《数控机床故障诊断与维护教学课件作者彭美武教学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控机床故障诊断与维护教学课件作者彭美武教学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护（299页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、教学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护,3.1概述 3.2数控机床机械安装调试与验收 3.3主轴部件的故障诊断与维护 3.4数控机床进给传动部件故障诊断与维护 3.5数控机床导轨维护与保养 3.6数控机床回转工作台的结构与调试 3.7数控机床自动换刀装置故障诊断与维护 3.8数控机床液压、气动系统的调试与维护,下一页,返回,教学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护,3. 1既述 机械故障及其分类 机械故障是指机械系统(零件、组件、部件、整台设备或一系列设备的组合)因偏离其设计状态而丧失部分或全部功能的现象。数控机床机械部件故障常见类型有以下几种。 1.按照故障发生的类型分 功能型故障:功能型
2、故障主要指加工精度方面的故障，表现在加工精度不稳定，加工误差大，运动方向误差大，加工表面粗糙度大。 动作型故障:动作型故障主要指设备各执行部件的动作故障，比如主轴无法转动、液压变速动作不灵活、机械手动作故障、工件或者刀具夹不紧或者松不开以及刀库转位、定位不准确等。 结构型故障:结构型故障主要指电机发热、主轴箱噪声大、一切削过程中产生振动等。,下一页,返回,教学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护,2.按照故障发生的原因分 磨损性故障:正常磨损而引发的故障。 错用性故障:使用不当而引发的故障。 先天性故障:由于设计或制造不当而造成机械系统中存在某种薄弱环节而引发的故障。,上一页,下一页,返回,教
3、学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护,3.按照故障的性质分 间歇性故障:只是短期内丧失某些功能，稍加修理调试就能恢复，不需要更换零件。 永久性故障:某些零件已损坏，需要更换或修理才能恢复。 4.按照故障发生后的影响程度分 部分性故障:部分功能丧失的故障。 完全性故障:功能完全丧失的故障。 5.按照故障造成的后果分 危害性故障:会对人身、生产和环境造成危险的故障。 安全性故障:不会对人身、生产和环境造成危害的故障。,上一页,下一页,返回,教学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护,6.按照故障发生的快慢分 突发性故障:不能靠早期测试检测出来的故障。 渐发性故障:故障发展有一个过程，可以对其进行预
4、测和监视。 7.按照故障发生的频率 偶发性故障:发生频率很低的故障。 多发性故障:经常发生的故障。 8.按照故障发生、发展的规律分 随机性故障:故障发生的时间是随机的。 有规则故障:故障发生比较有规则。,上一页,下一页,返回,教学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护,3. 1. 2数控机床机械故障诊断方法 1.望、闻、问、切法 采用望、闻、问、切等方法或者选用温度、速度、加速度、位移、转速、压力、应力等不同种类的传感器来感知设备的状态，把相关信息传递出来。运用简单的工具、仪器，比如百分表、水准仪、光学仪等来帮助检测。此外，还可以根据经验诊断，经验诊断法具有快速、正确、方便的特点，但要求诊断人员
5、具有较丰富的实践经验。,上一页,下一页,返回,教学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护,2.温度检测法 采用温度计、热电偶、测温贴片等接触仪器直接接触轴承、电动机、齿轮箱等装置的表面进行测量，或者采用先进的红外线测温仪、红外热像仪等非接触型仪器遥测不宜接触物体的表面，可以防止强度丧失和过热损伤等。 3.振动检测 通过安装在机床某些部位的传感器，利用振动仪巡回检测，测量机床上特定处的总振级大小，比如位移、速度、加速度和幅频特性等。对故障进行预测和监测，首先是强度测定，倘若能确定强度有异常，再做定量分析。 4.噪声监测 用噪声计、声波计对机床齿轮、轴承在运行过程中的噪声信号频谱中的变化规律进行深人
