第二章数控机床机械装置故障诊断与维修分解

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1、第二章 数控机床机械装置故障诊断与维修 本章介绍的主要内容是数控机床的主传动系统与主轴部件、进给系统、导轨副、刀库和自动换刀装置、液压与气动系统装置等机械系统的故障诊断与维修。第一节 数控机械装置简介一、数控车床的机械结构的组成的组成4.1 4.1 认识数控机床的机械结构认识数控机床的机械结构加工中心的机械结构 4.2 4.2 数控机床机械结构的特点数控机床机械结构的特点 二、数控机床机械结构特点 1）静刚度和动刚度高 合理选择构件的结构形式，如基础件采用封闭的完整箱体结构；合理选择及布局隔板和筋条，尽量减小接合面，提高部件间接触刚度等；合理进行结构布局；采取补偿构件变形的结构措施。 2）抗振

2、性高 4.2 4.2 数控机床机械结构的特点数控机床机械结构的特点 立柱结构立柱结构筋条结构筋条结构 4.2 4.2 数控机床机械结构的特点数控机床机械结构的特点 3）灵敏度高4）热变形小v在数控机床结构布局设计中可考虑尽量采用对称结构（如对称立柱等），进行强制冷却（如采用空冷机），使排屑通道对称布置等措施。5）自动化程度高，操作方便回转交换式APC移动交换式APC6）高精度的保持性为了保证数控机床长期具有稳定的加工精度，要求数控机床具有很高的精度保持性。7）高可靠性数控机床是根据数控程序自动或半自动加工，尤其是柔性制造系统中的数控机床，可在一定时间内实现无人看管，因此要求机床具有高的可靠性。

3、一、机械故障及其分类（一）机械故障的概念 所谓机械故障，就是指机械系统(零件、组件、部件或整台设备乃至一系列的设备组合)因偏离其设计状态而丧失部分或全部功能的现象。如机床运转不平稳、轴承噪声过大、机械手夹持刀柄不稳定等现象都是机械故障的表现形式。第二节数控机床机械装置故障诊断方法（2）机械故障分类 机械故障可以从不同的角度来进行分类。不同的分类方法反映了机械故障的不同侧面，对机械故障进行分类的目的是为了更好地针对不同的故障形式采取相应的对策。机械故障可按其原因、性质、影响、特点等情况作如下分类。1.按故障发生的原因划分 （1）磨损性故障 机械系统因使用过程中的正常磨损而引发的故障，对这类故障形

4、式，一般只进行寿命预测。 （2）错用性故障 因使用不当而引发的故障。 （3）先天性故障由于设计或制造不当而造成机械系统中存在某些薄弱环节而引发的故障。 2.按故障性质划分（1）间断性故障只是短期内丧失某些功能，稍加修理调试就能恢复，不需要更换零件。 （2）永久性故障 某些零件已损坏，需要更换或修理才能恢复。3.按故障发生后的影响程度划分 （1）部分性故障 设计功能部分丧失的故障。 （2）完全性故障 设计功能完全丧失的故障。4.按故障造成的后果划分 （1）危害性故障 会对人身、生产和环境造成危险或危害的故障，如机床保护系统不能有效工作而造成损害工件或操作者等。 （2）安全性故障 不会对人身、生产

5、和环境造成危害的故障。如保护系统在不需保护时动作等。5.按故障发生的快慢划分 （1）突发性故障 不能靠早期测试检测出来的故障。即此类故障是不可预测的，对这类故障只能进行预防，如过载造成机件损坏。 （2）渐发性故障 故障的发展有一个过程，因而可对其进行预测和监视。如疲劳裂纹的产生和扩展。 6.按故障发生的频次划分 （1）偶发性故障 发生频率很低的故障，即“意外现象”。 （2）多发性故障 经常发生的故障。7.按故障发生、发展规律划分（1）随机故障故障发生的时间是随机的。 （2）有规则故障 故障的发生比较有规则。 机械故障还可从其他角度来进行分类，但不管如何分类，每一种故障都有其主要特征，即所谓故障

