数控机床的保养与维修

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1、,第6章 数控机床的保养与维修,本章内容： 6.1 概述 6.2 数控机床的保养 6.3 数控机床故障诊断与维修 6.4 数控机床故障分析与维修实例 6.5 小结 6.6 思考题与习题,本章教学要求： 本章让学生了解关于数控机床保养、维护与故障修理的基本内容，以及数控机床使用中的注意事项。重点掌握数控车床与加工中心的维护保养与故障诊断方法，熟悉机床数控系统与伺服系统常见故障的处理方法，并通过对实际例子的学习掌握数控机床常见故障的诊断步骤与基本思路。,6.1 概述,数控机床的维护工作应该包括 1. 设备管理 2. 维护保养 3. 故障修理,1. 数控机床的设备管理 设备管理是一项系统工程，它根据

2、企业的生产发展及经营目标，通过一系列技术、经济、组织措施及科学方法来进行。,主要包括设备选购、安装、调试、验收、使用、维修以及改造更新，直至设备报废等一系列管理工作。,具体包括：（1）为正确使用数控机床建立了必要的各项规章制度（2）根据数控机床的设备特点，制定各项操作、维修安全规程 （3）在设备保养上要求严格进行记录工作，对故障修复要认真做好有关故障记录与说明（4）做好为设备保养和维修用的各类备品配件的采购、管理工作（5）对电气备用板要定期通电检验，为维修添置必要的技术手册、工作器具及测试仪器,2. 数控机床的维护保养 精心维护可使设备始终保持良好状态，延缓劣化进程，并及时发现和消灭隐患于未然

3、，从而确保系统安全运行，保证企业的经济效益。 因此，机床的正确使用与维护，是贯彻设备管理以防为主的重要环节。,3. 数控机床的故障修理,做好数控机床的故障修理工作，使其发挥应有的效率，不仅创造了实际价值，而且具有广泛的社会效益。 维修工作开展得好坏，首先取决于维修人员的素质。维修人员在设备出现故障后，要能迅速找出故障并排除，其难度是相当大的。此能力并非一日之功就能达到的，需要维修人员做长期的技术储备。,4. 数控机床维修安全规程维修前的准备工作 2) 维修工作中的注意事项3) 维修工作结束后的注意事项,6.2 数控机床的保养主要包括以下几个方面 ：使机床保持良好的润滑状态 (2) 定期检查液压

4、、气压系统 (3) 对直流电动机定期进行电刷和换向器检查、清洗和更换 (4) 适时对各坐标轴进行超程限位试验(5) 定期检查电气部件。检查各插头、插座、电缆、各继电器的触点是否接触良好，检查各印制电路板是否干净,(6) 数控机床长期不用时的维护(7) 定期更换存储器用电池 (8) 备用印制电路板的维护 (9) 经常监视CNC装置用的电网电压 (10) 定期进行机床水平和机械精度检查并校正,数控车床的维护保养数控车床的维护保养见教材表6-1（1）每天检查内容： 切削液、液压油、润滑油 ；切屑槽 ；操作盘 ；CRT显示屏 ；液压装置的压力表 ；冷却风扇 ；刀具 ；主轴、滑板等 。（2）每月检查内容

5、： 主轴的运转情况 ；滚珠丝杠 ；超程限位开关 ；刀架 ；导套内孔 ；切削液槽 ；液压装置 ；润滑油装置 。,（3）每半年检查内容： 主轴 ；导套装置 ；加工装置 ；润滑泵装置浮子开关 ；直流电动机以及其他部位。加工中心的维护保养 加工中心的维护保养见教材表6-1（1）每天检查内容： 工作台、机床表面 ；开关 ；导轨润滑油箱 ；主轴润滑恒温油箱 ；刀具 ；机床液压系统 ；压缩空气气源压力 ；气源自动分水滤气器，自动空气干燥器 ；气液转换器和增压器油面 ；导轨面 ；切削液 ；CNC输入/输出单元 ；各防护装置 ；电气柜各散热通风装置 。,（2）不定期检查内容： 冷却油箱、水箱 ；废油池 ；排屑器

