毕业设计:数控车床故障诊断与维修

毕业设计:数控车床故障诊断与维修
毕业设计:数控车床故障诊断与维修

浅谈数控机床故障诊断与维修

姓名:石浩

学号:200641058

专业班级:数控技术2班

指导教师:

2009年6月20日

任务书

内容(小四号宋体”、行距为固定值21磅。)

浅谈数控机床故障诊断与维修

摘要

数控机床是复杂的大系统,由于它是集高、精、尖技术于一体,集机、电、光、液于一身的高技术产物,涉及很多技术,具有加工精度高、加工质量稳定可靠、生产效率高、适应性强、灵活性好等众多优点,在各个行业受到广泛欢迎,在使用方面,也是越来越受到重视。但由于它是集强、弱电于一体,数字技术控制机械制造的一体化设备,一旦系统的某些部分出现故障,如机械锈蚀、机械磨损、机械失效、电子元器件老化、插件接触不良、电流电压波动、温度变化、干扰、噪声,软件丢失或本身有隐患、灰尘,操作失误等均可导致数控机床出故障,势必使机床停机,影响生产,所以如何正确维护设备和出现故障时能及时抢修成为保障生产正常进行的关键。

关键词:数控机床;故障;诊断;维修

目录

摘要 (3)

关键词 (3)

正文 (5)

一、数控机床的维护…………………………………………第5 页

二、维修工作的基本条件……………………………………第6 页

三、数控机床一般的故障诊断分析…………………………第 9 页

四、数控机床维修与排故技术………………………………第10 页

五、数控机床故障诊断实例…………………………………第19 页结论……………………………………………………………第 20页致谢……………………………………………………………第20 页参考文献………………………………………………………第 20 页

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程控制的技术。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,更使制造业成为工业化的象征。因此,要保证数控机床的正常使用,掌握必要的故障分析、诊断方法是十分重要的。

故障是指系统在规定的条件和规定的时间内失去了规定的功能。数控机床系统故障的调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程,一旦查明了原因,故障也就几乎等于排除了。

我国从事数控机床电气设计、应用与维修技术工作的工程技术人员数以万计,然而由于此项技术的复杂性、多样性和多变性以及一些客观环境因素的制约,在数控机床电气维修技术方面还没有形成一套成熟的、完整的理论体系。当今控制理论与自动化技术的高速发展,尤其是微电子技术和计算机技术的日新月异,使得数控技术也在同步飞速发展,数控系统结构形式上的PC基、开放化和性能上的多样化、复杂化、高智能化不仅给其应用从观念到实践带来了巨大变化,也在其维修理论、技术和手段上带来了很大的变化。

一、数控机床的维护

对于数控机床来说,合理的日常维护措施,可以有效的预防和降低数控机床的故障发生几率。

首先,针对每一台机床的具体性能和加工对象制定操作规程建立工作、故障、维修档案是很重要的。包括保养内容以及功能器件和元件的保养周期。

其次,在一般的工作车间的空气中都含有油雾、灰尘甚至金属粉末之类的污染物,一旦他们落在数控系统内的印制线路或电子器件上,很容易引起元器件之间绝缘电阻下降,甚至倒是元器件及印制线路受到损坏。所以除非是需要进行必要的调整及维修,一般情况下不允许随便开启柜门,更不允许在使用过程中敞开柜门。

另外,对数控系统的电网电压要实行时时监控,一旦发现超出正常的工

作电压,就会造成系统不能正常工作,甚至会引起数控系统内部电子部件的损坏。所以配电系统在设备不具备自动检测保护的情况下要有专人负责监视,以及尽量的改善配电系统的稳定作业。

当然很重要的一点是数控机床采用直流进给伺服驱动和直流主轴伺服驱动的,要注意将电刷从直流电动机中取出来,以免由于化学腐蚀作用,是换向器表面腐蚀,造成换向性能受损,致使整台电动机损坏。这是非常严重也容易引起的故障[1]。

二、维修工作的基本条件

数控机床的身价从几十万元到上千万元,一般都是企业中关键产品关键工序的关键设备,一旦故障停机,其影响和损失往往很大。但是,人们对这样的设备往往更多地是看重其效能,而不仅对合理地使用不够重视,更对其保养及维修工作关注太少,日常不注意对保养与维修工作条件的创造和投入,故障出现临时抱佛脚的现象很是普遍。因此,为了充分发挥数控机床的效益,我们一定要重视维修工作,创造出良好的维修条件。由于数控机床日常出现的多为电气故障,所以电气维修更为重要。

1、人员条件

数控机床电气维修工作的快速性、优质性关键取决于电气维修人员的素质条件。

(1)首先要有高度的责任心和良好的职业道德。

(2)知识面要广。要学习并基本掌握有关数控机床电气控制的各学科知识,如计算机技术、模拟与数字电路技术、自动控制与拖动理论、控制技术、加工工艺以及机械传动技术,当然还包括上节所讲的基本数控知识。

(3)应经过良好的技术培训。数控技术基础理论的学习,尤其是针对具体数控机床的技术培训,首先是参加相关的培训班和机床安装现场的实际培训,然后向有经验的维修人员学习,而更重要且更长时间的是自学。

(4)勇于实践。要积极投入数控机床的维修与操作的工作中去,在不断的实践中提高分析能力和动手能力。

(5)掌握科学的方法。要做好维修工作光有热情是不够的,还必须在长期的学习和实践中总结提高,从中提炼出分析问题、解决问题的科学的方法。

(6)学习并掌握各种电气维修中常用的仪器、仪表和工具。

(7)掌握一门外语,特别是英语。起码应做到能看懂技术资料。

2、物质条件

(1)准备好通用的和某台数控机床专用的电气备件。

(2)非必要的常备电器元件应做到采购渠道快速畅通。

(3)必要的维修工具、仪器仪表等,最好配有笔记本电脑并装有必要的维修软件。

(4)每台数控机床所配有的完整的技术图样和资料。

(5)数控机床使用、维修技术档案材料。

3、关于预防性维护

预防性维护的目的是为了降低故障率,其工作内容主要包括下列几方面的工作。

(1)人员安排

为每台数控机床分配专门的操作人员、工艺人员和维修人员,所有人员都要不断地努力提高自己的业务技术水平。

(2)建规建档

针对每台机床的具体性能和加工对象制定操作规章,建立工作与维修档案,管理者要经常检查、总结、改进。

(3)日常保养

对每台数控机床都应建立日常维护保养计划,包括保养内容(如坐标轴传动系统的润滑、磨损情况,主轴润滑等,油、水气路,各项温度控制,平衡系统,冷却系统,传动带的松紧,继电器、接触器触头清洁,各插头、接线端是否松动,电气柜通风状况等等)及各功能部件和元气件的保养周期(每日、每月、半年或不定期)。

(4)提高利用率

数控机床如果较长时间闲置不用,当需要使用时,首先机床的各运动环节会由于油脂凝固、灰尘甚至生锈而影响其静、动态传动性能,降低机床精度,油路系统的堵塞更是一大烦事;从电气方面来看,由于一台数控机床的整个电气控制系统硬件是由数以万计的电子元器件组成的,他们的性能和寿命具有很大离散性,从宏观来看分三个阶段:在一年之内基本上处于所谓“磨合”阶段。在该阶段故障率呈下降趋势,如果在这期间不断开动机床则会较快完成“磨合”任务,而且也可充分利用一年的维修期;第二阶段为有效寿命阶段,也就是充分发挥效能的阶段。在合理使用和良好的日常维护保养的条件下,机床正常运转至少可在五年以上;第三阶段为系统寿命衰老阶段,电器硬件故障会逐渐增多,数控系统的使用寿命平均在8~10年左右[2]。

因此,在没有加工任务的一段时间内,最好较低速度下空运行机床,至少也要经常给数控系统通电,甚至每天都应通电。

三、数控机床一般的故障诊断分析

1、检查

在设备无法正常工作的情况下,首先要判断故障出现的具体位置和产生的原因,我们可以目测故障板,仔细检查有无由于电流过大造成的保险丝熔断,元器件的烧焦烟熏,有无杂物断路现象,造成板子的过流、过压、短路。观察阻容、半导体器件的管脚有无断脚、虚焊等,以此可发现一些较为明显的故障,缩小检修范围,判断故障产生的原因。

2、系统自诊断

数控系统的自诊断功能随时监视数控系统的工作状态。一旦发生异常情况,立即在CRT上显示报警信息或用发光二级管指示故障的大致起因,这是维修中最有效的一种方法。近年来随着技术的发展,兴起了新的接口诊断技术,JTAG边界扫描,该规范提供了有效地检测引线间隔致密的电路板上零件的能力,进一步完善了系统的自我诊断能力。