6、模式或故障状态。即使仅就机械故障而言，要将其一一罗列也是相当复杂的，但归纳它们的共同形态，可列出下列数种：异常振动、磨损、疲劳、裂纹、破断、过度变形、腐蚀、剥离、渗漏、堵塞、异常声响、油质劣化、材料劣化、粘合、污染、不稳定及其他。二、数控机床机械故障特点 数控机床机械部分的故障与普通机床机械部分的故障有许多共同点，因此在对机械故障进行诊断时，有许多地方是相通的，或者说是可借鉴的。但由于数控机床大量采用电气控制与驱动，这就使得数控机床的机械结构与普通机床的机械结构相比，有了很大的简化。 许多普通机床上常出现的机械故障，在数控机床上的发生率已大大降低或根本没有。但是数控机床由于其自身性能的要求，使

7、得其机械结构又具有许多新的特点，因此数控机床机械结构的故障又呈现出一些新的特征。其常见的机械故障是多种多样的，数控机床的说明书或机械修理手册对一些机械故障进行了说明，在此仅介绍一些带共性的部件故障。1.进给传动链故障 数控机床普遍采用了滚动摩擦副，所以进给传动链故障大部分是以运动品质下降表现出来的。如定位精度下降、反向间隙过大，机械爬行，轴承噪声过大(一般都在撞车后出现)因此，这部分修理常与运动副预紧力、松动环节和补偿环节有关。 2.主轴部件故障 由于使用调速电动机，数控机床主轴箱的内部结构比较简单。可能出现故障的部分有自动换刀部分的刀杆拉紧机构、自动换挡机构及主轴运动精度的保持装置等。 3.

8、自动换刀装置(ATC)故障 自动换刀装置用于加工中心等设备，目前50的机械故障与它有关。故障主要是刀库运动故障、定位误差过大、机械手夹持刀柄不稳定和机械手运动误差过大等。这些故障最后大多数都造成换刀动作卡住，使整机停止工作等。4.各级运动位置检查的行程开关压合故障 在数控机床中，为了保证自动化工作的可靠性，大量采用运动位置检查的行程开关。在机床长期工作中，运动部件运动特性的变化、压合行程开关的机械装置可靠性及行程开关本身品质特性都会大大影响整机的故障及排除故障的工作。 5.配套附件的可靠性 配套附件包括切削液装置、排屑装置、导轨防护罩、冷却液防护罩、主轴冷却恒温油箱和液压油箱等。要经常检查它们

9、运行是否可靠。6、数控机床机械故障诊断方法v 数控机床机械故障诊断包括对数控机床运行状态的识别，对其运行过程的监测，以及对其运行发展趋势的预测三个方面。通过对数控机床机械装置的某些特征参数，如振动、噪声和温度等进行测定，将测定值与规定的正常值进行比较，以判断机械装置的工作状态是否正常。若对机械装置进行定期或连续监测，便可获得机械装置状态变化的趋势性规律，从而对机械装置的运行状态进行预测和预报。 随着电子测试技术、信号处理技术以及计算机技术的迅猛发展，对数控机床机械故障诊断的方法已从传统的凭感觉器官和经验来判定故障的部位和原因，拓展到采用先进测试仪器和手段乃至故障诊断专家系统等现代化的故障诊断方

10、法来对机械故障进行诊断和预测。现分述如下： 1.简易诊断法 简易诊断法是靠人的感官功能(视、听、触、嗅等)，借助一些常用工、量具对机床的运行状态进行监测和判断的过程。在对机械故障进行诊断之前，通常应询问下列情况： （1）机床开动时有何异常现象，故障是在什么情况下发生的，操作者都做过什么操作。 （2）对比故障前后工件的精度和表面粗糙度，以便分析故障产生的原因。 （3）主轴系统、进给系统是否能正常工作，有无异常现象出现。 （4）润滑油品牌号是否符合规定，用量是否适当。 （5）以前曾发生过什么故障，是如何处理的，机床何时进行过保养检修等。 在听取故障情况介绍时，要特别仔细、认真并作好记录，重要的地方

