数控机床故障诊断与维修(ppt_64)

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1、一、数控机床的组成一、数控机床的组成 数控机床由数控装置、伺服驱动装置、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，检测反馈装置和机床本体四大部分组成，再加上程序的输入再加上程序的输入/输出设备、可编程控制输出设备、可编程控制器、电源等辅助部分。器、电源等辅助部分。 1. 数控装置数控装置(数控系统的核心数控系统的核心)由硬件由硬件和软件部分组成，接受输入代码经缓存、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，实译码、运算插补）等转变成控制指令，实现直接或通过现直接或通过PLC对伺服驱动装置的控制。对伺服驱动装置的控制。 2. 伺服驱动装置是

2、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。 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

3、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 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

4、护系统在不需要动作时发生动作，引起机床不能起动。 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）数控设备使用寿命故障频率曲线 4. 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。 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

5、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。 3. 人工智能专家故障诊断系统 來自 中国最大的资料库下载 4. 人工神经元网络(ANN)诊断 ANN具有联想、容错、记忆、自适应、自学习和处理复杂多模式故障等特点。这种方法将被诊断的系统的症状作为网络的输入，将按一定数学模型所求得的故障原因作为网络的输出，并且神经网络将经过学习所得到的知识以分布的方式隐存

6、在网络上，每个输出神经元对应着一个故障原因。l熟悉数控机床各组成部分的工作原理与结构l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l掌握常用测试仪器的使用方法l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。l课程涉及内容广，故障检测、分析难度高l第一节第一节 数控机床的验收与精度检测数控机床的验收与精度检测l第二节第二节 数控机床的维护数控机床的维护l第三节第三节 数控机床的故障处理数控机床的故障处理l第四节第四节 数控系统故障诊断的方法数控系统故障诊断的方法l第五节第五节 数控机床的抗干扰数控机床的抗干扰一、数控机床的验收一、数控机床的验收1.机床性能机床性能l主轴

7、性能主轴性能手动操作手动操作高、中、低三挡转速连续进高、中、低三挡转速连续进行五次正、反转的起动、停止，检验其行五次正、反转的起动、停止，检验其动作的灵活性和可靠性。观察功率、转动作的灵活性和可靠性。观察功率、转速、主轴的准停及机床的振动情况。速、主轴的准停及机床的振动情况。一、数控机床的验收一、数控机床的验收一）、机床性能一）、机床性能l进给性能进给性能 通过回原点、手动操作和手动数据输入通过回原点、手动操作和手动数据输入方式操作，检验正、反向的低、中、高方式操作，检验正、反向的低、中、高 速的进给运动的起动、停止、点动等动速的进给运动的起动、停止、点动等动作的平稳性和可靠性。并检查回原点的

8、作的平稳性和可靠性。并检查回原点的准确性和可靠性，软、硬限位是否确实准确性和可靠性，软、硬限位是否确实 可靠。可靠。一）、机床性能一）、机床性能l自动换刀性能自动换刀性能 通过手动和通过手动和M06指令自动运行，检验换指令自动运行，检验换刀的可靠性、灵活性和平稳性并测定换刀的可靠性、灵活性和平稳性并测定换刀时间是否符合要求。刀时间是否符合要求。l机床噪声机床噪声 主轴箱、冷却风扇、液压油泵等噪声小主轴箱、冷却风扇、液压油泵等噪声小于于85分贝。分贝。二）、数控功能二）、数控功能l指令功能指令功能指令的功能实现及准确性指令的功能实现及准确性l操作功能操作功能检验回原点、执行程序、进检验回原点、执

9、行程序、进给倍率、急停等功能的准确性给倍率、急停等功能的准确性lCRT显示功能显示功能检验位置、程序、各种检验位置、程序、各种菜单显示功能菜单显示功能三）、连续空载运行三）、连续空载运行 进行进行816小时的空载自动连续运行小时的空载自动连续运行四）、验收检查项目四）、验收检查项目l数控系统外观检查（各部分破损、碰伤）数控系统外观检查（各部分破损、碰伤）l控制柜元器件的紧固检查（接插件、接控制柜元器件的紧固检查（接插件、接线端子、元器件的固定）线端子、元器件的固定）l输入电源电压、相序的确认输入电源电压、相序的确认l检查直流输出电压（检查直流输出电压（24V 、5V）l确认数控系统与机床侧的接

10、口确认数控系统与机床侧的接口l确认数控系统各参数的设定（最佳性能）确认数控系统各参数的设定（最佳性能）1.1.几何精度检验（静态精度检验）几何精度检验（静态精度检验）是综合反映机床关键零部件经组装后的综是综合反映机床关键零部件经组装后的综合几何形状误差。有各坐标轴的相互垂直合几何形状误差。有各坐标轴的相互垂直度、台面的平行度、主轴的轴向和径向跳度、台面的平行度、主轴的轴向和径向跳动等检验项目。动等检验项目。2.2.定位精度检验定位精度检验是测量机床各坐标轴在数控系统控制下所是测量机床各坐标轴在数控系统控制下所能达到的位置精度。能达到的位置精度。有直线运动定位精度、直线运动重复定位有直线运动定位

11、精度、直线运动重复定位精度、直线运动的原点复归精度、直线运精度、直线运动的原点复归精度、直线运动失动量、回转工作台的定位精度、回转动失动量、回转工作台的定位精度、回转工作台的重复分度精度、数控回转工作台工作台的重复分度精度、数控回转工作台的失动量、回转工作台的原点复归精度等。的失动量、回转工作台的原点复归精度等。3.3.切削精度检验（对数控车床）切削精度检验（对数控车床）外圆车削（直径、圆度）外圆车削（直径、圆度）端面车削（平面度）端面车削（平面度）螺纹车削（螺距积累误差）等螺纹车削（螺距积累误差）等一、点检一、点检l点检点检按有关维护文件的规定，对数控按有关维护文件的规定，对数控机床进行定点