3、功能程序测试法

功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能用手工编程或自动变成的方法,编制成一个功能测试程序,送人数控系统,然后让数控系统运行这个测试程序,借以检查机床执行这些功能的准确定和可靠性,进而判断出故障发生的可能原因。

4、接口信号检查

通过用可编程序控制器在线检查机床控制系统的接回信号,并与接口手册正确信号相对比,也可以查出相应的故障点。

5、诊断备件替换法

随着现代技术的发展,电路的集成规模越来越大技术也越来越复杂,按常规方法,很难把故障定位到一个很小的区域,而一旦系统发生故障,为了缩短停机时间,在没有诊断备件的情况下可以采用相同或相容的模块对故障模块进行替换检查,对于现代数控的维修,越来越多的情况采用这种方法进行诊断,然后用备件替换损坏模块,使系统正常工作,尽最大可能缩短故障停机时间。

上述诊断方法,在实际应用时并无严格的界限,可能用一种方法就能排除故障,也可能需要多种方法同时进行。最主要的是根据诊断的结果间接或直接的找到问题的关键,或维修或替换尽快的恢复生产。

四、数控机床维修与排故技术

1、常见电气故障分类

数控机床的电气故障可按故障的性质、表象、原因或后果等分类。

(1)以故障发生的部位,分为硬件故障和软件故障。硬件故障是指电子、电器件、印制电路板、电线电缆、接插件等的不正常状态甚至损坏,这是需要修理甚至更换才可排除的故障。而软件故障一般是指PLC逻辑控制程序中产生的故障,需要输入或修改某些数据甚至修改PLC程序方可排除的故障。零件加工程序故障也属于软件故障。最严重的软件故障则是数控系统软件的缺损甚至丢失,这就只有与生产厂商或其服务机构联系解决了[3]。

(2)以故障出现时有无指示,分为有诊断指示故障和无诊断指示故障。当今的数控系统都设计有完美的自诊断程序,时实监控整个系统的软、硬件

性能,一旦发现故障则会立即报警或者还有简要文字说明在屏幕上显示出来,结合系统配备的诊断手册不仅可以找到故障发生的原因、部位,而且还有排除的方法提示。机床制造者也会针对具体机床设计有相关的故障指示及诊断说明书。上述这两部分有诊断指示的故障加上各电气装置上的各类指示灯使得绝大多数电气故障的排除较为容易。无诊断指示的故障一部分是上述两种诊断程序的不完整性所致(如开关不闭合、接插松动等)。这类故障则要依靠对产生故障前的工作过程和故障现象及后果,并依靠维修人员对机床的熟悉程度和技术水平加以分析、排除。

(3)以故障出现时有无破坏性,分为破坏性故障和非破坏性故障。对于破坏性故障,损坏工件甚至机床的故障,维修时不允许重演,这时只能根据产生故障时的现象进行相应的检查、分析来排除之,技术难度较高且有一定风险。如果可能会损坏工件,则可卸下工件,试着重现故障过程,但应十分小心。

(4)以故障出现的或然性,分为系统性故障和随机性故障。系统性故障是指只要满足一定的条件则一定会产生的确定的故障;而随机性故障是指在相同的条件下偶尔发生的故障,这类故障的分析较为困难,通常多与机床机械结构的局部松动错位、部分电气工件特性漂移或可靠性降低、电气装置内部温度过高有关。此类故障的分析需经反复试验、综合判断才可能排除。

(5)以机床的运动品质特性来衡量,则是机床运动特性下降的故障。在这种情况下,机床虽能正常运转却加工不出合格的工件。例如机床定位精度超差、反向死区过大、坐标运行不平稳等。这类故障必须使用检测仪器确诊产生误差的机、电环节,然后通过对机械传动系统、数控系统和伺服系统的最佳化调整来排除。

故障的分类是为了便于故障的分析排除,而一种故障的产生往往是多种类型的混合,这就要求维修人员具体问题具体分析,参照以上分类采取相应的分析、排除法。

2、故障的调查与分析

这是排故的第一阶段,是非常关键的阶段,主要应做好以下工作:

(1)询问调查

在接到机床现场出现故障要求排除的信息时,首先应要求操作者尽量保持现场故障状态,不做任何处理,这样才有利于迅速精确地分析故障原因。同时仔细询问故障指示情况、故障表象及故障产生的背景情况,依此做出初步判断,以便确定现场排故所应携带的工具、仪表、图纸资料、备件等,减少往返时间。

(2)现场检查

到达现场后,首先要验证操作者提供的各种情况的准确性、完整性,从而核实初步判断的准确度。由于操作者的水平,对故障状况描述不清甚至完全不准确的情况不乏其例,因此到现场后仍然不要急于动手处理,重新仔细调查各种情况,以免破坏了现场,使排故增加难度。

(3)故障分析

根据已知的故障状况按上节所述故障分类办法分析故障类型,从而确定排故原则。由于大多数故障是有指示的,所以一般情况下,对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书,可以列出产生该故障的多种可能的原因。

(4)确定原因

对多种可能的原因进行排查从中找出本次故障的真正原因,这时对维修人员是一种对该机床熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。

(5)排故准备

有的故障的排除方法可能很简单,有些故障则往往较复杂,需要做一系列的准备工作,例如工具仪表的准备、局部的拆卸、零部件的修理,元器件的采购甚至排故计划步骤的制定等等。

数控机床电气系统故障的调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程,一旦查明了原因,故障也就几乎等于排除了。因此故障分析诊断的方法也就变得十分重要了。

3、下面把电气故障的常用诊断方法综列于下:

(1)直观检查法。

这是故障分析之初必用的方法,就是利用感官的检查。

①询问

向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果,并且在整个分析判断过程中可能要多次询问。

②目视

总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态(例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机械手位置等),各电控装置(如数控系统、温控装置、润滑装置等)有无报警指示,局部查看有无保险烧煅,元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落,各操作元件位置正确与否等等[4]。

③触摸

在整机断电条件下可以通过触摸各主要电路板的安装状况、各插头座的插接状况、各功率及信号导线(如伺服与电机接触器接线)的联接状况等来发现可能出现故障的原因。

④通电

这是指为了检查有无冒烟、打火、有无异常声音、气味以及触摸有无过热电动机和元件存在而通电,一旦发现立即断电分析。

(2)仪器检查法

使用常规电工仪表,对各组交、直流电源电压,对相关直流及脉冲信号等进行测量,从中找寻可能的故障。例如用万用表检查各电源情况,及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量,用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无,用PLC 编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。

(3)信号与报警指示分析法

①硬件报警指示

这是指包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯,结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。

②软件报警指示

上述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示,依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。

(4)接口状态检查法

现代数控系统多将PLC集成于其中,而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的,这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示,有的可以

通过简单操作在CRT屏幕上显示,而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。这种检查方法要求维修人员既要熟悉本机床的接口信号,又要熟悉PLC 编程器的应用。

(5)参数调整法

数控系统、PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配,而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。因此,任何参数的变化(尤其是模拟量参数)甚至丢失都是不允许的;而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化会打破最初的匹配状态和最佳化状态。此类故障多指故障分类一节中后一类故障,需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。这种方法对维修人员的要求是很高的,不仅要对具体系统主要参数十分了解,既知晓其地址,熟悉其作用,又要有较丰富的电气调试经验。

(6)备件置换法

当故障分析结果集中于某一印制电路板上时,由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于其上某一区域乃至某一元件是十分困难的,为了缩短停机时间,在有相同备件的条件下可以先将备件换上,然后再去检查修复故障板。备件板的更换要注意以下问题。

①更换任何备件都必须在断电情况下进行。

②许多印制电路板上都有一些开关或短路棒的设定以匹配实际需要,因此在更换备件板上一定要记录下原有的开关位置和设定状态,并将新板作好同样的设定,否则会产生报警而不能工作。

③某些印制电路板的更换还需在更换后进行某些特定操作以完成其中软件与参数的建立。这一点需要仔细阅读相应电路板的使用说明。

④有些印制电路板是不能轻易拔出的,例如含有工作存储器的板,或者备用电池板,它会丢失有用的参数或者程序。必须更换时也必须遵照有关说明操作。

鉴于以上条件,在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料,弄懂要求和操作步骤之后再动手,以免造成更大的故障。

(7)交叉换位法

当发现故障板或者不能确定是否故障板而又没有备件的情况下,可以将系统中相同或相兼容的两个板互换检查,例如两个坐标的指令板或伺服板的交换从中判断故障板或故障部位。这种交叉换位法应特别注意,不仅硬件接线的正确交换,还要将一系列相应的参数交换,否则不仅达不到目的,反而会产生新的故障造成思维的混乱,一定要事先考虑周全,设计好软、硬件交换方案,准确无误再行交换检查。

