数控机床故障诊断及维修 、数控机床电路识图共24页文档
合集下载
第2章数控机床机械结构的故障诊断和维修PPT课件
2024/3/13
6
2.2.5主轴的润滑与冷却
主轴轴承润滑和冷却是保证主轴正常工作的必要手段。
2.2.6主轴部件的维护
数控机床主轴部件是影响机床加工精度的主要部件， 它的回转精度影响工件的加工精度；它的功率大小和回 转速度影响加工效率；它的自动变速、准停和换刀等影 响机床的自动化程度。
2.2.7主传动链的维护 2.2.8主传动系统常见故障及排除方法
（一）传动原理 静压蜗杆—蜗轮齿条是一种精密传动副，用于将回转运
动转变为直线位移。如图2-31所示，蜗杆可看作长度 很短的丝杠，其长径比很小。蜗轮齿条则可以看作一 个很长的螺母沿轴向剖开后的一部分。与滚珠丝杠不 同，蜗轮齿条能无限接长，因此，运动部件的行程可
以很长。
（二）传动方案
蜗杆—蜗轮齿条机构常用传动方案有以下两种：
(4)刀具交换时掉刀 换刀时主轴箱没有回到换刀点或 换刀点漂移，机械手抓刀时没有到位，就开始拔刀， 都会导致换刀时掉刀。
(5)机械手换刀速度过快或过慢 可能是因气压太高或 太低和换刀气阀节流开口太大或太小。
2024/3/13
18
2.4.7加工中心自动换刀装置常见故障分析
① 刀库乱刀故障处理方法
故障原因：
2.5.3回转工作台的常见故障及排除方法
回转工作台的常见故障及排除方法如表2-6所示。
2024/3/13
21
2.6 数控机床的液压与气动装置
现代数控机床在实现整机的全自动化控制中，除数控 系统外，还需要配备液压和气动装置来辅助实现整机的 自动运行功能。液压传动装置使用工作压力高的液体介 质，机构输出力大，机械结构更紧凑、动作平稳可靠， 易于调节和噪声较小，但要配置液压泵和油箱，当油液 渗漏时污染环境。气动装置的气源容易获得，机床可以 不必单独配置动力源，装置结构简单，工作介质不污染 环境，工作速度快和动作频率高，适合于完成频繁起动 的辅助动作。过载时比较安全，不易发生过载损坏机件 等事故。
数控机床故障诊断与维修课件完整版
（6）机床本体
机床本体就是数控机床的机械结构件由主传动系统、进给传动系统、床身、工作台，以及辅助 运动装置、液压/气动系统、润滑系统、冷却装置、排屑、防护系统等部分组成。为了满足数控技术 的要求，为了满足数控技术的要求，充分发挥机床性能，数控机床与普通机床相比较，机床本体在 总体布局、外观造型、传动系统结构、刀具系统以及操作性能方面已发生了很大床的变化。机床本 体的机械部件包括床身、箱体、立柱、导轨、工作台、主轴、进给机构、刀具交换机构等。
图0-1 数控机床的组成
一、数控机床结构与工作原理
1、数控机床的基本组成
（1）输入/输出装置
输入/输出装置的作用是用于数控加工或运动控制程序、加工与控制数据、机床参数以及坐标轴位置、 检测开关的状态等数据的输入/输出。键盘和显示器是数控设备必备的最基本的输入/输出装置。作为数 控系统的外围设备，台式计算机便携式计算机是目前常用的输入/输出装置之一。
（4）测量反馈装置
测量反馈装置是闭环(半闭环)数控机床的检测环节，其作用是通过现代化的测量元件(如脉冲编码 器、旋转变压器、感应同步器、光栅、磁尺和激光测量仪等)，将执行元件或工作台等的实际位移的 速度和位移检测出来,反馈给伺服驱动装置或数控装置，补偿进给速度或执行机构的运动误差，以达 到提高运动机构精度的目的。测量检测装置检测信号反馈的位置，取决于数控系统的结构形式。伺服 内装式脉冲编码器、测速机以及直线光栅等都是较常用的检测部件。
