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1、毕业论文题 目：浅谈数控机床常见故障的诊断维修与机床保养作 者： 范志能 指 导 教 师： 张伟雄 所 学 专 业： 机械设计与加工（数控加工与维护） 班 别： 09数控3班 学 号： 291207005 年 级： 2009级 完 成 日 期： 2011-12-11 目录摘要：3一、引言3二、数控机床工作原理与维修的目的31、数控机床的工作原理32、维修维护工作的意义4三、数控机床的使用与维修41.数控机床分类和使用42.数控机床故障诊断与维修研究对象与故障分类42.1研究对象的分类42.2故障诊断的分类43. 数控机床的维修的特点54. 数控机床故障诊断维修的基本步骤55. 数控机床诊断与维
2、修常用的工具与设备6四、数控机床常见故障诊断与检修61、主轴部分常见故障的检测方法72、主轴系统常见故障实例73. 进给伺服部分常见故障的检测方法94、进给伺服系统常见故障实例105、其它常见故障的检测实例.10五、 数控机床的保养14六、结束语15七、参考文献15浅谈数控机床常见故障的诊断维修与机床保养摘要：数控机床是一种集自动控制、计算机、微电子、伺服驱动、精密机械等技术于一身的高、精、尖生产工具。它是机床技术发展的主流体现，并在先进制造业中起着主导的地位。因此，如何使数控机床发挥其在生产中的最佳效能是一个很重要的问题。因为数控机床是各种技术的结合体，所以在日常使用中难免出现故障导致停机。
3、因此，其维护、维修工作是一项必不可少的工作。关键词：数控机床；精密机械；结合体一、引言 数控机床是一种典型的机电一体化产品，涉及范围比较广，在故障诊断和维护方面与传统机床有很大的区别。因此，学习和掌握数控机床故障诊断及维护技术，及时有效的处理数控机床的各种故障，对企业的维修人员来说非常重要二、数控机床工作原理与维修维护的目的1、数控机床的工作原理所谓数控机床的工作原理，就是数控装置内的计算机对以数字和字符编码方式所记录的信息进行一系列处理后，向机床进给等执行机构发出命令，执行机构则按其命令对加工所需各种动作，如刀具相对于工件的运动轨迹、位移量和速度等实现自动控制，从而完成工件的加工。 2、数控
4、机床维修维护工作的意义数控加工在当前制造行业中占据着主导地位，在各行各业中都有他的出现，它的发展将带动制造业的飞速发展，同时也将影响社会的发展进程。因此，做好数控设备的维护工作，提高数控设备的维修效率，是现代制造业的项重要工作。三、数控机床的使用与维修 1. 数控机床的分类和应用 随着数控技术的发展，数控机床已经越来越普遍地应用于企业的加工生产当中。数控机床的种类很多，但主要按机床的加工方式和加工工艺对其进行分类。现代工厂中主要以金属切削加工为主，大致可以分为数控铣床，数控镗床，数控立车，数控磨床以及加工中心等。 2.数控机床故障诊断与维修研究对象与故障分类2.1研究对象可分为两部分 一部分是
5、数控机床主体，对于数控机床本体而言，由于机械部件处于运动摩擦过程中，因此对它的维护就显得特别重要，如主轴箱的冷却和润滑、导轨副和丝杠螺母副的间隙调整与润滑及支承的预紧，液压和气动装置的压力调整和流量调整等。另一部分是电气控制系统，包括数控系统、伺服系统、机床电器柜，（也叫强电柜）及操作面板等。2.2故障诊断的分类 按数控机床发生的故障性质分类，系统性故障与随机性故障。 按故障发生后有无报警显示分类 ，有报警显示的故障与无报警显示的故障。按故障发生的原因分类，数控机床自身故障与数控机床外部故障。除上述常见故障分类外，还可按故障发生时有无破坏性来分，可分为破坏性故障和非破坏性故障；按故障发生的部位
