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1、概述数控机床故障与维护班级：学号：姓名：概述数控机床故障与维护作者:This error diagnosis of CNC machine tools and maintenanceWriter:摘要本章主要介绍了数控机床的发展，数控机床及其维修的基本概念，数 控机床故障诊断及维修原则、一般步骤和方法，数控机床故障诊断及维修 技术的发展，通过对数控机床故障诊断及维修技术有关方面的学习，对它 有了整体的基本认识。关键词：数控机床 故障 诊断 维修SummaryThis chapter introduces the development of numerical control machine,
2、 numerical control machine tools and maintenance of the basic concepts, numerical control machine tool fault diagnosis and maintenance principle, general procedure and method, the numerical control machine tool fault diagnosis and maintenance technology development, through to the numerical control
3、machine fault diagnosis and maintenance technology relevant aspects of learning, for it has a basic understanding of the whole.Keyword： machine tools fault diagnosis maintenance1简述数控机床及其发展数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools） 的简称，是一种装冇程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地 处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译
4、码，从而使机床 动作数控折弯机并加工零件。数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最 基木的装备。世界各国信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业广泛 采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对市场的适应能力和竞争能 力。工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅大 力发展自己的数控技术及其产业，而冃在“高精尖”数控关键技术和装备 方面对我国实行封锁和限制政策。因此大力发展以数控技术为核心的先进 制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位 的重要途径。美、德、三国是当今世界在数控机床科研、设计、制造和使用上， 技术最先进、经验最多的国家。
5、因其社会条件不同，各冇特点。2数控机床的故障诊断与维修数控机床是一种技术含量很高的机、电、仪一体化的高效复杂的自动 化机床，机床在运行过程中，零部件不可避免地会发生不同程度、不同类 型的故障，因此，熟悉机械故障的特征，掌握数控机床机械故障诊断的常 用方法和手段，对确定故障的原因和排除有着重大的作用。2.1数控机床故障诊断与维修的基本原则和要求所谓数控机床系统发生故障（或称失效）是指数控机床系统丧失了规定 的功能。故障可按表现形式、性质、起因等分为多种类型。但不论哪种故 障类型，在进行诊断时，都可遵循一些原则和诊断技巧。2.1.1数控机床故障诊断与维修的基本原则主要包括以下几个方面：1）充分调查
6、故障现象，首先对操作者的调 查，详细询问出现故障的全过程，有些什么现象产生，采取过什么措施等。 然后要对现场做细致的勘测；2）查找故障的起因时，思路耍开阔，无论是 集成电器，述是和机械、液压，只要冇可能引起该故障的原因，都耍尽可 能全面地列出来。然后进行综合判断和优化选择，确定最有可能产生故障 的原因；3）先机械后电气，先静态后动态原则。在故障检修之前，首先应 注意排除机械性的故障。再在运行状态下，进行动态的观察、检验和测试, 杳找故障。而对通电后会发生破坏性故障的，必须先排除危险后，方可通 电。2.1.2数控机床故障诊断与维修的基本要求数控机床故障诊断与维修的基木要求：除了丰富的专业知识外，
7、进行 数控故障诊断作业的人员需要具冇一定的动手能力和实践操作经验，要求 工作人员结合实际经验，善于分析思考，通过对故障机床的实际操作分析 故障原因，做到以不变应万变，达到举一反三的效果。完备的维修工具及 诊断仪表必不可少，常用工具如螺丝刀、钳了、扳手、电烙铁等，常用检 测仪表如万用表、示波、信号发生器等。除此以外，工作人员述需耍准备 好必要的技术资料，如数控机床电器原理图纸、结构布局图纸、数控系统 参数说明书、维修说明书、安装、操作、使用说明书等。2.2故障处理的基本思路不同数控系统设计思想千差万异，但无论那种系统，它们的基木原理 和构成都是十分相似的。因此在机床出现故障时，耍求维修人员必须冇
8、清 晰的故障处理的思路：调查故障现场，确认故障现象、故障性质，应充分 掌握故障信息，做到“多动脑，慎动手”避免故障的扩大化。根据所掌握 故障信息明确故障的复杂程度，并列出故障部位的全部疑点。准备必要的 技术资料，比如机床说明书，电气控制原理图等，以此为基础分析故障原 因，制定排除故障的方案，要求思路开阔，不应将故障局限于机床的某一 部分。在确定故障排除方案后，利用示力用表、示波器等测量工具，用试 验的方法验证并检测故障，逐级定位故障部位，确认出故障属于电气故障 还是机械故障，是系统性的还是随机性的，是自身故障还是外部故障等等。 故障的排除。通常找到故障原因后问题会马上迎刃而解。2.3故障处理的