6、分析，识别和判别齿轮、轴承磨损失效故障状态。,上一页,返回,教学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护,3. 2数控初庆初耐宣装调试与验胶 3. 2. 1任务引入 机床的正确安装和调试是保证机床用好，充分发挥其效益的首要条件。数控机床是高精度的机床，由于安装和调试的失误，往往造成精度的丧失，故障率的增加，因而应引起高度重视。在进行机械故障的诊断与维护，特别是在加工出现质量问题时，很大程度上就可能属于机床的精度故障，因此精度的检测也就显得十分重要。机床的精度一般包括机床的静态几何精度、动态的位置精度及加工时的工作精度。,下一页,返回,教学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护,因此，要做好数控机床机
7、械安装调试与验收，需要完成以下任务: 数控机床安装的环境要求有些什么? 如何进行数控机床机械安装? 数控机床机械调试步骤是什么? 数控机床机械精度包含哪些?如何进行检验?,上一页,下一页,返回,教学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护,3.2.2相关知识 1.安装的环境要求 数控机床作为一种精密机械设备，也是高度机电一体化的设备，其本身特性决定了它的安装调试过程，必须严格按照科学严谨的方法进行。安装调试人员要有很强的责任心，同时也要具备一定的电气和机械方面的知识。在调试过程中做到胆大心细，按步骤有顺序地进行，一个功能(动作)调试完成再进行下一个功能(动作)的调试，直到数控机床的全部功能(动作)
8、调试完成。 为了保持机床的精度，必须密切注意安装机床的环境状况。 (1)环境参数 表3-1列出了数控机床环境参数要求。,上一页,下一页,返回,教学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护,(2)安装场所 不得将设备安装在辐射中，如微波、紫外线、激光或X射线范围内。 为了保证机床的加工精度，减少设备周围的温差，请不要在以下区域安装: 阳光直射; 湿度大; 温差大; 振动; 强磁场; 多尘。,上一页,下一页,返回,教学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护,避免在设备的安装区域的周围有如下情况: 车库; 有汽车频繁往来的车道; 压力或冲压设备; 电焊、点焊或氢弧焊; 变电站; 高压线路; 易产生粉尘的设
9、备或加工。,上一页,下一页,返回,教学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护,(3)安装场地 设备安装场所的地基，必须全部夯实，没有空洞、虚土等地基不良现象。 设备安装场所必须有符合国家有关要求的固定电源，不得使用临时电源。必须保证设备有良好的接地保护。设备的安装场所必须要有稳定的气源。提供的压缩空气必须为干燥的、洁净的符合国家有关要求的压缩空气。 (4)电源要求 数控系统对电源要求较严，一般要求工作电压为(22022)V。针对我国供电工况，对于有条件的企业，可为数控机床采取专线供电或增设稳压装置，以减少供电品质差的影响，为数控系统的正常运行提供有力保证。 (5)压缩空气 压缩空气的主管路必须配
10、有主管道过滤器、干燥器。气压必须保证在0.5-0. 7 M Pa，气体流量5 m3/h,上一页,下一页,返回,教学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护,2.数控机床机械安装 (1)机床主体初就位和连接 用户在机床到达之前应按机床制造商提供的机床基础图做好机床基础，在安装地脚螺栓的部位做好预留孔。当数控机床运到用户后，按开箱手续把机床部件运至安装场地。然后，按说明书的介绍把组成机床的各大部件分别在地基上就位。就位时，垫铁、调整垫块和地脚螺栓等相应对号入座。 把机床各部件整机部件后就进行电缆、油管和气管的连接。机床说明书中有电气接线图和气、液压管路图，应据此把有关电缆和管道按标记一一对号接好。,上
11、一页,下一页,返回,教学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护,此阶段注意事项如下: 机床拆箱后首先找到随机的文件资料，找出机床装箱单，按照装箱单清各包装箱内零部件、电缆、资料等是否齐全。 机床各部件组装前，首先去除安装连接面、导轨和各运动面上的防锈涂料，做好各部件外表清洁工作。 连接时要特别注意清洁工作和可靠的接触及密封，并检查有无松动和损坏。电缆插上后一定要拧紧紧固螺钉，保证接触可靠。油管、气管连接中要特别防止异物从接口中进入管路，造成整个液压系统故障，管路连接时每个接头都要拧紧。电缆和油管连接完毕后，要做好各管线的就位固定，防护罩壳的安装，保证整齐的外观。,上一页,下一页,返回,教学单元3
