数控机床典型故障分析与维修论文

题目：数控机床典型故障分析与维修论文

摘要

随着电子技术和自动化技术的发展，数控技术的应用越来越广泛。以微处理器为基础，以大规模集成电路为标志的数控设备，已在我国批量生产、大量引进和推广应用，它们给机械制造业的发展创造了条件，并带来很大的效益。但同时，由于它们的先进性、复杂性和智能化高的特点，在维修理论、技术和手段上都发生了飞跃的变化。

不同的数控机床其数控系统虽然在结构和性能上有所区别，但在故障诊断分析上却有一定的共性，正是在此基础上对数控机床典型故障进行维修。

本设计共计五部分内容，包括数控机床简单介绍，数控机床出现机械结构故障、电气系统故障、伺服系统故障、可编程控制器模块故障时的现象描述，故障可能产生原因的理论分析。故障诊断与维修是本设计的重点。

关键词：数控装置、伺服单元、进给系统、液压传动、CNC系统、步进电动机

目录

1数控机床简介 (1)

1.1数控机床的定义 (1)

1.2数控机床的特点 (1)

2数控系统 (1)

2.1数控系统的构成 (1)

2.2数控系统的特点 (1)

3数控机床的工作原理 (4)

4数控机床的维护 (10)

4.1通电前的外观检查 (16)

4.2机床总电压的接通 (17)

4.3 CNC电箱通电 (17)

4.4 MDI试验 (17)

5数控机床机械结构故障分析与维修 (14)

5.1机械结构故障分析的方法 (16)

5.2主轴常见故障及其诊断分析 (17)

5.3滚珠丝杠螺母副的常见故障及其诊断维修 (16)

6.1接触器常见故障现象及诊断(分析) (19)

6.2热继电器常见故障现象及诊断(分析) (19)

7可编程控制器模块的故障诊断与维修 (19)

7.1 PLC概述 (16)

7.1.1 PLC的特点 (16)

7.1 .2 PLC的分类 (16)

7.2.3P L C的主要功能 (17)

7.2可编程控制器的结构组成 (17)

7.2.1 PLC的结构组成 (17)

7.2.2可编程控制器故障诊断 (17)

8直流伺服系统的故障诊断(分析)与维修 (19)

8.1主轴伺服系统故障诊断与维修 (16)

8.2进给伺服系统故障诊断与维修 (16)

8.3PLC的分类 (16)

结论 (28)

参考文献 (29)

附录 (30)

致谢………………………………………………………………………………………

1数控机床概述

1.1数控机床的定义

数控机床是一种典型的机电一体化产品，能实现机械加工的高速度，高精度和高自动化，代表了机床的发展方向。

数控机床是一个装有程序控制系统的机床，其主要组成部分有机床本体，数控装置和伺服系统三部分

1.2数控机床的特点

数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点：

●加工精度高，具有稳定的加工质量；

●可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；

●加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；数控折弯机

●机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）；

●机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；

●对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。

2数控系统

2.1 数控系统的构成

目前世界上的数控系统种类繁多，形式各异，组成结构上都有各自的特点。这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。例如对点位控制系统和连续轨迹控制系统就有截然不同的要求。对于T系统和M系统，同样也有很大的区别，前者适用于回转体零件加工，后者适合于异形非回转体的零件加工。对于不同的生产厂家来说，基于历史发展因素以及各自因地而异的复杂因素的影响，在设计思想上也可能各有千秋。例如，美国Dynapath系统采用小板结构，便于板子更换和灵活结合，而日本FANUC 系统则趋向大板结构，使之有利于系统工作的可靠性，促使系统的平均无故障率不断提高。然而无论哪种系统，它们的基本原理和构成是十分相似的。一般整个数控系统由三大部分组成，即控制系统，伺服系统和位置测量系统。控制系统按加工工件程序进行插补运算，发出控制指令到伺服驱动系统；伺服驱动系统将控制指令放大，由伺服电机驱动机械按要求运动；测量系统检测机械的运动位置或速度，并反馈到控制系统，来修正控制指令。这三部分有机结合，组成完整的闭环控制的数控系统。

控制系统主要由总线、CPU、电源、存贮器、操作面板和显示屏、位控单元、可编程序控制器逻辑控制单元以及数据输入/输出接口等组成。最新一代的数控系统还包括一个通讯单元，它可完成CNC、PLC的内部数据通讯和外部高次网络的连接。伺服驱动系统主要包括伺服驱动装置和电机。位置测量系统主要是采用长光栅或圆光栅的增量式位移编码器

2 .2数控系统的特点

可靠性要求高：因为一旦数控系统发生故障，即造成巨大经济损失；有较高的环境适应能力，因为数控系统一般为工业控制机，其工作环境为车间环境，要求它具有在震动，高温，潮湿以及各种工业干扰源的环境条件下工作的能力；接口电路复杂，数控系统要与各种数控设备及外部设备相配套，要随时处理生产过程中的各种情况，适应设备的各种工艺要求，因而接口电路复杂，而且工作频繁。

4数控机床的维护

4.1使用数控机床的要求

使用数控机床时必须满足以下几点要求。

1)对使用人员的要求一名合格的数控机床操作人员必须具有相关的机、电、液专业知识，要有熟练的操作技巧，快速理解程序的能力；还应具有对

一般性故障的判断与处理技能。

2)数控机床对环境的要求数控机床的安装位置应远离振源，避免阳光直射和热辐射，要远离潮湿和气流的影响。

3)对电源的要求数控机床对电源电压有较高要求，电源电压波动必须在允许范围内(一般为电压额定值的85 ～110 o／6)，并保持相对稳定。

4)严格按机床说明书规定使用机床使用数控机床时，不允许随意改变制造厂设定的控制系统参数，不允许随意提高液压系统的压力及更换机床附件等。

4.2 对机床数控系统的维护，还应注意哪几个方面

1)严格遵守操作规程和日常维护制度。

2)确保数控柜电气柜的散热系统正常工作。

3)定期检查和更换伺服电机的电刷。

4)定期更换系统后备电池。

5)尽量少开数控柜和强电柜门。

6)长期闲置的系统应定时给系统通电，定时进行空运行。