,,,,,,,,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,,,*,數(shù)控機床故障診斷與維修,機電工程學(xué)院,數(shù)控技術(shù)系,,,數(shù)控機床故障診斷與維修機電工程學(xué)院,1,第一章 緒論,一、數(shù)控機床的組成,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。,1. 數(shù)控裝置(數(shù)控系統(tǒng)的核心)由硬件,和軟件部分組成，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。,,,,第一章 緒論一、數(shù)控機床的組成,2,一、數(shù)控機床的組成,,2. 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(jìn)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。,3. 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)。,4. 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(jìn)給機構(gòu)等。,,,,一、數(shù)控機床的組成 2. 伺服驅(qū)動裝置是數(shù)控裝置和機床主機,3,二、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)控系統(tǒng)各部分工作原理的前,提下，對現(xiàn)行的狀態(tài)進(jìn)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。,,,二、數(shù)控機床故障診斷 1.故障的基本概念,4,二、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(yán)重。,,,,二、數(shù)控機床故障診斷 2.故障的分類,5,,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。,,,,3）按故障發(fā)生的性質(zhì)分類,6,,,4）按故障的嚴(yán)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。,,,,4）按故障的嚴(yán)重程度分類,7,,3. 數(shù)控系統(tǒng)的可靠性,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=MTBF/（MTBF+MTTR）,,,3. 數(shù)控系統(tǒng)的可靠性,8,數(shù)控設(shè)備使用壽命—故障頻率曲線,,,,,數(shù)控設(shè)備使用壽命—故障頻率曲線,9,,4. 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）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。,,,4. 數(shù)控機床維修的特點,10,四、數(shù)控診斷技術(shù)的發(fā)展,1.通訊診斷(遠(yuǎn)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,,,四、數(shù)控診斷技術(shù)的發(fā)展 1.通訊診斷(遠(yuǎn)程、海,11,四、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，而且只適,合總線結(jié)構(gòu)的,CNC,系統(tǒng)。,,,四、數(shù)控診斷技術(shù)的發(fā)展 2. 自修復(fù)系統(tǒng),12,四、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),,,,,四、數(shù)控診斷技術(shù)的發(fā)展 3. 人工智能專家故障,13,,4. 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。,,,,4. 人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)(ANN)診斷,14,五、課程的基本要求與特點,熟悉數(shù)控機床各組成部分的工作原理與結(jié)構(gòu),確立數(shù)控機床故障診斷的基本思路與實施診斷的步驟及注意事項,掌握常用測試儀器的使用方法,通過理論和實訓(xùn)環(huán)節(jié)的教學(xué)，能實施對數(shù)控機床的故障分析和診斷。,課程涉及內(nèi)容廣，故障檢測、分析難度高,,,五、課程的基本要求與特點熟悉數(shù)控機床各組成部分的工作原理與結(jié),15,第二章 數(shù)控機床維護及故障診斷,第一節(jié) 數(shù)控機床的驗收與精度檢測,第二節(jié) 數(shù)控機床的維護,第三節(jié) 數(shù)控機床的故障處理,第四節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)故障診斷的方法,第五節(jié) 數(shù)控機床的抗干擾,,,第二章 數(shù)控機床維護及故障診斷第一節(jié) 數(shù)控機床的驗收與精度檢,16,第一節(jié) 數(shù)控機床的驗收與精度檢測,一、數(shù)控機床的驗收,1.