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1、1职业技术学院自动化学院毕业论文毕业论文数控机床典型故障分析与维修数控机床典型故障分析与维修专业 _班级 _姓名 _学号 _时间 _2目录目录摘要 3Abstract 3正文一.数控机床的简介4二.数控机床的维护4三. 数控机床故障诊断及处理的基本原则4四. 数控机床机械结构故障分析与维修5五. 数控机床电气系统故障与分析7六. 直流伺服系统的故障诊断(分析)与维修8七. 可编程控制器模块的故障诊断与维修9致谢10参考文献113数机床典型故障分析与维修自动化学院 级数控班 摘要 数控机床是一种技术含量很高的自动化机床，它集机、电、仪于一 体，综合的了计算机技术、自动化技术、伺服驱动、精密测量和
2、精密机械等各 个领域的新技术成果。随着数控车床、数控机床、加工中心等数控加工产品用 量的剧增，培养一大批能够熟练掌握现代数控机床编程、操作和维修的应用型 人才的日益迫切。 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。 CNC machine tools is a high level of technology au
3、tomation machine, which combines mechanical, electrical, instrument into one, integrated computer technology, automation technology, servo-driven, precision measurement and precision machinery, and other fields of new technological achievements. With CNC lathes, CNC machine tools, CNC machining cent
4、ers, and other dramatic increase in the amount of processed products, and train a large number able to skillfully master modern CNC machine tool programming, operation and maintenance of the application-type talent increasingly urgent. Different NC Machine CNC system although its structure and perfo
5、rmance are different, but in the analysis of fault diagnosis has some similarities and it is on this basis, the typical CNC machine tool fault repair. The design part of a total of five, including a brief introduction of CNC machine tools, CNC machine tools in mechanical fault structure, electrical
6、system failures, servo system failures, programmable controller module describes the phenomenon of failure, the fault could cause the theoretical analysis. Fault diagnosis and repair is the focus of this design.故障分析 故障维修本设计是为了能够让维修人员更加快速准确的查出机械故障原因并排除机 械故障而进行论文写作的。 当前,高度发达的制造业和先进的制造技术已经成为衡量一个国家综合经济
7、实力和技术水平的重要标志之一,成为一个国家在激烈的国际市场上获胜的关键4因素. 如今,中国已成为制造业大国,但还不是制造业强国我们要从制造业大国走 向制造业强国,必须大力发展以数控技术为主的先进制造技术,提高计算机辅助 设计与制造(CAD/CAM)的技术水一、数控机床简介 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。二、数控机床的维护 21 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
8、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 o6)，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。 22 对机床数控系统的维护，除按说明书规定执行外，还应注意以下几个方面。1)严格遵守操作规程和日
