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1、毕业课题CK6140-1000数控车床常见电气故障诊断与维修 系 别 专 业 班 级 学生姓名 指导教师 2018年6月1日毕业论文中文摘要（题目）：数控机床CK6140-1000电气系统故障诊断与维修摘要：数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。随着现代制造技术的发展，企业选用数控设备已是大势所趋。但是在数控机床在工
2、作过程中难免会遇到电气控制系统的故障，为此，本次论文就介绍数控机床的电气控制系统常见故障的诊断。关键词： 数控机床 电气维修 操作目录1 引言12数控机床CK6140-100012.1数控机床的发展过程12.2数控机床CK6140-1000的工作原理、组成和分类数控机床发展趋势12.3数控机床CK6140-1000技术的优点32.4机床电气控制原理33 数控机床CK6140-1000电气系统的特点13.1 数控机床CK6140-1000对电气系统的基本要求13.2 数控车床CK6140-1000电气系统的故障特点24 故障的检查与分析14.1故障处理前的工作14.2 电气故障的常用诊断方法15
3、 数控机床CK6140-1000电气系统的故障诊断与维修15.1 数控机床CK6140-1000中的常见开关及故障诊断15.2 低压断路器常见故障现象及其诊断25.3 接触器常见故障现象及诊断35.4 继电器常见故障现象及诊断35.5 数控机床CK6140-1000的主流主电路系统66 故障举例分析1结论1参考文献21 引言随着电子技术和自动化技术的高速发展,数控技术的应用越来越广泛。以微处理器为基础,以大规模集成电路为标志的数控设备,给机械制造业的发展创造了条件,并带来了很大的效益。但同时,由于它们的先进性、复杂性和智能化高的特点,在故障诊断、维修理论、技术和手段上都发生了飞跃的变化。数控维
4、修技术不仅是保障正常运行的前提，对数控技术的发展和完善也起到了巨大的推动作用，因此，目前它已经成为一门专门的学科。任何一台数控设备都是一种过程控制设备，这就要求它在实时控制的每一时刻都准确无误地工作。任何部分的故障与失效，都会使机床停机，从而造成生产停顿。因而对数控系统这样原理复杂、结构精密的装置进行维修就显得十分必要了。尤其对引进的CNC机床，大多花费了几十万到上千万美元。 在许多行业中，这些设备均处于关键的工作岗位，若在出现故障后不及时维修排除故障，就会造成较大的经济损失。 现有的维修状况和水平，与国外进口设备的设计与制造技术水平还存在很大的差距。造成差距的原因在于：人员素质较差，缺乏数字
5、测试分析手段，数域与频域综合方面的测试分析技术等有待提高等等。本文针对数控机床CK6140-1000电气系统的特点与故障的检查分析以及诊断维修进行简要的探讨，并通过故障案例分析进行总结。22数控机床CK6140-10002.1数控机床的发展过程数控机床的概念是按加工要求预先编制的程序，由控制系统发出以数字量作为指令信息进行工作的机床，称为数字控制（NC）机床，简称数控机床。以前采用的控制系统为专用的控制计算机，而现在大多采用通用计算机或微型计算机加软件作为控制系统，用CNC表示。(1)国外数控系统的发展从1952年美国麻省理工学院研制出第一台三坐标数控铣床到现在，经历了以下六个发展阶段:第一阶
6、段(1952年)电子管阶段;第二阶段(1960年)晶体管和印刷电路板阶段;第三阶段(1965年)小规模集成电路阶段;第四阶段(1970年)小型计算机阶段;第五阶段(1974年)微处理器或微型计算机阶段;第六阶段(20世纪90年代后)基于PC-NC的智能数控系统阶段。其中前三阶段的数控系统是属于采用专用控制计算机的硬逻辑(硬线)数控系统，简称NC (Numerical Control )，目前已被淘汰。后三个阶段的数控系统由于以计算机为核心，即计算机数控系统，简称CNC (Computer Numerical Control)。(2)我国数控机床的发展现状我国1958年开始研制数控机床，也经历了
7、上述六个发展阶段，取得很大的发展，国产数控系统现有武汉华中数控系统、北京航天机床数控集团航天数控系统、中科院沈阳计算机所蓝天数控系统、中国珠峰数控公司中华数控系统等。2.2数控机床CK6140-1000的工作原理、组成和分类数控机床发展趋势2.2.1数控机床CK6140-1000的工作原理在普通机床上加工零件时，机床运动开始、结束，运动的先后次序及刀具和工件的相对位置等都由人工去完成。而在数控机床加工零件，则是首先要把加工零件所需的所有机床动作以程序的形式纪录下来，登载到某种存储物上（该存储物简称控制介质），输入到数控装置中，由数控装置处理程序，发出控制信号指挥机床上的伺服系统驱动机床，协调只
8、会机床动作，使其产生主运动和进给运动的一系列机床运动，完成零件的加工。2.2.2数控机床的组成：（1）控制介质控制介质可以是穿孔纸袋，也可以是磁带、磁盘或其它可存储物质。（2）数控装置数控装置是数控机床的控制中枢，一般由微处理器计算机和小型计算机来担任，这样的数控系统称为计算机数控系统（CNC）它用于计算机存储器里的系统程序实现数控机床的控制。数控装置一般由常规输入/输出设备、接口电路、计算机系统存储器和中央处理器组成。（3）伺服系统伺服系统的作用是把来自数控装置的插补脉冲信号转换成为机床移动部件的移动。伺服系统主要由调节放大单元、执行单元、检测单元和控制对象组成。（4）机床主机在数控机床中，
