数控机床故障诊断与维护

实用标准文案精彩文档数控机床故障诊断与维护第一节故障诊断的常用方法一．观察法利用感觉器官，注意发生故障时各种现象，如故障时有无火花，亮光产生，有无异常响声，何处异常发热及有焦糊味，仔细观察可能发生故障的状况，有无烧毁和损伤的痕迹，以进一步缩小检查范围，只是一种最基本，最常用的方法。这里所讲的感觉器官有：眼睛，口，耳朵，鼻子，手等。1．问：就是询问机床故障发生的经过，故障后造成的结果和现象，弄清故障时突发的还是渐发的。一般操作者熟知机床的性能，故障发生时又在现场耳闻目睹，所提供的情况对故障的分析是很有帮助的。象我们维修人员到达维修现场时，首先时要问操作者一些问题，例如：（1）机床启动时有那些异常现象。（2）对比故障前后工件的精度和表面粗糙度有何变化（3）传动系统是否正常，背吃刀量和走刀量是否减少等。（当然所问的问题要与故障有关，问到关键的地方，上面的问题只是举例而已）2．看A．看转速观察主传动速度的变化，如带传动的线速度变慢，可能时传动带过松或者负荷太大；对主传动系统中的齿轮，主要看它是否跳动，摆动；对传动轴主要看它是否弯曲或者晃动。B．看颜色如果机床转动部位特别是主轴和轴承运转不正常，就会发热，长时间升温会使机床外表颜色发生变化，大多呈现黄。油箱里的油也会因温度过高而变稀，颜色变样；有时也会因久不换油。杂质过多或者油变质而变成深墨色。C．看伤痕机床零部件碰伤损坏部位很容易发现，若发现裂纹时，应该作记号，隔一段时间后再比较它的变化情况，以便进行综合分析。D.。看工件从工件来判别机床的好坏，若车削后的工件表面粗糙度Ra数值大，主要是由于主轴与轴承之间的间隙过大，溜板，刀架等压板有松动以及滚珠丝杆预紧松动等原因所致。若工件表面出现波纹，则可能是由于主轴齿轮齿合不良引起的。E．看变形主要观察机床的传动轴，滚珠丝杆是否变形；直径大的带轮合齿轮的端面是否跳动。F．看油箱与冷却箱主要观察油或者冷却液是否变质，确定其能否起到正常的作用，若不能要及时更换。实用标准文案精彩文档3．听用以判别机床运转是否正常，一般运行正常的机床，其声响具有一定的音律合节奏，并保持持续的稳定。例如：一台重庆二机的机床配928TC，转动刀架有时候会出现系统跳闸断电的情况。首先在手动方式下换刀，用手触摸刀架电机，看其是否工作正常，跟着打开电箱，用手背去感受一下几个热继电器的温度，发现控制刀架的热继电器发热厉害，于是判断故障是热继电器过热，引起跳闸。于是把热继电器的值从0.75调到1，跟着把刀架的反锁时间调短一些，让刀架电机减少发热量。调整后，故障排除，工作正常。二。互换法互换法：根据要求，假如有些故障是我们用观察法很难定位得出故障的所在位置，那么我久通过互换法来排除故障，定位出故障的所在位置，常用互换法我们必须要列出引起故障的可能。其实这些可能是一个链。所谓链就是它们连在一起实现某种功能。例如我们平时车削螺纹，其实时车床的一种功能。它只要通过几个模块来实现的。首先是系统，在系统有专门的模块来处理这个功能，而从系统出来。通过信号线来到编码器，我们在车螺纹时，编码器检测到主轴的一圈信号，然后把这个信号通过信号线传输到系统接口。然后由系统电路进行处理实现车螺纹控制。例如在车螺纹时出现故障，我们久根据信号的走向来找出引出故障的可能。因为主轴一圈信号时从编码器开始的，我们线看编码器是否正常，如果可以显示出主轴转速。而且与主轴的实际转速小范围上下变动时表示时正常的，说明编码器时没有问题的，如果不正常就更换编码器，接下去看编码器的信号线，如果更换编码器的信号线还不行，那可能就是主板的问题了，由于车螺纹出现的电路故障一般时由这些模块引起的，如果还不行就要检查一下机械上的问题了。大家要注意，象928TC可以配两种编码器1200和1024，要检查一下P11参数里面设置的编码器线数是不是和机床上的编码器的线数是一致的。如果不一致也会引起车螺纹不行，要及时修改参数。驱动器互换使用也是一种比较好的检测方法。