9、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。三、数控机床故障诊断及处理的基本原则数控机床的大部分故障都以综合故障形式出现，判断与处理原则如下。 31 调查故障现场 机床故障发生后，维修人员首先要向操作者了解机床在什么情况下出现故 障，故障现象如何，操作者采取了什么措施。再仔细观察数控装置的工作寄存 冲工作寄存器中尚存的工作内容，了解已执行的程序内容及自诊断显示的报警 内容，然后按数控系统的复位键，观察系统经清除复位后故障报警是否消失，
10、如果消失，多属于软件故障，否则是硬件故障。对于非破坏性故障，有条件时 可再现故障，观察现象，以验证分析是否正确。 32 分析可能造成故障的因素 数控机床出现的同一故障现象，其原因是多种多样的，有可能是由于机 械、电气及控制系统等造成的。要准确地判断故障出现的环节和造成故障的原5因，必须罗列所有相关的因素。 例如，行程开关工作不正常时，其影响因素可能有以下几个方面：1)机 械运动不到位，开关未压下；2)机械结构不合理，开关松动或挡块太短；3)开 关 自身质量有问题；4)开关选型不当；5)防护措施不好，开关内进了杂物，使动 作失常。33 确定产生故障的原因 由于造成故障的因素很多，因此维修人员必须
11、利用该机床的技术档案， 凭借现场操作经验、判断能力和掌握的机、电、液等综合专业技术知识，通过 必 要的测试手段，最后判别可能产生故障的原因，最后通过必要的试验，逐一寻 找、确定故障源。 四、数控机床机械结构故障分析与维修4.1 机械结构故障分析的方法 4.1.1 数控机床机械故障分析的方法可以分为简易诊断法和精密诊断法两 种。 4.1.2 数控机床机械故障的诊断方法 数控机床机械故障诊断方法如下表诊断方 法原理及特征应用简 易 诊 断 法听、摸、 看、问、 嗅借用简单工具、仪器,如百分表、 水准仪、光学仪等检测;通过人的感官, 直接观察形貌、声音、温度、颜色和 气味的变化,根据经验来诊断需要有
12、丰富的实践经 验温度检 测接触型：采用温度计、热电偶、 测量贴片、热敏涂料直接接触轴承、 电动机、齿轮箱等装置的表面进类型 行测量 非接触型：采用先进的红外测温 仪、红外热像仪、红外扫描仪等遥测 不宜接近的物体 具有快速、正确、方便的特点用于机床运行中发热 异常的检测震动测 试通过安装在机床某些特征点上的 传感器，利用震动计巡回检测，检测 机床上特定测量处的总振级大小，如 位移、速度、加速度和幅频特性等， 对故障进行预测和检测精 密 诊 断 法噪声检 测用噪声测量计、声波计对机床齿 轮、轴承在运行中的噪声信号频谱的 变化规律进行深入分析，识别和判别 齿轮、轴承磨损失效故障状态振动和 噪声是应用
13、 最多的诊断信息首 先是强度测定，确认 有异常时，再作定量 分析64.2 主运动系统的故障分析与维修 4.2.1 主轴常见故障及其诊断分析 以下为主轴常见故障及其与维修方法 故障现象故障原因排除方法 主轴箱和床身连接螺钉松动恢复精度后禁锢连接螺钉 轴承预紧力不够,游隙过大重新调整轴承游隙.但预紧力 不宜过大,以免损坏轴承. 轴承预紧螺母松动,使主轴窜 动禁锢禁固螺母,确保主轴精度 合格 轴承拉毛或损坏更换轴承切削震动大主轴与箱体超差修理主轴或箱体,使其配合精 度,位置精度达到要求 主轴箱和床身连接螺钉松动 恢复精度后 变挡机构损坏或固定挡销脱 落修复或更换零件齿轮和轴承损坏轴承预紧力过大或无润
14、滑重新调整预紧力,并使之润滑 充足 主动部件平衡不好重做动平衡 齿轮啮合间隙不均衡或严重 损伤调整间隙或更换齿轮轴承损坏或传动轴弯曲修复或更换轴承,校直传动轴 传动带长度不一或过松调整或更换传动带不能新旧 混用 齿轮精度差更换齿轮主轴箱噪声大润滑不良调整润滑油量,保持主轴箱的 清洁度 变挡信号是否输出维修人员检查处理压力是否足够检测并调整工作压力 变挡液压缸研损或卡死修毛刺和研伤,清洁后重装主轴无变速变挡液压缸拨叉脱落修复或更换4.3 进给系统的故障诊断(分析)与维修 数控机床进给系统的任务是实现执行机构（刀架工作台等）的运动. 4.3.1 滚珠丝杠螺母副的常见故障及其诊断维修 滚珠丝杠螺母副
15、的常见故障及其诊断维修见下表所示 故障现象故障原因排除方法 行导轨的润滑油不足, 致使溜板滑加润滑油,排除润滑故障滚珠丝杠有局部拉毛 或研磨更换或修理丝杠加工工件粗糙度 值高丝杠轴承损坏,运动不 平稳更换损坏的轴承7伺服电动机未调整好, 增益过大伺服电动机未调整好,增益过大二滑板配合压板过紧 或研伤重新调整或修严板，用 0.04mm 塞 尺塞不进去为合格 丝杠研磨更换 伺服电动机与滚珠丝 杠连接不同轴调整同轴度并禁锢连接座无润滑油调整润滑油路 超程开关失灵造成机 械故障检查故障并排除滚珠丝杠在运转 中转距过大超程开关失灵造成机 械故障检查故障并排除分油器不分油检查定量分油器丝杠螺母润滑不 良油管堵塞清除污物使油管畅通 滚珠丝杠轴承盖压合 不良调整压盖,使其压紧轴承滚珠丝杠润滑不良检查分油器和油路,使润滑油充足 滚珠产生破损更换滚珠滚珠丝杠副噪声电动机与丝杠联轴器 产生松动拧紧联轴器锁紧螺钉五、 数控机床电气系统故障与分析5.1 接触器常见故障现象及诊断(分析) 接触器常见故障及诊断如下: 故障原因 机械电磁铁象故 障现电源 电压弹簧机构励磁线 圈铁心主触头负 载 效 应操作 使用主触 点不 闭合过低锈住粘 连、恢 复弹簧 变硬铁心机械 锈住或卡
