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1、第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 数控设备机械故障分类及其处理方法 数控设备机械故障分类 （ 1） 功能型故障 功能型故障主要指工件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 ， 工件表面粗糙 。 （ 2） 动作型故障 动作型故障主要指机床各执行部件的动作故障 ， 如主轴不转动 、 液压变速不灵活 、 机械手动作故障 、 工件或刀具夹不紧或松不开以及刀库转位定位不准确等 。 （ 3） 结构型故障 结构型故障主要指主轴发热 ， 主轴箱噪声大 ， 切削时产生振动等 。 （ 4） 使用型故障 使用型故障主要指因使用和操作不当引起的故障 ， 如由过载引起的
2、机件损坏 、 撞车等 。 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 数控设备机械故障的常见诊断方法 1采用听、摸、视、闻方法； 2 温度监测法； 3 振动监测 ； 4 噪声监测 。 数控设备机械故障的常规处理方法 数控设备机械故障出现后 ， 不要急于动手处理 ， 首先要查看故障记录 ， 向操作人员询问故障发生的全过程 。 特别要注意确定以下主要故障信息 。 机械故障发生时报警号和报警提示是什么 ， 那些指示灯和发光管指示了什么报警 ， 如无报警 ， 系统处于何种工作状态 ， 系统的自诊断结果是什么； 故障发生在哪个部位 ， 执行何种指令 ， 故障发生前进行了何种操作 ， 轴处于什么位置 ， 与
3、指令值的误差量有多大； 以前是否发生过类似故障 ， 现场有无异常现象等 。 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 数控设备主轴的故障诊断 主轴的结构及特点 1 主轴的支承结构 前支承采用双列短圆柱滚子轴承和角接触双列向心推力球轴承组合 ， 后支承采用向心推力球轴承的结构 ， 如图 （ a） 所示 ： 分析故障原因时应注意以下几点。： （ 1）先查外部后查内部 ； （ 2）先查机械后查电气； （ 3）先简单后复杂 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 前支承采用高精度双列向心推力球轴承， 如图（ b）所示。 前、后支承分别采用双列和单列圆锥滚子轴承， 如图（ c）所示。 返 回 数控设备
4、主轴轴承结构形式 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 3拉刀机构及吹净装置 数控镗铣床主轴结构图 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 2主轴卡盘 液压驱动动力的自定心卡盘 返 回 数控车床主轴 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 4主轴准停装置 主轴准停装置的工作原理 在传动主轴旋转的多楔带轮 1的端面上装有一个厚垫片 4，垫片上装有一个体积很小的永久磁铁 3，在主轴箱箱体的对应主轴准停的位置上，装有磁传感器 2。当机床需要停车换刀时，数控装置发出主轴停转的指令，主轴电动机立即降速，主轴以最低转速慢转很少几转后，永久磁铁 3对准磁传感器 2，磁传感器感受永久磁铁 3的磁场，并
5、发出准停信号。 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 立式镗铣床主轴部件的拆卸与调整 如图所示的数控镗铣床主轴结构，试说明主轴部件的拆卸与调整： 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 2主轴安装的注意事项 碟形弹簧的安装高度应与拆卸前一致； 主轴前 、 后轴承的预紧量要保证轴承在预紧后无轴向窜动且转动轻快； 皮带轮的安装要保证其轴向位置定位； 主轴准停传感器的安装间隙要适当； 各行程开关的位置调整要求准确； 拉刀机构的行程调整要保证刀具能顺利取出 。 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 数控设备主轴运动故障的诊断与维修 1 主轴部件的维护特点 （ 1） 主轴润滑 循环式润滑； 油
6、气润滑； 喷注润滑 。 （ 2） 防泄漏 在主轴密封中 ， 被密封的介质往往是以穿漏 、 渗透或扩散的形式越界泄漏到密封连接处的彼侧 。 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 2主轴常见故障分析与排除 （ 1）主轴不能转动 主轴与电机连接皮带过松 ， 应调整；皮带表面有油 ， 造成打滑 ， 应该用汽油清洗；皮带使用太久而失效 ， 应更换 。 主轴中的拉杆未拉紧夹持刀具的拉钉。 （ 2） 主轴转速不正常 造成这种故障的可能原因有： 装在主轴电动机尾部的测速发电机出现故障； 速度指令给定错误； 数模（ D/A）转换器出现故障等。 （ 3） 主轴不定向或定向位置不准确 主轴不定向 主轴停在不正确
