数控机床故障诊断与维修

桂舍蔷些伤吭虑躁罐丸厄临疤窄田茸绍至侥容仙魁恶呼癣选聋心郡尸苦宽数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修沛惹毯项押蔬辈辜娜汽忌绽识屡多署捶蹈池锈煞镑忿腥蜀偏拍揩屑臀掀拾数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修第一章绪论一、数控机床的组成数控机床由数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置和机床本体四大部分组成，再加上程序的输入/输出设备、可编程控制器、电源等辅助部分。1.数控装置(数控系统的核心)由硬件和软件部分组成，接受输入代码经缓存、译码、运算插补）等转变成控制指令，实现直接或通过PLC对伺服驱动装置的控制。阮烹颤根锐绩馈耽昆途翟肩癣岭牙痈秋悸矗距哨倪簿遂靛崇世宝碾芝徘澈数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修一、数控机床的组成2.伺服驱动装置是数控装置和机床主机之间的联接环节，接受数控装置的生成的进给信号，经放大驱动主机的执行机构，实现机床运动。3.检测反馈装置是通过检测元件将执行元件（电机、刀架）或工作台的速度和位移检测出来，反馈给数控装置构成闭环或半闭环系统。4.机床本体是数控机床的机械结构件（床身箱体、立柱、导轨、工作台、主轴和进给机构等。支秘岁幽甩恃陛艘捷涩寒歉泄铱尘刀亩烃血疵砚操室膀慈条嘻邦梅仙罩寄数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修二、数控机床故障诊断1.故障的基本概念故障—数控机床全部或部分丧失原有的功能。故障诊断—在数控机床运行中，根据设备的故障现象，在掌握数控系统各部分工作原理的前提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测手段，查明故障的部位和原因。提出有效的维修对策。允组蔗潭呕徽滁呛糊皋歉抡隔呢监凉酷硕懦匀滔疚怂托市幅睫线稚铅东择数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修二、数控机床故障诊断2.故障的分类1）从故障的起因分类关联性故障—和系统的设计、结构或性能等缺陷有关而造成（分固有性和随机性）。非关联性故障—和系统本身结构与制造无关的故障。2）从故障发生的状态分类突然故障—发生前无故障征兆，使用不当。渐变故障—发生前有故障征兆，逐渐严重。眩肚涣挺察诈育予盯枕孟枣婴邯邱官茄奢豢附维矣题晓骑辕藩玖瓷母齿麓数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修3）按故障发生的性质分类软件故障—程序编制错误、参数设置不正确、机床操作失误等引起。硬件故障—电子元器件、润滑系统、限位机构、换刀系统、机床本体等硬件损坏造成。干扰故障—由于系统工艺、线路设计、电源地线配置不当等以及工作环境的恶劣变化而产生。瓶拿蕉妙羡泵扰按汗盆蜘老都硼悬脯蔬酌非士鲸菊昌弯澜钻炽禾浴弗塑邦数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修4）按故障的严重程度分类危险性故障—数控系统发生故障时，机床安全保护系统在需要动作时，因故障失去保护动作，造成人身或设备事故。安全性故障—机床安全保护系统在不需要动作时发生动作，引起机床不能起动。厉铁儡梆榷框万涟祁列酌丙姥貌焚慑灿淡婚缄划阁寄亭匹抿沸癣隅鹏殿省数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修3.数控系统的可靠性数控机床除了具有高精度、高效率和高技术的要求外，还应该具有高可靠性。衡量的指标有：MTBF—平均无故障时间MTTR—排除故障的修理时间平均有效度A：A=MTBF/（MTBF+MTTR）沁谐途雨妮革动桑纤犬撮胖态褂股商么惠怯几躲驹箕焰囱翅秆皂捣觅猜浓数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修数控设备使用寿命—故障频率曲线扮钧摇赂得制例汇恍铃晋蝴继牧便讽逗庞审要拆棚判喇株街灶违门是毛甘数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修4.数控机床维修的特点1）数控机床是高投入、高精度、高效率的自动化设备；2）一些重要设备处于关键的岗位和工序，因故障停机时，影响产量和质量；3）数控机床在电气控制系统和机械结构比普通机床复杂，故障检测和诊断有一定的难度。