（2）电气控制系统 电气控制系统包括数控系统、伺服系统、机床电器柜(也称强电柜)及操作面板等。 数控系统与机床电器设备之间的接口有四个部分： ①驱动电路主要指与坐标轴进给驱动和主轴驱动之间的电路。 ②位置反馈电路指数控系统与位置检测装置之间的连接电路。 ③电源及保护电路由数控机床强电控制线路中的电源控制电路构成，强电线路由电源变压器、控 制变压器、各种断路器、保护开关、接触器、熔断器等连接而成，以便为交流电动机、电磁铁、离 合器和电磁阀等功率执行元件供电。 ④开关信号连接电路开关信号是数控系统与机床之间的输人输出控制信号，输人输出信号在数控 系统和机床之间的传送通过I/O接口进行。数控系统中的各种信号均可以用机床数据位“1”或“O” 来表示。数控系统通过对输入开关量的处理，向I/O接口输出各种控制命令，控制强电线路的动作。
机床本体就是数控机床的机械结构件由主传动系统、进给传动系统、床身、工作台，以及辅助 运动装置、液压/气动系统、润滑系统、冷却装置、排屑、防护系统等部分组成。为了满足数控技术 的要求，为了满足数控技术的要求，充分发挥机床性能，数控机床与普通机床相比较，机床本体在 总体布局、外观造型、传动系统结构、刀具系统以及操作性能方面已发生了很大床的变化。机床本 体的机械部件包括床身、箱体、立柱、导轨、工作台、主轴、进给机构、刀具交换机构等。
图0-1 数控机床的组成
一、数控机床结构与工作原理
1、数控机床的基本组成
（1）输入/输出装置
输入/输出装置的作用是用于数控加工或运动控制程序、加工与控制数据、机床参数以及坐标轴位置、 检测开关的状态等数据的输入/输出。键盘和显示器是数控设备必备的最基本的输入/输出装置。作为数 控系统的外围设备，台式计算机便携式计算机是目前常用的输入/输出装置之一。
（4）测量反馈装置
测量反馈装置是闭环(半闭环)数控机床的检测环节，其作用是通过现代化的测量元件(如脉冲编码 器、旋转变压器、感应同步器、光栅、磁尺和激光测量仪等)，将执行元件或工作台等的实际位移的 速度和位移检测出来,反馈给伺服驱动装置或数控装置，补偿进给速度或执行机构的运动误差，以达 到提高运动机构精度的目的。测量检测装置检测信号反馈的位置，取决于数控系统的结构形式。伺服 内装式脉冲编码器、测速机以及直线光栅等都是较常用的检测部件。
（2）电气控制系统 电气控制系统包括数控系统、伺服系统、机床电器柜(也称强电柜)及操作面板等。 数控系统与机床电器设备之间的接口有四个部分： ①驱动电路主要指与坐标轴进给驱动和主轴驱动之间的电路。 ②位置反馈电路指数控系统与位置检测装置之间的连接电路。 ③电源及保护电路由数控机床强电控制线路中的电源控制电路构成，强电线路由电源变压器、控 制变压器、各种断路器、保护开关、接触器、熔断器等连接而成，以便为交流电动机、电磁铁、离 合器和电磁阀等功率执行元件供电。 ④开关信号连接电路开关信号是数控系统与机床之间的输人输出控制信号，输人输出信号在数控 系统和机床之间的传送通过I/O接口进行。数控系统中的各种信号均可以用机床数据位“1”或“O” 来表示。数控系统通过对输入开关量的处理，向I/O接口输出各种控制命令，控制强电线路的动作。
2.数控机床故障诊断与维修PPT
• （三）FANUC 16i/18i/21i/0iB/0iC系统的报警处理方法
• 1．900号报警（系统ROM奇偶校验错误） • 2．912～919号报警（系统动态存储器DRAM奇偶校验错误） • 3．920号报警（系统伺服报警） • 4．926号报警（系统FSSB报警） • 5．930号报警（CPU异常中断） • 6．935号报警（静态存储器SRAM发生了ECC错误） • 7．950号报警（PMC系统报警） • 8．951号报警（系统PMC监控报警） • 9．972号报警（系统连接的各功能板错误） • 10．974号报警（系统FBUS总线错误） • 11．975号报警（系统连接的各功能板错误） • 12．976号报警（系统局部总线错误）
•
PLC用户报警其实就是PLC程序报警，机床生产厂家根据自己的需要