11、要重新确认一下。在完成问询之后，要通过视觉仔细观察数控机床的机件有无松动、裂纹及其他损伤；可以检查润滑是否正常，有无干摩擦和跑、冒、滴、漏现象；可以观察机床外表颜色是否发生变化，以判断机床转动部位有无长时间受热升温的现象；还可观看油箱内的油的稀稠、颜色是否异常，油箱内沉积物中金属磨粒的多少、大小及特点以判断润滑油是否变质及相关机件的磨损情况；还可观察机床主传动及进给系统的传动轴、滚珠丝杠是否变形，轮系中的各主要元件有否跳动等。 利用听觉细心判断数控机床运转的声响。这是因为机床正常运转时，所发出的声响总是具有一定的音律和节奏，并保持一定程度的稳定。利用听觉对发生了故障的机床所出现的重、杂、怪、乱

12、的异常噪声与机床的正常声响进行比对，判断机床内部是否出现松动、撞击、不平衡等隐患。维修人员可以用手锤轻轻敲击零件，可判别零件是否缺损，有无裂纹产生。 另外，还可借助简单的诊断仪器如电子听诊器来对机床故障进行诊断。电子听诊器是一种振动加速度传感器。它将机床振动状况转换成电信号并进行放大，人们用耳机监听运行设备的振动声响，以实现对声音的定性测量。v人的手指触觉是很灵敏的，可以较准确地分辨出80以内的温度，其误差可准确到35。经验告诉我们，当机床温度在0左右时，手感冰凉，若触摸时间较长会产生刺骨痛感；l0左右时，手感较凉，但一般能忍受；20左右时，手感稍凉，随着接触时间延长，手感渐温；30左右时，手

13、感微温，有舒适感；40左右时，手感较热，有微烫感觉；50左右时，手感较烫，若用掌心按的时间较长，会有汗感； 60左右时，手感很烫，但一般能忍受10秒长的时间；70左右时，手感烫得灼痛，一般只能忍受3秒长的时间，并且手的触摸处会很快变红；80以上时，瞬时接触手感“麻辣火烧”，时间过长，可出现烫伤。所以，在采用手指触觉判断温度高低时，应注意触摸方法，一般先用右手微微弯曲的食指、中指、无名指指背中节部位试探性触及机床表面，无灼痛感时，才可用手指肚或手掌触摸机床表面，以判断其温升情况。 另外，用手触摸机床表面可以感觉出振动的强弱以及是否产生冲击，从而判断机床振动的情况。同时还可用手指直接感觉出机床的移

14、动部件是否在爬行。 利用人的嗅觉对机床的某些部位因剧烈摩擦，使附着的油脂或其他可燃物发生氧化、蒸发，以及因各种原因引起的燃烧所发出的气味进行判断，往往可收到较好的效果。一方面可帮助人们迅速找到故障部位，另一方面可根据气味的种类判别是何种材料发出的，以便为诊断故障原因提供依据。 采用简易诊断法来判断数控机床的故障，是定性的、粗略的和经验性的，但对数控机床的管理及维修仍有现实的意义。2.无损探伤法无损探伤是在不损坏检测对象的前提下，探测其内部或外表的缺陷(伤痕)的现代检测技术。在工业生产中，许多重要设备的原材料、零部件、焊缝等必须进行必要的无损探伤，当确认其内部或表面不存在危险性或非允许缺陷时，才

15、可以使用或运行。这种方法在数控机床的制造及其机械故障的诊断中也需要应用。目前用于机器故障诊断的无损探伤方法多达几十种，在工业生产检验中，应用最广泛的有超声波探伤、射线探伤、磁粉探伤、渗透探伤等。 就其检测对象而言，超声波探伤和射线探伤比较适合于检测机体内部缺陷，而对于机体表面缺陷采用磁粉探伤、渗透探伤则更为合适。除此之外，许多现代无损检测技术如红外线探伤、激光全息摄影、同位素射线示踪等也获得了应用，对数控机床采用无损探伤技术进行机械故障诊断可有效地提高机床的运行可靠性，另外，对于改进数控机床的设计制造工艺，降低制造成本也具有十分现实的意义。 第三节 主传动系统与主轴部件故障的诊断与维修主传动系