9、数控装置通过伺服系统和机床进给传动原件，最终控制机床的运动部件（工作台、主轴箱、刀架或托板等）做准确的位移。机床在加工中是自动控制的，运动速读快、动作频繁、负载重而且连续工作时间长，不能像普通机床上那样可以由人工进行补偿。所以数控机床主机要求比普通机床设计的更完善、制造的更加精密和坚固，并且在整个使用年限内有足够的精度稳定性。2.2.3数控机床的分类：（1）按加工工艺范围可分为：这种分类方式与普通机床分类方法一样可分为：数控车床、数控铣床、数控钻床、数控镗床、数控刨插机床、数控齿轮加工机床、数控螺纹加工机床、数控电加工及超声波加工机床、数控磨床、数控割断机床及数控其它机床。（2）按机床结构分类
10、可分为：按机床中有无自动换刀装置分类普通数控机床。加工中心。（3）按伺服系统可以分为：开环系统数控机床半闭环系统数控机床全闭环系统数控机床(4)按数控系统可以分为：经济型数控机床中档数控机床高档数控机床加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。2.3数控机床CK6140-1000技术的优点数控机床CK6140-1000集机械制造、计算机、气动、传感检测、液压、光机电技术等一体，其优点主要有下面几点:(1)能够进行复杂型面零件的加工，解决工艺难题。(2)提高生产率。(3)具有柔性。(4)减轻工人的劳动强度。2.4机床电气控制原理机床基本工作原理如下图1所示：图1 机床工作原理这个
11、系统的工作原理是,机读取文件信息,把数据传递给SIMOTION D,再根据这些收到的数据控制电机模块驱动电机带动工作台进行位置控制,光栅尺实时检测工作台的位置信息并传递给SIMOTION D,实现对工作台进行位置调整满足对位置的精度要求。由于光栅尺信号不能直接识别,所以通过传感器模块转换为标准的信号传递给SIMOTION D。被接收到主轴的转速信息通过模拟量模块输出一个相应的电压控制变频器驱动主轴转动。工作台的工作状态可以通过多个传感器如接近开关、断刀检测传感器、深度检测传感器等检测到并传入系统。这些传感器的信号先送到扩展模块中,再送入SIMOTION D中,运用强大的工艺处理、逻辑处理能力,
12、对这些信号进行处理,从而完成整个的加工任务。3 数控机床CK6140-1000电气系统的特点3.1 数控机床CK6140-1000对电气系统的基本要求1高可靠性数控机床是长时间连续运转的设备，本身要具有高可靠性。因此，在电气系统的设计和部件的选用上普遍运用了可靠性技术、容错技术及冗余技术。所有部件选用的是最成熟的，而且符合有关国际标准并取得授权认证的新型产品。2紧跟新技术的发展在保证可靠性的基础上，电气系统还要具有先进性，如新型组合功能电气元件的使用、新型电子电器及电子功率器件的使用等。3稳定性要在电气系统中采取一系列措施，使其适应较宽泛的环境条件，如要能适应交流供电系统电压的波动，对电网系统
13、内的噪声干扰有一定的抑制作用，同时还符合电磁兼容的国家标准要求，系统内部及不互相干扰，也不向外部辐射破坏性干扰。4.安全性电气系统的连锁要有效；电气装置的绝缘要保证完好，防护要齐全，接地要牢靠，以使操作人员的安全有保证；电气部件的防护外壳要具有防尘、防水、防油污的功能；电柜的封闭性要好，防止外部的液体溅如电柜内部，防止切屑、导电尘埃的进入；电柜内的所有元件在正常供电电压工作室不应出现被击穿的现象，并且有预防雷电袭击的功能；经常移动的电缆要有防护套或者拖链防护，防止缆线磨断或短路而造成系统故障；要有抑制内部部件异常升温的措施，特别是在夏季，要有强迫风冷或制冷器冷却；有防触电、放碰伤设施。5.方便
14、的可维护性易损部件要便于更换和替换，保护元器件的保护动作要灵敏，但也不能有误动作；一旦出现故障排除后，功能要能恢复。6.良好的控制特性所有被控制的电动机启动要平稳、响应快速、特性硬、无冲击、无震动、无振荡、无异常噪声、无异常升温。7.运行状态明显的信息显示电气系统要用指示灯做操作显示，电器元件要有状态指示、故障指示，有明显的安全操作标示8.操作的宜人性电气系统要体现人性化设计，如操作部位与人体的平均高度、距离相适应，体现操作方便、舒适、便于观察的特点，尤其要随时摸得到急停按钮，保证紧急下的快速操作动作；机床电器颜色不仅符合标准，还要美观、明显。3.2 CK6140-1000数控车床电气系统的故
15、障特点1.电气系统故障的维修特点是故障原因明了，诊断也比较好做，但是故障率相对比较高。2.电器元件有使用寿命限制，非正常使用下会大大降低寿命，如开关触头经常过电流使用而烧损、粘连，提前造成开关损坏。3.电气系统容易受外界影响造成故障，如环境温度过高，电柜温升过高致使有些电器损坏。甚至鼠害也会造成许多电气故障。4.操作人员非正常操作，能造成开关手柄损坏、限位开关被撞坏的人为故障。5.电线、电缆磨损造成断线或者短路，蛇皮线管进冷却水、油液而长期浸泡，橡胶电线膨胀、黏化，式绝缘性能下降造成短路。6.冷却泵、排屑器、电动刀架等的异步电动机进水，轴承损坏而造成电动机故障。4 故障的检查与分析4.1故障处理前的工作1.询问调查在接到机床现场出现故障要求排