9、方法数控机床的数控系统是数控机床的核心所在，它的可靠运行，直接关 系到整个设备运行的正常与否。通常，数控机床具有较强的自警功能，能 够随时监控系统硬件和软件的工作状态，数控机床的大部分故障能够出现 报警提示，可以根据故障提示，确定机床的故障，及时处理、排除故障， 捉高机床完好率和使用效率。下而总结捉炼出一些判断与排除数控机床故 障的方法。231利用数控系统硬件、软件报警功能在现代数控系统中均设置冇众多的硬件报警指示装置，设置硬件报警 指示装置有利于提高数控系统的可维护性。数控机床的CNC系统都具有U 诊断功能。在数控系统工作期间，能够适时使用自诊断程序对系统进行快 速诊断。一旦检测到故障，就会
10、立即将故障以报警的方式显示在CRT上或 点亮面板上报警指示灯。而且这种自诊断功能还能够将故障分类报警。2.3.2直接观察法直接观察法就是利用人的感觉器官注意发生故障时（或故障发生后）的 各种外部现彖并判断故障的可能部位的方法。这是处理数控系统故障首耍 的切入点，往往也是最直接、最行之有效的方法，对于一般情况下“简单” 故障通过这种直接观察，就能解决问题。2.3.3利用状态显示诊断功能判断故障的方法现代数控系统不但能够将故障诊断信息显示出來，而且还能够以诊断 地址和诊断数据的形式，捉供诊断的各种状态。2.3.4发生故障及时核对数控系统参数判断故障的方法数控机床的数控系统的参数变化，会直接影响到数
11、控机床的性能，使 数控机床发生故障，甚至整机不能正常工作。因此，在对故障的分析诊断 过程中，尽管采取了一些措施，仍然不能解决问题、排除故障，或者对故 障出处不够明朗的话，应该改变思路，从人们所说的“软”故障着手。检查核 对数控系统的参数，是否是因为数控系统参数变化所导致的故障，往往是-丝异常，便是症结所在。24故障举例2.4.1数控机床排屑器故障分析及其改进现场工作人拆下电机并对其进行试运行，结果显示运转正常，因此可 排除电机故障原因，同吋可观察到电动机传动轴上的键并未在键槽上，因 此可初步诊断故障的直接原因为屯机轴与排屑螺旋杆脱离，进一步分析， 由于传动键受到负载瞬时不断变化的力，若此时把传
12、动键进行分割，这时 就可以把分割的每一部分看成一个横梁，因此可对其进行振动分析。经过受力情况的分析，传动键具备了微动磨损产生的条件因此传动键 磨损属于微动磨损，而且搜寻发现键已脱落到螺旋杆管孔内，可以得出键 完好只冇些微小磨损，因此可排除键压溃以及键磨损原因，最后可断定此 次故障的直接原因为键脱落，造成螺旋排屑杆与电机轴脱离失去传动力。 将键装上并将电机重新装配后，故障排除工作正常。2.4.2数控机床的振动爬行处理数控系统的振荡现象已成为数控全闭环系统的共同性问题。系统振荡 时会造成机床产生爬行与振动故障，机床的振荡故障通常发生在机械部分 和进给伺服系统。产生振荡的原因有很多，陈了机械方面存在
13、不可消除的 传动间隙、弹性变形、摩擦阻力等诸多因素外，伺服系统的冇关参数的影 响也是重要的一方面。有时数控系统会因扩械上某些振荡原因产生反馈信 号中含有高频谐波，这使输出转矩里不桓定，从而产生振动。对于这种高 频振荡情况，可在速度环上加入一阶低通滤波环节，即为转矩滤波器。速度指令与速度反馈信号经速度控制器转化为转矩信号，转矩信号通 过一阶滤波环节将高频成分截止，从而得到冇效的转矩控制信号。通过调 节参数可将机械产生的100Hz以上的频率截止，从而达到消除高频振荡的 效果2.5故障排除的确认及善后工作故障排除以后，维修工作还不能算完成，尚需从技术与管理两方面分 析故障产生的深层次原因，采取适当措
14、施避免故障再次发生。必耍时可根 据现场条件使用成熟技术对设备进行改造与改进。故障排除的确认，故障 处理完毕。整理好线路，把机床的所有动作均试运转一遍，正常可交付使 用，同时让操作工继续做好运行观察。一段时间后，询问一下操作工机床 的运行状况，并再次对故障点进行全面检查。最后做维修记录，详细记录 维修的整个过程，包括维修时间、更换件型号规格及故障原因分析等。从 排除故障过程中发现自己欠缺的知识，制定学习计划，最终充实自己。3.数控机床的实际维修3.1要多看3.1.1要多看数控资料要多看，要了解各种数控系统和PLC可编程序控制器的特点和功能;要了解数控系统的报警及排除方法；要了解NC、PLC机床参
15、数设定的含义; 要了解PLC的编程语言；要了解数控编程的方法；要了解控制面板的操作 和齐菜单的内容；耍了解主轴和走刀电机的性能和驱动器的特征等等，往 往数控资料一大堆，怎么看？我认为主要要突出重点，搞清来龙去脉，重点是吃透数控系统的基本组成和结构，掌握方框图。其余的可以“游览”和通读，但每部分内容要有重点的了解、掌握。由于数控系统内部线路图相当复杂，而制造商均不 捉供。因此也不必详细地搞清楚。比如NX 154四轴五连动叶片加工机床上采用A 一 B10系统，要重 点了解每部分的作用，各板子的功能，接口的去向，LED灯的含义等。现 在数控系统型号多、更新快，不同的制造厂、不同型号往往差别很大。要
16、了解其共性与个性（特殊性）。一般熟悉维修SIEMENS数控系统的人不见 得会熟练排除AB系统的故障，因此，要多看，不断学习、更新知识。3.1.2要多看电气图、消化电气图对于每一个电气元件，比如：接触器、继电器、时间继电器等以及PLC 的输入、输岀，要在电气图上一一注明。举一个简单例子來说，比如1A1 为液压泵电机1M启动的接触器，一般在图下注出其常开、常闭触点的去向。 因此，可对其对应的某页上的常开或常闭触点1A1,注明内容为液压泵电 机开，对于大型的数控机床的电气图有儿十页，甚至上百页。要看懂表明每个元件的功能要化很长吋间。有吋，一、二次看可能述 搞不清楚该元件的作用，要多看等以后消化后再写上。因此，刚才讲到的 启动液压泵电机1M,也应清楚标明是PLC的哪一外输出带动接触器要做到来龙去脉，一清二楚。而对电气线路图中的某些方框