(8)特殊处理法

当今的数控系统已进入PC基、开放化的发展阶段,其中软件含量越来越丰富,有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用者自己的软件,由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题,会使得有些故障状态无从分析,例如死机现象。对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理,比如整机断电,稍作停顿后再开机,有时则可能将故障消除。维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律或者其他有效的方法。

4、电气维修与故障的排除

这是排故的第二阶段,是实施阶段。

如前所述,电气故障的分析过程也就是故障的排除过程。下面列举几个常见电气故障:

(1)电源

电源是维修系统乃至整个机床正常工作的能量来源,它的失效或者故障轻者会丢失数据、造成停机。重者会毁坏系统局部甚至全部。西方国家由于电力充足,电网质量高,因此其电气系统的电源设计考虑较少,这对于我国有较大波动和高次谐波的电力供电网来说就略显不足,再加上某些人为的因素,难免出现由电源而引起的故障。因此,在设计数控机床的供电系统时应尽量做到:

①提供独立的配电箱而不与其他设备串用。

②电网供电质量较差的地区应配备三相交流稳压装置。

③电源始端有良好的接地。

④进入数控机床的三相电源应采用三相五线制,中线(N)与接地(PE)严格分开。

⑤电柜内电器件的布局和交、直流电线的敷设要相互隔离。

(2)数控系统位置环故障

①位置环报警。可能是位置测量回路开路;测量元件损坏;位置控制建立的接口信号不存在等。

②坐标轴在没有指令的情况下产生运动。可能是漂移过大;位置环或速度环接成正反馈;反馈接线开路;测量元件损坏。

(3)机床坐标找不到零点。

可能是零方向在远离零点;编码器损坏或接线开路;光栅零点标记移位;回零减速开关失灵。

(4)机床动态特性变差,工件加工质量下降,甚至在一定速度下机床发生振动。

这种情况很大一种可能是机械传动系统间隙过大甚至磨损严重或者导轨润滑不充分甚至磨损造成的;对于电气控制系统来说则可能是速度环、位置环和相关参数已不在最佳匹配状态,应在机械故障基本排除后重新进行最佳化调整。

(5)偶发性停机故障。

这里有两种可能的情况:一种情况是如前所述的相关软件设计中的问题造成在某些特定的操作与功能运行组合下的停机故障,一般情况下机床断电后重新通电便会消失;另一种情况是由环境条件引起的,如强力干扰(电网或周边设备)、温度过高、湿度过大等。这种环境因素往往被人们所忽视,例如南方地区将机床置于普通厂房甚至靠近敞开的大门附近,电柜长时间开门运行,附近有大量产生粉尘、金属屑或水雾的设备等等。这些因素不仅会造成故障,严重的还会损坏系统与机床,务必注意改善[5]。

5、维修排故后的总结提高工作

对数控机床电气故障进行维修和分析排除后的总结与提高工作是排故的第三阶段,也是十分重要的阶段,应引起足够重视。

总结提高工作的主要内容包括:

(1)详细记录从故障的发生、分析判断到排除全过程中出现的各种问题,采取的各种措施,涉及到的相关电路图、相关参数和相关软件,其间错误分析和排故方法也应记录并记录其无效的原因。除填入维修档案外,内容较多者还要另文详细书写。

(2)有条件的维修人员应该从较典型的故障排除实践中找出常有普遍意义的内容作为研究课题进行理论性探讨,写出论文,从而达到提高的目的。特别是在有些故障的排除中并未经由认真系统地分析判断而是带有一定地偶然性排除了故障,这种情况下的事后总结研究就更加必要。

(3)总结故障排除过程中所需要的各类图样、文字资料,若有不足应事后想办法补济,而且在随后的日子里研读,以备将来之需。

(4)从排故过程中发现自己欠缺的知识,制定学习计划,力争尽快补课。

(5)找出工具、仪表、备件之不足,条件允许时补齐。

总结提高工作的好处是:

(1)迅速提高维修者的理论水平和维修能力。

(2)提高重复性故障的维修速度。

(3)利于分析设备的故障率及可维修性,改进操作规程,提高机床寿命和利用率。

(4)可改进机床电气原设计之不足。

(5)资源共享。总结资料可作为其他维修人员的参数资料、学习培训教材。

五、数控机床故障诊断实例

由于数控机床的驱动部分是强弱电一体的,是最容易发生问题的。因此将驱动部分作简单介绍:驱动部分包括主轴驱动器和伺服驱动器,有电源模块和驱动模块两部分组成,电源模块是将三相交流电有变压器升压为高压直流,而驱动部分实际上是个逆变换,将高压支流转换为三相交流,并驱动伺

服电机,完成个伺服轴的运动和主轴的运转。因此这部分最容易出故障。以CJK6136数控机床和802S数控系统的故障现象为例,主要分析一下控制电路与机械传动接口的故障维修[6]。

如在数控机床在加工过程中,主轴有时能回参考点有时不能。在数控操作面板上,主轴转速显示时有时无,主轴运转正常。分析出现的故障原因得该机床采用变频调速,其转速信号是有编码器提供,所以可排除编码器损坏的可能,否则根本就无法传递转速信号了。只能是编码器与其连接单元出现问题。两方面考虑,一是可能和数控系统连接的ECU连接松动,二是可能可和主轴的机械连接出现问题。由此可以着手解决问题了。首先检查编码器与ECU的连接。若不存在问题,就卸下编码器检查主传动与编码器的连接键是否脱离键槽,结果发现就是这个问题,修复并重新安装就解决了问题。

总之,数控机床故障产生的原因是多种多样的,有机械问题、数控系统的问题、传感元件的问题、驱动元件的问题、强电部分的问题、线路连接的问题等。在检修过程中,要分析故障产生的可能原因和范围,然后逐步排除,直到找出故障点,切勿盲目的乱动,否则,不但不能解决问题。还可能使故障范围进一步扩大。总之,在面对数控机床故障和维修问题时,首先要防患于未燃,不能在数控机床出现问题后才去解决问题,要做好日常的维护工作和了解机床本身的结构和工作原理,这样才能做到有的放矢。

致谢:

本文在写作过程中得到了老师的精心指导,老师从论文开题直到最后论文的撰写都给予了特别细致、耐心的指导,使本人得以顺利地完成此论文。在此,我对老师在该论文撰写期间给予的帮助表示衷心地感谢。

参考文献:

[1] 陈蕾、谈峰,浅析数控机床维护维修的一般方法[J],机修用造,2004(10)

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数控车床常见故障和常规处理方法一、数控车床常见故障分类 数控车床是一种技术含量高且较复杂的机电一体化设备,其故障发生的原因一般都较复杂,给数控车床的故障诊断与排除带来不少困难。为了便于故障分析和处理,数控车床的故障大体上可以分为以下几类。 1.主机故障和电气故障 一般说来,机械故障比较直观,易于排除,电气故障相对而言比较复杂。电气方面的故障按部位基本可分为电气部分故障、伺服放大及位置检测部分故障、计算机部分故障及主轴控制部分故障。至于编程而引起的故障,大多是由于考虑不周或输入失误而造成的,只需按提示修改即可。 (1)主机故障。数控车床的主机部分主要包括机械、润滑、冷却、排屑、液压、气动与防护等装置。常见的主机故障有因机械安装、调试及操作使用不当等原因引起的机械传动故障与导轨运动摩擦过大故障。故障表现为传动噪声大,加工精度差,运行阻力大。 (2)电气故障。 ①机床本体上的电气故障。此种故障首先可利用机床自诊断功能的报警号提示,查阅梯形图或检查i/o接口信号状态,根据机床维修说明书所提供的周纸、资料、排故流程图、调整方法,并结合工作人员的经验检查。 篷悯服放大及检测部分故障。此种故障可利用计算机自诊断功能的报警号,计算机及伺服放大驱动板上的各信息状态指示灯,故障报警指示灯,参阅维修说明书上介绍的关键测试点的渡形、电压值,计算机、伺服放大板有关参数设定,短路销的设置及其相关电位器的调整,功能兼容板或备板的替换等方法来作出诊断和故障排除。 @计算机部分故障。此种故障主要利用计算机自诊断功能的报警号,计算机各板上的信息状态指示灯,各关键测试点的波形、电压值,各有关电位器的调整,各短路销的设置,有关机床参数值的设定,专用诊断组件,并参考计算机控制系统维修手册、电气图等加以诊断及排除。 ④交流主轴控制系统故障。交流主轴控制系统发生故障时,应首先了解操作者是否有过不符合操作规程的意外操作,电源电压是否出现过瞬问异常,进行外观检查是否有短路器跳闸、熔丝断开等直观易查的故障。如果没有,再确认是属于有报警显示类故障.还是无报警显示类故障,根据具体情况而定。 2.系统故障和随机故障 (1)系统故障。此故障是指只要满足一定的条件,机床或数控系统就必然出现的故障。如,网络电压过高或过低,系统就会产生电压过高报警或电压过低报警;切削用量安排得不合适,就会产生过载报警等。 (2)随机故障。此类故障是指在同样条件下.只偶尔出现一次或两次的故障c要想人为地再使其出现同样的故障则是不太容易的,有时很长时间也难再遇到一次。这类故障的诊断和排除都是很困难的。一般情况下,这类故障往往与机械结构的局部松动、错位,数控系统中部分组件工作特性的漂移.机床电气组件可靠性下降等有关。比如:一台数控机床本来正常工作,突然出现主轴停止时产生漂移,停电后再进电,漂移现象仍不能消除。调整零漂电位器后现象消失,这显然是工作点漂移造成的。因此,排除此类故障应经过反复实验,综合判断。有些数控机床采用电磁离合器变挡,离合器剩磁也会产生类似的现象。 3.显示故障和无显示故障 以故障产生时有无自诊断显示来区分这两类故障。 (1)有报警显示故障。现在的数控系统都有较丰富的自诊断功能,可显示出百余种的报警信号。其中,太部分是cNc系统自身的故障报警,有的是数控机床制造厂利用操作者信息,

