數(shù)控機床故障診斷與維修

課程情況總體簡介授課學時：64學時課程性質(zhì)：數(shù)控設備應用與維護、數(shù)控技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)課，是一門實踐性、綜合性很強的課程。數(shù)控機床故障診斷與維修工程一：數(shù)控機床故障的根本知識工程二：數(shù)控機床的維護工程三：數(shù)控機床的精度及性能檢驗工程四：數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)故障診斷與維修工程五：數(shù)控機床電氣伺服系統(tǒng)故障診斷與維修工程六：數(shù)控機床PLC故障診斷與維修工程七：SINUMERIK802D系統(tǒng)的故障診斷及維護工程八：數(shù)控機床典型故障診斷實例課程要點：主目錄上一頁退出下一頁2/14/2025工程一數(shù)控機床故障的根本知識2/14/2025模塊一：緒論2/14/2025

本課程的學習任務、要求

掌握數(shù)控機床安裝調(diào)試驗收的的知識、驗收機床精度的方法。熟悉數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)、調(diào)整方法掌握典型數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件知識、具有對典型數(shù)控系統(tǒng)故障進行初步診斷及判斷的能力。熟悉數(shù)控機床維修的原那么方法。2/14/2025數(shù)控的人才需求:300萬(由產(chǎn)品的質(zhì)量、數(shù)量和新產(chǎn)品的開發(fā)周期越來越短決定〕.數(shù)控人才的分類：簡單操作〔流水線〕、會編程會操作數(shù)控機床、數(shù)控調(diào)試工、數(shù)控維修工.2/14/2025一、數(shù)控故障診斷及維護的目的。技術(shù)需要

。市場需要

。企業(yè)的效益需要2/14/2025數(shù)控系統(tǒng)的可靠性數(shù)控機床要求有高可靠性.衡量可靠性指標的有：MTBF—平均無故障時間MTTR—排除故障的修理時間有效度A：A=MTBF/〔MTBF+MTTR〕2/14/2025對于數(shù)控機床維修而言:(1).做好預防性維修,包含日常維護,盡量延長MTBF.(2).提高故障維修效率,盡快恢復使用,盡量縮短MTTR.2/14/2025二、數(shù)控故障診斷及維護的內(nèi)容數(shù)控機床機床本體電氣系統(tǒng)電氣故障機械故障2/14/2025主軸箱的潤滑和冷卻導軌副和絲杠螺母副的間隙調(diào)整、潤滑支承的預緊液壓和氣動裝置的壓力和流量調(diào)整機床本體的維護內(nèi)容:2/14/2025電氣系統(tǒng)的維護內(nèi)容:數(shù)控系統(tǒng)伺服系統(tǒng)強電柜及操作面板2/14/2025數(shù)控機床與電纜之間的接口：１．驅(qū)動電路２．位置反響電路３．電源及保護電路４．開／關(guān)信號連接電路2/14/20251-數(shù)控機床操作和保養(yǎng)不當2-電氣系統(tǒng)3-數(shù)控系統(tǒng)2/14/2025三、數(shù)控故障診斷及維護的特點1〕高效率的自動化設備；2〕處于生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)；3〕故障復雜,難于排除。2/14/2025數(shù)控設備使用壽命—故障頻率曲線(浴盆曲線)2/14/2025數(shù)控機床屬于技術(shù)密集型和知識密集型設備,從系統(tǒng)的根本觀點和原理出發(fā),考察研究對象,無論是機械或電氣方面的問題,都要二者兼顧.2/14/2025四、數(shù)控機床診斷技術(shù)的開展1.通訊診斷(遠程、海外診斷〕用戶機床的通訊口通過線和維修中心的專用通訊診斷計算機相連。計算機發(fā)診斷程序用戶測試數(shù)據(jù)計算機診斷結(jié)果和處理方法用戶2/14/20252.自修復系統(tǒng)當診斷軟件發(fā)現(xiàn)數(shù)控機床在運行中某一模塊有故障時，系統(tǒng)在CRT上顯示的同時，自動尋找備用模塊并接上。特點：實用但本錢比較高，而且只適合總線結(jié)構(gòu)的CNC系統(tǒng)。2/14/20253.人工智能專家故障診斷系統(tǒng)2/14/20254.人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(ANN)診斷

ANN具有聯(lián)想、容錯、記憶、自適應、自學習和處理復雜多模式故障等特點。2/14/2025五、對數(shù)控維修人員的要求

1.會操作數(shù)控機床2.能讀懂技術(shù)資料3.會使用相關(guān)儀器4.不斷回憶、總結(jié),并善于借鑒他人5.做好故障診斷及維護記錄2/14/2025模塊二：數(shù)控機床的故障處理2/14/2025一.故障的分類