6、分，可分为数控装置故障，进给伺服系统故障、主轴系统故障、刀架、刀库、工作台故障等等。3. 数控机床的维修的特点 数控机床与传统机床的维修不同，它是集数控系统、可编程控制器、伺服系统加精密机械等多项高新技术融合于一体的机电一体化产品。数控机床的维修应遵循以下几点：首先，要熟悉数控系统、位置检测与伺服驱动和辅助控制的工作原理、特点及常见故障的处理。其次，要懂得充分利用NC、PLC提供的故障信息来查找故障。做到具体问题具体分析，才能确定故障的准确处理。 4. 数控机床故障诊断维修的基本步骤 数控机床的维修过程主要分为三个阶段。首先，到达现场后进行现场的调查和故障信息的采集。仔细询问机床操作者故障表面
7、的指示情况以及产生故障的背景情况，对故障现象做出初步的判断。其次，根据现场的调查结果和故障现象进行具体的维修。从易到难、由外向内，先机械后电气，逐渐缩小查找范围，确定故障存在的位置从而采取正确的维修措施。最后，机床的故障排除后及时向操作者交代清楚本次故障的起因以及发生故障的信息和环节，告其今后操作的注意事项，避免今后再次发生同类故障。同时做好维修记录，为以后维修做好储备。 5. 数控机床诊断与维修常用的工具与设备逻辑测试笔、信号发生笔、万用表、示波器、检验棒、百分表、千分表、千分尺、水平仪、方规、角尺、平尺、激光干涉仪、振动检测器、红外温度检测器、转速检测器、噪声检测器等等。 四、数控机床常见
8、故障诊断与检修 数控机床的故障主要集中在主轴部分和进给伺服系统方面，一些辅助控制器件的故障以及控制回路断路等问题也是常见的，下面就具体介绍一下数控机床中常见故障的检修。 1. 主轴部分常见故障的检测方法 数控机床主轴驱动系统主要用于机床的主轴旋转运动。一般主轴驱动系统应具有较宽的恒功率范围，较短的加速和减速时间，调速范围要宽，过载能力强，电机温度低及噪声小等。主轴一般常见的故障主要集中在主轴驱动系统的故障和主轴液压、主轴流量检测方面的故障。 2. 主轴系统常见故障实例 【例1】某数控机床，驱动器是额定功率33kW的主轴驱动，无线路图。故障现象：该驱动器无输出且有电压不正常的故障提示( F2)。
9、维修过程：机床送上三相交流电，检查中间直流电压，发现无直流电压，说明整流滤波环节出故障。断电，进一步检查主回路。发现熔丝及阻容滤波的电阻都已损坏，换上相应的元器件，中间直流电压正常。但此时切勿急于通电，应再检查逆变主回路（如要测试整流、滤波环节是否正常，最好断开点A或点B后再测量）。检查逆变器主回路，发现有一组功率模块的C、E之间巳击穿短路，换上功率模块后，逆变主回路已正常。机床但凡有模块损坏的必须检查相应的前置放大回路。找到损坏回路的光耦输人端及前置放大输出端，断开所有控制输出端与主回路的连接。加上控制电源后，发现该回路的一块厚膜组件及一电阻损坏，更换后，进一步在光耦处加上正信号模拟测试6路
10、控制回路状态均相同。此时可判定控制回路已正常。接好测试时拆下的线路，接上所有外围线路。通电试车，驱动器已正常。【例2】日本西铁城F12数控车床主轴分度控制装置错误故障的排除。 故障现象：在加工过程中，主轴不能按指令要求进行正常的分度，主轴分度控制装置上的ERROR(错误)灯亮，主轴慢慢旋转不能完成分度。除非关断电源，否则主轴总是旋转而不停止。 故障检查与分析：F12数控车床是由日本西铁城公司引进的。该机床的最大加工直径为#12mm其数控部分采用的是FANUC IOT系统。机床它带有棒料自动进给装置，主轴最高转速为iOOOOr/min，因为有主轴分度装置，且刀台上有工具主轴，故可进行二次加工。此
