数控机床维修与保养1

毕业设计论文姓名：陈兵学号：2010351020系部：机电工程系专业：机电一体化题目：数控机床维修与保养摘要：毕业论文作为大学所学知识的最后一次总结，其作用是很重要的。它不但对我们所学的知识做了一次全面的检查与巩固，而且是我们综合利用所学的全部理论与实践相结合的重要环节。本次论文的内容为数控车床维修的条件、机床故障检查与排除分析的方法以及车床的保养和典型车床的诊断与维修等。数控车床自身所具有的明显优势使得它在工业中的应用前景极为乐观，随着数控技术进一步的开发和利用，我们深信，它必将在机械工程领域发挥巨大的作用。本文主要研究数控机床故障分析及消除措施的相关内容。从数控机床故障诊断的基础内容谈起，介绍数控机床故障规律，故障诊断的一般步骤及方法。接着讲述数控机床的常见故障，包括机械故障、伺服系统故障、PLC等电气故障。最后通过实例具体介绍数控机床故障产生后分析处理的过程。从而得知，数控机床维修是一门复杂的技术，要熟悉数控机床的各个部分，理论加实践，提高工作效率。关键词：数控机床、故障、诊断、维修、保养目录1引言……………………………………………………………………………31.1设备的日常维护保养………………………………………………………31.2设备维护保养和应急修理工作的任务……………………………………42数控机床故障诊断……………………………………………………………52.1数控机床的故障规律………………………………………………………52.2数控机床故障诊断的一般步骤……………………………………………52.3数控机床的常用检修方法…………………………………………………63数控机床常见故障诊断与维修………………………………………………103.1数控机床机械结构故障诊断与维修………………………………………103.2常见伺服系统故障及诊断…………………………………………………153.3数控机床PLC故障诊断方法………………………………………………174.数控机床常见故障诊断及维修实例…………………………………………18结论……………………………………………………………………………21致谢……………………………………………………………………………22参考文献………………………………………………………………………231引言设备维修与保养是确保设备正常运行的主要手段，是机电化企业的一项重要管理工作，是生产费用支出的主要部分。机电厂的设备检修管理科学化是现代企业组织生产和管理的重要手段，也是我国机电企业坚持自力更生方针，走向管理现代化的一项重要技术经济政策。搞好机电厂的检修管理工作是保证机电设备安全、经济运行的重要措施之一，也是设备全过程管理中的重要环节。电气设备运行可靠性与电力系统的安全与稳定紧密相关。长期以来,我国电力行业一直根据电气设备预防性试验规程的规定,对电气设备进行定期的停电试验、检修和维护,对电力系统的安全运行起了非常重要的作用。数控技术是现代机械制造工业的重要技术装备，也是先进制造技术的基础技术装备。随着电子技术的不断发展，数控机床在我国的应用越来越广泛，但由于数控机床系统及其复杂，又因大部分具有技术专利，不提供关键的图样和资料，所以数控机床的维修成为了一个难题。论文将涉及数控机床简单介绍、故障现象描述或给出典型实例、故障的成因的分析和论证、故障诊断过程及消除故障的措施等内容。本论文将参考相关资料，根据自己的实际工作经验进行编写，力求为广大数控机床维修者提供可借鉴的经验。1.1设备的日常维护保养设备的日常维护保养是设备维护的基础工作，为提高设备维修保养水平应使维护工作基本做到三化，即规范化、工艺化、制度化。规范化就是使维护内容统一，哪些部位该清洗、哪些零件该调整、哪些装置该检查，必须严格按照设备的维修保养规范进行。工艺化就是根据不同设备制订各项维护工艺规程，按规程进行维护。制度化就是根据不同设备不同工作条件，规定不同维护周期和维护时间，并严格执行。