機床性能,主軸性能,手動操作—高、中、低三擋轉(zhuǎn)速連續(xù)進(jìn),行五次正、反轉(zhuǎn)的起動、停止，檢驗其,動作的靈活性和可靠性。觀察功率、轉(zhuǎn),速、主軸的準(zhǔn)停及機床的振動情況。,,,第一節(jié) 數(shù)控機床的驗收與精度檢測一、數(shù)控機床的驗收,17,一、數(shù)控機床的驗收,一）、機床性能,進(jìn)給性能,通過回原點、手動操作和手動數(shù)據(jù)輸入方式操作，檢驗正、反向的低、中、高,速的進(jìn)給運動的起動、停止、點動等動作的平穩(wěn)性和可靠性。并檢查回原點的準(zhǔn)確性和可靠性，軟、硬限位是否確實,可靠。,,,,,一、數(shù)控機床的驗收一）、機床性能,18,一、數(shù)控機床的驗收,一）、機床性能,自動換刀性能,通過手動和,M06,指令自動運行，檢驗換刀的可靠性、靈活性和平穩(wěn)性并測定換刀時間是否符合要求。,機床噪聲,主軸箱、冷卻風(fēng)扇、液壓油泵等噪聲小于85分貝。,,,一、數(shù)控機床的驗收一）、機床性能,19,一、數(shù)控機床的驗收,二）、數(shù)控功能,指令功能—指令的功能實現(xiàn)及準(zhǔn)確性,操作功能—檢驗回原點、執(zhí)行程序、進(jìn)給倍率、急停等功能的準(zhǔn)確性,CRT,顯示功能—檢驗位置、程序、各種菜單顯示功能,三）、連續(xù)空載運行,進(jìn)行8—16小時的空載自動連續(xù)運行,,,一、數(shù)控機床的驗收二）、數(shù)控功能,20,一、數(shù)控機床的驗收,四）、驗收檢查項目,數(shù)控系統(tǒng)外觀檢查（各部分破損、碰傷）,控制柜元器件的緊固檢查（接插件、接線端子、元器件的固定）,輸入電源電壓、相序的確認(rèn),檢查直流輸出電壓（24,V 、5V）,確認(rèn)數(shù)控系統(tǒng)與機床側(cè)的接口,確認(rèn)數(shù)控系統(tǒng)各參數(shù)的設(shè)定（最佳性能）,,,一、數(shù)控機床的驗收四）、驗收檢查項目,21,二、精度檢驗,1.幾何精度檢驗（靜態(tài)精度檢驗）,是綜合反映機床關(guān)鍵零部件經(jīng)組裝后的綜,合幾何形狀誤差。有各坐標(biāo)軸的相互垂直,度、臺面的平行度、主軸的軸向和徑向跳,動等檢驗項目。,2.定位精度檢驗,是測量機床各坐標(biāo)軸在數(shù)控系統(tǒng)控制下所,能達(dá)到的位置精度。,,,,,二、精度檢驗1.幾何精度檢驗（靜態(tài)精度檢驗）,22,有直線運動定位精度、直線運動重復(fù)定位,精度、直線運動的原點復(fù)歸精度、直線運,動失動量、回轉(zhuǎn)工作臺的定位精度、回轉(zhuǎn),工作臺的重復(fù)分度精度、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺,的失動量、回轉(zhuǎn)工作臺的原點復(fù)歸精度等。,3.切削精度檢驗（對數(shù)控車床）,外圓車削（直徑、圓度）,端面車削（平面度）,螺紋車削（螺距積累誤差）,等,,,,,有直線運動定位精度、直線運動重復(fù)定位,23,第二節(jié) 數(shù)控機床的維護,一、點檢,點檢,—按有關(guān)維護文件的規(guī)定，對數(shù)控機床進(jìn)行定點、定時的檢查和維護,點檢要求和內(nèi)容,專職點檢—重點設(shè)備、部位（設(shè)備部門）,日常點檢—一般設(shè)備的檢查及維護（車間）,生產(chǎn)點檢—開機前檢查、潤滑、日常清潔、,緊固等工作（操作者）,,,第二節(jié) 數(shù)控機床的維護一、點檢,24,,,《數(shù)控機床故障診斷與維修》授課教案課件,25,二、數(shù)控系統(tǒng)的日常維護,機床電氣柜的散熱通風(fēng),門上熱交換器或軸流風(fēng)扇對控制柜的內(nèi)外,進(jìn)行空氣循環(huán)。（少開柜門）,紙帶閱讀機的定期維護,對光電頭、紙帶壓板定期進(jìn)行防污處理,支持電池的定期更換,在機床斷電期間，有電池供電保持存儲在,COMS,器件內(nèi)的機床數(shù)據(jù),,,,二、數(shù)控系統(tǒng)的日常維護機床電氣柜的散熱通風(fēng),26,二、數(shù)控系統(tǒng)的日常維護,檢測反饋元件的維護,光電編碼器、接近開關(guān)、行程開關(guān)與撞塊、,光柵等元件的檢查和維護,備用電路板的定期通電,備用電路板應(yīng)定期裝到,CNC,系統(tǒng)上通電運,行，長期停用的數(shù)控機床也要經(jīng)常通電，,利用電器元件本身的發(fā)熱來驅(qū)散電氣柜內(nèi),的潮氣。保證電器元件性能的穩(wěn)定可靠。,,,二、數(shù)控系統(tǒng)的日常維護檢測反饋元件的維護,27,三、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,指針式：有測量過程,數(shù)字式：直接讀數(shù),相序表—可檢查直流驅(qū)動裝置輸入電流的,相序,雙蹤示波器—檢查信號波形,鉗形電流表—不斷線檢測電流,,,三、診斷常用的儀器儀表及工具 1.