11、故障多与检测主轴分度原点用的接近式开关及与分度相关的限位开关等有关电气部件以及机械上的传动及执行元件有关。首先依照维修说明书关于该故障的排故流程图依次做了如下检查：梯形图中YOOO. 2 =1。与分度相关的除液压缸动作良好。与分度相关的滑移齿轮啮合良好。通过诊断功能检查LSCSEL的开关状态DCN Xl. 6=0。以上均为正常状态，按流程图要求应该与制造商联系。但为慎重起见，又做了如下工作：检查主轴分度原点用接近开关，确认该开关与感应挡铁的间隙在0 7mm左右，符合说明书所说的其间隙在imm以内即可的要求。但故障仍然存在。由于故障未排除，叉进一步地更换主轴分度控制装置IDX-10A以及分度用步
12、进电动机、编码器、数控箱内的DI/D03 A16B-1210-0322A板等，并检查有关的电气连线，仍未解决问题。正当感到无从下手之时，曾随意地将一垫铁挨在接近开关的感应端面上，则机床突然地完成了主轴分度动作，由此可判断是该接近开关的灵敏度降低了。 故障处理：将该接近开关与感应挡铁的间隙调整在0 imm左右，则机床恢复正常，故障排除了。【例3】故障现象：2001号、409号报警。 故障检查与分析：该机床为北京机床研究所生产的KT1400V立式加工中心。故障发生后，CRT上显示2001#SPDLSERVO。AL；409#SERVO。ALARM；( SERIACERR)报警信息。同时，主轴伺服单元
13、PCB上显示：AL-OI报警。AL-01为主轴电动机过热报警信号。 检查情况如下：上述报警能用清除键清除，清除后有时系统能够起动，也能执行各轴的参考点返回，但驱动Z轴向下移动时，便发生上述报警，而此时主轴电动机并没有动作，同时也不发热。从机床技术资料上不能查阅到上述报警的有关信息。从CRT的提示信息上以及主轴伺服驱动单元的报警上分析，并考虑到主轴电动机是伴随着Z轴一起上下移动，因而怀疑故障范围应在机床主轴和Z轴这个部位。反复观察Z轴上下移动的情况：当Z轴向上移动时，无论移动多长的距离，均不发生报警；而向下移动时，每次到达主轴电动机电缆被拉直时，便发生报警。因此，说明该报警是主轴电动机电缆接触不
14、良所致。打开机床主轴电动机接线盒，发现盒内接线插头上有一根接线因松动而脱落。 故障原因：机床主轴电动机电缆连线活动余地太小，当Z轴向下移动到一定距离后，电缆便被张力拉直而松动脱落，而该线刚好是主轴电动机热控开关的连线。热控开关的输入信号断开，模拟了电动机过热，从而产生主轴电动机过热故障报警。 故障处理：从电气机床控制柜中将主轴电动机电缆拉出一部分，使其达到Z轴向下移动时的最大距离。同时，将松动、脱落昀连线焊好，故障排除 3. 进给伺服部分常见故障的检测方法 进给伺服系统不仅是数控机床的一个重要组成部分，也是数控机床区别一般机床的一个特殊部分，它的定位精度高，跟踪指定信号响应快，稳定性好，保证进给伺服系统的正常工作对充分发挥数控机床的作用至关重要。进给伺服系统控制机床移动部件的位移，以直线运动为主。其常见故障主要集中在伺服控制单元的故障、位置反馈部分的故障和伺服电机的故障这几个方面。一般的检测流程为先看其是否有伺服使能信号，即根据PLC程序检查使能条件是否满足。再看屏幕轴数值是否变化，伺服轴是否移动了以及伺服单元上是否有指令电压，从而可以确定是位置反馈的问题或是伺服电机或机械方面的问题4. 进给伺服系统常见故障实例 【例1】一台配套FANUC 7M系统的加工中心，进给加工过程中，发现Y轴有振动现象。
