數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座

第六章數(shù)控機(jī)床故障診療及維修技術(shù)

TIANJIN中德培訓(xùn)中心第一節(jié)

概述

5.1.1

故障分類

5.1.2

故障診療標(biāo)準(zhǔn)

5.1.3

故障診療步驟

5.1.4

故障診療方法

數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座第1頁(yè)第六章數(shù)控機(jī)床故障診療及維修技術(shù)

TIANJIN中德培訓(xùn)中心第二節(jié)

利用PLC進(jìn)行數(shù)控機(jī)床故障檢測(cè)

5.2.1

與PLC相關(guān)故障特點(diǎn)

5.2.2

與PLC相關(guān)故障檢測(cè)思緒和方法

數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座第2頁(yè)第六章數(shù)控機(jī)床故障診療及維修技術(shù)

TIANJIN中德培訓(xùn)中心第三節(jié)

系統(tǒng)故障診療及維修技術(shù)

5.3.1

系統(tǒng)維修基礎(chǔ)

5.3.2

數(shù)控系統(tǒng)軟件故障及維修

5.3.3

系統(tǒng)硬件及維修

5.3.4

實(shí)例分析

數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座第3頁(yè)第四節(jié)

伺服系統(tǒng)故障及維修技術(shù)

5.4.1

伺服系統(tǒng)工作原理

5.4.2

進(jìn)給伺服故障及診療

5.4.3

主軸伺服故障及診療

TIANJIN中德培訓(xùn)中心第六章數(shù)控機(jī)床故障診療及維修技術(shù)

數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座第4頁(yè)第六章數(shù)控機(jī)床故障診療及維修技術(shù)

TIANJIN中德培訓(xùn)中心第五節(jié)

檢測(cè)裝置故障及診療

5.5.1

檢測(cè)元件工作原理（直線光柵測(cè)量裝置）

5.5.2

位置檢測(cè)元件維護(hù)

5.5.3

實(shí)例分析

數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座第5頁(yè)第六章數(shù)控機(jī)床故障診療及維修技術(shù)

TIANJIN中德培訓(xùn)中心第一節(jié)

概述5.1.1

故障分類

依據(jù)機(jī)床部件、故障性質(zhì)以及故障原因等對(duì)常見(jiàn)故障作以下分類：

1按數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障部件分類

2按數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障性質(zhì)分類

3按報(bào)警發(fā)生后有沒(méi)有報(bào)警顯示分類

4按故障發(fā)生原因分類

按故障發(fā)生時(shí)有沒(méi)有破壞性來(lái)分，可分為破壞性故障和非破壞性故障；按故障發(fā)生部位分，可分為數(shù)控裝置故障，進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障，主軸系統(tǒng)故障，刀架、刀庫(kù)、工作臺(tái)故障等。

數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座第6頁(yè)第一節(jié)

概述

5.1.2

故障診療標(biāo)準(zhǔn)

在故障檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)充分利用數(shù)控系統(tǒng)自診療功效，如系統(tǒng)開(kāi)機(jī)診療，運(yùn)行診療，PLC監(jiān)控功效。在檢測(cè)故障過(guò)程中還應(yīng)掌握以下標(biāo)準(zhǔn)：先外部后內(nèi)部。數(shù)控機(jī)床檢修要求維修人員掌握先外部后內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)，即當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障后，維修人員應(yīng)先用望、聽(tīng)、聞等方法，由外向內(nèi)逐一進(jìn)行檢驗(yàn)。先機(jī)械后電氣，先機(jī)械后電氣就是在數(shù)控機(jī)床維修中，首先檢驗(yàn)機(jī)械部分是否正常，行程開(kāi)關(guān)是否靈活，氣動(dòng)液壓部分是否正常等。在故障檢修之前，首先注意排除機(jī)械故障。先靜后動(dòng)，維修人員本身要做到先靜后動(dòng)，不可盲目動(dòng)手，應(yīng)先問(wèn)詢機(jī)床操作人員故障發(fā)生過(guò)程及狀態(tài)，閱讀機(jī)床說(shuō)明書(shū)，圖紙資料，進(jìn)行分析后，才可動(dòng)手查找和處理故障。先公用后專用。只有先處理影響一大片主要矛盾，局部、次要矛盾才可迎刃而解。先簡(jiǎn)單后復(fù)雜。應(yīng)首先處理輕易問(wèn)題，后處理難度較大問(wèn)題，經(jīng)常在處理簡(jiǎn)單故障過(guò)程中，難度大問(wèn)題也可變得輕易，或者在排除簡(jiǎn)易故障時(shí)受到啟發(fā)，對(duì)復(fù)雜故障認(rèn)識(shí)更為清楚，從而也有了處理方法。先普通后特殊，在排除某一故障時(shí)，要首先考慮最常見(jiàn)可能原因，然后在分析極少發(fā)生特殊原因。TIANJIN中德培訓(xùn)中心第六章數(shù)控機(jī)床故障診療及維修技術(shù)