也可以自行编写报警。
• 七、SIEMENS 802D数控系统的报警处理方法
•
802D数控系统通过自诊断功能可以在CRT上显示数千条报警信息，指
示系统的故障原因。根据引起故障的原因不同，系统显示的报警大致可
以分为NCK报警和PLC报警/信息两大类，
相关仪器仪表来排除故障。
•
任务：请根据数控系统的故障现象分析故障的可能原因，制定故障
排除方案并排除故障。
• 【项目实施及相关知识】
• 一、FANUC数控系统的简介
•
自1965年以来，FANUC一直致力于工厂自动化产品CNC的开发，公司
采用了先进的开发手段及先进的生产制造设备，为全世界的机械工业提
供了高性能、高可靠性的系列数控产品和智能机械。FANUC数控系统目
•
1．910、911号报警（RAM奇偶校验错误）
•
2．912、913号报警（伺服公共RAM奇偶校验错误）
《数控机床故障诊断》PPT课件
30
电源简图
31
工作过程
32
检查—交流电路〔由简到繁〕
33
交流电源及继电器控制局部检查 1.测220V电源—正常 2.查熔断器-正常 3拆开直流电源板 4.按下SB2—接触器KM吸合正常
34
检查电源电路
35
电源板检查
1.接通电源板220V 2.测量+15V、-15V—正常 3.测量C2两端电压—10v根本正常 4.用示波器测CFI开关脉冲—正常 5.观测TI原边 电压波形--正常 6.观测T2原边波形—不正常 7.VC3、VC4电压---0 8.测T1次侧电压不正常 9.确定开关管VT4损坏。 10.换管– 正常
系统
• 复杂 ----构造：CNC.PLC.MCC
•
----接口：电机驱动、检测
反 馈、 电源保护、开关信号
2
电器控制局部电路组成
3
电器控制图解
三种图作用 系统图---示意—了解构造：液压系统、润滑
系统、冷却系统 框图---原理-接口—来龙去脉--分析 电路图---连接—检测
4
数控车床液压系统组成
23
直流电源电路图
24
辅助电路分析 4.超程、急停控制电路 急停控制目的：紧急情况-运动部件制动-最 短时间停顿。两种方法 〔1〕不用PLC,各轴超程限位开关串入急停开 关的常闭触点，报警报“急停〞。设有超 程解除开关，超程解除按下时，一定要注 意轴的移动方向。
25
〔1〕不需PLC控制—节省I/O点
13
伺服系统控制框图
14
交流进给伺服驱动电路图
15
辅助电路分析
1.强电回路：液压、冷却、排屑、转塔刀架 以转塔刀架电气控制为例：
KM3Z—控制正转—由KA2控制—Y2.I(PLC) KM3F—控制反转---由KA3控制—Y2.2(PLC) QF3—短路过载保护 KA23-控制抱闸—来自Y1.2 KA22—刀塔预定位 –SQ29检测—X7.7信号-电机
电源简图
31
工作过程
32
检查—交流电路〔由简到繁〕
33
交流电源及继电器控制局部检查 1.测220V电源—正常 2.查熔断器-正常 3拆开直流电源板 4.按下SB2—接触器KM吸合正常
34
检查电源电路
35
电源板检查
1.接通电源板220V 2.测量+15V、-15V—正常 3.测量C2两端电压—10v根本正常 4.用示波器测CFI开关脉冲—正常 5.观测TI原边 电压波形--正常 6.观测T2原边波形—不正常 7.VC3、VC4电压---0 8.测T1次侧电压不正常 9.确定开关管VT4损坏。 10.换管– 正常
系统
• 复杂 ----构造：CNC.PLC.MCC
•
----接口：电机驱动、检测
反 馈、 电源保护、开关信号
2
电器控制局部电路组成
3
电器控制图解
三种图作用 系统图---示意—了解构造：液压系统、润滑
系统、冷却系统 框图---原理-接口—来龙去脉--分析 电路图---连接—检测
4
数控车床液压系统组成
23
直流电源电路图
24