根據(jù)機床部件、故障性質(zhì)以及故障原因,做如下分類：

1按數(shù)控機床發(fā)生故障的部件分類

2按數(shù)控機床發(fā)生的故障的性質(zhì)分類

3按報警發(fā)生后有無報警顯示分類

4按故障發(fā)生的原因分類

2/14/2025二、故障處理對策除非出現(xiàn)影響設備或人身平安的緊急情況，不要立即切斷機床的電源。應保持故障現(xiàn)場。按系統(tǒng)復位鍵報警消失偶然性故障報警不消失綜合判斷,找出原因.2/14/2025按復位后，故障不能消失，從以下方面進行調(diào)查：1.檢查機床的運行狀態(tài)機床故障時的運行方式MDI/CRT顯示的內(nèi)容各報警狀態(tài)指示的信息故障時軸的定位誤差刀具軌跡是否正常輔助機能的運行狀態(tài)CRT顯示有無報警及相應的報警號2/14/20252.檢查加工程序及操作情況是否為新編制的加工程序故障是否發(fā)生在子程序局部檢查程序單和CNC內(nèi)存中的程序程序中是否有增量運動指令程序段跳步功能是否正確使用刀具補償指令及補償量是否正確故障是否與換刀有關(guān)故障是否與進給速度有關(guān)故障是否與螺紋切削有關(guān)操作者的訓練情況〔新手〕2/14/20253.檢查故障的出現(xiàn)率和重復性故障發(fā)生的時間和次數(shù)加工同類工件故障出現(xiàn)的概率將引起故障的程序段重復執(zhí)行屢次,觀察故障的重復性2/14/20254.檢查系統(tǒng)的輸入電壓輸入電壓的波動，電壓值是否在正常范圍附近有否使用大電流的裝置2/14/20255.檢查環(huán)境狀態(tài)CNC周圍的溫度狀況電氣控制柜空氣過濾器的狀況系統(tǒng)周圍是否有振動源引起系統(tǒng)的振動2/14/20256.外部因素故障前是否修理或調(diào)整機床故障前是否修理或調(diào)整CNC系統(tǒng)機床附近有無干擾源使用者是否調(diào)整過CNC系統(tǒng)的參數(shù)CNC系統(tǒng)以前是否發(fā)生過同樣故障2/14/20257.檢查運行情況在運行過程中是否改變過工作方式系統(tǒng)是否處于急停、鎖住狀態(tài)熔絲是否已熔斷機床是否做好運行準備系統(tǒng)是否處于報警狀態(tài)方式選擇開關(guān)設定是否正確速度倍率開關(guān)是否設定為零進給保持按鈕是否被按下2/14/20258.檢查機床狀況機床是否調(diào)整好運行過程中是否有振動產(chǎn)生刀具狀況是否正常間隙補償量是否適宜工件測量是否正確機床各信號電纜是否有破裂和損傷信號線和電源線是否分開走線2/14/20259.檢查接口情況屏蔽線接地是否正確電源線和CNC系統(tǒng)內(nèi)部電纜是否分開安裝繼電器接觸器的線圈和電動機等處是否加裝有噪聲抑制器2/14/2025模塊三：數(shù)控機床故障診斷的方法2/14/2025一、診斷步驟和要求故障檢測〔確定有否故障〕1.故障診斷故障判斷〔確定故障性質(zhì)〕故障定位〔確定故障部位〕2/14/20252.故障診斷要求：故障檢測方法簡便有效使用的診斷儀器少而實用故障診斷的所需的時間盡可能短2/14/20253.故障診斷原那么先外部后內(nèi)部先機械后電氣先靜后動先公用后專用先簡單后復雜先一般后特殊2/14/2025例：一臺FANUC0T數(shù)控車床Z軸回零不準，常常是由于降速擋塊位置走動所造成。一旦出現(xiàn)這一故障，應先檢查擋塊，再檢查編碼器、位置控制等環(huán)節(jié)2/14/2025二、常用故障診斷方法1.直觀法〔望聞問切〕問—機床的故障現(xiàn)象、加工狀況等看—CRT報警信息、報警指示燈、熔絲斷否、元器件煙熏燒焦、電容器膨脹變形、開裂、保護器脫扣、觸點火花等聽—異常聲響〔鐵芯、欠壓、振動等〕聞—電氣元件焦糊味及其它異味摸—發(fā)熱、振動、接觸不良等2/14/20252.CNC系統(tǒng)的自診斷功能開機自診斷—系統(tǒng)內(nèi)部自診斷程序通電后動執(zhí)行對CPU、存儲器、總線和I/O等模塊及功能板、CRT、軟盤等外圍設備進行功能測試，確定主要硬件能正常工作。例:2/14/2025FANUC10TE系統(tǒng)的數(shù)控機床，開機后CRT顯示：FS107E1399BROMTEST：ENDRAMTEST未通過測試故障可能：參數(shù)喪失、支持電池失效或接觸不良等.2/14/20253.數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查CNC系統(tǒng)的自診斷不但能在CRT上顯示故障報警信息，而且還能以多頁“診斷地址〞和“診斷數(shù)據(jù)〞的形式提供機床參數(shù)和狀態(tài)信息接口檢查參數(shù)檢查2/14/2025二、常用故障診斷方法接口檢查—系統(tǒng)與機床、系統(tǒng)與PLC、機床與PLC的輸入/輸出信號，接口診斷功能可將所有開關(guān)量信號的狀態(tài)顯示在CRT上，“1〞表示通，“0〞表示斷。