16、统主要包括：1、主轴箱2、主轴部件3、调速主轴电机主轴部件主要有：1、主轴2、主轴轴承、工件3、刀具自动夹紧机构 数控机床与普通机床比较具有以下特点：数控机床与普通机床比较具有以下特点： 1 1）转转速速高高，功功率率大大，它它能能使使数数控控机机床床进进行大功率切削和高速切削，实现高效率加工。行大功率切削和高速切削，实现高效率加工。 2 2）主主轴轴转转数数的的变变换换迅迅速速可可靠靠，并并能能自自动动无无级级变变速速，使使切切削削工工作作始始终终在在最最佳佳状状态态下下进进行。行。 3 3）为为实实现现刀刀具具的的快快速速或或自自动动装装卸卸，主主轴轴上上还还必必须须设设计计有有刀刀具具自

17、自动动装装卸卸、主主轴轴定定向向停停止和主轴孔内的切屑清除装置。止和主轴孔内的切屑清除装置。一、数控机床主传动的特点一、数控机床主传动的特点数数控控机机床床的的变变速速是是按按照照控控制制指指令令自自动动进进行行的的，因此变速机构必须适应自动操作的再求。因此变速机构必须适应自动操作的再求。故大多数数控机床采用无级变速系统，故大多数数控机床采用无级变速系统，数数控控机机床床主主传传动动系系统统主主要要有有以以下下三三种种配配置置方方式。式。数数控控机机床床的的主主传传动动要要求求较较大大的的调调速速范范围围，以以保保证证加加工工时时能能选选用用合合理理的的切切削削用用量量，从从而而获获得得最最佳

18、佳的的生生产产率率、加工精度和表面质量。加工精度和表面质量。二、数控机床主轴的变速方式二、数控机床主轴的变速方式这种配置方式大、中型数控机床采用较多。这种配置方式大、中型数控机床采用较多。它它通通过过少少数数几几对对齿齿轮轮降降速速，使使之之成成为为分分段段无无级级变变速速，确确保保低低速速时的扭矩，以满足主轴输出扭矩特性的要求。时的扭矩，以满足主轴输出扭矩特性的要求。但但有有一一部部分分小小型型数数控控机机床床也也采采用用这这种种传传动动方方式式，以以获获得得强强力力切切削时所需要的扭矩。削时所需要的扭矩。滑滑移移齿齿轮轮的的移移位位大大都都采采用用液液压压拨拨叉叉或或直直接接由由液液压压缸

19、缸带带动动齿齿轮轮来来实现。实现。（一）带有变速齿轮的主传动（如图）（一）带有变速齿轮的主传动（如图）同同步步带带的的结结构构和和传传动动如如图图所所示示。带带的的工工作作面面及及带带轮轮外外圆圆上上均均制制成成齿齿形形，通通过过带带轮轮与与轮轮齿齿相相嵌嵌合合，作作无无滑滑动动的啮合传动。的啮合传动。带带内内采采用用了了承承载载后后无无弹弹性性伸伸长长的的材材料料作作强强力力层层，以以保保持持带带的的节节距距不不变变，使使主主、从从动动带带轮轮可可作作无无相相对对滑滑动动的的同同步步传传动。动。同同步步带带传传动动是是一一种种综综合合了了带带、链链传传动动优点的新型传动。优点的新型传动。这这