对设备的定期维护保养工作要制定工作定额和物资消耗定额，并按定额进行考核，设备定期维护保养工作应纳入机组承包责任制的考核内容。设备的维护保养内容一般包括日常维护、定期维护、定期检查和设备性能检测，设备润滑和冷却系统维护也是设备维护保养的一个重要内容。设备维护应严格按维护规程进行。设备维护规程是对设备日常维护方面的要求和规定，坚持执行设备维护规程，可以延长设备使用寿命，保证安全、其主要内容应包括：(1)设备达到整齐、清洁、坚固、润滑、防腐、安全等采用的作业内容、作业方法、使用的工器具及材料、达到的标准及注意事项;(2)日常检查维护及定期检查的部位、方法和标准;(3)检查和评定操作人员维护设备的程度，内容和方法等。设备的三级保养制是机械设备主要的保养制度。是设备维修管理的重心由修理向保养的转变，反映了设备维修管理的进步和以预防为主的维修管理方针三级保养制内容包括：设备的日常维护保养、一级保养和二级保养。三级保养制是以操为主对设备进行以保为主、保修并重的强制性维修制度。三级保养制是依靠职工、充分发挥职工的积极性，操作人员和维修保养人员全员参与，具体工作和设备管理相结合，搞好设备维护保养的有效办法。设备的区域维护是根据项目施工中设备分布的具体情况而采用的维修管理办法。维修人员承担一定施工区域内的设备维修保养工作，与设备操作人员共同做好巡回检查、定期维护、计划修理及故障排除等工作，并负责完成管区内的设备完好率、故障停机率等考核指标。区域维修责任制是加强设备维修为施工生产服务、调动维修人员积极性和使设备操作人员主动关心设备保养和维修工作的有效方法。1.2设备维护保养和应急修理工作的任务设备专业维护主要组织形式是区域维护组。区域维护组全面负责施工区域的设备维护保养和应急修理工作，它的工作任务是：(1)负责本区域内设备的维护修理工作，确保完成设备完好率、故障停机率等指标;(2)认真执行设备定期点检和区域巡回检查制，指导和督促操作人员做好日常维护和定期自检工作;(3)在项目设备管理人员指导下参加设备状况普查、精度检查、调整、治漏，开展故障分析和状态监测等工作。区域维护组这种设备维护组织形式的优点是：在完成应急修理时有高度机动性，从而可使设备修理停歇时间最短，维护组专业的维修技术也保证设备维修的质量。区域维护组要编制定期检查计划和设备保养维修计划，并规定对设备进行常规检查时间。为了使这些工作不影响施工，设备的计划检查要安排在机组施工的非工作日进行，而常规检查要安排在施工机组的施工的空闲时间进行。2数控机床故障诊断数控机床是个复杂的系统，一台数控机床既有机械装置、液压系统，又有电气控制部分和软件程序等。组成数控机床的这些部分，由于种种原因，不可避免地会发生不同程度、不同类型的故障，导致数控机床不能正常工作。这些原因大致包括：机械锈蚀、磨损和失效；元器件老化、损坏和失效；电气元件、接插件接触不良；环境变化，如电流或电压波动、温度变化、液压压力和流量的波动以及油污等；随机干扰和噪声；软件程序丢失或被破坏等。此外，错误的操作也会引起数控机床不能正常工作。数控机床维修的关键是故障的诊断，即故障源的查找和故障定位。一般讲根据不同的故障类型，采用不同的故障诊断方法。2.1数控机床的故障规律与一般设备相同，数控机床的故障率随时间变化的规律可用图1所示的浴盆曲线表示。在整个使用寿命期，根据数控机床的故障频度大致分为3个阶段，即早期故障期、偶发故障期和耗损故障期。1.早期故障期：早期故障期的特点是故障发生的频率高，但随着使用时间的增加迅速下降。2.偶发故障期：数控机床在经历了初期的各种老化、磨合和调整后，开始进入相对稳定的正常运行期。在这个阶段，故障率低而且相对稳定，近似常数。偶发故障是由于偶然因素引起的。3.耗损故障期：耗损故障期出现在数控机床使用的后期，其特点是故障率随着运行时间的增加而升高。出现这种现象的基本原因是由于数控机床的零部件及电子元器件经过长时间的运行，由于疲劳、磨损、老化等原因，寿命已接近衰竭，从而处于频发故障状态。