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毕业设计任务书 毕业设计题目:经济型C6140车床数控改造

内容和要求:内容:司服进给系统的校核计算和微机数控系统硬件电路设计,完成普通C6140车床的数控化改造及相关图纸。 技术要求:利用微机对纵、横向进给系统进行开环控制,纵向(Z向)脉冲当量为0.01mm/脉冲,横向(X向)脉冲当量为0.005mm/脉冲,驱动采用步进电机,传动系统采用滚珠丝杠,刀架采用自动转位刀架。 工作质量要求:方案设计合理,理论计算准确,结构设计合理,图纸图面清楚,投影正确,标注完整,设计及绘图过程符合国家要求等。 软硬件条件:个人计算机;参考书;AutoCAD(或其他绘图条件) 指导教师(签字):年月日

机床作为机械制造业的重要基础装备,它的发展一直引起人们的关注,由于计算机技术的兴起,促使机床的控制信息出现了质的突破,导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新一代机床-数控机床的诞生 和发展。计算机的出现和应用,为人类提供了实现机械加工工艺过程自动化的理想手段。用经济型数控系统改造普通机床,在投资少的情况下,使其既能满足加工的需要,又能提高机床的自动化程度,比较符合我国的国情。到目前为止,已有很多厂家生产经济型数控系统。可以预料,今后,机床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。 关键词:机床, 数控机床, 伺服进给系统, 单片机

1.前言 (1) 1.1 概述 (1) 1.2 数控机床和数控技术 (1) 1.3 数控机床的特点 (2) 1.4 数控机床的发展 (3) 2.总体方案的设计 (4) 2.1 设计任务与要求 (4) 2.1.1 课程设计的目的 (4) 2.1.2 课程设计的主要技术参数 (4) 2.2.3 课程设计的内容 (5) 2.2.4 课程设计的要求 (5) 2.2.5 课程设计的图纸 (5) 2.2 总体方案的设计 (5) 2.2.1 数控系统运动方式的确定 (5) 2.2.2 伺服进给系统的改造设计 (6) 2.2.3 数控系统的硬件电路设计 (6) 3.伺服进给系统的计算 (8) 3.1 确定系统脉冲当量 (8) 3.2 切削力的计算 (8) 3.2.1 纵车外圆 (8) 3.2.2 横切端面 (8) 3.3 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (9) 3.3.1 纵向进给丝杠 (9) 3.3.2 横向进给丝杠......................................... .11 3.3.3 纵向和横向滚珠丝杠螺母副几何参数..................... .14

数控车床常见故障与排除措施

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/d79528079.html, 数控车床常见故障与排除措施 作者:张文祥 来源:《山东工业技术》2016年第13期 摘要:在机械加工的过程中必须要使用数控机床,数据机床能否正常运行将会对机械加 工过程产生重要的影响。数控机床属于高精密仪器,在使用的过程中会涉及到自动化、精密测量等先进技术。虽然,数控机床使用的技术比较先进,但在实践的过程中由于各种因素的影响还是会出现一些故障,这些故障的存在影响了数控机床的正常运行。在这种情况下,必须要进行数控机床故障诊断和排除措施的研究,以便可以及时发现故障、排除故障,提高数控机床工作的效率和可靠性。 关键词:数控车床;故障;排除措施 DOI:10.16640/https://www.360docs.net/doc/d79528079.html,ki.37-1222/t.2016.13.219 0 引言 数控机床是机械加工过程中比较常见的自动化器械,具有较高的技术含量。一旦数控机床出现故障就会比较麻烦,不仅会影响到数控机床的工作效率,同时还会缩短数控机床的使用寿命。此外,数控机床故障诊断难度比较大,必须要借助现代故障诊断技术才可以确定故障发生的原因,并排除故障。因此,进行有关数控机床常见故障及排除措施的研究十分必要。本文将从介绍数控机床故障诊断概述入手,分析和研究数控机床常见的故障类型,并提出故障排除的方法,希望对以后的相关工作能有所帮助。 1 数控车床故障诊断概述 1.1 数控机床故障诊断的基本原则 在对数控机床进行故障诊断的过程中应遵守一定的原则。 第一,从外部到内部的原则。近年来,随着相关技术的不断发展,数控机床出现故障的可能性越来越低。但如果发生了故障,维修人员在诊断时应先进行数控机床外部检查,确定外部不存在问题以后才可以进行内部检查。在故障诊断的过程中尽量不要拆卸数控机床,因为数控机床对精度的要求比较高,随意拆卸数控机床可能会影响其精度,进而影响数控机床的正常使用; 第二,从主机到电气的原则。数控机床发生故障的部位主要有三个,分别为主机、数控系统和电气。相比于后两个部位来说,数控机床主机出现故障比较容易诊断出来。因此,要先进行主机诊断。而且,大量的实践也证明了数控机床主机出现故障的概率比较高。先进行主机诊断可以节省很多的时间。如果确定了主机不存在故障,则可以进行数控系统和电气故障诊断;

(完整版)华中数控车床常见故障诊断与维修毕业设计

毕业论文(设计)题目华中数控车床常见故障诊断与维修 班级 110217 专业数控设备应用与维护 分院工程技术分院 指导教师王锐

2013年 11 月 30 日 目录 摘要 (1) 第1章数控车床维修基础 (2) 1.1 数控车床维修的基本要求 (2) 1.2 故障的分析方法 (4) 1.3 维修的基本步骤 (5) 第2章华中系统的诊断与维修 (8) 2.1 CNC系统的主要故障 (8) https://www.360docs.net/doc/d79528079.html,C系统软件故障纤细及其成因 (9) https://www.360docs.net/doc/d79528079.html,C硬件故障现象及其成因 (9) 2.4 CNC系统的自诊断 (10) 第3章华中数控机床常见故障诊断及维修实例 (11) 3.1 数控机床出现急停故障 (11) 3.1.1机床一直处于急停状态,不能复位 (12) 3.1.2在自动运行的过程中,报跟踪误差过大引起的急停故障 (12) 3.1.3伺服单元报警引起的急停 (12) 3.1.4主轴单元报警引起的急停 (13) 3.2 机床回参考点(回零)故障 (13) 3.2.1参考点编码器类故障分析与维修 (13) 3.2.2回零重复性差或参考位置偏差 (14) 3.2.3参考点位置偏差一个栅格(参考点发生整螺距偏移) (15)

3.2.4回参考点时,出现超程报警 (15) 3.2.5回参考点过程中出现“软超程”报警 (16) 3.3 刀架故障 (16) 3.3.1刀架抬起不转动故障 (17) 3.3.2刀架旋转不止故障 (18) 3.3.3刀架定位不准故障 (18) 3.3.4刀架转动不到位故障 (19) 3.4 数控机床PLC故障诊断的方法 (19) 第4章设计小结 (21) 参考文献 (22) 致谢 (23) 摘要 系统可靠性是指数控系统在规定的条件和规定的时间内完成规定功 能的能力,故障是指系统在规定的条件和规定的时间内失去了规定的功能。 数控机床是复杂的大系统,它涉及光、机、电、液等很多技术,发生故障 是难免的。机械锈蚀、机械磨损、机械失效,电子元器件老化、插件接触 不良、电流电压波动、温度变化、干扰、噪声,软件丢失或本身有隐患、 灰尘,操作失误等都可导致数控机床出故障。为了便于维修,现将各系统 的结构简介和维修如下。 关键词: 数控机床故障诊断,影响,分析故障,排除故障 第1章数控车床维修基础 1.1 数控车床维修的基本要求