20、种种主主传传动动方方式式大大大大简简化化了了主主轴轴箱箱体体与与主主轴轴的的结结构构，有有效效地地提提高高了了主主轴轴部部件件的的刚刚度度，但但主主轴轴输输出出扭扭矩矩小小，电动机发热对主轴的精度影响较大。电动机发热对主轴的精度影响较大。（三）由调速电动机直接驱动的主传动（如图）（三）由调速电动机直接驱动的主传动（如图）三、主传动系统的故障诊断及排除1、噪音过大（1）对于齿轮变速形式 产生噪声的原因一般是因为齿轮啮合间隙不均匀或齿轮已损坏。（2）对于带传动形式产生噪声的主要原因一般为主轴与电动机连接的皮带过紧，大小带轮传动平衡情况不好。2、变速时挂不上挡对于齿轮变速的形式中，通常出现这一类故障

21、。原因之一是液压变速系统中的液压元件不具有良好的速度调节功能，或相应的电磁元件不具有“记忆”功能所致。 主轴部件主轴部件v主轴部件的性能要求主轴部件的性能要求 高回转精度、足够的功率输出、刚度、高回转精度、足够的功率输出、刚度、抗振性、温升以及自动变速、准停和自动抗振性、温升以及自动变速、准停和自动换刀等要求。换刀等要求。v主轴部件的结构主轴部件的结构 成组高精度轴承（滚动成组高精度轴承（滚动/静压静压/磁力磁力/陶瓷）陶瓷）及其配置、轴承间隙调整和润滑密封以及及其配置、轴承间隙调整和润滑密封以及满足工件的自动装夹要求满足工件的自动装夹要求 v主轴的维护特点主轴的维护特点 1.主轴润滑主轴润滑

22、 减少摩擦、带走热量，（磨损和热变形）减少摩擦、带走热量，（磨损和热变形）-循环润滑方式：液压泵供油强力润滑和循环润滑方式：液压泵供油强力润滑和 油脂润滑油脂润滑-油气润滑方式：定时定量把油雾送进轴油气润滑方式：定时定量把油雾送进轴 承空隙中承空隙中-喷注润滑方式：较大流量的恒温油喷注喷注润滑方式：较大流量的恒温油喷注 到主轴轴承（大容量恒温油箱）到主轴轴承（大容量恒温油箱）第二节第二节 主轴部件主轴部件2.防泄露防泄露 v主轴故障诊断主轴故障诊断故障现象故障原因故障现象故障原因1.1.主轴发热轴承损伤或不清洁、轴承油主轴发热轴承损伤或不清洁、轴承油 脂耗尽或油脂过多、轴承间脂耗尽或油脂过多、

23、轴承间 隙过小隙过小2.2.主轴强力电机与主轴传动的皮带过松、主轴强力电机与主轴传动的皮带过松、切削停转皮带表面有油、离合器松切削停转皮带表面有油、离合器松3.3.润滑油泄漏润滑油过量、密封件损伤或润滑油泄漏润滑油过量、密封件损伤或失效、管件损坏失效、管件损坏 v主轴故障诊断主轴故障诊断故障现象故障原因故障现象故障原因4. 主轴噪声缺少润滑、皮带轮动平衡主轴噪声缺少润滑、皮带轮动平衡 （振动）（振动） 不佳、带轮过紧、齿轮磨不佳、带轮过紧、齿轮磨 损或啮合间隙过大、轴损或啮合间隙过大、轴承承 损坏损坏5.主轴没有或主轴没有或 油泵转向不正确、油管或油泵转向不正确、油管或 润滑不足润滑不足 滤油

24、器堵塞、油压不足滤油器堵塞、油压不足v主轴故障诊断主轴故障诊断故障现象故障原因故障现象故障原因6. 刀具不能刀具不能 蝶形弹簧位移量太小、刀蝶形弹簧位移量太小、刀 夹紧夹紧 具松夹弹簧上螺母松动具松夹弹簧上螺母松动7.刀具夹紧后刀具夹紧后 刀具松夹弹簧压合过紧、刀具松夹弹簧压合过紧、 不能松开不能松开 液压缸压力和行程不够液压缸压力和行程不够第四节第四节 进给传动机构故障的诊断及排除进给传动机构故障的诊断及排除v滚珠丝杠螺母副的维护滚珠丝杠螺母副的维护1.轴向间隙的调整轴向间隙的调整 保证反向传动精度和轴向刚度（垫片调保证反向传动精度和轴向刚度（垫片调隙式、螺纹调隙式、齿差调隙式）隙式、螺纹调