12、数控机床机械结构故障诊断及维护,(2)数控系统的连接和调试 数控系统的开箱检查 无论是单个购入的数控系统还是与机床配套整机购入的数控系统，到货开箱后都应进行仔细检查。检查包括系统本体和与之配套的进给速度控制单元和伺服电动机、主轴控制单元和主轴电动机。 外部电缆的连接 外部电缆连接是指数控装置与外部MDI/CRT单元、强电柜、机床操作面板、进给伺服电动机动力线与反馈线、主轴电动机动力线与反馈信号线的连接及与手摇脉冲发生器等的连接。应使这些符合随机提供的连接手册的规定。最后还应进行地线连接。,上一页,下一页,返回,教学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护,数控系统电源线的连接 应在切断数控柜电源开
13、关的情况下连接数控柜电源变压器原边的输入电缆。 设定点的确认 数控系统内的印刷线路板上有许多用跨接线短路的设定点，需要对其适当定以适应各种型号机床的不同要求。 输入电源电压、频率及相序的确认 各种数控系统内部都有直流稳压电源，为系统提供所需的+5 V,24 V等直流电压。因此，在系统通电前，应检查这些电源的负载是否有对地短路现象。可用万用表来确认。,上一页,下一页,返回,教学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护,确认直流电源单元的电压输出端是否对地短路 接通数控柜电源，检查各输出电压在接通电源之前，为了确保安全，可先将电动机动力线断开。接通电源之后，首先检查数控柜中各个风扇是否旋转，就可确认电
14、源是否已接通。 确认数控系统各中参数的设定 确认数控系统与机床侧的接口 完成上述步骤，可以认为数控系统已经调整完毕，具备了与机床联机通电试车的条件。此时，可切断数控系统的电源，连接电动机的动力线，恢复报警设定。,上一页,下一页,返回,教学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护,3.数控机床机械调试 (1)通电试机 按机床说明书要求给机床润滑、润滑点灌注规定的油液和油脂，清洗液压油箱及过滤器，灌入规定标号的液压油。液压油事先要经过过滤。接通外界输入的气源。 机床通电操作可以是一次各部分全面供电，或各部件分别供电，然后再做总做电试验。分别供电比较安全，但时间较长。通电后首先观察有无报警故障，然后用手
15、动方式陆续启动各部件。检查安全装置是否作用，能否正常工作，能否达到额定的工作指标。总之，根据机床说明书资料粗略检查机床主要部件，功能是否正常、齐全，使机床各环节都能操作运动起来。,上一页,下一页,返回,教学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护,然后，调整机床的床身水平，粗调机床的主要几何精度，再调整重新组装的主要运动部件与主机的相对位置，用快干水泥灌注主机和各附件的地脚螺栓，把各个预留孔灌平，等水泥完全干固。 在数控系统与机床联机通电试车时，虽然数控系统已经确认，工作正常无任何报警，应在接通电源的同时，做好按压急停按钮的准备，以备随时一切断电源。 在检查机床各轴的运转情况时，应用手动连续进给移
16、动各轴，通过CRT或DPL(数字显示器)的显示值检查机床部件移动方向是否正确。然后检查各轴移动距离是否与移动指令相符。如不符，应检查有关指令、反馈参数，以及位置控制环增益等参数设定是否正确。,上一页,下一页,返回,教学单元3数控机床机械结构故障诊断及维护,随后，再用手动进给以低速移动各轴，并使它们碰到超程开关，用以检查超程限位是否有效，数控系统是否在超程时发出报警。 最后，还应进行一次返回基准点动作。机床的基准点是以后机床进行加工的程序基准位置，因此，必须检查有无基准点功能及每次返回基准点的位置是否完全一致。 (2)机床精度和功能的调试 在已经固化的地基上用地脚螺栓和垫铁精调机床主床身的水平，找正水平后移动床身上的各运动部件(主柱、溜板和工作台等)，观察各坐标全行程内机床的水平变换情况，并相应调整机床几何精度使之在允许误差范围之内。使用的检测工具有精密水平仪、标准方尺、平尺、平行光管等。在调整时，主要以调整垫铁为主，必要时可稍微改变导轨上的镶条和预紧滚轮等。,上一页,下一页,返回,教学单元3