CNC 的故障维修 21 例

CNC 的故障维修21 例 例1. PLC主板的故障维修 故障现象:一台配套SIEMENS SINUMERIK 810系统的数控机床,其PLC采用S5-130W/B,一次发生通过NC系统PC功能输入的R参数,在加工中不起作用,且不能更改加工程序中R参数的数值的故障。 分析及处理过程:通过对NC系统工作原理及故障现象的分析,确认PLC的主板有问题。与另一台的主板对换后,进一步确定为PLC主板的问题。经厂家维修后,故障被排除。 例2.NC系统存储器板的故障维修 故障现象:一台配套SINUMERIK 810数控系统的数控机床,其加工程序编辑后无法保存。 分析及处理过程:经现场多次试验发现,机床可进行手动、手轮、MDI操作,但在编辑完程序,关机后重新起动,发现程序丢失,但系统参数仍然存在,因此可排除电池不良的原因,据初步诊断可能为存储器板损坏导致。与另一台机床上同规格的存储器板更换后,机床恢复正常。 例3.NC系统主板弯曲变形的故障维修 故障现象:一台采用德国HEIDENHAIN公司TNCl55的数控铣床,工作时系统经常死机,停电后经常丢失机床参数和程序。 分析及处理过程:经现场分析与诊断,出现该故障的原因一般有以下几点: 1)电池不良。 2)系统存储RAM出错。 3)系统软件本身不稳定。 根据以上分析,逐条进行了如下检查:首先用万用表直接测量系统断电存储用电池,发现正常:测量主板上的电池电压,发现时有时无,进一步检查发现当用手按着主板的一侧测量时电压正常,而按住另一侧时则不正常,因此初步诊断为接触不良导致;拆下该主板,仔细检查发现主板已弯曲变形,纠正后重新试验,故障排除。 例4.控制系统主板的故障维修 故障现象:一台工业控制机作为主控制、采用西班牙FAGOR系统作为数控部分的仿形镗铣床,一次在加工完某一零件更换新的加工程序时,突然出现死机现象且无任何报警,强行关机后重新起动系统,此时主机无法起动,同时出现显示器黑屏现象。 分析及处理过程:检查显示器正常,加工程序无误,更换显卡和内存故障仍然存在;进一步分析判断,确认是主板出现问题。更换一块新主板后,主机起动正常,机床正常运转。 例5.软件限位超程(设置不当)的故障维修 故障现象:一台配套SIEMENS SINUMERIK 810系统的专用数控铣床,在批量加工中,NC系统显示2号报警“LIMIT SWITCH”。 分析及处理过程:2号报警意为“Y轴行程超出软件设定的极限值”,检查程序数值并无变化,经仔细观察故障现象,当出现故障时,CRT上显示的Y轴坐标确认达到软件极限,仔细研究发现是补偿值输入变大引起的。适当调整软件限位设置后,报警消除。 例6.NOT READY报警的故障维修 故障现象:一台配套FANUC PM0系统的数控车床,开机或加工过程中有时出现NOT READY报警,关机后重新开机,故障可以自动消失。 分析及处理过程:在故障发生时检查数控系统,发现伺服驱动器上的报警指示灯亮,表明伺服驱动器存

数控车床常见故障诊断维修

第九章数控车床常见故障的诊断与维修 一.数控车床诊断与维修概述 1数控车床故障诊断与维修的概念。 数控车床综合应用了计算机.自动控制.精密测量 .现代机械制造和数据通信等多种技术,是机加工领域典型的机电一体化设备。 要充分发挥数控车床的效率,就要求机床的开动率高,这就给数控车床提出了可靠性的要求。衡量可靠性的主要指标是平均无故障工作时间(MBTF)。 MBTF = 总工作时间/总故障次数 我国每年有近千台数控车床的产量,由于一些用户对数控车床的故障不能及时作出正确的判断和排除,目前国内各行业中数控车床的开动率平均仅达到20%-30%。 数控车床的故障诊断与维修是数控车床使用过程中重要的组成部分,也是目前制约数控车床发挥作用的因素之一,因此数控车床的使用单位培养掌握数控车床的故障诊断与维修的技术人员,有利于提高数控车床的使用率。 2. 数控车床的故障类型与特点。 (1)数控车床的故障类型。 数控车床故障是指数控车床失去了规定的功能。按照数控车床故障频率的高低,车床使用期可以分为三个阶段,即初始运行期.相对稳定运行期和衰老期。

数控车床从整机安装调试后至运行一年左右的时间成称为车床的初始运行期。在这段时间内,机械处于磨合状态,部分电子元器件在电气干扰中经受不了初期的考验而损坏,所以数控车床在这一段时间内的故障比较多。数控车床在经过了初始运行期就进入了相对稳定期,车床在该时期仍然会产生故障,但是故障频率相对减少,数控车床的相对稳定期一般为7-10年。数控车床经过相对稳定期之后就进入了衰老期,由于机械的磨损.电气元件的品质因数下降,数控车床的故障率又开始增大。 数控车床的故障种类很多,可分为以下几类: A.按照故障起因——关联性故障和非关联性故障,所谓非关联 性故障是由于运输.安装等原因造成的故障。关联性故障可分 为系统性故障和随机故障,系统性故障是指数控车床在一定

数控车床维修及维护毕业论文

摘要 毕业设计(论文)作为大学所学知识得最后一次总结,其作用就是很重要得。它不但对我们所学得知识做了一次全面得检查与巩固,而且就是我们综合利用所学得全部理论与实践相结合得重要环节。 本次设计(论文)得内容为数控车床维修得条件、机床故障检查与排除分析得方法以及车床得保养与典型车床得诊断与维修等。在闫老师得耐心指导下。为我们介绍了数控车床得原理与应用,并且讲解了数控车床得维修方法与注意得事项,以及实践工作得方法与理论及解决实际问题得方法。为我们整个毕业设计(论文)取得了第一手资料。在毕业设计过程中闫老师提出了宝贵得意见与纠正我们得错误,从而使我们得毕业设计(论文)得以圆满成功。这次毕业设计(论文)使我受益匪浅。 首先,培养我们分析实际问题得能力与运用所学知识动手解决问题得能力,从而达到巩固,扩大与深化所学得理论知识,为即将走向得工作岗位打下坚实得基础。 其次,培养了我们深入实际,调整研究得工作方法。再次,培养我们熟悉有关技术政策,运用国家标准规范规定得能力,独立进行查找资料得能力。 数控车床自身所具有得明显优势使得它在工业中得应用前景极为乐观,随着数控技术进一步得开发与利用,我们深信,它必将在机械工程领域发挥巨大得作用、关键词:数控车床得保养硬件故障软件故障 目录 摘要..........................................................1前言.. (3) 第一章数控车床 (4) 一、数控车床?4 二、数控车床?6 第二章数控车床 (15) 一、车床故障? 15 二、车床故障?18

20 三、数控车床? 23 第三章车床得? 一、数控车床?23 二。数控车床 (24) 结论 (26) 感想 (27) 致谢? 28 参考文献·····················································29 前言 数控机(车)床就是机电一体化得高技术产品,它得产生就是20世纪中期计算机技术,微电子技术与自动化技术高速发展得结果,就是在机械制造业要求产品高精度、高质量、高生产率、低消耗与中、小批量、多品种产品生产实现自动化生产得结果,机械制造业就是国民经济得支柱产业之一,但在实现多品种、小批量产品自动化生产方面曾遇到困难,对于大批大量生产,实现自动流水作业比较容易,但对于多品种小批量生产得自动化经历了漫长得道路,因为机械制造业属于离散型生产,它与化工生产、电力生产等连续型生产类型截然不同,在机械加工中,产品就是经过一道道工序、多次换刀与一系列动作逐步累加而成型得,通过成组技术将产品分类,力求把中、小批量产品转换成大批大量生产得形式,组成流水生产作业,在一定程度上可以使机械加工生产类型由离散型转化为连续型。但要把这种连续型生产实现柔性自动化,只有在数控车床诞生以后,把计算机技术引入金属切削车床之中,才从根本上解决了“柔性制造”(Flexible Manufacturing)、自动化生产得实际问题,因此,毫不夸张地说:数控车床得产生就是机械制造业领域中得一场重大得技术革新, 经过半个世纪得不断改进、开拓与发展,数控车床已形成品种齐全,种类繁多、性能完善与外观造型完美得自动化生产装备,而且正在迈向更高得层次--实现无人化工厂.。 目前,数控车床得应用越来越广泛,其加工柔性好,精度高,生产效率高,具有很多得优点,但数控车床就是复杂得大系统,它涉及光、机、电、液等很多技术,发生故障就是难免得,机械锈蚀、机械磨损、机机械失效,电子元器件老化、插件接触不良、电流电压波动、温度变化、干扰、噪声,软件丢失或本身有隐患、灰尘等,