6、 （3）每月检查内容： 电气控制箱 ；工作台及床身基准 ；空气滤网 ；液压装置、管路及接头 ；各电磁阀及开关 ；过滤器 ；电缆及接线端子 ；连锁装置、时间继电器、继电器 ；数控装置 。 （4）每半年检查内容： 各电动机轴承 ；各进给轴 ；所有电气部件及继电器 ；各伺服电动机 ；主轴驱动皮带 ；各轴导轨上的镶条、压紧滚轮 。 （5）每年检查内容： 检查或更换电动机电刷 ；液压油路 ；主轴润滑恒温油箱 ；润滑油泵、过滤器 ；滚珠丝杠 。,数控系统的使用与维护（1）数控系统的正确使用 各种数控系统在组成与结构上都有各自的特点，操作人员在使用数控系统之前，应仔细阅读说明书中的有关内容，熟悉数控系统的基

7、本组成与结构，了解所用数控系统的性能，熟练地掌握数控系统和操作面板上各个开关的作用，从而可避免一些因操作不当引起的故障。 具体包括通电前检查与通电后检查。,（2）数控系统的日常维护 为了在系统出现故障时能及时排除，应在平时做好维修前的一系列准备工作，主要包括如下几个方面： a、技术文件的准备 b、制定有关的规章制度防止无关人员操作数控系统，以避免造成事故 c、准备好维修用器具 d、必要的备件,6.3 数控机床故障诊断与维修,6.3.1 数控机床故障诊断概述 数控机床发生故障的原因大致包括：机械锈蚀、磨损和失效；元器件老化、损坏和失效；电气元件、接插件接触不良；环境变化，如电流或电压波动、温度变

8、化、液压压力和流量的波动以及油污等；随机干扰和噪声；软件程序丢失或被破坏等。此外，错误的操作也会引起数控机床不能正常工作。,数控机床维修的基本概念系统可靠性与故障 系统可靠性是指系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。 故障是指系统在规定条件下和规定时间内丧失了规定的功能。,2) 平均故障间隔时间MTBF 它是指数控机床在使用中两次故障间隔的平均时间，即数控机床在寿命范围内总工作时间和总故障次数之比， 即,3) 平均修复时间MTTR 它是指数控机床从出现故障开始直至能正常使用所用的平均修复时间。4) 有效度A 这是从可靠度和可维修度方面对数控机床的正常工作概率进行综合评价的尺度，是一台

9、可维修的机床，在某一段时间内，维持其性能的概率。,数控机床的故障规律,1) 初始运行期 初始运行期的特点是故障发生的频率高，系统的故障率为负指数曲线函数。,2) 有效寿命期 数控机床在经历了初期的各种老化、磨合和调整后，开始进入相对稳定的正常运行期。在这个阶段，故障率低而且相对稳定，近似常数。 3) 衰老期 衰老期出现在数控机床使用的后期，其特点是故障率随着运行时间的增加而升高。,图6.1 数控机床的故障曲线,数控机床故障诊断的一般步骤,故障诊断是指在系统运行或基本不拆卸的情况下，即可掌握系统当前运行状态的信息，查明产生故障的部位和原因，或预知系统的异常和劣化的动向并采取必要对策的一门技术。（

10、1）详细了解故障情况。 （2）根据故障情况进行分析，缩小范围，确定故障源查找的方向和手段。（3）由表及里进行故障源查找。,6.3.2 数控机床常用的故障诊断方法,数控机床常见故障分类,数控机床的故障包括机械部分的故障、数控系统的故障、伺服与主轴驱动系统的故障以及辅助装置的故障等。故障按其表现形式、性质、起因等可作多种分类。 常见的故障类型有以下几种。(1) 按与故障的相互关系可分为关联性故障和非关联性故障。(2) 按诊断方式可分为有诊断显示故障和无诊断显示故障。(3) 按故障破坏性可分为破坏性故障和非破坏性故障。(4) 按故障起因可分为硬故障和软故障。,数控机床常用故障诊断方法,现场故障处理,

