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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,,,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,二級,三級,四級,五級,2020/7/14,,?#?,數(shù)控機床故障診斷與維修,,,,課堂授課：,36,學(xué)時（,1-13,周）,課程安排,成績構(gòu)成,1,考試成績占,80%,平時成績占,20%,曠課次數(shù)超過,5,次，取消考試資格,2,,,第一部分 概述,一、數(shù)控機床的組成與分類,,數(shù)控機床由數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動裝置、檢測反饋裝置和機床本體四大部分組成，再加上程序的輸入/輸出設(shè)備、可編程控制器、電源等輔助部分。,數(shù)控裝置(數(shù)控系統(tǒng)的核心)由硬件和軟件部分組成

2、，接受輸入代碼經(jīng)緩存、譯碼、運算插補）等轉(zhuǎn)變成控制指令，實現(xiàn)直接或通過,PLC,對伺服驅(qū)動裝置的控制。,,,伺服驅(qū)動裝置是數(shù)控裝置和機床主機之間的聯(lián)接環(huán)節(jié)，接受數(shù)控裝置的生成的進給信號，經(jīng)放大驅(qū)動主機的執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)機床運動。,檢測反饋裝置是通過檢測元件將執(zhí)行元件（電機、刀架）或工作臺的速度和位移檢測出,來，反饋給數(shù)控裝置構(gòu)成閉環(huán)或半閉環(huán)系統(tǒng)。,機床本體是數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)件（床身箱體、立柱、導(dǎo)軌、工作臺、主軸和進給機構(gòu)等。,,能夠進行復(fù)雜型面零件的加工，解決工藝難題,提高生產(chǎn)率,具有柔性,減輕工人的勞動強度,,,,1,、數(shù)控車床的主要功能及分類,數(shù)控車床主要用于加工各種軸類、套筒類和盤類零件

3、上的回轉(zhuǎn)表面，例如內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成型回轉(zhuǎn)表面及螺紋面等。,按加工范圍和功能不同數(shù)控車床分類,※,普通型數(shù)控車床,※,普及型數(shù)控車床,※,多功能型數(shù)控車床,※,數(shù)控車削中心,按主軸的配置形式不同數(shù)控車床分類,※,臥式數(shù)控車床（主軸軸線處于水平位置）,※,立式數(shù)控車床（主軸軸線處于垂直位置）,,,,,普 通 型 數(shù) 控 車 床,半封閉數(shù)控車床,全封閉數(shù)控車床,,,,※,機床床身為水平結(jié)構(gòu)；,,普通數(shù)控車床的主要特點：,※,主軸變速機構(gòu)為機械有級變擋或變頻電氣調(diào)速；,※,卡盤為手動控制,/,液壓控制,(,選擇,);,※,配四工位刀架（標(biāo)配）,/,六工位刀架（選配）；,※,數(shù)控系統(tǒng)為,FANUC

4、-O i Mate TC,或國產(chǎn)系統(tǒng)。,,,普 及 型 數(shù) 控 車 床,,,,,普 及 型 數(shù) 控 車 床 光 機,,,普及型數(shù)控車床的主要特點：,※,機床床身為斜床身結(jié)構(gòu)形式；,※,主軸變速為機械自動換擋和電氣無級調(diào)速；,※,換刀裝置為自動轉(zhuǎn)塔換刀（標(biāo)配為,8,工位）；,※,主軸卡盤為液壓控制；,※,系統(tǒng)為,FANUC-Oi TC,或,802D,系統(tǒng)；,,,多 功 能 型 數(shù) 控 車 床,,,多 功 能 型 數(shù) 控 車 床 光 機,,,※,多功能數(shù)控車床的主軸除了驅(qū)動主軸的串行數(shù)字伺服主軸電動機外還增配了主軸,C,軸控制的伺服電動機；,,※,自動換刀裝置在電動轉(zhuǎn)塔基礎(chǔ)上配備