例如：一部德州的6150车床配980T+DA98的驱动器，Z轴的驱动器在启动机床的十几秒内就自动关闭，显示消失。这可能是电机插头进水短路引起的，所以把Z轴的电机插头拔下，看有没有进水，在测量一下电机插头有没有短路，如果没有应该是驱动器本身的问题。于是把X轴和Z轴的驱动器调换是用结果发现X轴的驱动显示消失。从而判断是原Z轴的驱动器坏，更换驱动器后正常。三。自诊断自诊断技术是如今数控系统的一项十分重要的技术，它是评价系统性能的一实用标准文案精彩文档项重要指标。数控系统的自诊断能力越来越强，从原来简单的诊断朝着多功能和智能化发展，其报警种类也越来越多。如果数控系统一旦发生故障，借助系统的自诊断功能往往可以迅速，准确的查明原因并确定故障部位。因此，对维修人员来说，熟悉运用系统的自诊断功能是十分重要的。自诊断（开机自诊断）数控系统通电后，系统内部自诊断软件对系统种最关键的硬件和控制软件，如：CUP，RAM，ROM等芯片，CRT，I/O等模块及监控软件，系统软件等进行检测，如果正常，将会进入正常的操作界面，如检测通不过，在CRT上显示报警信心或者报警号，指出那个部分发生了故障。如928TA，开机后CRT由上角显示E96报警，我们可以从说明书中查处E96报警位80C196测试81C55内容错。这样我就可以把故障定位到某一个范围内，我们用互换法更换这些元件，就可以把故障排除。例如：一部980T的车床，一传动刀架，刀架转个不停直到980T面板上出现刀位号报警为止，这说明主板由刀架正传的信号输出，所以刀架才会转动，为什么不会停下来呢？因为刀架旋转时没有找到刀位号，这时因为旋转刀架里面的发信盘上面的霍尔元件坏了（四刀位的旋转刀架有四个霍尔元件，每一个代表一个刀位好），找出原因后，用互换法，更换发信盘后，问题解决。另外驱动器也可以用同样的方法去缩小检查范围。例如：一台980T＋DA98驱动器的系统，机床一移动X轴980T面板上就出现准备未绪报警，DA98驱动器就出现E11号报警。从DA98的说明书中得知E11报警有几个可能，首先可能是驱动器坏了，现用互换法，更换驱动器，发现结果还是一样，于是在检查一下电机插头，发现电机插头已经短路了，更换电机插头后，报警解除。例如：所以，由于系统的自诊断的功能使我们可以更快，更准确地找到问题地模块。数控机床机械故障诊断方法概述搞电器维修的人应该对数控机床的机械结构有一个比较全面的了解。这主要是因为数控机床是一个机电一体化的产品，它已说不清哪是电气部分，哪是机械部分，而是“你中有我，我中有你”了，这就提出一个问题，如果判断故障源于机械装置还是电器装置。现在我们首先了解数控机床的机械结构，以后再了解它的电气部分。一．主轴变速主轴要转动，它是通过电动机来传动的，多半的机床采用调速电动机，传动的方式有三种配置：（1）带变速齿轮的主传动。这是大中型机床采用的较多的配置方式，这种实用标准文案精彩文档方式主轴的正，反启动与停止，制动是直接控制电动机来实现的，而主轴的变速则由电动机转速的无级变速与齿轮有级变速相配合来实现。如平时我们用手动换档时就是齿轮有级变速，而选择高低档时，也既是S1，S2档时即为无级变速。（2）通过带传动的主轴传动（3）由调速电机直接驱动主轴传动二．主轴部件1．主轴的支承数控车床主轴的支承配置形式主要有三种：（1）前支承采用双列短圆柱滚子轴承和60度角接触双列向心推力轴承组合，后支承采用成对向心推力球轴承，此配置可以提高主轴的综合刚度，可满足强力切削的要求（2）前轴承采用高精度双列角接触球轴承和单列角接触球轴承，后轴承采用单列向心推力球轴承，这种配置适用于高速，轻载和精密的数控机床主轴（3）前后轴承采用双列和单列的圆锥滚子轴承，这一种配置适用于中等精度，低速于重载的数控系统2．卡盘数控车床工件夹紧装置可采用三爪自定心卡盘和四爪单动卡盘和弹簧夹头。未减少数控车床装夹工件的辅助时间，广泛采用液压和气动动力自定心卡盘。三。