數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座第7頁(yè)第一節(jié)

概述5.1.3

故障診療步驟

當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)，從管理角度，應(yīng)使操作者停頓機(jī)床運(yùn)行、保留現(xiàn)場(chǎng)、除非系統(tǒng)電氣嚴(yán)重故障（如短路，元件燒毀）都不應(yīng)切斷機(jī)床電源。由維修人員到現(xiàn)場(chǎng)分析機(jī)床當(dāng)初運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)故障進(jìn)行確認(rèn)，在此過(guò)程中應(yīng)注意以下故障信息：1)故障發(fā)生時(shí)報(bào)警號(hào)和報(bào)警提醒是什么？哪些指示燈和發(fā)光管指示了什么報(bào)警？2)如無(wú)報(bào)警，系統(tǒng)處于何種狀態(tài)？系統(tǒng)工作方式診療結(jié)果（如FANUC-0C系統(tǒng)DGN700,701,712號(hào)診療內(nèi)容）是什么？3)故障發(fā)生在哪一個(gè)程序段？執(zhí)行何種指令？故障發(fā)生前進(jìn)行了何種操作？4)故障發(fā)生在何種速度下？軸處于什么位置？與指令誤差量有多大？5)以前是否發(fā)生過(guò)類似故障？現(xiàn)場(chǎng)有沒(méi)有異?，F(xiàn)象？故障是否重復(fù)發(fā)生？6)有沒(méi)有其它偶然原因，如突然停電，外線電壓波動(dòng)較大，某部位進(jìn)水等。在調(diào)查故障現(xiàn)象，掌握第一手材料基礎(chǔ)上分析故障起因，故障分析可采取歸納法和演繹法。歸納法是從故障原因出發(fā)尋找其功效聯(lián)絡(luò)，調(diào)查原因?qū)Y(jié)果影響，即依據(jù)可能產(chǎn)生該故障原因分析，看其最終是否與故障現(xiàn)象相符來(lái)確定故障點(diǎn)。演繹法是從所發(fā)生故障現(xiàn)象出發(fā)，對(duì)故障原因進(jìn)行分割式分析方法。即從故障現(xiàn)象開(kāi)始，依據(jù)故障機(jī)理，列出可能產(chǎn)生該故障原因；然后對(duì)這些原因逐點(diǎn)進(jìn)行分析，排除不正確原因，最終確定故障點(diǎn)。TIANJIN中德培訓(xùn)中心第六章數(shù)控機(jī)床故障診療及維修技術(shù)

數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座第8頁(yè)第一節(jié)

概述5.1.4

故障診療方法

1．觀察檢驗(yàn)法：它指檢驗(yàn)機(jī)床硬件外觀，特征連接等直觀及易測(cè)部分，檢驗(yàn)軟件參數(shù)數(shù)據(jù)等。2．PLC程序法：借助PLC程序分析機(jī)床故障，這要求維修人員必須掌握數(shù)控機(jī)床PLC程序基本指令和功效指令及接口信號(hào)含義。3．接口信號(hào)法：要求維修人員掌握數(shù)控系統(tǒng)接口信號(hào)含義及功效，PLC和NC信號(hào)交換知識(shí)。

4．試探交換法：適用對(duì)某單元，模塊進(jìn)行故障判斷時(shí)，要求維修人員確定插拔這些單元和模塊可能造成后果（如參數(shù)丟失等），事先采取辦法，確定更換部件設(shè)定，交換后應(yīng)將設(shè)定設(shè)置與交換前一致。TIANJIN中德培訓(xùn)中心第六章數(shù)控機(jī)床故障診療及維修技術(shù)