数控机床故障维修实例

数控机床故障维修实例集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)

数控机床故障维修实例 天津一汽夏利汽车股份有限公司内燃机制造分公司杨琦 摘要:文中简述了关于数控机床故障的几个维修实例,如无法及时购到同型器件时的替代维修方法及与伺服、PLC相关的几个故障维修实例。 一、部件的替代维修 1.1丝杠损坏后的替代修复 采用FANUC 0G系统控制的进口曲轴连杆轴颈磨床,在加工过程中出现了411报警,发现丝杠运行中有异响。拆下丝杠后发现丝杠母中的滚珠已经损坏,需要更换丝杠。但因无法马上购到同样参数的丝杠,为保证生产,决定用不同参数的丝杠进行临时替代。替代方案是:用螺距为10mm的丝杠替代导程为6mm丝杠,且丝杠的旋向由原来的左旋改为了现在的右旋。为保证替代可以进行,需要对参数进行修正。但由于机床的原参数 P8184=0、P8185=0,所以无法通过改变柔性进给齿轮的方法简便地使替代成功,需根据DMR,CMR,GRD的关系,对参数进行修正。 对于原来导程为6mm的丝杠,根据参数P100=2,可知其CMR为1,根据参数 P0004=01110101,可以知道机床原DMR为4,而且机床原来应用的编码器是 3000pulse/rev。而对于10mm的丝杠,根据DMR为4,只能选择2500线的编码器,且需将P4改变为01111001。 同时根据:计数单元=最小移动单位/CMR;计数单元=一转检测的移动量/(编码器的检测脉冲*DMR) 可以计算出原机床的计数单元=6000/(3000*4)=1/2,即最小移动单位为0.5。在选择10mm的丝杠后,根据最小移动单位为0.5,计数单元=10000/(2500*4) =0.5/CMR,所以CMR=0.5则参数 p100=1。然后将参数p8122=-111,转变为 111后,完成了将旋向由左旋改为了右旋的控制,再将P8123=12000变为10000后完后了替代维修。 1.2用α系列放大器对C系列伺服放大器的替代 机床滑台的进给用FANUC power mate D控制,伺服放大器原为C系列A06B-6090-H006,在其损坏后,用α系列放大器A06B-6859-H104进行了替代。替代时,首先是接线的不同,在C系列放大器上要接入主电源200V、急停控制100A、100B,地线G共6颗线;而对于α系列放大器,要接入主电源200V,没有接100A、100B,而是将CX4插头的2-3进行短接来完成急停控制,然后将拨码开关SA1的1、2、3端设定在ON,拨码4设定在OFF后完成了替代维修。 200V

数控车床操作面板无显示故障诊断与排除校本教材.

《数控机床常见故障诊断与排除》——特色教材 数控车床操作面板无显示故障诊断与排除 一、项目要求 华中世纪星系统数控车床开机后面板无显示,现对数控机床面板无显示故障进行诊断与维修,使其开机后能够正常显示。 1.时间要求:6学时 2.质量要求:能够准确无误地诊断与排除故障 3.安全要求:严格按照安全操作规程进行项目作业 4.文明要求:自觉按照文明生产规则进行项目作业 5.环保要求:努力按照环境保护要求进行项目作业 二、项目分析 数据系统不能正常显示的原因很多,当电源故障、系统CPU故障时,均可能导致系统不能正常显示;系统的软件出错,在多数情况下可能会导致显示混乱、显示不正常或系统无显示;当然,显示系统本身的故障是造成系统显示不正常的直接原因。因此,系统不能正常显示时,首先要分清造成系统不能正常显示故障的原因,抓住主要矛盾,不可以简单地认为只要系统无显示就是显示系统的故障。当由于系统电源、系统出错等原因造成系统不能正常显示时,应首先对其它相关部分进行维修处理。 项目链接 一、数控机床维修的基本要求 数控机床是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密侧量技术和机床设计等先进技术的典型机电一体化产品,其控制系统复杂、价格昂贵,因此它对维修人员素质、维修资料的准备、维修仪器的使用等方面提出了比普通机床更高的要求这些要求主要包括以下几个方面。 1.人员素质的要求 维修人员的素质直接决定了维修效率和效果为了迅速、准确判断故障原因,并进行及时、有效的处理,恢复机床的动作、功能和精度作为数控机床的维修人员应具备以下方面的基本条件。 ⑴具有较广的知识面 由于数控机床通常是集机械、电气、液压、气动等干一体的加工设备,组成机床的各部分之间具有密切的联系,其中任何一部分发生故障均会影响其他部分的正常工作。数控机床维修的第一步是要根据故障现象,尽快判别故障的真正原因与故障部位,这一点即是维修人员必须具备的素质,但同时又对维修人员提出了很高的要求,它要求数控机床维修人员不仅仅要掌握机械、电气两个专业的基础知识

数控车床常见故障

数控车床常见故障维修手册

数控车床常见故障维修手册 (一) 刀架类故障 故障现象一:电动刀架的每个刀位都转动不停 ①系统无+24V; COM 输出用万用表量系统出线端,看这两点输出电压是否正常或存在,若电压不存在,则为系统故障,需更换主板或送厂维修 ②系统有+24V; COM 输出,但与刀架发信盘连线断路;或是+24V 对COM 地短路用万用表检查刀架上的+24V、COM 地与系统的接线是否存在断路;检查+24V 是否对COM地短路,将+24V 电压拉低③系统有+24V; COM 输出,连线正常,发信盘的发信电路板上+24V 和COM 地回路有断路发信盘长期处于潮湿环境造成线路氧化断路,用焊锡或导线重新连接 ④刀位上+24V 电压偏低,线路上的上拉电阻开路用万用表测量每个刀位上的电压是否正常,如果偏低,检查上拉电阻,若是开路,则更换1/4W2K 上拉电阻 ⑤系统的反转控制信号TL-无输出用万用表量系统出线端,看这一点的输出电压是否正常或存在,若电压不存在,则为系统故障,需更换主板或送厂维修 ⑥系统有反转控制信号TL- 输出,但与刀架电机之间的回路存在问题检查各中间连线是否存在断路,检查各触点是否接触不良,检查强电柜内直流继电器和交流接触器是否损坏 ⑦刀位电平信号参数未设置好检查系统参数刀位高低电平检测参数是否正常,修改参数常见故障维修手册 ⑧霍尔元件损坏在对应刀位无断路的情况下,若所对应的刀位线有低电平输出,则霍尔元件无损坏,否则需更换刀架发信盘或其上的霍尔元件。一般四个霍尔元件同时损坏的机率很小 ⑨磁块故障,磁块无磁性或磁性不强更换磁块或增强磁性,若磁块在刀架抬起时位置太高,则需调整磁块的位置,使磁块对正霍尔元件 故障现象二:电动刀架不转故障原因处理方法 ①刀架电机三相反相或缺相将刀架电机线中两条互调或检查外部供电 ②系统的正转控制信号TL+无输出用万用表量系统出线端,量度+24V 和TL+两触点,同时手动换刀,看这两点的输出电压是否有+24V,若电压不存在,则为系统故障,需送厂维修或更换相关IC 元器件 ③系统的正转控制信号TL +输出正常,但控制信号这一回路存在断路或元器件损坏检查正转控制信号线是否断路,检查这一回路各触点接触是否良好;检查直流继电器或交流接触器是否损坏 ④刀架电机无电源供给检查刀架电机电源供给回路是否存在断路,各触点是否接触良好,强电电气元器件是否有损坏;检查熔断器是否熔断 ⑤上拉电阻未接入将刀位输入信号接上2K 上拉电阻,若不接此电阻,刀架在宏观上表现为不转,实际上的动作为先进行正转后立即反转,使刀架看似不动 ⑥机械卡死通过手摇使刀架转动,通过松紧程度判断是否卡死,若是,则需拆开刀架,调整机械,加入润滑液 ⑦反锁时间过长造成的机械卡死在机械上放松刀架,然后通过系统参数调节刀架反锁时间 ⑧刀架电机损坏拆开刀架电机,转动刀架,看电机是否转动,若不转动,再确定线路没问题时,更换刀架电机 ⑨刀架电机进水造成电机短路烘干电机,加装防护,做好绝缘措施 故障现象三:刀架锁不紧故障原因处理方法 ①发信盘位置没对正拆开刀架顶盖,旋动并调整发信盘位置,使刀架的霍尔元件对准磁块,使刀位停在准确位置 ②系统反锁时间不够长调整系统反锁时间参数 ③机械锁紧机构故障拆开刀架,调整机械,检查定位销是否折断

