的方法給予排除。在整個(gè)過(guò)程中，要做好故障診斷

41、與排除的詳細(xì)的文字記錄。返回下一頁(yè)上一頁(yè)67項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法 2.自診斷功能 自診斷功能是數(shù)控系統(tǒng)的自診斷報(bào)警系統(tǒng)功能，它可以幫助維修人員查找故障，是數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的十分重要的手段。自診斷功能按診斷的時(shí)間的先后可以分為啟動(dòng)診斷、在線(xiàn)診斷和離線(xiàn)診斷。返回下一頁(yè)上一頁(yè)68項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法 (1)啟動(dòng)診斷是指數(shù)控系統(tǒng)從通電開(kāi)始到進(jìn)入正常運(yùn)行準(zhǔn)備為止，系統(tǒng)內(nèi)部診斷程序自動(dòng)執(zhí)行的診斷。啟動(dòng)診斷主要對(duì)CNC裝置中最關(guān)鍵的硬件和系統(tǒng)控制軟件進(jìn)行診斷，例如CPU、存儲(chǔ)器、軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入(C RT/MDI)單元、總線(xiàn)和輸入/輸出(I/0)單元等，甚至能對(duì)某些重要的芯

42、片是否插裝到位、規(guī)格型號(hào)是否正確進(jìn)行診斷。如果檢測(cè)到故障，CNC裝置通過(guò)監(jiān)視器或數(shù)碼管顯示故障的內(nèi)容。自動(dòng)診斷過(guò)程沒(méi)有結(jié)束時(shí)，數(shù)控機(jī)床不能運(yùn)行。返回下一頁(yè)上一頁(yè)69項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法 (2)在線(xiàn)診斷是指數(shù)控系統(tǒng)在工作狀態(tài)下，通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)部的診斷程序和相應(yīng)的硬件環(huán)境，對(duì)數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的正確性進(jìn)行的診斷。CNC裝置和內(nèi)置PLC分別執(zhí)行不同的診斷任務(wù)。CNC裝置主要通過(guò)對(duì)各種數(shù)控功能和伺服系統(tǒng)的檢測(cè)，檢查數(shù)控加工程序是否有語(yǔ)法錯(cuò)誤和邏輯錯(cuò)誤。通過(guò)對(duì)位置、速度的實(shí)際值相對(duì)指令值的跟蹤狀態(tài)來(lái)檢測(cè)伺服系統(tǒng)的狀態(tài)，若跟蹤誤差超過(guò)了一定限度，表明伺服系統(tǒng)發(fā)生了故障。通過(guò)對(duì)工作臺(tái)實(shí)際位置與位置邊界值的比

43、較，檢查工作臺(tái)運(yùn)行是否超出范圍。返回下一頁(yè)上一頁(yè)70項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法 內(nèi)置PLC主要檢測(cè)數(shù)控機(jī)床的開(kāi)關(guān)狀態(tài)和開(kāi)關(guān)過(guò)程，例如，對(duì)限位開(kāi)關(guān)、液壓閥、氣壓閥和溫度閥等工作狀態(tài)的檢查，對(duì)機(jī)床換刀過(guò)程、工作臺(tái)交換過(guò)程的檢測(cè)，對(duì)各種開(kāi)關(guān)量的邏輯關(guān)系的檢測(cè)等返回下一頁(yè)上一頁(yè)71項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法 在線(xiàn)診斷按顯示可以分為狀態(tài)顯示和故障信息顯示兩部分。狀態(tài)顯示包括接口狀態(tài)顯示和內(nèi)部狀態(tài)顯示。接口狀態(tài)是以二進(jìn)制“1”和“0”表示信號(hào)的有無(wú)，在監(jiān)視器上顯示CNC裝置與PLC、PLC與機(jī)床之間的接口信息傳遞是否正常。內(nèi)部狀態(tài)顯示涉及機(jī)床較多的部分，例如復(fù)位狀態(tài)顯示、由外部原因造成不執(zhí)行指令的