數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座第9頁(yè)第二節(jié)

利用PLC進(jìn)行數(shù)控機(jī)床故障檢測(cè)5.2.1

與PLC相關(guān)故障特點(diǎn)

1.與PLC相關(guān)故障首先確認(rèn)PLC運(yùn)行狀態(tài)，判斷是自動(dòng)運(yùn)行方式還是停頓方式。

2.在PLC正常運(yùn)行情況下，分析與PLC相關(guān)故障時(shí)，應(yīng)先定位不正常輸出結(jié)果，定位了不正常結(jié)果即故障查找開(kāi)始。3.大多數(shù)相關(guān)PLC故障是外圍接口信號(hào)故障，所以在維修時(shí)，只要PLC有些部分控制動(dòng)作正常，都不應(yīng)該懷疑PLC程序。假如經(jīng)過(guò)診療確認(rèn)運(yùn)算程序有輸出，而PLC物理接口沒(méi)有輸出，則為硬件接口電路故障。4.硬件故障多于軟件故障，比如當(dāng)程序執(zhí)行M07(冷卻液開(kāi))，而機(jī)床無(wú)此動(dòng)作，大多是由外部信號(hào)不滿足，或執(zhí)行元件故障，而不是CNC與PLC接口信號(hào)故障。TIANJIN中德培訓(xùn)中心第六章數(shù)控機(jī)床故障診療及維修技術(shù)

數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座第10頁(yè)第二節(jié)

利用PLC進(jìn)行數(shù)控機(jī)床故障檢測(cè)

5.2.2

與PLC相關(guān)故障檢測(cè)思緒和方法

依據(jù)故障號(hào)診療故障

依據(jù)動(dòng)作次序診療故障

依據(jù)控制對(duì)象工作原理診療故障

依據(jù)PLCI/O狀態(tài)診療

經(jīng)過(guò)梯形圖診療故障

動(dòng)態(tài)跟蹤梯形圖診療故障

做好用PLC對(duì)數(shù)控機(jī)床故障檢測(cè)注意點(diǎn)

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數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座第11頁(yè)第三節(jié)

系統(tǒng)故障診療及維修技術(shù)

5.3.1

系統(tǒng)維修基礎(chǔ)

首先是對(duì)維修人員素質(zhì)要求：1）專業(yè)知識(shí)面廣，掌握或了解計(jì)算機(jī)原理、電子技術(shù)、電工原理、自動(dòng)控制與電力拖動(dòng)、檢測(cè)技術(shù)、機(jī)械傳動(dòng)及機(jī)加工工藝方面基礎(chǔ)知識(shí)。掌握數(shù)字控制、伺服驅(qū)動(dòng)、及PLC工作原理，知道PLC、NC編程。2)含有專業(yè)英語(yǔ)閱讀能力。3)勤于學(xué)習(xí)，善于分析。4)含有較強(qiáng)動(dòng)手能力和實(shí)踐技能。必要技術(shù)資料和技術(shù)準(zhǔn)備維修人員應(yīng)在平時(shí)認(rèn)真整理和閱讀相關(guān)數(shù)控系統(tǒng)主要技術(shù)資料。1數(shù)控裝置部分：應(yīng)有數(shù)控裝置安裝、使用（包含編程）、操作和維修方面技術(shù)說(shuō)明書(shū)。2PLC裝置部分：應(yīng)有PLC裝置及其編程器連接、編程、操作方面技術(shù)說(shuō)明書(shū)，還應(yīng)包含PLC用戶程序清單或梯形圖、I/O地址及意義清單，報(bào)警文本以及PLC外部連接圖。3伺服單元：應(yīng)有進(jìn)給和主軸伺服單元原理、連接、調(diào)整和維修方面技術(shù)說(shuō)明書(shū)。4機(jī)床部分：應(yīng)有機(jī)床安裝、使用、操作和維修方面技術(shù)說(shuō)明書(shū)。5數(shù)據(jù)和程序備份，除了系統(tǒng)參數(shù)、PLC程序、PLC報(bào)警文本，還有機(jī)床必須使用宏指令程序、經(jīng)典零件程序、系統(tǒng)功效檢驗(yàn)程序。TIANJIN中德培訓(xùn)中心第六章數(shù)控機(jī)床故障診療及維修技術(shù)

