28数控机床维护及数控系统故障诊断003

1烟台工程职业技术学院数控技术系数控设备应用与维护专业08级毕业设计（论文）题目:数控机床维护及数控系统故障诊断姓名寇瑞军学号2008080060指导教师（签名）二○一○年十月十五日2烟台工程职业技术学院毕业设计（论文)诚信承诺书本人慎重承诺：我所撰写的论文《数控机床主轴部件及其维护维修》是在老师的指导下自主完成，没有剽窃或抄袭他人的论文或成果。如有剽窃、抄袭，本人愿意为由此引起的后果承担相应责任。毕业论文（设计）的研究成果归属学校所有。学生(签名):20年月日3目录[摘要]……………………………………………………………………………………………4[前言]……………………………………………………………………………………………4一、数控机床维护（一）数控机床概况……………………………………………………………………………5（二）数控维修的目的,要求,特点……………………………………………………………5（三）数控机床维护内容………………………………………………………………………61.机床点检…………………………………………………………………………………62.数控系统的日常维护……………………………………………………………………63.机床各部件的具体维护与保养…………………………………………………………74.诊断常用的仪器仪表及工具……………………………………………………………95.数控机床维护实例………………………………………………………………………9二、数控系统故障诊断（一）数控系统组成……………………………………………………………………………10（二）数控系统的日常维护……………………………………………………………………10（三）数控系统故障诊断要求和方法…………………………………………………………101.诊断步骤和要求…………………………………………………………………………102.常用故障诊断方法………………………………………………………………………11（四）数控系统诊断主要目标及故障分析…………………………………………………131.主轴驱动系统…………………………………………………………………………132.进给伺服系统…………………………………………………………………………16(五)数控系统故障诊断实例………………………………………………………………21[结论]……………………………………………………………………………………………22[致谢]……………………………………………………………………………………………22[参考文献]………………………………………………………………………………………234数控机床维护及数控系统故障诊断寇瑞军[摘要]：本文简要介绍了数控机床在日常工作中常出现的故障及其解决方法！还有在平日的工作中如何更好的去维护我们的机床！数控机床是一种价格昂贵的精密设备，这影响到我们加工出来的工件的精度和工件是否合格！所以，对于机床的维护也是很重要的！科学技术的发展，对机械产品提出了高精度、高复杂性的要求，而且产品的更新换代也在加快，这对机床设备不仅提出了精度和效率的要求，而且也对其提出了通用性和灵活性的要求。数控机床就是针对这种要求而产生的一种新型自动化机床。数控机床集微电子技术、计算机技术、自动控制技术及伺服驱动技术、精密机械技术于一体，是高度机电一体化的典型产品。它本身又是机电一体化的重要组成部分，是现代机床技术水平的重要标志。数控机床体现了当前世界机床技术进步的主流，是衡量机械制造工艺水平的重要指标，在柔性生产和计算机集成制造等先进制造技术中起着重要的基础核心作用。因此，如何更好的使用数控机床是一个很重要的问题。由于数控机床是一种价格昂贵的精密设备，因此，其维护更是不容忽视。关键词：数控故障、检测、维护、解决方法前言要知道数控机床一般的故障出现在什么地方或者是如何去解决问题，我们就必须得熟练的了解数控机床的工作原理及特点等相关的一些知识！这样我们才能在遇到这些问题的时候得心应手。数控机床的工作原理就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、工件的松开与夹紧、进刀与退刀、开车与停车、自动关停冷却液）和步骤以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示，通过控制介质（如穿孔纸带或磁盘等）将数字信息送入数控装置，数控装置对输入的信息进行处理与运算，发出各种控制信号，控制机床的伺服系统或其他驱动元件，使机床自动加工出所需要的工件。所以，数控加工的关键是加工数据和工艺的获取即数控编程。5一、数控机床维护（一）数控机床概况数控机床的工作原理就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、工件的松开与夹紧、进刀与退刀、开车与停车、自动关停冷却液）和步骤以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示，通过控制介质（如穿孔纸带或磁盘等）将数字信息送入数控装置，数控装置对输入的信息进行处理与运算，发出各种控制信号，控制机床的伺服系统或其他驱动元件，使机床自动加工出所需要的工件。所以，数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程1.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。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。(二)数控维修的目的,要求,特点1.数控机床维护目的延长元器件的寿命和零部件的磨损周期，预防各种故障，提高数控机床的平均无故障工作时间和使用寿命。2.数控维修的要求(1)数控机床的使用环境对于数控机床最好使其置于有恒温的环境和远离震动较大的设备（如冲床）和有电磁干扰的设备。