5、了刀具的動力頭功能，完成車削、銑削、鉆削功能的加工；,,※,多功能數(shù)控車床的系統(tǒng)如采用,FANUC-18i,系統(tǒng),FANUC-Oi TTC,系統(tǒng)（雙主軸雙刀架數(shù)控車床）和西門子的,840D,系統(tǒng)等。,,※,有的數(shù)控機床采用多軸控制如直線,Y,軸或旋轉(zhuǎn),B,軸。,多 功 能 型 數(shù) 控 車 床 的 特 點,,,電動刀塔的動力頭功能,,,數(shù) 控 車 削 中 心,,,※,采用旋轉(zhuǎn)軸（,B,軸）的多功能加工；,,,,,2,、數(shù)控銑床的功能及分類,數(shù)控銑床的主要功能：,數(shù)控銑床適合于各種箱體類和板類零件的加工，主要對工件進行型面的銑削加工外，也可以對工件進行鉆、擴、鉸、锪、鏜以及攻螺紋等功能的

6、加工 。,數(shù)控銑床的分類：,※,立式數(shù)控銑床,※,臥式數(shù)控銑床,※,龍門數(shù)控銑床,※,五面體數(shù)控銑床,,,立 式 數(shù) 控 銑 床,,,立 式 數(shù) 控 銑 床 光 機,第,4,軸,A,軸 （選配）,,,臥 式 數(shù) 控 鏜 銑 床,,,臥 式 數(shù) 控 鏜 銑 床　光　機,,,動 　臺 　式　 龍　 門 　數(shù)　 控 　銑 　床,,,動 臺 式 龍 門 數(shù) 控 銑 床 光 機,,,動 梁 式 龍 門 數(shù) 控 銑 床,,,新　型　五　面　體　動　力　頭　功　能,,,3

7、,、數(shù)控加工中心的功能及分類,數(shù)控銑床的主要功能：,把銑削、鏜削、鉆削、攻螺紋和切削螺紋等功能集中在一臺設(shè)備上，工件一次裝夾后能完成較多的加工步驟，加工精度較高,.,數(shù)控銑床的分類：,※,立式數(shù)控加工中心,※,臥式數(shù)控加工中心,※,龍門數(shù)控加工中心,,,斗笠式自動換刀立式加工中心,,,,,凸輪機械手式自動換刀立式加工中心,第,4,軸（選擇）,,,,帶機械手鏈?zhǔn)降稁斓呐P式加工中心,,,大型龍門式（動臺）數(shù)控加工中心,,,,4,、 五軸 聯(lián) 動 數(shù) 控 機 床,加工某些具有特殊要求的復(fù)雜形面的大型工件而出現(xiàn)的，也是為了提高對這些形面的加工精度、質(zhì)量和工效才得到應(yīng)用和發(fā)展的。

8、,五軸加工這里是指在一臺機床上至少有五個坐標(biāo)軸,(,三個直線坐標(biāo)和兩個旋轉(zhuǎn)坐標(biāo),),，而且可在計算機數(shù)控,(CNC),系統(tǒng)的控制下同時協(xié)調(diào)運動進行加工。,,,工作臺回轉(zhuǎn)的立式五軸加工中心,系統(tǒng)基本軸：,X,、,Y,、,Z,軸,回轉(zhuǎn)軸：,C,軸（,360,度）,A,軸（,30-120,度）,,,主軸回轉(zhuǎn)的立式五軸加工中心,能自行環(huán)繞,Z,軸,360,度，成為,C,軸，回轉(zhuǎn)頭上還有帶可環(huán)繞,X,軸旋轉(zhuǎn)的,A,軸，一般回轉(zhuǎn)范圍是,±90,度。,,,,系統(tǒng)基本軸：,X,、,Y,、,Z,軸,回轉(zhuǎn)軸：,C,,軸（,360,度）,B,軸（,+/-90,度）,主軸回轉(zhuǎn)的立式五軸加工中心,,,多功能臥式鏜銑加工

9、中心,C,軸（一般為,±90,度回轉(zhuǎn)）,,B,軸（,0-360,度回轉(zhuǎn)）,,,,5,、 并聯(lián)數(shù)控機床,,,二、數(shù)控機床維修人員的要求,,（,1,）具備機床故障綜合診斷的能力,（,2,）通過系統(tǒng)文件的裝載或調(diào)試來診斷系統(tǒng)故障的能力,（,3,）具備計算機應(yīng)用軟件的操作能力,（,4,）掌握自動控制領(lǐng)域里的總線控制技術(shù),（,5,）掌握計算機網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù),,,三、課程的意義,技術(shù)的需要：通過對數(shù)控設(shè)備的共性的理論進行總結(jié)、歸納，再結(jié)合對某類典型數(shù)控系統(tǒng)進行培訓(xùn)，形成對數(shù)控設(shè)備進行維修的思路。,企業(yè)效益的需要：數(shù)控設(shè)備的故障會直接影響企業(yè)生產(chǎn)的順利進行，因此為了降低維修成本，企業(yè)需要數(shù)控維修人員對一些