辅助电路分析 4.超程、急停控制电路 急停控制目的：紧急情况-运动部件制动-最 短时间停顿。两种方法 〔1〕不用PLC,各轴超程限位开关串入急停开 关的常闭触点，报警报“急停〞。设有超 程解除开关，超程解除按下时，一定要注 意轴的移动方向。
25
〔1〕不需PLC控制—节省I/O点
13
伺服系统控制框图
14
交流进给伺服驱动电路图
15
辅助电路分析
1.强电回路：液压、冷却、排屑、转塔刀架 以转塔刀架电气控制为例：
KM3Z—控制正转—由KA2控制—Y2.I(PLC) KM3F—控制反转---由KA3控制—Y2.2(PLC) QF3—短路过载保护 KA23-控制抱闸—来自Y1.2 KA22—刀塔预定位 –SQ29检测—X7.7信号-电机
全面数控机床故障诊断与维修.ppt
数控机床 故障诊断与维修
最新.
1
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。
最新.
14
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
最新.
15
第一章 数控机床维护及故障诊断
最新.
6
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。
最新.
7
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）
三）、连续空载运行
进行8—16小时的空载自动连续运行
最新.
20
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）
最新.
1
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。
最新.
14
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
最新.
15
第一章 数控机床维护及故障诊断
最新.
6
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。
最新.
7
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）
三）、连续空载运行
进行8—16小时的空载自动连续运行
最新.
20
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）
数控机床故障诊断与维修课件完整版
案例三：加工中心刀库故障诊断与维修
总结词
刀库无法换刀或定位不准
详细描述
加工中心刀库在换刀过程中出现卡滞、无法转动或定位不 准的现象，可能是由于刀库电机故障、传动系统故障或刀 库控制单元故障等原因引起。
诊断步骤
检查刀库电机的运行情况，检查传动系统的紧固情况，检 查刀库控制单元的信号输入和输出是否正常。
故障诊断的方法与流程
01
故障诊断的方法
主要包括振动监测法、油液分析法、温度监测法 、声音监测法等。
02
故障诊断的流程
主要包括设备运行状态的监测、数据采集、数据 分析与处理、故障诊断与预测等步骤。
常见故障类型与原因分析
01
主轴轴承损坏
主轴轴承是数控机床的重要部件，长期使用或维护不当可能导致轴承损
坏，影响机床的正常运行。
路板等。
维修工具与设备的使用
01 万用表
用于测量电压、电流、电 阻等参数，判断电路是否 正常。
03 示波器
用于检测信号波形，分析
电路的工作状态。
02 电动工具
如螺丝刀、电钻、电锉等
，用于拆卸和安装部件。
04 检测软件
用于检测数控机床的通讯
、参数设置和故障诊断。
04
数控机床维护与保养
维护保养的重要性
05
案例分析与实践操作
案例一：数控车床主轴故障诊断与维修
总结词
主轴无法转动
详细描述