44、狀態(tài)顯示等。故障信息顯示涉及很多故障內(nèi)容，CNC系統(tǒng)對(duì)每一條故障內(nèi)容賦予一個(gè)故障編號(hào)(報(bào)警號(hào))。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，CNC裝置對(duì)出現(xiàn)的故障按其緊迫性進(jìn)行判斷，在監(jiān)視器上顯示最緊急的故障報(bào)警號(hào)和相應(yīng)的故障內(nèi)容說(shuō)明。返回下一頁(yè)上一頁(yè)72項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法 數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)單元、變頻器、電源、輸入/輸出等單元通常有數(shù)碼管指示和報(bào)警指示燈。當(dāng)這些裝置和相關(guān)部件出現(xiàn)故障時(shí)，除了在監(jiān)視器上顯示故障報(bào)警信息外，它們的報(bào)警指示燈變亮或數(shù)碼管顯示故障字符。例如，伺服驅(qū)動(dòng)單元與伺服電源線(xiàn)接觸不良或伺服系統(tǒng)檢測(cè)元件損壞時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)單元的數(shù)碼管顯示代表故障的字符，查閱使用手冊(cè)有關(guān)報(bào)警的章節(jié)，可以找到故障的類(lèi)型

45、和引起故障的原因。返回下一頁(yè)上一頁(yè)73項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法 (3)離線(xiàn)診斷是數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)停止運(yùn)行系統(tǒng)程序的停機(jī)診斷。離線(xiàn)診斷是把專(zhuān)用診斷程序通過(guò)I/ O設(shè)備或通信接口輸入到CNC裝置內(nèi)部，用專(zhuān)用診斷程序替代系統(tǒng)程序來(lái)診斷系統(tǒng)故障，這是一種專(zhuān)業(yè)性的診斷。返回下一頁(yè)上一頁(yè)74項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法 3.參數(shù)檢查 數(shù)控機(jī)床的參數(shù)設(shè)置是否合理直接關(guān)系到機(jī)床能否正常工作。這些參數(shù)有位置環(huán)增益、速度環(huán)增益、反向間隙補(bǔ)償值、參考點(diǎn)坐標(biāo)、快速點(diǎn)定位速度、加速度、系統(tǒng)分辨率等數(shù)值，通常這些參數(shù)不允許修改。如果參數(shù)設(shè)置不正確或因干擾使得參數(shù)丟失，機(jī)床就不能正常運(yùn)行。因此參數(shù)檢查是

46、一項(xiàng)重要的診斷。返回下一頁(yè)上一頁(yè)75項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法 4.替換法 替換法是利用備用模塊或電路板替換有故障疑點(diǎn)的模塊或電路板，觀察故障轉(zhuǎn)移的情況，這是常用而簡(jiǎn)便的故障檢測(cè)方法。 5.測(cè)量法 測(cè)量法是利用萬(wàn)用表、鉗形電流表、相序表、示波器、頻譜分析儀、振動(dòng)檢測(cè)儀等儀器，對(duì)故障疑點(diǎn)進(jìn)行電流、電壓和波形測(cè)量，將測(cè)量值與正常值進(jìn)行比較，分析故障數(shù)據(jù)的位置。返回下一頁(yè)上一頁(yè)76項(xiàng)目四 數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法三、數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的技術(shù) 1.通信診斷 通信診斷是CNC生產(chǎn)單位維修部門(mén)采用的一種診斷方法，其借助網(wǎng)絡(luò)通信手段將用戶(hù)的CNC裝置的專(zhuān)用接口與維修部門(mén)的故障診斷計(jì)算機(jī)連接。維修技術(shù)人員通過(guò)故障診斷計(jì)算機(jī)向用戶(hù)發(fā)送診斷程序，并指導(dǎo)用戶(hù)配合診斷程序進(jìn)行有關(guān)的測(cè)試工作，同時(shí)接收測(cè)試數(shù)據(jù)。在故障診斷計(jì)算機(jī)上建立被診斷數(shù)控機(jī)床的模型，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)