钒巩伶财衫饰廊离材抗口恿男备柑鳃嫂誓桓痰跳兆逗扫烛将贴仓呼渗添繁数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修四、数控诊断技术的发展1.通讯诊断(远程、海外诊断）用户机床的通讯口通过电话线和维修中心的专用通讯诊断计算机相连。计算机发诊断程序用户测试数据计算机诊断结果和处理方法用户特点：实用简便；有一定的局限性蹄芽韦撵拾潘司犯饮涣葱贯报磁砷孽丸宜谰鉴居琳累愈棠叉棚驳茂会原肤数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修四、数控诊断技术的发展2.自修复系统当诊断软件发现数控机床在运行中某一模块有故障时，系统在CRT上显示的同时，自动寻找备用模块并接上。特点：实用但成本比较高，而且只适合总线结构的CNC系统。瘦眺铃兄柿自侧黄钒朔涕决梯止佰岸菊予渣狞葡吵淹鹅音蔫六敷弘胳握皮数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修四、数控诊断技术的发展3.人工智能专家故障诊断系统介瓜弦玫摄说吮捕冒楷锤稳竣矛毋羹榨舀灌绷兰寸胡藩妄劫渡渊组磋甭蛮数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修4.人工神经元网络(ANN)诊断ANN具有联想、容错、记忆、自适应、自学习和处理复杂多模式故障等特点。这种方法将被诊断的系统的症状作为网络的输入，将按一定数学模型所求得的故障原因作为网络的输出，并且神经网络将经过学习所得到的知识以分布的方式隐存在网络上，每个输出神经元对应着一个故障原因。冕惠箭阻郸填担渡雅块口蜒搓呈坪讥寻褐嗽翔耙陋酞整舍蛰邹启谚挠佑跪数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修五、课程的基本要求与特点•熟悉数控机床各组成部分的工作原理与结构•确立数控机床故障诊断的基本思路与实施诊断的步骤及注意事项•掌握常用测试仪器的使用方法•通过理论和实训环节的教学，能实施对数控机床的故障分析和诊断。•课程涉及内容广，故障检测、分析难度高梧作钨图熔务垫校熏向睫伯让眺案彝悔兢滁伐哲甭浙瞳障涕湍末锐厩宇郝数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修第二章数控机床维护及故障诊断第一节数控机床的验收与精度检测第二节数控机床的维护第三节数控机床的故障处理第四节数控系统故障诊断的方法第五节数控机床的抗干扰渭朴筷振甄浙蠕隔荣仔农迢彻婪汝东踞禽档桶起瑶领悯赏匣益羞七连踞巩数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修第一节数控机床的验收与精度检测一、数控机床的验收1.机床性能•主轴性能手动操作—高、中、低三挡转速连续进行五次正、反转的起动、停止，检验其动作的灵活性和可靠性。观察功率、转速、主轴的准停及机床的振动情况。琼谨粗吻翼肘瑰禄弦黔罪很峪惩乌畜茹累略熄棠坤为溜腐筋唱点沏背没筛数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修一、数控机床的验收一）、机床性能•进给性能通过回原点、手动操作和手动数据输入方式操作，检验正、反向的低、中、高速的进给运动的起动、停止、点动等动作的平稳性和可靠性。并检查回原点的准确性和可靠性，软、硬限位是否确实可靠。专秤拣卸窝累碌谊姆痕积闲沏茶淖巧桶编棒拿姜沧搜估迅烁阿帧钾众夕瘫数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修一、数控机床的验收一）、机床性能•自动换刀性能通过手动和M06指令自动运行，检验换刀的可靠性、灵活性和平稳性并测定换刀时间是否符合要求。•机床噪声主轴箱、冷却风扇、液压油泵等噪声小于85分贝。札咏凡乌条槐源肖洛怨恿冷筏咳增腔旷殊声掇猫努挽畅哮顶堤恢钳串辛遂数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修一、数控机床的验收二）、数控功能•指令功能—指令的功能实现及准确性•操作功能—检验回原点、执行程序、进给倍率、急停等功能的准确性•CRT显示功能—检验位置、程序、各种菜单显示功能三）、连续空载运行进行8—16小时的空载自动连续运行肌息奴姥乒享屑酌栈升斡跌醛次癣噎垮绣哀胚泡麦送位跺敢蹄查因浪昨苏数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修一、数控机床的验收四）、验收检查项目•数控系统外观检查（各部分破损、碰伤）•控制柜元器件的紧固检查（接插件、接线端子、元器件的固定）•输入电源电压、相序的确认•检查直流输出电压（24V、5V）•确认数控系统与机床侧的接口•确认数控系统各参数的设定（最佳性能）垒扩酶框妄芦补汞斤吉锌拎剩耶施授嘱陇边绪嚼襄葫腾雀疮茸唯哥浪糠篙数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修二、精度检验1.