数控机床故障诊断与维修考试模拟题及答案培训资料

模拟考试试卷A 2、数控机床机械故障诊断包括对机床运行状态的识别、预测和监视三个方面的内容。其实用诊断方法有看、问、听、嗅触等。 3、点检就是按有关文件的规定,对数控机床进行定点、定时 、的检查和维护。 1、数控机床最适用于复杂、高精、多种批量尤其是单件小批量的机械零件的加工。() 2.在工件或刀具自动松夹机构中,刀杆通常采用7:24的大锥度锥柄。() 3.凡是包含测量装置的数控机床都是闭环数控机床。() 4.数控机床中内置PLC的CPU与数控系统的CPU是同一CPU。() 5.数控机床电控系统包括交流主电路、机床辅助功能控制电路和电子控制电路,一般将前者称为“弱电”,后者称为“强电”。() 6.对数控机床的各项几何精度检测工作应在精调后一气呵成,不允许检测一项调整一项,分别进行。() 7.用户参数在调机或使用、维修时是不可以更改的,这些参数改好后,应将参数封锁住。() 8.数控机床中,所有的控制信号都是从数控系统发出的。() 9.数控机床是在普通机床的基础上将普通电气装置更换成CNC控制装置。() 10.常用的间接测量元件有光电编码器和旋转变压器。() 1.数控机床是在诞生的。 ( )。 A.日本 B. 美国 C. 英国 D. 中国 2.数控机床主轴驱动应满足: ( )。 A.高、低速恒转矩 B.高、低速恒功率 C.低速恒功率高速恒转矩 D.低速恒转矩高速恒功率 3.故障维修的一般原则是: ( )。 A.先动后静 B.先内部后外部 C.先机械后电气 D.先特殊后一般 4.数控机床工作时,当发生任何异常现象需要紧急处理时应启动:()。 A.程序停止功能 B.暂停功能 C. 紧停功能 D.应急功能 5.数控机床如长期不用时最重要的日常维护工作是:()。 A.清洁 B. 干燥 C. 通电 D. 维修模拟考试试卷B1、数控机床最适用于复杂、

数控机床故障诊断与维修现状和发展趋势

数控机床故障诊断与维修现状和发展趋势 数控机床故障诊断数控机床是个复杂的系统,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。故障诊断是进行数控机床维修的第一步,它不仅可以迅速查明故障原因,排除故障,也可以起到预防故障发生与扩大的作用。 一、数控机床故障诊断的基本方法 数控设备是一种自动化程度较高,结构较复杂的先进加工设备,是企业的重点、关键设备。要发挥数控设备的高效益,就必须正确的操作和精心的维护,才能保证设备的利用率。正确的操作使用能够防止机床非正常磨损,避免突发故障;做好日常维护保养,可使设备保持良好的技术状态,延缓劣化进程,及时发现和消灭故障隐患,从而保证安全运行,故障诊断是进行数控机床维修的第一步,它不仅可以迅速查明故障原因,排除故障,也可以起到预防故障的发生与扩大的作用。一般来说,数控机床的故障诊断方法主要有以下几种: (一)常规诊断法 对数控机床的机、电、液等部分进行的常规检查,通常包括:(1) 检查电源的规格(包括电压、频率、相序、容量等)是否符合要 求;(2)CNC、伺服驱动、主轴驱动、电机、输入/输出信号的连接是否正确、可靠;(3)CNC、伺服驱动等装置内的印制电路板是否安装牢固,接插部位是否有松动;(4)CNC、伺服驱动、主轴驱动等部分的设定端、电位器的设定、调整是否正确;(5)液压、气动、润滑部件的油压、气压等是否符合机床要求;(6)电器元件、机械部件是否有明显的损坏。(二)状态诊断法 通过监测执行元件的工作状态判定故障原因。在现代数控系统中伺服进给系统、主轴驱动系统、电源模块等部件主要参数的动、静态检测,及数控系统全部输入输出信号包括内部继电器、定时器等的状态,也可以通过数控系统的诊断参数予以检查。(三)动作诊断法通过观察、监视机床的实际动作,判断动作不良部位,并由此来追溯故障源。 (四)系统自诊断法 这是利用系统内部自诊断程序或专用的诊断软件,对系统内部的关键硬件以及系统的控制软件进行自我诊断、测试的诊断方法。主

数控机床常见报警故障及其维护保养

第七章数控机床常见报警故障及维护 保养 第一节数控机床常见故障及处理 一故障与可靠性 故障: 故障是指设备或系统因自身的原因而丧失规定功能的现象。故障的形式是多种多样的,但是故障具有相同的规律即故障规律曲线。

由图可知,改曲线分为三个区域,即初期运行区Ⅰ,系统的故障呈负指数曲线函数,故障率较高,故障原因大多数是设计、制造和装配缺陷所造成的;Ⅱ区为系统的正常运行区,此时故障率趋近一条水平线,故障率低,故障原因一般是由操作和维护不良而造成的偶发故障;Ⅲ区为系统的衰老区,此时故障率最大,主要原因是年久失修及磨损过渡造成的。若加强维护,可以延长系统的正常运行区。 二可靠性 可靠性是指在规定的条件下,数控机床维持无故障工作的能力。衡量

可靠性的指标如下: 1.平均无故障时间(MTBF)是指一台数控机床在使用中两次故障间隔的 平均时间。一般用总工作时间除以总故障次数来计算。 2.平均修复时间(MTTR)是指数控机床从出现故障直至正常使用所用 修复时间的平均值。 3.有效度(A)是指一台可维修的数控机床,在某一段时间内,维持其性 能的概率。用平均无故障时间除以平均无故障时间与平均修复时间的和来计算。 对于普通的数控机床,要求MTBF≥1000h, A≥0.95 三故障分类 数控机床的常见故障按故障性质、产生原因分为一下几类。 1 系统性故障和随机性故障 以故障出现的必然性和偶然性,将故障分为系统性故障和随机性故障。系统性故障是指机床或数控系统部分在一定的条件下必然出现的故障。随机性故障是指偶然出现的故障。一般随机性故障往往是由于机械结构的局部松动、错位、控制系统中的元器件出现工作特性飘移,机床电气元件可靠性下降等原因造成。这类故障在同样的条件下只偶然出现一两次,需要反复实验和综合判断才能排除。 2 有诊断显示故障和无诊断显示故障 以故障出现时有无自诊断显示,将故障分为有诊断显示故障和无诊断

数控车床维修及维护毕业论文

数控机床维修及维护毕业论文 第一章数控车床的维修 一、数控车床维修工作的基本条件 数控车床的身价从几十万元到上千万元,一般都是企业中关键产品关键工序的关键设备,一旦故障停机,其影响和损失往往很大。但是,人们对这样的设备往往更多地是看重其效能,而不仅对合理地使用不够重视,更对其保养及维修工作关注太少,日常不注意对保养与维修工作条件的创造和投入,故障出现临时抱佛脚的现象很是普遍。因此,为了充分发挥数控车床的效益,我们一定要重视维修工作,创造出良好的维修条件。 1.人员条件 数控车床电气维修工作的快速性、优质性关键取决于电气维修人员的素质条件。 1)首先是有高度的责任心和良好的职业道德。 2)知识面要广,要学习并基本掌握有关数控车床电气控制的各学科知识,如计算机技术、模拟与数字电路技术、自动控制与拖动理论、控制技术、加工工艺以及机械传动技术,当然还包括基本数控知识。 3)应经过良好的技术培训,数控技术基础理论的学习,尤其是针对具体数控车床的技术培训,首先是参加相关的培训班和车床安装现场的实际培训,然后向有经验的维修人员学习,而更重要且更长时间的是自学。 4)勇于实践,要积极投入数控车床的维修与操作的工作中去,在不断的实践中提高分析能力和动手能力。