10、普通故障進行維修。,市場需要：數(shù)控設(shè)備的大量使用，使得大批具備數(shù)控維修人員為企業(yè)服務(wù)，形成很大的市場。,,,,四、課程的學(xué)習(xí)目標(biāo),通過對典型數(shù)控設(shè)備的機械結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，掌握數(shù)控機床機械部件的工作原理及機械調(diào)試。,通過對典型數(shù)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)，掌握數(shù)控系統(tǒng)、伺服控制單元、主軸控制單元、可編程控制器之間的物理連接。,通過對數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)、接口、,PLC,編程及調(diào)試的學(xué)習(xí)，了解數(shù)控功能的開發(fā)，了解數(shù)控系統(tǒng)及,PLC,之間的信息交換原理。,,,,五、數(shù)控機床故障診斷,,1.,故障的基本概念,故障,—,數(shù)控機床全部或部分喪失原有的功能。,故障診斷,—,在數(shù)控機床運行中，根據(jù)設(shè)備的,故障現(xiàn)象，在掌握數(shù)控系

11、統(tǒng)各部分工作原理的前,提下，對現(xiàn)行的狀態(tài)進行分析，并輔以必要檢測,手段，查明故障的部位和原因。提出有效的維修,對策。,,,五、數(shù)控機床故障診斷,,2.,故障的分類,,1,）從故障的起因分類,關(guān)聯(lián)性故障,—,和系統(tǒng)的設(shè)計、結(jié)構(gòu)或性能等,缺陷有關(guān)而造成（分固有性和隨機性）。,非關(guān)聯(lián)性故障,—,和系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)與制造無關(guān),的故障。,,2,）從故障發(fā)生的狀態(tài)分類,突然故障,—,發(fā)生前無故障征兆，使用不當(dāng)。,漸變故障,—,發(fā)生前有故障征兆，逐漸嚴重。,,,,,,3,）按故障發(fā)生的性質(zhì)分類,軟件故障,—,程序編制錯誤、參數(shù)設(shè)置,不正確、機床操作失誤等引起。,硬件故障,—,電子元器件、潤滑系統(tǒng)、,限位機構(gòu)、換

12、刀系統(tǒng)、機床本體等硬件損,壞造成。,干擾故障,—,由于系統(tǒng)工藝、線路設(shè)計、,電源地線配置不當(dāng)?shù)纫约肮ぷ鳝h(huán)境的惡劣,變化而產(chǎn)生。,,,,,,4,）按故障的嚴重程度分類,危險性故障,—,數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障,時，機床安全保護系統(tǒng)在需要動作時，,因故障失去保護動作，造成人身或設(shè),備事故。,安全性故障,—,機床安全保護系統(tǒng),在不需要動作時發(fā)生動作，引起機床,不能起動。,,,,2012.02.27,,,,,3.,數(shù)控機床的維護概述,數(shù)控機床除了具有高精度、高效率和,高技術(shù)的要求外，還應(yīng)該具有高可靠性。,衡量的指標(biāo)有：,,MTBF—,平均無故障時間,,MTTR—,排除故障的修理時間,平均有效度,A,：,,A=

13、MTBF/,（,MTBF+MTTR,）,,,,,,,數(shù)控機床的維護目的：,延長元器件的壽命和零部件的磨損周期，預(yù)防各種故障，提高數(shù)控機床的平均無故障工作時間和使用壽命 。,,,4.,數(shù)控機床使用中應(yīng)注意的問題,1,）．?dāng)?shù)控機床的使用環(huán)境,對于數(shù)控機床最好使其置于有恒溫的環(huán)境和遠離震動較大的設(shè)備（如沖床）和有電磁干擾的設(shè)備。,2,）．電源要求,3,．?dāng)?shù)控機床應(yīng)有操作規(guī)程,進行定期的維護、保養(yǎng)，出現(xiàn)故障注意記錄保護現(xiàn)場等。,4,．?dāng)?shù)控機床不宜長期封存,5,．注意培訓(xùn)和配備操作人員、維修人員及編程人員,,,,,,5.,數(shù)控機床維修的特點,,1,）數(shù)控機床是高投入、高精度、高效,率的自動化設(shè)備；,,2