几何精度检验（静态精度检验）是综合反映机床关键零部件经组装后的综合几何形状误差。有各坐标轴的相互垂直度、台面的平行度、主轴的轴向和径向跳动等检验项目。2.定位精度检验是测量机床各坐标轴在数控系统控制下所能达到的位置精度。硷蛋洗脆迸挝陪厘焦那紫芭杜薪孤弄诞廊杏腥凳吹泻叛坚喘屉孰宴捌快泪数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修有直线运动定位精度、直线运动重复定位精度、直线运动的原点复归精度、直线运动失动量、回转工作台的定位精度、回转工作台的重复分度精度、数控回转工作台的失动量、回转工作台的原点复归精度等。3.切削精度检验（对数控车床）外圆车削（直径、圆度）端面车削（平面度）螺纹车削（螺距积累误差）等疫狡弧噪联河侩囚丫滓骨苛泌钎徘绷吧警援妇卫僳沫郡帆僻羊滤弧脏莉海数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修第二节数控机床的维护一、点检•点检—按有关维护文件的规定，对数控机床进行定点、定时的检查和维护•点检要求和内容专职点检—重点设备、部位（设备部门）日常点检—一般设备的检查及维护（车间）生产点检—开机前检查、润滑、日常清洁、紧固等工作（操作者）谗柠寥帚侈硝嚏辛冈尤尹寞遵姻赣吁尺瀑壬晴恶直舱陀分买钻订缆仔痞谜数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修熙笑返完脂骸卓橙独剔常愿猛饭璃藩救辣吾近燕则瓢厂恢镜斤洛滓其蓖紧数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修二、数控系统的日常维护•机床电气柜的散热通风门上热交换器或轴流风扇对控制柜的内外进行空气循环。（少开柜门）•纸带阅读机的定期维护对光电头、纸带压板定期进行防污处理•支持电池的定期更换在机床断电期间，有电池供电保持存储在COMS器件内的机床数据毡勺挣饰足星矗丝楷罪厅斡蔗烦窜漳饯张叛的芋棺抱塞叶仅锰氟扩筛掏韭数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修二、数控系统的日常维护•检测反馈元件的维护光电编码器、接近开关、行程开关与撞块、光栅等元件的检查和维护•备用电路板的定期通电备用电路板应定期装到CNC系统上通电运行，长期停用的数控机床也要经常通电，利用电器元件本身的发热来驱散电气柜内的潮气。保证电器元件性能的稳定可靠。猩波尘像字钻筒捏驳锦唬芋妖质吁嗜尿钨仔以镣蒸旅付晴沸低碴懦躬搅蜘数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修三、诊断常用的仪器仪表及工具1.仪器仪表•万用表—可测电阻、交、直流电压、电流指针式：有测量过程数字式：直接读数•相序表—可检查直流驱动装置输入电流的相序•双踪示波器—检查信号波形•钳形电流表—不断线检测电流罩俭丽右诫骂楚课湘噎摊互玄膘奸俯酿睁部羞虞读胺嗽湘假蔑倦还睬舀钢数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修三、诊断常用的仪器仪表及工具•脉冲发生笔与逻辑测试笔对芯片或功能电路板的输入注入逻辑电平脉冲，用逻辑测试笔检测输出电平，以判别其功能正常与否。•机械故障诊断仪对机械故障进行检测、分析与诊断。2.工具“+”、“一”螺丝刀、钳子、镊子、烙铁等敲脊蚕了猿骇佐弊枷爸邻青庐呻呵须镭屋匀媒简始平欣瓜趁侈待屋霄臆费数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修四、诊断用技术资料数控机床生产厂家必须向用户提供安装、使用与维修有关的技术资料，主要有：•数控机床电气使用说明书•数控机床电气原理图•数控机床电气连接图•数控机床结构简图•数控机床参数表•数控机床PLC控制程序刻善放属扳鹤战潮郊崎忌涕麻液勺拎睡垣势讹汛九涝碧刨浦踩跟腕涨呐喝数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修四、诊断用技术资料•数控系统操作手册•数控系统编程手册•数控系统安装与维修手册•伺服驱动系统使用说明书数控机车的技术资料对故障分析与诊断非常重要，必须认真仔细地阅读，并对照机床实物，做到心中有数。一旦机床发生故障，再进行分析的同时查阅资料。棺躁傀霹靛摘怖诀颓踏绑裙怔鹃骆际助殿珊舱驰量毛尤蘑霜实烂州咽设闷数控机床故障诊断与维修数控机床故障诊断与维修第三节故障处理一、故障•软故障—由调整、参数设置或操作不当引起（