數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修第一章課件

1、2022/10/71 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修 主講: 張紅旗黃岡科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系(熱烈歡迎同學(xué)們 讓我們共同進(jìn)步) 2022/10/21 數(shù)控機(jī)床故障診斷與2022/10/72 緒論 數(shù)控機(jī)床集機(jī)械制造、計算機(jī)、氣動、傳感檢測、液壓、光機(jī)電技術(shù)等一體。 本章內(nèi)容1數(shù)控機(jī)床的特點及組成2我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀3加強(qiáng)數(shù)控維修的意義 4對數(shù)控維修人員的要求 5本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)、要求和學(xué)習(xí)方法2022/10/22 緒論 數(shù)控機(jī)床集機(jī)2022/10/73 緒論數(shù)控機(jī)床的特點。能夠進(jìn)行復(fù)雜型面零件的加工，解決工藝難題。提高生產(chǎn)率(適應(yīng)小批量,產(chǎn)品更新?lián)Q代市場要求)。具有柔性(柔字是關(guān)鍵)。減輕工人的勞動

2、強(qiáng)度2022/10/23 緒論數(shù)控機(jī)床的特點。能夠進(jìn)行復(fù)雜型2022/10/74 緒論2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀我國起步年代：1958開始研制 世界第一臺: 1952美國研制 國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)：。華中理工大學(xué)華中一型、華中二型。北京航天機(jī)床數(shù)控集團(tuán)航天一型。中科院沈陽計算機(jī)所藍(lán)天一型。中國珠峰數(shù)控公司中華一型 國外數(shù)控系統(tǒng): 日本FANUC 德國SIEMENS 等2022/10/24 緒論2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀我國起步年代2022/10/75 緒論3.數(shù)控機(jī)床發(fā)趨勢 無人化加工發(fā)展 計算機(jī)直接控制系統(tǒng)(DNC 即一臺計算機(jī) 控制多臺機(jī)床的群控) 柔性制造系統(tǒng)(FMS) 并有將自動化侖庫并 在FMS中趨向

3、實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計加工-成品的無圖樣生產(chǎn) 自動編程 多軸化2022/10/25 緒論3.數(shù)控機(jī)床發(fā)趨勢 無人化加工發(fā)2022/10/76 緒論4加強(qiáng)數(shù)控維修的意義 技術(shù)需要市場需要企業(yè)的效益需要 2022/10/26 緒論4加強(qiáng)數(shù)控維修的意義 技術(shù)需要2022/10/77 緒論5.理論是維修數(shù)控機(jī)床必要基礎(chǔ)普通機(jī)床維修工具簡單數(shù)控機(jī)床維修工具復(fù)雜普通機(jī)床電路簡單 一目了然數(shù)控機(jī)床電路復(fù)雜 涉及計算機(jī).PLC.伺服控制.電力半導(dǎo)體控制等 要通過學(xué)習(xí)才能掌握關(guān)鍵是理論可以指導(dǎo)維修 2022/10/27 緒論5.理論是維修數(shù)控機(jī)床必要基礎(chǔ)普通2022/10/78 緒論6對數(shù)控維修人員的要求 。知識面廣。良

4、好的系統(tǒng)的培訓(xùn)。良好的英語閱讀能力。敢于實踐，通過實踐不斷總結(jié)經(jīng)驗。敬業(yè)精神。持續(xù)的學(xué)習(xí)精神2022/10/28 緒論6對數(shù)控維修人員的要求 。知識面2022/10/79 緒論7本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)、要求 掌握數(shù)控機(jī)床安裝調(diào)試驗收的的知識、驗收機(jī)床 精度的方法。熟悉數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、調(diào)整方法。掌握典型數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件知識、具有對典型 數(shù)控系統(tǒng)故障進(jìn)行初步診斷及判斷的能力。 。熟悉數(shù)控機(jī)床維修的原則方法。 2022/10/29 緒論7本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)、要求 2022/10/710請同學(xué)們將書翻至第一頁,結(jié)合圖0-1學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床組成是學(xué)好本課程的主線,望同學(xué)們一定要牢固掌握數(shù)控機(jī)床組成也是實際維修中