25、隙式、齿差调隙式） 2.支承轴承的定期检查支承轴承的定期检查 定期检查丝杠支承与床身的连接是否有定期检查丝杠支承与床身的连接是否有松动以及轴承是否损坏松动以及轴承是否损坏v滚珠丝杠螺母副的维护滚珠丝杠螺母副的维护 3.滚珠丝杠副的润滑滚珠丝杠副的润滑 润滑剂（油润滑剂（油/脂）可提高耐磨性和传动效脂）可提高耐磨性和传动效 率（工作前率（工作前/半年）半年） 4.滚珠丝杠的防护滚珠丝杠的防护 防止硬质灰尘或切屑污物的进入，可采防止硬质灰尘或切屑污物的进入，可采用防护罩或防护套管等用防护罩或防护套管等 滚珠丝杠螺母副的故障诊断滚珠丝杠螺母副的故障诊断 故障现象故障原因故障现象故障原因1.1.噪声大

26、噪声大 丝杠丝杠支承轴承损坏或压盖压合支承轴承损坏或压盖压合 不好、联轴器松动、润滑不不好、联轴器松动、润滑不良良 或丝杠副滚珠有破损或丝杠副滚珠有破损2. 丝杠运动丝杠运动 轴向预紧太大、丝杠或螺母轴轴向预紧太大、丝杠或螺母轴不灵活不灵活 线与导轨不平行、丝杠弯曲线与导轨不平行、丝杠弯曲第五节第五节 导轨副故障的诊断与维修导轨副故障的诊断与维修v导轨副的维护导轨副的维护1.间隙调整间隙调整保证导轨面之间合理的间隙，保证导轨面之间合理的间隙，小摩擦力大、磨损，大运动失去准确性和平小摩擦力大、磨损，大运动失去准确性和平稳性、失去导向精度）稳性、失去导向精度）2.滚动导轨的预紧滚动导轨的预紧提高刚

27、度、消除间隙提高刚度、消除间隙3.导轨的润滑导轨的润滑降低摩擦系数、减少磨损、降低摩擦系数、减少磨损、防止导轨面锈蚀。防止导轨面锈蚀。润滑方式：人工加油油杯供油、压力油润滑润滑方式：人工加油油杯供油、压力油润滑润滑油：粘度变化小、润滑性好、油膜刚度润滑油：粘度变化小、润滑性好、油膜刚度4.导轨的防护导轨的防护防止切屑、磨粒或冷却液散落在导轨上而防止切屑、磨粒或冷却液散落在导轨上而引起磨损、擦伤、和锈蚀，导轨面上应有引起磨损、擦伤、和锈蚀，导轨面上应有可靠的防护装置。常用的有刮板式、卷帘可靠的防护装置。常用的有刮板式、卷帘式和叠层式防护罩。需要经常进行清理和式和叠层式防护罩。需要经常进行清理和保

28、养。保养。v导轨故障诊断导轨故障诊断3.导轨故障诊断导轨故障诊断 故障现象故障原因故障现象故障原因1.导轨研伤导轨研伤 地基与床身水平有变化使局部地基与床身水平有变化使局部 载荷过大、长期短工件加工局载荷过大、长期短工件加工局 部磨损严重、导轨润滑不良、部磨损严重、导轨润滑不良、 导轨材质不佳、刮研不符和要导轨材质不佳、刮研不符和要 求、导轨维护不良落入赃物求、导轨维护不良落入赃物3.导轨故障诊断导轨故障诊断 故障现象故障原因故障现象故障原因2.移动部件移动部件 导轨面研伤、导轨压板研伤、导轨面研伤、导轨压板研伤、 镶条与导轨间隙太小镶条与导轨间隙太小3.加工面在加工面在 导轨直线度超差、工作