5)掌握科学的方法,要做好维修工作光有热情是不够的,还必须在长期的学习和实践中总结提高,从中提炼出分析问题、解决问题的科学的方法。 6)学习并掌握各种电气维修中常用的仪器、仪表和工具。 7)掌握一门外语,特别是英语,起码应做到能看懂技术资料。 2.物质条件 1)准备好通用的和某台数控车床专用的电气备件。 2)非必要的常备电器元件应做到采购渠道快速畅通。 3)必要的维修工具、仪器仪表等,最好配有笔记本电脑并装有必要的维修软件。 4)每台数控车床所配有的完整的技术图样和资料。 5)数控车床使用、维修技术资料档案。 3.关于预防性维护 预防性维护的目的是为了降低故障率,其工作容主要包括下列几方面的工作:1)人员安排为每台数控车床分配专门的操作人员、工艺人员和维修人员,所有人员都要不断地努力提高自己的业务技术水平。 2)建档针对每台车床的具体性能和加工对象制定操作规章,建立工作与维修档案,管理者要经常检查、总结、改进。 3)日常保养对每台数控车床都应建立日常维护保养计划,包括保养容(如坐标轴传动系统的润滑、磨损情况,主轴润滑等,油、水气路,各项温度控制,平衡系统,冷却系统,传动带的松紧,继电器、接触器触头清洁,各插头、接线端是否松动,电气柜通风状况等等)及各功能部件和元气件的保养周期(每日、每月、半年或不定期)。

数控机床故障诊断与维修基本概念(上)

数控机床故障诊断与维修第1章数控机床故障诊断与维修的基本概念 1.1 数控机床故障诊断与维修的意义 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。 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。 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。 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。 4)按故障的严重程度分类

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XXXXXX学院毕业论文(设计) 题目数控机床常见故障的维修与处理及维护学生 学号 专业班级06对机1班 系院名称工业工程系 指导教师

二○○九年六月二十日 数控车床常见故障的维修与处理及维护 摘要:1952年,计算机技术应用到了机床上,在美国诞生了第一台数控机床。从此,传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来,数控系统经历了两个阶段和六代的发展。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,它对关系国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展也起着越来越重要的作用(因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势)。数控机床是机电一体化在机械加工领域中的典型产品,具有高精度、高效率和高适应性的特点。数控机床已在我国批量生产、大量引进和推广使用,它们给机械制造业的发展创造了条件,并带来了很大的经济效益。由于机床数控系统的先进性、复杂性和智能化高的特点,若其任何部分发生故障与失效现象,都会使数控机床停机,从而造成生产停顿。因此,对数控车床的故障进行诊断与排除就显得十分必要。而在数控车床的故障进行诊断与排除问题中,数控系

统的故障的处理所占的比例是主要部分的。 关键词:数控车床,维护,故障处理 第一章绪论 一、数控机床的概念 数控(NC)机床是一种通过编码指令编制零件加工程序,使刀具沿着程序编制的轨迹自动定位的机床。它是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造业渗透而形成的机电一体化产品;数控机床的核心是它的控制单元即数控系统。其技术范围履盖很多领域,包括:(1)机械制造技术;(2)信息处理、加工、传输技术:(3)自动控制技术;(4)伺服驱动技术;(5)传感器技术:(6)软件技术等 二、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)。 三、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。 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。

数控机床常见故障诊断及维修

数控机床常见故障诊断及维修 摘要:数控机床是集机、电、液、气、光高度一体化的现代技术设备,数控机床维修技术不仅是保障数控机床正常运行的前提,对数控机床的发展和完善也起到了巨大的推动作用。数控机床出现的故障多种多样,机械磨损、机械锈蚀、机械失效、加工误差大、工件表面粗糙度大、插件接触不良、电子元器件老化、电流电压波动、温度变化、干扰、滚珠丝杠副有噪声、软件丢失或本身有隐患、灰尘、操作失误等都可导致数控机床出故障。 关键词:数控机床故障诊断维修机械电子 数控机床是一种集自动控制、计算机、微电子、伺服驱动、精密机械等技术于一身的高技术产物。一旦系统的某些部分出现故障,就势必使机床停机,影响生产。所以,如何正确维护设备和出现故障时迅速诊断,确定故障部位,及时排除解决,保证正常使用,是保障生产正常进行的必不可少的工作。 1 数控机床故障诊断原则 1.1 先外部后内部 数控机床是集机械、液压、电气为一体的机床,故其故障的发生也会由这三者综合反映出来。维修人员应先由外向内逐一进行排查,尽量避免随意地启封、拆卸,否则会扩大故障,使机床大伤元气,丧失精度,降低性能。 1.2 先静后动

先在机床断电的静止状态,通过了解、观察测试、分析确认为非破坏性故障后,方可给机床通电。在运行工况下,进行动态的观察、检验和测试,查找故障。而对破坏性故障,必须先排除危险后,方可通电。 1.3 先简单后复杂 当出现多种故障互相交织掩盖,一时无从下手时,应先解决容易的问题,后解决难度较大的问题。往往简单问题解决后,难度大的问题也可能变得容易。 1.4 先机械后电气 一般来说,机械故障较易发觉,而数控系统故障的诊断则难度较大些。在故障检修之前,首先注意排除机械性的故障,往往可达到事半功倍的效果。 2 数控机床常见故障分析 根据数控机床的构成,工作原理和特点,将常见的故障部位及故障现象分析如下。 2.1 数控系统故障 2.1.1 位置环这是数控系统发出控制指令,并与位置检测系统的反馈值相比较,进一步完成控制任务的关键环节。它具有很高的工作频度,并与外部设备相联接,容易发生故障。 常见的故障有: ①位控环报警:可能是测量回路开路;测量系统损坏,位控单元

数控机床各种常见故障及分析排除方法

数控机床各种常见故障及分析排除方法 数控机床各种故障 由于现代数控系统的可靠性越来越高,数控系统本身的故障越来越低,而大部分故障的发生则是非系统本身原因引起的。系统外部的故障主要指由于检测开关、液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置等出现问题而引起的。 数控设备的外部故障可以分为软故障和外部硬件损坏引起的硬故障。软故障是指由于操作、调整处理不当引起的,这类故障多发生在设备使用前期或设备使用人员调整时期。对于数控系统来说,另一个易出故障的地方为伺服单元。由于各轴的运动是靠伺服单元控制伺服电机带动滚珠丝杠来实现的。用旋转编码器作速度反馈,用光栅尺作位置反馈。一般易出故障的地方为旋转编码器与伺服单元的驱动模块。也有个别的是由于电源原因而引起的系统混乱。特别是对那些带计算机硬盘保存数据的系统。例如,德国西门子系统840C。 例1:一数控车床刚投入使用的时候,在系统断电后重新启动时,必须要返回到参考点。即当用手动方式将各轴移到非干涉区外后,再使各轴返回参考点。否则,可能发生撞车事故。所以,每天加工完后,最好把机床的轴移到安全位置。此时再操作或断电后就不会出现问题。 外部硬件操作引起的故障是数控修理中的常见故障。一般都是由于检测开关、液压系统、气动系统、电气执行元件、机械装置出现问题引起的。这类故障有些可以通过报警信息查找故障原因。对一般的数控系统来讲都有故障诊断功能或信息报警。维修人员可利用这些信息手段缩小诊断范围。而有些故障虽有报警信息显示,但并不能反映故障的真实原因。这时需根据报警信息和故障现象来分析解决。 例2:我厂一车削单元采用的是SINUMERIK840C系统。机床在工作时突然停机。显示主轴温度报警。经过对比检查,故障出现在温度仪表上,调整外围线路后报警消失。随即更换新仪表后恢复正常。 例3:同样是这台车削中心,工作时CRT显示9160报警“9160NO PART WITH GRIPPER 1CLOSED VERIFY V14-5”。这是指未抓起工件报警。但实际上抓工件的机械手已将工件抓起,却显示机械手未抓起工件报警。查阅PLC图,此故障是测量感应开关发出的。经查机械手部位,机械手工作行程不到位,未完全压下感应开关引起的。随后调整机械手的夹紧力,此故障排除。 例4:一台立式加工中心采用FANUC-OM控制系统。机床在自动方式下执行到X轴快速移动时就出现414#和410#报警。此报警是速度控制OFF和X轴伺服驱动异常。由于此故障出现后能通过重新启动消除,但每执行到X轴快速移动时就报警。经查该伺服电机电源线插头因电弧爬行而引起相间短路,经修整后此故障排除。 例5:操作者操作不当也是引起故障的重要原因。如我厂另一台采用840C系统的数控车床,第一天工作时完全正常,而第二天上班时却无论如何也开不了机,工作方式一转到自动方式下就报警“EMPTYING SELECTED MOOE SELECTOR”。加工完工件后,主轴不停,机械手就去抓取工件,后来仔细检查各部位都无毛病,而是自动工作条件下的一个模式开关位置错了。所以,当有些故障原因不明的报警出现的话,一定要检查各工作方式下的开关位

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