数控车床主轴在运行过程中无法转动，可 能是由于主轴电机故障、传动带断裂或主 轴控制单元故障等原因引起。
诊断步骤
维修方法
检查主轴电机是否正常工作，检查传动带 是否断裂，检查主轴控制单元的信号输入 和输出是否正常。
数控机床故障诊断与维修完整版课件全套ppt
二、数控机床故障的诊断及维护
2）按数控机床发生故障的性质分类 系统故障：通常是指只要满足一定的条件或超过某一 设定的限度，工作中的数控机床必然会发生故障。 随机性故障：通常是指数控机床在同样条件下工作时 只偶然发生一次或两次的故障，在有的文献中称为“软故 障”
二、数控机床故障的诊断及维护
3）按报警发生后有无报警显示分类 有报警显示的故障：这类故障可分为硬件报警显示和 软件报警显示两种。 （1）硬件报警显示的故障，通常是指各单元装置的警 示灯（一般由LED发光管或小型指示灯组成）的指示。 （2）软件报警显示的故障，通常是指在CRT上显示出 来的报警号和报警信息。由于数控系统具有自诊断功能， 一旦检测到故障，即按故障的级别进行相应处理，同时在 CRT上以报警号形式显示该故障信息。 无报警显示的故障：这类故障发生时无任何软件和硬 件的报警显示，因此分析诊断难度较大。
一、数控机床工作原理及组成
一、数控机床工作原理及组成
输入/输出装置：借助输入装置可将数控加工程序和其 他各种控制信息输入数控装置；通过输出装置可显示输入 的内容和数控系统的工作状态后将数控系统的信息传输到 外部设备等。键盘和操作面板、CRT（或LCD）显示器、计 算机等都属于输入/输出装置。
数控装置（也称CNC系统）是数控系统的核心。它由硬 件和软件共同完成数控任务，与其他部分通过接口相连。
一、数控机床工作原理及组成
二、数控机床故障的诊断及维护
1数控机床故障来源及分类 根据故障部件、故障性质以及故障原因等对常见故障 作如下分类： 1）按数控机床发生故障的部件分类 主机故障：数控机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。 电气故障：分弱电故障和强电故障。
二、数控机床故障的诊断及维护
数控机床图-数控机床故障诊断与维修电子课件
普及型数控车床
普及型数控车床光机
普及型数控车床的主要特点： ※ 机床床身为斜床身结构形式； ※ 主轴变速为机械自动换挡和电气无级调速； ※ 换刀装置为自动转塔换刀（标配为8工位）； ※ 主轴卡盘为液压控制； ※ 系统为FANUC-Oi TC或802D系统；
多功 能 型 数 控车床
多功 能 型 数 控车床光 机
加工中心乱刀的诊断及处理
凸轮机械手式自动换刀立式加工中心
第4轴（选择）
带机械手链式刀库的卧式加工中心
大型龙门式（动台）数控加工中心
(四) 五轴 联 动 数 控 机 床
加工某些具有特殊要求的复杂形面的大型工件而出现的，也是 为了提高对这些形面的加工精度、质量和工效才得到应用和发 展的。 五轴加工这里是指在一台机床上至少有五个坐标轴(三个直线坐 标和两个旋转坐标)，而且可在计算机数控(CNC)系统的控制下 同时协调运动进行加工。
5. 初始化复位法 6. 备件置换法
7. 同类对调法 8. 短路故障的排除法 9. 功能参数的封锁法 10. 使能信号的短接法 11.电动机精度检测判别机床加工误差的法 12. 系统故障诊断引导法
13. 远程诊断法
系统开机自诊断的指示灯的状态
系统伺服报警诊断画面
动态梯形图显示画面（CRT）
动态梯形图显示画面（LCD）
龙
门
数
控
铣
床
新
型
五
面
体
动
力
头
功
能
（三）数控加工中心的功能及分类
数控铣床的主要功能：
把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设 备上，工件一次装夹后能完成较多的加工步骤，加工精度较高 .
数控铣床的分类：