14、,）一些重要設(shè)備處于關(guān)鍵的崗位和工,序，因故障停機時，影響產(chǎn)量和質(zhì)量；,,3,）數(shù)控機床在電氣控制系統(tǒng)和機械結(jié),構(gòu)比普通機床復(fù)雜，故障檢測和診斷有一,定的難度。,,,六、數(shù)控診斷技術(shù)的發(fā)展,,1.,通訊診斷,(,遠程、海外診斷）,用戶機床的通訊口通過電話線和維修,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,特點：實用簡便；,有一定的局限性,,,六、數(shù)控診斷技術(shù)的發(fā)展,,2.,自修復(fù)系統(tǒng),當(dāng)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：實用但成本比較高

15、，而且只適,合總線結(jié)構(gòu)的,CNC,系統(tǒng)。,,,六,、數(shù)控診斷技術(shù)的發(fā)展,,3.,人工智能專家故障診斷系統(tǒng),,,,,4.,狀態(tài)監(jiān)測技術(shù),機械設(shè)備的診斷過程可分為診斷信息的獲取、故障特這的提取、狀態(tài)識別和故障診斷，機械設(shè)備在運行過程中的故障，可通過監(jiān)測儀器在其運行中進行監(jiān)測，當(dāng)出現(xiàn)非平穩(wěn)狀態(tài)時，要進行故障的診斷及識別，及時維修，防止故障擴大。,,,,,5.,人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò),(ANN),診斷,,ANN,具有聯(lián)想、容錯、記憶、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)和處理復(fù)雜多模式故障等特點。這種方法將被診斷的系統(tǒng)的癥狀作為網(wǎng)絡(luò)的輸入，將按一定數(shù)學(xué)模型所求得的故障原因作為網(wǎng)絡(luò)的輸出，并且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將經(jīng)過學(xué)習(xí)所得到的知識以分布的方

16、式隱存在網(wǎng)絡(luò)上，每個輸出神經(jīng)元對應(yīng)著一個故障原因。,,,,數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法（補充 ）,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.,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,,,,,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、

17、振動、接觸不良等,,,,二、常用故障診斷方法,2.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(shè)備進行功能測試，確定主要硬件能正常工作。,例,運行中的故障信息提示,—,發(fā)生故障在,CRT,上報警信息，查閱維修手冊確定故障原因及排除方法。（不唯一，信息豐富則準(zhǔn)確）,,,,,FANUC 10TE,系統(tǒng)的數(shù)控機床，開機,后,CRT,顯示：,FS107E 1399B,ROM TEST,：,END,RAM TEST,未通過測試,故障可能：參數(shù)丟失、支持電池失效,或接觸不良等,,,,二、

18、常用故障診斷方法,3.,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,,,,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。,利用狀態(tài)顯示可以檢查數(shù)控系統(tǒng)是否將信號輸出到機床側(cè)，機床側(cè)的開關(guān)信號是否已輸入到系統(tǒng)，從而確定故障是在機床測還是在系統(tǒng)側(cè)。,例：,NCP400L,數(shù)控車床接口狀態(tài),,,接口檢查,,,38C0H 0 0 1

19、 1 0 0 1 0,,,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。包括有增益、加速度、輪廓監(jiān)控,及各種補償值等。當(dāng)機床長期閑置不用或,受到外部干擾會使數(shù)據(jù)丟失或發(fā)生數(shù)據(jù)混,亂，機床將不能正常工作。,可調(diào)出機床參數(shù)進行檢查、修改或傳送。,,,,二、常用故障診斷方法,4.,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。,5.,備板置換法（替代法）,用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模,板。（故障被排除或范圍縮小