滚珠丝杆螺母副滚珠丝杆螺母副是由进给电动机带动的旋转运动，转化为刀架或者工作台的直线运动，在丝杆和螺母上加工有弧形螺旋槽，当他们套装在一起时形成螺旋滚道，并在滚道内装上滚珠。当丝杆对螺母相对旋转时，则螺母产生了轴相向位移，而滚珠则沿着滚道滚道，螺母的螺旋槽的两端用会珠器联接起来，使滚珠能够周而复始地循环运动，管道的两端还起着挡珠的作用，以防滚珠沿滚道调出。滚珠丝杆螺母副必须有可靠的轴向消除机构，并易于调整安装。1．轴向间隙的消除轴向间隙是指静止时丝杆与螺母之间的最大轴向窜动量。这个窜动量包括结构本身的游隙以及轴向加载后弹性变形造成的窜动。预紧力消除间隙是预加载荷可有效的减少弹性变形所带来的轴向位移，但预紧力不可过大，过大增加摩擦力，降低了传动效率，而且寿命也会下降。所以预加预紧力要反复调整，即在机床轴向载荷下，即可消除间隙，又可灵活运转。双螺母垫片调隙，通过修磨垫片厚度来调整轴的间隙，这种调整要多次调试才行。利用两个锁紧螺母调整预紧力的，两个螺母以平建与外套相联，其中的一个螺母外肾部分有螺纹。两个索紧螺母能使螺母相对丝杆作轴向移动。这种结构即紧凑，工作又可靠，调整方便。2。滚珠丝杆的安装滚珠丝杆的正确安装及其支承结构的刚度是影响数控机床进给系统的传动刚度的不可忽视的因素。滚珠丝杆安装不正确以及支承机构的刚性不足还会使滚实用标准文案精彩文档珠丝杆的使用寿命大为下降。因此，螺母座的孔和螺母之间必须保持良好的配合，并应该保证孔对端面的垂制度，螺母座应该增加适当的筋板，并加大螺母座与机床结合部分的接触面积，以及提高螺母座的刚度和接触刚度。为了提高支承的轴向刚度，选择适当的滚动轴承也是十分重要的，通常主要把推力球轴承或者接触轴承和向心球轴承组合使用，其轴向刚度有了提高。近来出现了一种滚珠丝杆专用的轴承，这是一种能承受很大轴向力的特殊角接触球轴承，与一般角接触球轴承相比，接触增大道60度，增加了滚珠的数目并相应减少滚珠的直径。这种新结构的轴承比一般轴承的轴向刚度提高了两倍以上，使用极为方便。产品成双出售，而且在出厂时已经选配好内外环的厚度，装配调试时只要用螺母和端面盖将内环和外环压紧。就能获得出厂时已经调整好的预紧力，使用极为方便。三。导轨副为了提高数控车床的移动部件的运动精度，数控车床导轨广泛采用滚动导轨。1．滑动导轨如果数控车床加工零件时经常受到变化的切削了作用，或者当传动装置存在间隙或者刚性不足时，则过小的摩擦阻力反而容易产生震荡。这时，可以采用滑动导轨副，以改善系统的阻尼特性，达到较好的加工精度。四。刀架回转刀架是一种简单的自动换刀装置，可以设成四方，六方，八方，十二方刀架等多种形式。回转刀架上分别装着四把，六把，八把，十二把刀具，并按照数控装置的指令换刀。回转刀架在结构上必须具有良好的刚性，以承受粗加工时切削力。由于车削加工精度在很大程度上取决于刀尖位置，对于数控车床来说，加工过程重刀尖位置不进行调整，因此，更有必要选择可靠的定位方案和合理的定位结构，以保证回转刀架在每次转位之后，具有可靠性高的重复定位精度，回转刀架动作根据数控指令进行，由刀架电机带动，分位四个过程：1。刀架抬起2．刀架正转，3。刀架反转，4。刀架锁紧五．液压与气压传动系统1．液压执行装置的的特点液压执行装置的主要特点时能够将液体能量简便地转换为运动的机械能，输出功率大也时液压执行装置的重要特点。液压装置的构成液压系统的工作过程就是将从液压泵获得压力能量的工作油输入液压缸或者液压马达，从而把液压能量转换成机械能来驱动机械做功。液压传动装置的结构如下：液压源：油箱，油泵，驱动电机，发动机实用标准文案精彩文档控制阀：压力控制阀，方向控制阀，流量控制阀。液压执行装置：液压缸，液压马达，摆动液压马达。附属设备：管件，仪表，冷却液液压缸的工作原理液压缸是一种把表现为压力和流量的液压能量转换成直线运动能量的装置。根据其结构和功能，可以分成很多种类型。液压缸由缸体及在缸体内滑动的活塞和活塞杆等构成。其工作原理如下：A．高压油从A口进入缸体内并推动活塞，排油側的油通过B口排出，这样的活塞上产生压力差