11、对故障现场应做好如下记录：故障的种类(2) 故障出现情况 (3) 数控机床操作及运转情况 (4) 环境状况 (5) 数控机床和系统之间的接线情况 (6) 有关穿孔纸带的检查 (7) 程序检查,故障诊断的原则,(1) 仔细调查故障现场，掌握第一手材料。(2) 认真查找各种故障因素。 (3) 综合分析，查清故障。,故障诊断的一般方法,(1) 直观检查法(2) 自诊断功能法(3) 功能程序测试法(4) 故障现象分析法,(5) 报警显示分析法 (6) 换件诊断法(7) 测量比较法 (8) 参数检查法,(9) 敲击法。 (10) 局部升温法 (11) 原理分析法(12) 接口信号法,1) 启动诊断 指C

12、NC系统每次从通电开始至进入正常的运行准备状态为止，系统内部诊断程序自动执行的诊断。2) 在线诊断 指通过CNC系统的内装程序，在系统处于正常运行状态时对CNC系统本身及与CNC装置相连的各个伺服单元、伺服电动机、主轴伺服单元和主轴电动机以及外部设备等进行自动诊断、检查。,6.3.3 数控系统故障诊断与维修,数控系统的故障诊断技术,数控系统常见故障和处理,3) 离线诊断 指CNC系统制造厂家或专业维修中心，利用专用的诊断软件和测试装置在CNC系统出现故障后，进行停机(或脱机)检查，力求把故障定位到尽可能小的范围内。,(1) 键盘故障。(2) 数控系统电源接通后CRT无辉度或无任何画面。(3)

13、CRT无显示。 (4) CRT显示器显示无规律的亮斑、线条或不正确的符号。,(5) 数控系统一接通电源，CRT显示器就出现“NOT READY”显示，过几秒自动切断电源，有时数控系统接通电源后显示正常，但在运行程序的中途突然在CRT显示器上显示“NOT READY”，随之电源被切断。 (6) 当数控系统进入用户宏程序时出现超程报警或显示“PROGRAM STOP”，但数控系统一旦退出用户宏程序运行就恢复正常。 (7) 数控系统的MDI方式、MEMORY方式无效，但在CRT画面上却无报警。 (8) 数控机床不能正常地返回基准点，且有报警产生。 (9) 手摇脉冲发生器(电手轮)不能工作。,(10)

14、 一台加工中心在攻螺纹或主轴电动机作高低速切换时，引起附近另一台加工中心自动断电 。 (11)加工中心的存储器方式、手动数据输入方式均无效，但CRT显示器却无报警发生。 (12) SIEMENS公司SINUMERIK810系统常见故障如下： CPU监控报警。 EPROM的自诊断报警。 数据存储器子模块电池用尽报警。 轮廓监控报警。 位置反馈回路硬件故障。,6.3.4 伺服系统故障诊断与维修,进给伺服系统的故障约占整个数控系统故障的三分之一。 故障报警现象有三种： 一是利用软件诊断程序在CRT上显示报警信息； 二是利用伺服系统上的硬件(如发光二极管、熔丝熔断等)显示报警； 三是没有任何报警指示。,进给伺服系统故障诊断与维修,软件报警形式,(1) 伺服进给系统出错报警 (2) 检测出错报警 (3) 过热报警,硬件报警形式,(1) 大电流报警(2) 高电压报警 (3) 电压过低报警 (4) 速度反馈断线报警,(5) 保护开关动作 (6) 过载报警 (7) 速度控制单元上的熔丝熔断或断路器跳闸,无报警显示的故障,(1) 直流伺服电动机不转(2) 数控机床失控(飞车现象) (3) 数控机床振动 (4) 伺服超差 (5) 数控机床停止时，有关进给轴振动 (6) 数控机床过冲 (7) 数控机床移动时噪声过大 (8) 快速移动坐标轴时数控时机床出现振动，有时还伴有大的冲击 (9) 圆柱度超差,