5、的有力指導(dǎo)工具請同學(xué)們一定牢記(或在第1頁圖01上面作標(biāo)記)2022/10/210請同學(xué)們將書翻至第一頁,結(jié)合圖0-12022/10/711(1).機(jī)床本體(MT)回顧數(shù)控機(jī)床在普通機(jī)床上發(fā)展了:滾珠絲杠螺母副自動刀架 刀庫高速動力卡盤(每分鐘上萬轉(zhuǎn))機(jī)械手以及一些特殊機(jī)構(gòu)(塑料導(dǎo)軌.靜壓蝸桿-蝸母條傳動.自動拉刀機(jī)構(gòu).對刀儀)等等2022/10/211(1).機(jī)床本體(MT)回顧數(shù)控機(jī)床在2022/10/712(2).數(shù)控裝置回顧早期數(shù)控裝置用專用硬件實現(xiàn)簡稱NC數(shù)控裝置組成: 輸入/輸出裝置.CNC核心.各種接口等組成 (見書第1頁倒數(shù)第4行開始) 現(xiàn)代引入計算機(jī)技術(shù)后數(shù)控裝置稱CNC或M

6、NC 2022/10/212(2).數(shù)控裝置回顧早期數(shù)控裝置用專用2022/10/713CNC硬件結(jié)構(gòu)分類按內(nèi)部各印刷電路板的插接方式分: 大板式結(jié)構(gòu)和功能模板式結(jié)構(gòu)(分類方式很多,介紹兩種主要分類方式)(見書第2頁1-3行) 按CNC中微處理器的個數(shù)可以分: 單微 處理結(jié)構(gòu)和多微處理結(jié)構(gòu)2022/10/213CNC硬件結(jié)構(gòu)分類按內(nèi)部各印刷電路板的2022/10/714(3).PLC介紹早期稱為可編程邏輯控制器,簡PLC. 隨著計算機(jī)技術(shù) 的發(fā)展應(yīng)用,被美國電器協(xié)會定義為可編程控制器, 簡稱PC,但人們習(xí)慣繼續(xù)稱為PLC課堂思考:數(shù)控機(jī)床中PLC起什么作用?2022/10/214(3).PLC

7、介紹早期稱為可編程邏輯控2022/10/715 PLC在數(shù)控機(jī)床起開關(guān)量控制.檢測. 診斷作用 是CNC和機(jī)床本機(jī)(MT)以及其它電器設(shè)備之間重要橋梁. 主要處理來自CNC輔助功能M命令,以 收機(jī)床上按鈕.行程開關(guān)等信息,去控制 冷卻液泵起動,主軸電機(jī)正反轉(zhuǎn),還有油 溫.油壓.過載保護(hù).超程保護(hù)等,并反饋 給CNC PLC有內(nèi)裝式(又稱PMC)和外置式兩種 (見書 第2頁順數(shù)20行)2022/10/215 PLC在數(shù)控機(jī)床起開關(guān)量控制2022/10/716(4).主軸電機(jī)介紹主軸電動機(jī): (主軸的驅(qū)動) 早期: 采用直流電動機(jī) 優(yōu)點是起動轉(zhuǎn)矩大,調(diào)速方便,可無 調(diào)速.缺點是成本高,有碳刷易出故