例：NCP400L數(shù)控車床接口狀態(tài)2/14/2025接口檢查2/14/202538C0H001100102/14/2025二、常用故障診斷方法參數(shù)檢查數(shù)控機床的機床參數(shù)是經(jīng)一系列的試驗和調(diào)整而獲得的重要參數(shù)，是機床正常運行的保證。當機床長期閑置不用或受到外部干擾會使數(shù)據(jù)喪失或發(fā)生數(shù)據(jù)混亂，機床將不能正常工作。2/14/20254.報警指示燈顯示故障除CRT軟報警外，還有許多“硬件〞報警指示燈，分布在電源、主軸驅(qū)動、伺服驅(qū)動I/O裝置上，由此可判斷故障的原因。2/14/20255.備板置換法〔替代法〕用同功能的備用板替換被疑心有故障的模板。注意：斷電狀態(tài)下/選擇開關(guān)/跨線一致2/14/20256、交換法將功能相同的模板或單元相互交換，觀察故障的轉(zhuǎn)移情況，就能快速判斷故障的部位。例:系統(tǒng)X驅(qū)動Y驅(qū)動X電機Y電機2/14/20257、敲擊法數(shù)控系統(tǒng)是由各種電路板組成，電路板上、接插件等處有虛焊或接口槽接觸不良都會引起故障?？捎媒^緣物輕輕敲打疑點處，假設出現(xiàn)，那么敲擊處很可能就是故障部位。2/14/20258、測量比較法為了檢測方便，在模板或單元上設有檢測端子，用萬用表、示波器等儀器對這些端子的電平或波形進行測試，將測試值與正常值進行比較，可以分析和判斷故障的原因和及故障的部位。

2/14/2025總之,各種故障診斷方法各有特點，要根據(jù)故障現(xiàn)象的特點靈活的組合應用。2/14/2025

模塊四數(shù)控機床的抗干擾2/14/2025一、電磁波干擾電火花、中、高頻電加熱設備的電源都會產(chǎn)生強烈的電磁波，通過空間傳播被附近的數(shù)控系統(tǒng)所接受，如果能量足夠就會干擾數(shù)控機床的正常工作?！策h離這些設備〕2/14/2025二、供電線路干擾輸入電壓過壓或欠壓引起電源報警而停機電源波形畸變所引起錯誤信息會導致CPU停止運行2/14/2025三、信號傳輸干擾串模干擾—干擾電壓疊加在有用信號上.共模干擾—干擾電壓對二根或以上信號線的干擾大小相等、相位相同。2/14/2025四、抗干擾措施1.減少供電線路的干擾數(shù)控機床遠離具有中、高頻電源的設備數(shù)控機床不要和大功率且頻繁起、停的設備在同一供電干線上在電源電壓波動較大的地區(qū)，加穩(wěn)壓電源動力線和信號線分開走線信號線采用屏蔽線或雙絞線控制線和電源線相交時，要采用直角相交2/14/20252.減少機床控制中的干擾壓敏電阻保護〔浪涌吸收器〕阻容保護續(xù)流二極管保護2/14/20252/14/20252/14/20253.屏蔽技術(shù)〔電磁、靜電屏蔽〕信號線采用屏蔽線〔銅質(zhì)網(wǎng)狀〕、穿在鐵質(zhì)蛇皮管或鐵管中關(guān)鍵元件或組件采用金屬容器屏蔽.2/14/20254.保證“接地〞良好“接地〞是數(shù)控機床安裝中一項關(guān)鍵的抗干擾技術(shù)措施。電網(wǎng)的許多干擾都市通過“接地〞對機床起作用的。2/14/2025信號地—用來提供電信號的基準電壓〔0V〕框架地—是以平安性及防止外來噪聲和內(nèi)部噪聲為目的的地線系統(tǒng)。它是裝置的面板、單元的外殼、操作板及各裝置間接口的屏蔽線系統(tǒng)地—是將框架地和大地相連接2/14/2025接地的要求:接地要可靠〔接地電阻應小于100歐姆〕接地線要粗〔應大于電源線的截面積〕2/14/20252/14/20252/14/2025模塊五數(shù)控機床故障診斷的常用儀器與技術(shù)資料2/14/2025一、診斷常用的儀器儀表及工具1.儀器儀表萬用表—可測電阻、交直流電壓、電流相序表—可檢查直流驅(qū)動裝置輸入電流的相序示波器—檢查信號波形2/14/20251.儀器儀表鉗形電流表—不斷線檢測電流振動檢測儀—可測機床振動情況檢脈沖發(fā)生筆與邏輯測試筆—檢測輸出電平,以判別其功能正常與否.2/14/20