29、台塞导轨直线度超差、工作台塞接刀处不平接刀处不平 铁松动或塞铁弯度过大、机铁松动或塞铁弯度过大、机 床水平度差使导轨发生弯曲床水平度差使导轨发生弯曲第六节第六节 数控机床刀库与自动换刀装置故数控机床刀库与自动换刀装置故障诊断与维修障诊断与维修v刀库与换刀机械手的维护要点刀库与换刀机械手的维护要点1.严禁把超重、超长的刀具装入刀库，防止严禁把超重、超长的刀具装入刀库，防止 机械手换刀时掉刀或发生碰撞机械手换刀时掉刀或发生碰撞2.不管什么方式选刀时，刀具号要和刀库上不管什么方式选刀时，刀具号要和刀库上 所需刀具一致所需刀具一致3.手动方式放往刀库上装刀时，要确保装到手动方式放往刀库上装刀时，要确保

30、装到 位、装牢靠。刀座上的锁紧也要可靠位、装牢靠。刀座上的锁紧也要可靠v刀库与换刀机械手的维护要点刀库与换刀机械手的维护要点4.经常检查刀库的回零位置是否正确，主轴经常检查刀库的回零位置是否正确，主轴 回换刀点位置到位，及时调整回换刀点位置到位，及时调整5.要保持刀具刀柄和刀套的清洁要保持刀具刀柄和刀套的清洁6.开机时，应先使刀库和机械手空运行，检开机时，应先使刀库和机械手空运行，检 查各部分工作是否正常（行程开关、电磁查各部分工作是否正常（行程开关、电磁 阀、液压系统的压力等）阀、液压系统的压力等）v刀库与换刀机械手的故障诊断刀库与换刀机械手的故障诊断 故障主要表现在：刀库运动故障、定位误故

31、障主要表现在：刀库运动故障、定位误差过大、机械手夹持刀柄不稳定和机械手差过大、机械手夹持刀柄不稳定和机械手运动误差过大等运动误差过大等 故障现象故障现象 故障原因故障原因1.刀库刀套不刀库刀套不 刀套上的调整螺母位置不对刀套上的调整螺母位置不对 能卡紧刀具能卡紧刀具2.刀库不能旋转刀库不能旋转 电机和蜗杆轴联轴器松动电机和蜗杆轴联轴器松动v刀库与换刀机械手的故障诊断刀库与换刀机械手的故障诊断 故障现象故障现象 故障原因故障原因3.刀具从机械刀具从机械 刀具超重、机械手卡紧销损刀具超重、机械手卡紧销损 手中脱落手中脱落 坏或没有弹出来坏或没有弹出来4.刀具交换时刀具交换时 换刀时主轴没有回到换刀

32、点换刀时主轴没有回到换刀点 掉刀掉刀5.换刀速度过换刀速度过 气压太高或太低和节流阀开气压太高或太低和节流阀开 快或过慢快或过慢 口太大或太小口太大或太小第七节第七节 数控机床液压与气压传动系统装数控机床液压与气压传动系统装置故障诊断与维修置故障诊断与维修 一、液压传动系统一、液压传动系统 1.驱动对象驱动对象v液压卡盘液压卡盘v静压导轨静压导轨v液压拨叉变速液压液压缸液压拨叉变速液压液压缸v主轴箱的液压平衡主轴箱的液压平衡v液压驱动机械手和主轴上松刀液压缸等液压驱动机械手和主轴上松刀液压缸等 一、液压传动系统一、液压传动系统 2.液压系统的维护要点液压系统的维护要点v控制油液污染，保持油液清