8、障,維修困難. 丨中期: 采用交流異步電機(jī), 雖然它有起動轉(zhuǎn)矩小,調(diào)速很不方便 等缺點,早期無法在數(shù)控機(jī)床上使用.隨著電力電子技術(shù) 發(fā)現(xiàn).特別是PWM(脈沖寬度調(diào)制)的變頻器應(yīng)用,使之具 有了直流電機(jī)的全部優(yōu)點,而且成本低,無碳刷,幾乎是免 維修的.；現(xiàn)代: 采用交流異步電機(jī),西門子公司提出的在PWM基礎(chǔ)上運用 矢量變換調(diào)速技術(shù),解決了交流電動機(jī)恒定轉(zhuǎn)矩問題,使交 流電動機(jī)在數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動上應(yīng)用得更好. 2022/10/216(4).主軸電機(jī)介紹主軸電動機(jī): (主2022/10/717(5).主軸控制單元主軸控制單元是協(xié)助CNC去控制主軸電動機(jī)的 對于交流電機(jī)采用的是變頻器 變頻器利用是PW

9、M(脈沖寬度調(diào)制)技術(shù), 現(xiàn)在西門子公司提出的在PWM基礎(chǔ)上運 用矢量變換調(diào)速技術(shù)2022/10/217(5).主軸控制單元主軸控制單元是協(xié)助2022/10/718(6).進(jìn)給電機(jī)介紹進(jìn)給電動機(jī): (X Z Y等軸的驅(qū)動) 早期: (60-70年代)采用步進(jìn)電動機(jī) 是無需位置反饋的開環(huán)控 制系統(tǒng),功率小,精度低.現(xiàn)在還用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床上. 丨中期: 采用小慣量直流電動機(jī) ,然后又采用大慣量直流電機(jī)伺 服系統(tǒng).有半閉環(huán)和閉環(huán)兩種控制.(閉環(huán)控制精度最高, 但電氣控制部分調(diào)整困難,成本高,目前半閉環(huán)控制居多.) 直流電機(jī)的缺點是易出故障,維修困難. ；現(xiàn)代: 采用交流永磁同步電動機(jī),來構(gòu)成伺服系

10、統(tǒng),同樣有半閉 環(huán)和閉環(huán)兩種控制.交流永磁同步電動機(jī)的幾何尺寸 比同容量的直流電動機(jī)小得多,而且?guī)缀趺饩S修. 2022/10/218(6).進(jìn)給電機(jī)介紹進(jìn)給電動機(jī): (X2022/10/719(7).速度控制單元 進(jìn)給電機(jī)(X Z Y等軸向)是步進(jìn)電動機(jī)時使用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動 如果使用直流電機(jī)和交流永磁同步電機(jī) 則使用伺服驅(qū)動器驅(qū)動2022/10/219(7).速度控制單元 進(jìn)給電機(jī)(X Z2022/10/720(8).位置檢測器介紹在閉環(huán)和半閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)有位置檢測器,將X Y Z等各軸向位置變化信息反饋給數(shù)控裝置(CNC)作出調(diào)整,使之定位準(zhǔn)確開 環(huán): 不需要位置檢測器(早期居多,西門

11、子又在開發(fā))半閉環(huán): 采用光電編碼器 旋轉(zhuǎn)變壓器等.裝在絲杠上使用.閉 環(huán): 采用光柵尺 同步感應(yīng)器 磁柵尺等,直接檢測. 精度最高.但成本高,易臟出故障.調(diào)試?yán)щy,易 爬行振蕩2022/10/220(8).位置檢測器介紹在閉環(huán)和半閉環(huán)伺2022/10/721 緒論 9. 數(shù)控機(jī)床的故障分類(書第3頁)(1).按發(fā)生故障的部件分類: 主機(jī)故障和電氣故障(強(qiáng)弱), 電氣故障又可分為硬件故障 和軟件故障(2).按發(fā)生故障的性質(zhì)分類: 系統(tǒng)故障(必然)和隨機(jī)性 故障(偶然) (3). 按有無報警 顯 示 分類: 有報警顯示故障(又可分為 硬件和軟件報警顯示兩種) 和無報警顯示的故障(4).按故障發(fā)生的原因分類: 自身故障和外部故障2022/10/221 緒論 9. 數(shù)控機(jī)床的故障分類(2022/10/722 緒論 10.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的原則(書第5頁) 先外部后內(nèi)部先機(jī)械后電氣 先靜后動