儀器儀表,28,三、診斷常用的儀器儀表及工具,脈沖發(fā)生筆與邏輯測試筆,對芯片或功能電路板的輸入注入邏輯電平脈沖，用邏輯測試筆檢測輸出電平，以判別其功能正常與否。,機械故障診斷儀,對機械故障進(jìn)行檢測、分析與診斷。,2. 工具,“+”、“,一,”螺絲刀、鉗子、鑷子、烙鐵等,,,,三、診斷常用的儀器儀表及工具脈沖發(fā)生筆與邏輯測試筆,29,四、診斷用技術(shù)資料,數(shù)控機床生產(chǎn)廠家必須向用戶提供安裝、,使用與維修有關(guān)的技術(shù)資料，主要有：,數(shù)控機床電氣使用說明書,數(shù)控機床電氣原理圖,數(shù)控機床電氣連接圖,數(shù)控機床結(jié)構(gòu)簡圖,數(shù)控機床參數(shù)表,數(shù)控機床,PLC,控制程序,,,四、診斷用技術(shù)資料數(shù)控機床生產(chǎn)廠家必須向用戶提供安裝、,30,四、診斷用技術(shù)資料,數(shù)控系統(tǒng)操作手冊,數(shù)控系統(tǒng)編程手冊,數(shù)控系統(tǒng)安裝與維修手冊,伺服驅(qū)動系統(tǒng)使用說明書,數(shù)控機車的技術(shù)資料對故障分析與診斷,非常重要，必須認(rèn)真仔細(xì)地閱讀，并對照機床實物，做到心中有數(shù)。一旦機床,發(fā)生故障，再進(jìn)行分析的同時查閱資料。,,,,四、診斷用技術(shù)資料數(shù)控系統(tǒng)操作手冊,31,第三節(jié) 故障處理,一、,故障,軟故障—由調(diào)整、參數(shù)設(shè)置或操作不當(dāng)引起（在使用初期發(fā)生較多，不熟悉）,硬故障—由數(shù)控機床（控制、檢測、驅(qū)動、液氣、機械裝置）的硬件失效引起,二、故障處理對策,除非出現(xiàn)影響設(shè)備或人身安全的緊急情況，不要立即切斷機床的電源。應(yīng)保持故障現(xiàn)場。,,,第三節(jié) 故障處理 一、故障,32,,從機床外觀、,CRT,顯示的內(nèi)容、主板,或驅(qū)動裝置報警燈等方面進(jìn)行檢查?？砂?系統(tǒng)復(fù)位鍵，觀察系統(tǒng)的變化，報警是否,消失。如消失，說明是隨機性故障或是由,操作錯誤引起的。,如不能消失，把可能引起該故障的原,因羅列出來，進(jìn)行綜合分析、判斷，必要,時進(jìn)行一些檢測或試驗，達(dá)到確診故障的,目的。,,,,,從機床外觀、CRT顯示的內(nèi)容、主板,33,復(fù)位后，故障不能消失，可從以下幾方面,進(jìn)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,CRT,顯示的內(nèi)容（報警信號和報警號）,驅(qū)動裝置、變頻器等顯示的報警指示,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),,,復(fù)位后，故障不能消失，可從以下幾方面,34,2.檢查加工程序及操作情況,是否為新編制的加工程序,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(jìn)給速度有關(guān),操作者的情況（新手）,3.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.檢查加工程序及操作情況,35,4.檢查環(huán)境狀態(tài),CNC,周圍的溫度狀況,控制柜熱交換器、軸流風(fēng)扇工作情況,系統(tǒng)周圍的振動情況,附近有否高頻干擾源,5.檢查機床狀況,熔絲是否已熔斷,故障前是否修理過機床或設(shè)置過參數(shù),機床是否已調(diào)整好,,,4.檢查環(huán)境狀態(tài),36,在運行過程中是否改變過工作方式,機床是否正處于急停、鎖住狀態(tài),速度倍率開關(guān)是否設(shè)為零,進(jìn)給保持按鈕是否被按下,間隙補償量是否合適,機床各信號電纜有否破損,信號線和電源線是否分開走線,屏蔽線接地是否正確,,,,,在運行過程中是否改變過工作方式,37,第三節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法,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,,,,,第三節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法一、診斷步驟和要求,38,二、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,,,,二、常用故障診斷方法1.直觀法（望聞問切）,39,二、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(jìn)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）,,,,,二、常用故障診斷方法2.CNC系統(tǒng)的自診斷功能,40,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,,,,FANUC 10TE系統(tǒng)的數(shù)控機床，開機,41,二、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,,,,二、常用故障診斷方法3.