33、洁（控制油液污染，保持油液清洁（80%故障）故障）v控制液压系统中油液的温升（效率、压力、控制液压系统中油液的温升（效率、压力、 速度、动作可靠、泄漏、氧化）速度、动作可靠、泄漏、氧化）v控制液压系统的泄漏（提高液压元件零部控制液压系统的泄漏（提高液压元件零部件的加工精度、元件和管道的安装质量以件的加工精度、元件和管道的安装质量以及提高密封件的质量和定期更换。及提高密封件的质量和定期更换。 2.液压系统的维护要点液压系统的维护要点v防止液压系统振动和噪声（螺钉松动、管防止液压系统振动和噪声（螺钉松动、管接头松脱而引起泄漏）接头松脱而引起泄漏）v严格执行日常点检制度（液压故障有隐蔽严格执行日常点

34、检制度（液压故障有隐蔽性、可变性和难于判断性的特点）性、可变性和难于判断性的特点）v严格执行定期紧固、清洗、过滤和更换制严格执行定期紧固、清洗、过滤和更换制度（防止松动、污染、堵塞、磨损等情况度（防止松动、污染、堵塞、磨损等情况的发生）的发生）3.液压系统的点检液压系统的点检v元件和管接头是否有泄漏元件和管接头是否有泄漏v液压泵和液压马达运转时有否异常噪声液压泵和液压马达运转时有否异常噪声v液压缸移动时是否正常平稳液压缸移动时是否正常平稳v液压系统的各点压力是否正常和稳定液压系统的各点压力是否正常和稳定v油液的温度是否在允许范围内油液的温度是否在允许范围内v电气控制及换向阀工作是否灵敏可靠电气

35、控制及换向阀工作是否灵敏可靠v油箱内油量是否在标线范围内油箱内油量是否在标线范围内 3.液压系统的点检液压系统的点检v定期对油箱内的油液进行检验、过滤、定期对油箱内的油液进行检验、过滤、更换。更换。v定期检查和紧固重要部位的螺钉和接头定期检查和紧固重要部位的螺钉和接头v定期检查、更换密封件定期检查、更换密封件v定期检查、清洗或更换滤芯和液压元件定期检查、清洗或更换滤芯和液压元件v定期检查清洗油箱和管道定期检查清洗油箱和管道 二、气动系统二、气动系统 1.驱动对象驱动对象v数控机床主轴锥孔的吹气和开关防护门数控机床主轴锥孔的吹气和开关防护门v主轴的松刀主轴的松刀v实现机械手的动实现机械手的动 例

36、：某加工中心气动原理图例：某加工中心气动原理图 二、气动系统二、气动系统 2.气动系统维护的要点气动系统维护的要点v保证供给洁净的压缩空气（水分、油分、保证供给洁净的压缩空气（水分、油分、 粉尘）粉尘）v保证空气中含有适量的润滑油（使气动保证空气中含有适量的润滑油（使气动控制和执行元件适度的润滑）控制和执行元件适度的润滑） 采用压缩空气调理装置采用压缩空气调理装置 2.气动系统维护的要点气动系统维护的要点v保持气动系统的密封性保持气动系统的密封性漏气将增加能漏气将增加能量的消耗、导致供气压力下降甚至气动量的消耗、导致供气压力下降甚至气动元件工作失常，使用仪表或肥皂水捡漏元件工作失常，使用仪表或

37、肥皂水捡漏v保证气动元件中运动零件的灵敏度保证气动元件中运动零件的灵敏度使使用油雾分离器分离油雾用油雾分离器分离油雾v保证气动装置具有合适的工作压力和运保证气动装置具有合适的工作压力和运动速度动速度 3.气动系统的点检与定检气动系统的点检与定检v管路系统点检管路系统点检主要内容是对冷凝水和主要内容是对冷凝水和润滑油的管理，还要检查供气压力是否润滑油的管理，还要检查供气压力是否正常、有无漏气等正常、有无漏气等v气动元件的定检气动元件的定检主要内容是彻底处理主要内容是彻底处理系统的漏气现象（更换密封元件、处理系统的漏气现象（更换密封元件、处理管接头或联接螺钉松动，定期检查测量管接头或联接螺钉松动，定期检查测量仪表、安全阀和压力继电器等）仪表、安全阀和压力继电器等）