2.2数控机床故障诊断的一般步骤无论是处于哪一个故障期，数控机床故障诊断的一般步骤都是相同的。当数控机床发生故障时，除非出现危险及数控机床或人身安全的紧急情况，一般不要关断电源，要尽可能地保持机床原来的状态不变，并对出现的一些信号和现象做好记录，这主要包括：①故障现象的详细记录②故障发生的操作方式及内容③故障号及故障指示灯的显示内容④故障发生时机床各部分的状态与位置有无其他偶然因素，如突然停电、外线电压波动较大、打雷、某部位进水等。数控机床一旦发生故障，首先要沉着冷静，根据故障情况进行全面的分析，确定查找故障源的方法和手段，然后有计划、有目的地一步步仔细检查，切不可急于动手，凭着看到的部分现象和主观臆断乱查一通。故障诊断一般按下列步骤进行。(1)详细了解故障情况。例如，当数控机床发生颤振、振动或超调现象时，要弄清楚是发生在全部轴还是某一轴；如果是某一轴，是全程还是某一位置；是一运动就发生还是仅在快速、进给状态某速度、加速或减速的某个状态下发生。为了进一步了解故障情况，要对数控机床进行初步检查，并着重检查荧光屏上的显示内容，控制柜中的故障指示灯、状态指示灯等。当故障情况允许时，最好开机试验，详细观察故障情况。(2)根据故障情况进行分析，缩小范围，确定故障源查找的方向和手段。对故障现象进行全面了解后，下一步可根据故障现象分析故障可能存在的位置。有些故障与其他部分联系较少，容易确定查找的方向，而有些故障原因很多，难以用简单的方法确定出故障源的查找方向，这就要仔细查阅数控机床的相关资料，弄清与故障有关的各种因素，确定若干个查找方向，并逐一进行查找。(3)由表及里进行故障源查找。故障查找一般是从易到难、从外围到内部逐步进行。所谓难易，包括技术上的复杂程度和拆卸装配方面的难易程度。技术上的复杂程度是指判断其是否有故障存在的难易程度。在故障诊断的过程中，首先应该检查可直接接近或经过简单的拆卸即可进行检查的那些部位，然后检查需要进行大量的拆卸工作之后才能接近和进行检查的那些部位。2.3数控机床的常用检修方法数控机床涉及多个应用学科的复杂系统，数控系统和机床本身的种类繁多，功能各异，不可能找出一种适合各种数控机床、各类故障的通用诊断方法。这里仅对一些常用的方法作以介绍，在实际的故障诊断中，对这些方法要综合运用。（1）根据报警号进行故障诊断计算机数控系统大都具有很强的自诊断功能。当机床发生故障时，可对整个机床包括数控系统自身进行全面的检查和诊断，并将诊断到的故障或错误以报警号或错误代码的形式显示在CRT上。报警号(错误代码)一般包括下列几方面的故障(或错误)信息：①程序编制错误或操作错误；②存储器工作不正常；③伺服系统故障；④可编程控制器故障；⑤连接故障；⑥温度、压力、液位等不正常；⑦行程开关(或接近开关)状态不正确。利用报警号进行故障诊断是数控机床故障诊断的主要方法之一。如果机床发生了故障，且有报警号显示于CRT上，首先就要根据报警号的内容进行相应的分析与诊断。当然，报警号多数情况下并不能直接指出故障源之所在，而是指出了一种现象，维修人员就可以根据所指出的现象进行分析，缩小检查的范围，有目的地进行某个方面的检查。（2）根据控制系统LED灯或数码管的指示进行故障诊断控制系统的LED(发光二极管)或数码管指示是另一种自诊断指示方法。如果和故障报警号同时报警，综合二者的报警内容，可更加明确地指示出故障的位置。在CRT上的报警号未出现或CRT不亮时，LED或数码管指示就是唯一的报警内容了。例如，FANUC10，11系统的主电路板上有一个七段LED数码管，在电源接通后，系统首先进行自检，这时数码管的显示不断改变，最后显示“1”而停止，说明系统正常。如果停止于其他数字或符号上，则说明系统有故障，且每一个符号表示相应的故障内容，维修人员就可根据显示的内容进行相应的检查和处理。（3）根据PC状态或梯形图进行故障诊断现在的数控机床上几乎毫无例外地使用了PC控制器，只不过有的与NC系统合并起来，统称为NC部分。但在大多数