7、位置上 （ 4） 主轴转动时振动和噪声太大 （ 5） 主轴箱不能移动 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 （ 6）主轴伺服系统故障 1）外界干扰 ； 2） 过载； 3） 主轴定位抖动 数控设备进给运动的故障诊断 数控设备进给运动的基本要求 1 高的传动精度与定位精度； 2 宽的进给调速范围 ； 3 良好的响应速度 。 进给系统的机械传动结构 数控工作台传动系统的机械结构如图所示： 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 数控工作台传动系统的机械结构 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 进给系统结构的典型元件 1数控设备的滚动导轨 （ 1）滚动导轨的类型 滚珠导轨 ; 滚柱导轨 ;
8、 滚针导轨 . 滚柱导轨 滚珠导轨 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 （ 2）块状滚动导轨 标准滚动导轨块的结构图 （ 3）直线滚动导轨 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 2滚珠丝杠传动 1、高传动效率 滚珠丝杠副的传动效率高达 90% 96%，约为一般滑动丝杆副的 2 4倍。所以移动相同的负荷所需的动力就小得多。 2、运动平稳 3、寿命长 4、 传动精度高 5、可预紧消隙 滚珠丝杠螺母机构图 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 数控机床用滚珠丝杠结构图 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 （ 1）伺服电动机与滚珠丝杠的连接 电动机与丝杠直联结构 第五章 数控设备机
9、械运动的故障诊断与维修 （ 2）滚珠丝杠螺母副传动的消隙 A. 双螺母齿差调隙式结构 调整时先将内齿圈取出 ， 根据间隙的大小使两个螺母分别在相同方向转过一个齿或几个齿 ， 当两个螺母向相同方向都转过一个齿时 ， 其轴向位移量为： S =（ 1/2） L 式中 L 滚珠丝杠的导程 ， 单位为 S 轴向位移量 ， 单位为 齿轮 1的齿数； 齿轮 2的齿数 。 当两齿轮的齿数较大时，调隙量可达 是目前应用较广的一种结构。 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 图示是双螺母垫片调隙式结构，其螺母本身与单螺母相同，它通过修磨垫片的厚度来调整轴向间隙。这种调整方法具有结构简单，刚性好，拆装方便等优点
10、，但它很难在一次修磨中调整完毕，调整的精度也不如齿差调隙式好。 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 （ 3）滚珠丝杠传动的维护与常见故 障的处理 滚珠丝杠常见故障及处理如下 。 滚珠丝杠副有噪声； 滚珠丝杠副产生噪声的可能原因是电动机与丝杠联轴器松动 ， 丝杠支承轴承的压盖压合情况不好 。 滚珠丝杠运动不灵活 ； 主要原因是丝杠与导轨不平行 ， 丝杠润滑不良 ， 滚珠丝杠副滚珠有破损 ， 轴向预加载荷太大 ， 丝杠弯曲变形 ， 或螺母轴线与导轨不平行 。 滚珠丝杠副润滑状况不良 ； 检查各滚珠丝杠副润滑情况 ， 取下罩套 ， 涂上润滑脂 。 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 4键
11、连接间隙补偿机构 消除键连接间隙的两种结构 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 数控设备进给运动的故障诊断与维修 1滚珠丝杠螺母副的故障及调整 （ 1）滚珠丝杠螺母副的维护 支承轴承的定期检查 ； 滚珠丝杠螺母副的润滑 ； 滚珠丝杠的防护 。 （ 2）齿轮传动的消隙及调整 刚性调整法 ； 柔性调整法。 圆柱齿轮齿侧间 隙的调整结构图 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 齿侧间隙可自动补偿的调整结构 . 它是柔性齿侧间隙调整法的一种。这种调整方法能自动补偿间隙，但其结构复杂，且传动刚度差，能传递的转矩取决于弹簧力的大小。 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 数控回转工作台结构及
12、其故障的诊断 回转工作台工作原理 回转分度时，工作台须经过松开、上升、回转、下降、定位、夹紧等过程。 回转工作台的结构及分类 1数控回转工作台的结构 2分度工作台 定位销式分度工作台 ; 鼠牙齿盘式分度工作台 鼠牙齿盘式分度工作台作分度运动时 ， 其工作过程分为四个步骤 。 a. 分度工作台上升 ， 鼠牙齿盘脱离啮合； b. 工作台回转分度； c. 分度工作台下降； d. 定位压紧，分度活塞退回。 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 定位销式分度工作台 定位销式分度工作台定 位 销 式 分 度 工 作 台 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 数控回转工作台结构 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 数控设备换刀装置、刀库结构及其故障诊断 自动换刀装置的分类及其结构 （ 1）四方回转刀架 刀架上升 ； 刀架转位 ； 刀架锁紧 。 （ 2）六角回转刀架 刀架抬起 ； 刀架转位 ； 刀架压紧 ； 转位液压缸复位 。 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 数控车床回转刀架 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 数控车床回转刀架（ 12刀位） 第五章 数控设备机械运动的故障诊断与维修 立式四方刀架结构图