20、）,注意：斷電狀態(tài)下,/,選擇開關(guān),/,跨線一致,,,二、常用故障診斷方法,六、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。,,系統(tǒng),X,驅(qū)動,Y,驅(qū)動,X,電機,Y,電機,,,二、常用故障診斷方法,七、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。可用絕緣物輕輕敲打疑點處，,若出現(xiàn)，則敲擊處很可能就是故障部位。,八、升溫法,設(shè)備運行較長時間或環(huán)境溫度較高時，機,床就會出現(xiàn)故障，可用電吹風(fēng)、紅外燈照,射可疑的元件或組件。確定故障點。,,,,二、常用故障診斷方法,九,.,功能程序測試法,當(dāng)數(shù)控機床加工造成廢品而

21、無法確定是編,程、操作不當(dāng)還是數(shù)控系統(tǒng)故障時，或是,閑置時間較長的數(shù)控機床重新投入使用時。,將,G,、,M,、,S,、,T,、,F,功能的全部指令編寫一個,試驗程序并運行在這臺機床，可快速判斷,哪個功能不良或喪失。,,,,二、常用故障診斷方法,十、隔離法,隔離法是將某些控制回路斷開，從而達到,縮小查找故障區(qū)域的目的。,例：某加工中心，在,JOG,方式下，進給平,穩(wěn)，但自動則不正常。首先要確定是,NC,故,障還是伺服系統(tǒng)故障，先斷開伺服速度給,定信號，用電池電壓作信號，故障依舊。,說明,NC,系統(tǒng)沒有問題。進一步檢查是,Y,軸,夾緊裝置出故障。,,,,二、常用故障診斷方法,十一、測量比較法,為了

22、檢測方便，在模板或單元上設(shè)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。,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(yīng)用。,,,,,,,三 數(shù)控機床故障診斷與維修的原則,首先充分利用數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能，如開機診斷、運行診斷以及,PLC,的監(jiān)控功能。,一、先外部后內(nèi)部,,先用望、聽、聞等方法，由外到內(nèi)逐一檢查。,二、先機械后電氣,首先檢查機械部分是否正常、形成開關(guān)是否靈活以及氣動液壓部分是否正常等。,三、先靜后動,先詢問機床操作人員故障的發(fā)生過程及狀態(tài)，閱讀機床說明書、圖紙資料，進行分

23、析后才動手查找和處理故障。先在機床斷電的靜止情況下，通過觀察分析后才通電檢查。,,,,數(shù)控機床故障診斷與維修的原則,四、先公用后專用,,先解決全局性或者影響較大的主要問題，再去解決局部的次要的矛盾。,五、先簡單后復(fù)雜,首先解決容易的問題后解決難度較大的問題。,六、先一般后特殊,先考慮最常見的可能原因，再分析很少發(fā)生的特殊原因。,,,,,,1,、,每一個成功者都有一個開始。勇于開始，才能找到成功的路,。,12月-24,12月-24,Tuesday, December 10, 2024,2,、,成功源于不懈的努力，人生最大的敵人是自己怯懦,。,14:40:48,14:40:48,14:40,12/

24、10/2024 2:40:48 PM,3,、,每天只看目標(biāo)，別老想障礙,。,12月-24,14:40:48,14:40,Dec-24,10-Dec-24,4,、,寧愿辛苦一陣子，不要辛苦一輩子,。,14:40:48,14:40:48,14:40,Tuesday, December 10, 2024,5,、,積極向上的心態(tài)，是成功者的最基本要素,。,12月-24,12月-24,14:40:48,14:40:48,December 10, 2024,6,、,生活總會給你另一個機會，這個機會叫明天,。,10 十二月 2024,2:40:49 下午,14:40:49,12月-24,7,、,人生就像騎單

25、車，想保持平衡就得往前走,。,十二月 24,2:40 下午,12月-24,14:40,December 10, 2024,8,、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。,2024/12/10 14:40:49,14:40:49,10 December 2024,9,、,我們必須在失敗中尋找勝利，在絕望中尋求希望,。,2:40:49 下午,2:40 下午,14:40:49,12月-24,10,、,一個人的夢想也許不值錢，但一個人的努力很值錢,。,12/10/2024 2:40:49 PM,14:40:49,10-12月-24,11,、,在真實的生命里，每樁偉業(yè)都由信心開始，并由信心跨出第一步,。,12/10/2024 2:40 PM,12/10/2024 2:40 PM,12月-24,12月-24,謝謝大家,