數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座第12頁(yè)第三節(jié)

系統(tǒng)故障診療及維修技術(shù)

5.3.2

數(shù)控系統(tǒng)軟件故障及維修

數(shù)控機(jī)床停機(jī)故障多數(shù)是由軟件錯(cuò)誤、參數(shù)丟失或操作不妥引發(fā)。

檢驗(yàn)軟件能夠防止拆卸機(jī)床而引發(fā)許多麻煩。軟件故障只要把對(duì)應(yīng)軟件內(nèi)容恢復(fù)正常之后，就可排除。所以說(shuō)軟件故障也稱為可恢復(fù)性故障。1.軟件配置

2.軟件故障發(fā)生原因

3.軟件故障排除

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數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座第13頁(yè)第三節(jié)

系統(tǒng)故障診療及維修技術(shù)

5.3.3

系統(tǒng)硬件及維修

1、常規(guī)檢驗(yàn)

2、故障現(xiàn)象分析法

3、面板顯示與指示燈顯示分析法

4、系統(tǒng)分析法

5、信號(hào)追蹤法

6、靜態(tài)測(cè)量法

7、動(dòng)態(tài)測(cè)量法TIANJIN中德培訓(xùn)中心第六章數(shù)控機(jī)床故障診療及維修技術(shù)

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系統(tǒng)故障診療及維修技術(shù)

5.3.4

實(shí)例分析

例一：加工中心參考點(diǎn)及其故障診療

例二：機(jī)床回不了參考點(diǎn)故障分析與排除

TIANJIN中德培訓(xùn)中心第六章數(shù)控機(jī)床故障診療及維修技術(shù)

數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座第15頁(yè)第四節(jié)

伺服系統(tǒng)故障及維修技術(shù)5.4.1

伺服系統(tǒng)工作原理

原理：伺服系統(tǒng)是一個(gè)反饋控制系統(tǒng)，它以指令脈沖為輸入給定值與反饋脈沖進(jìn)行比較，利用比較后產(chǎn)生偏差值對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，以消除偏差，使被調(diào)量跟蹤給定值。進(jìn)給伺服系統(tǒng)任務(wù)是完成各坐標(biāo)軸位置控制，在整個(gè)系統(tǒng)中它又分為：位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)。組成：數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)普通由驅(qū)動(dòng)單元、機(jī)械傳動(dòng)部件、執(zhí)行件和檢測(cè)反饋步驟等組成。驅(qū)動(dòng)控制單元和驅(qū)動(dòng)元件組成伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械傳動(dòng)部件和執(zhí)行元件組成機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，檢測(cè)元件和反饋電路組成檢測(cè)裝置，亦稱檢測(cè)系統(tǒng)。見(jiàn)圖TIANJIN中德培訓(xùn)中心第六章數(shù)控機(jī)床故障診療及維修技術(shù)

數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座第16頁(yè)第四節(jié)

伺服系統(tǒng)故障及維修技術(shù)

5.4.2

進(jìn)給伺服故障及診療

1進(jìn)給伺服故障形式

進(jìn)給伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障三種表現(xiàn)形式：一是在CRT或操作面板上顯示報(bào)警內(nèi)容或報(bào)警信息；二是進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)單元上用報(bào)警燈或數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)單元故障；三是運(yùn)動(dòng)不正常，但無(wú)任何報(bào)警。進(jìn)給伺服常見(jiàn)故障有：超程,過(guò)載,竄動(dòng),爬行,振動(dòng),伺服電機(jī)不轉(zhuǎn),位置誤差,漂移,回基準(zhǔn)點(diǎn)故障2故障維修方法：模塊交換法,外界參考電壓法3伺服電機(jī)維護(hù)1直流伺服電機(jī)維護(hù)方法2交流伺服電機(jī)常見(jiàn)故障:接線故障,轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)元件故障,電磁制動(dòng)故障交流電機(jī)故障判斷方法有：電阻測(cè)量,電機(jī)檢驗(yàn)TIANJIN中德培訓(xùn)中心第六章數(shù)控機(jī)床故障診療及維修技術(shù)