(2)电源要求6(3)数控机床应有操作规程进行定期的维护、保养，出现故障注意记录保护现场等。(4)数控机床不宜长期封存(5)注意培训和配备操作人员、维修人员及编程人员3.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。(三)数控机床的维护内容1.机床点检点检——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(1)专职点检—重点设备、部位（设备部门）(2)日常点检—一般设备的检查及维护（车间）(3)生产点检—开机前检查、润滑、日常清洁、(4)紧固等工作（操作者）2.数控系统的日常维护(1)机床电气柜的散热通风(2)门上热交换器或轴流风扇对控制柜的内外(3)进行空气循环。（少开柜门）(4)纸带阅读机的定期维护(5)对光电头、纸带压板定期进行防污处理(6)支持电池的定期更换(7)在机床断电期间，有电池供电保持存储在(8)COMS器件内的机床数据(9)检测反馈元件的维护(10)光电编码器、接近开关、行程开关与撞块、(11)光栅等元件的检查和维护7(12)备用电路板的定期通电(13)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。3.机床各部件的具体维护与保养3.1电源的维护与保养(1)三相电源的电压值是否正常，有否偏相(2)所有电气连接是否良好（3）各类开关是否有效（4）各继电器、接触器是否正常工作（5）检验热继电器、电弧抑制器等保护器件是否有效（6）检查电气柜防尘滤网、冷却风扇是否正常附:图CNC的供电系统3.2刀库及换刀机械手的维护（1）用手动方式往刀库上装刀时，要保证装到位，检查刀座上的锁紧是否可靠；（2）严禁把超重、超长的刀具装入刀库，防止机械手换刀时掉刀或刀具与工件、夹具等发生碰撞（3）采用顺序选刀方式须注意刀具放置在刀库上的顺序是否正确。其他选刀方式也要注意所换刀具号是否与所需刀具一致，防止换错刀具导致事故发生；电池直流稳压电源DCAC隔离变压器低通滤波器分布参数低通滤波器交流稳压器三相空气开关电网CNC的供电系统系统CNC8（4）注意保持刀具刀柄和刀套的清洁（5）经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴回换刀点位置是否到位，并及时调整，否则不能完成换刀动作；（6）开机时，应先使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常，特别是各行程开关和电磁阀能否正常动作3.3滚珠丝杠副的维护（1）定期检查、调整丝杠螺母副的轴向间隙，保证反向传动精度和轴向刚度；（2）定期检查丝杠支撑与床身的连接是否松动以及支撑轴承是否损坏。如有以上问题要及时紧固松动部位，更换支撑轴承；（3）采用润滑脂的滚珠丝杠，每半年清洗一次丝杠上的旧油脂，更换新油脂。用润滑油润滑的滚珠丝杠，每天机床工作前加油一次；（4）注意避免硬质灰尘或切屑进入丝杠防护罩和工作过程中碰击防护罩，防护装置一有损坏要及时更换。3.4主传动链的维护（1）定期调整主轴驱动带的松紧程度；（2）防止各种杂质进入油箱。每年更换一次润滑油；（3）保持主轴与刀柄连接部位的清洁。需及时调整液压缸和活塞的位移量；（4）要及时调整配重。3.5液压系统维护（1）定期过滤或更换油液；（2）控制液压系统中油液的温度；（3）防止液压系统泄漏；（4）定期检查清洗油箱和管路；（5）执行日常点检查制度。3.6气动系统维护（1）清除压缩空气的杂质和水分；（2）检查系统中油雾器的供油量；（3）保持系统的密封性；（4）注意调节工作压力；9（5）清洗或更换气动元件、滤芯；4.诊断常用的仪器仪表及工具（1）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（2）相序表—可检查直流驱动装置输入电流的相序（3）双踪示波器—检查信号波形（4）钳形电流表—不断线检测电流（5）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。（6）机械故障诊断仪对机械故障进行检测、分析与诊断。（7）“+”、“一”螺丝刀、钳子、镊子、烙铁等五、数控机床维护实例一台FANUC10TE-F系统的AX15Z数控车床，系统上电后CRT上显示故障信息：FS10TE1399ＢROMTEST：ENDRAMTEST：分析：这是系统启动自诊断未通过而发出的软件报警。CRT的显示表明ROM测试已通过，而RAM测试未能通过可能成因：RAM故障、RAM电池或充电回路不良故障，或是RAM中参数丢失。现场调查了解到：刚更换过电池。直接就检查电池的安装。发现：故障是电池接触不良导致RAM中参数的丢失。重新装好电池并，重新输入数据与参数，故障排除——充分利用了启动自诊断。10第二章数控系统故障诊断一、数控系统组成数控系统是由硬件控制系统和软件控制系统两大部分组成（一）硬件控制系统是以微处理器为核心，采用大规模集成电路芯片、可编程控制器、伺服驱动单元、伺服电机、各种输入输出设备（包括显示器、控制面板、输入输出接口等）等可见部件组成。（二）软件控制系统即数控软件，包括数据输入输出、插补控制、刀具补偿控制、加减速控制、位置控制、伺服控制、键盘控制、显示控制、接口控制等控制软件及各种参数、报警文本等组成。二、数控系统的日常维护（一）机床电气柜的散热通风（二）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（三）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（四）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（五）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