數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座第17頁(yè)第四節(jié)

伺服系統(tǒng)故障及維修技術(shù)5.4.3

主軸伺服故障及診療

主軸伺服系統(tǒng)故障表現(xiàn)形式：一是在CRT或操作面板上顯示報(bào)警內(nèi)容或報(bào)警信息；二是在主軸驅(qū)動(dòng)裝置上用報(bào)警燈或數(shù)碼管顯示主軸驅(qū)動(dòng)裝置故障；三是主軸工作不正常但無(wú)任何報(bào)警信息。常見(jiàn)主軸單元故障有：主軸不轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速異?；蜣D(zhuǎn)速不穩(wěn)定主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給不匹配

主軸異常噪聲或振動(dòng)

主軸定位抖動(dòng)

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數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座第18頁(yè)第五節(jié)

檢測(cè)裝置故障及診療

5.5.1

檢測(cè)元件工作原理（直線光柵測(cè)量裝置）

光柵尺由定尺（標(biāo)尺光柵）和掃描頭（指示光柵）組成（見(jiàn)下列圖5.6）TIANJIN中德培訓(xùn)中心第六章數(shù)控機(jī)床故障診療及維修技術(shù)

定尺測(cè)長(zhǎng)方向上有兩組光柵線軌跡，主光柵線和每隔50mm一組基準(zhǔn)標(biāo)識(shí)光柵線。這使得光柵尺起到兩個(gè)作用：當(dāng)軸移動(dòng)時(shí)由主光柵線產(chǎn)生兩組相位相差90度正弦和余弦電信號(hào)，用于決定軸移動(dòng)方向和位移量。另一個(gè)作用是當(dāng)軸回零點(diǎn)時(shí)，由基準(zhǔn)標(biāo)識(shí)線產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)以確定機(jī)床機(jī)床零點(diǎn)。主光柵所產(chǎn)生兩組位置信號(hào)還要經(jīng)過(guò)一個(gè)放大整形和插值倍頻專門裝置，轉(zhuǎn)變成一系列位置數(shù)字脈沖。數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座第19頁(yè)第五節(jié)

檢測(cè)裝置故障及診療5.5.1

檢測(cè)元件工作原理（直線光柵測(cè)量裝置）

EXE信號(hào)處理

圖5.7TIANJIN中德培訓(xùn)中心第六章數(shù)控機(jī)床故障診療及維修技術(shù)

數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座第20頁(yè)第五節(jié)

檢測(cè)裝置故障及診療

5.5.2

位置檢測(cè)元件維護(hù)

光柵尺維護(hù)維護(hù)工作指：防污：防止受到冷卻液污染，從而造成信號(hào)丟失，影響位置控制精度防振：光柵尺拆裝時(shí)要用靜力，不能用硬物敲擊，以免引發(fā)光學(xué)元件損壞光電脈沖編碼器維護(hù)：編碼器維護(hù)主要注意兩個(gè)問(wèn)題：防振和防污聯(lián)接問(wèn)題TIANJIN中德培訓(xùn)中心第六章數(shù)控機(jī)床故障診療及維修技術(shù)

數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座第21頁(yè)第五節(jié)

檢測(cè)裝置故障及診療5.5.3

實(shí)例分析

例：一臥式加工中心采取SIN8系統(tǒng)，帶EXE光柵測(cè)量裝置，運(yùn)行中出現(xiàn)114號(hào)報(bào)警，同時(shí)伴有113報(bào)警。

例：某數(shù)控銑床,配置DECKEL系統(tǒng)，位置檢測(cè)采取HEIDENHAINLS907光柵尺.故障現(xiàn)象為：Z軸檢測(cè)系統(tǒng)污染。TIANJIN中德培訓(xùn)中心第六章數(shù)控機(jī)床故障診療及維修技術(shù)

數(shù)控機(jī)床的故障診療和維修技術(shù)專家講座第22頁(yè)不一樣數(shù)控系統(tǒng)即使在結(jié)構(gòu)和功效上有所不一樣，但在故障診療上有它們共性。熟悉和掌握數(shù)控系統(tǒng)故障診療步驟和方法，了解組成數(shù)控