數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查,42,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—系統(tǒng)與機床、系統(tǒng)與PLC、機床與PLC的輸入/輸出,43,接口檢查,,,接口檢查,44,38,C0H 0 0 1 1 0 0 1 0,,,38C0H 0 0 1 1 0,45,二、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(jìn)行檢查、修改或傳送。,,,,二、常用故障診斷方法參數(shù)檢查,46,二、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?。?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4.報警指示燈顯示故障,47,二、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、常用故障診斷方法六、將功能相同的模板或單元相互交換，系統(tǒng),48,二、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?？捎媒^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、常用故障診斷方法七、敲擊法,49,二、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、常用故障診斷方法九.功能程序測試法,50,二、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(dá)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(jìn)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(jìn)一步檢查是,Y,軸,夾緊裝置出故障。,,,,二、常用故障診斷方法十、隔離法,51,二、常用故障診斷方法,十一、測量比較法,為了檢測方便，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(jìn)行測試，將測試值與正,常值進(jìn)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。,,,二、常用故障診斷方法十一、測量比較法,52,第四節(jié) 電源的維護與保養(yǎng),1.電源的組成：,三相輸入線路、熔斷器、電源開關(guān)、電源,變壓器、控制變壓器、斷路器、各種繼電,器、接觸器等。,2.通過電源配置提供給數(shù)控機床所需要的,各種電源，以滿足不同負(fù)載的要求。,一般有：380,V、220V、200V、24V,以及,5,V,等。,,,,第四節(jié) 電源的維護與保養(yǎng)1.電源的組成：,53,第四節(jié) 電源的維護與保養(yǎng),2.維護保養(yǎng)內(nèi)容,三相電源的電壓值是否正常，有否偏相,所有電氣連接是否良好,各類開關(guān)是否有效,各繼電器、接觸器是否正常工作,檢驗熱繼電器、電弧抑制器等保護器件是否有效,檢查電氣柜防塵濾網(wǎng)、冷卻風(fēng)扇是否正常,,,第四節(jié) 電源的維護與保養(yǎng)2.維護保養(yǎng)內(nèi)容,54,第五節(jié) 數(shù)控機床的抗干擾,一、電磁波干擾,電火花、中、高頻電加熱設(shè)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。（遠(yuǎn)離這些設(shè)備）,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*引起錯誤信息會導(dǎo)致,CPU,停止運行,,,,第五節(jié) 數(shù)控機床的抗干擾一、電磁波干擾,55,第五節(jié) 數(shù)控機床的抗干擾,三、信號傳輸干擾,數(shù)控信號在傳遞過程中受到外界的干擾,串模干擾—干擾電壓疊加在有用信號上，,由絕緣不良、漏電阻及供電線路等引入。,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。裝置的,共模抑制比較高，影響不大。當(dāng)不平衡,時，一部分轉(zhuǎn)為串模。,,,第五節(jié) 數(shù)控機床的抗干擾三、信號傳輸干擾,56,四、抗干擾措施,1.減少供電線路的干擾,數(shù)控機床遠(yuǎn)離具有中、高頻電源的設(shè)備,數(shù)控機床不要和大功率且頻繁起、停的設(shè)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,,,,,,四、抗干擾措施1.減少供電線路的干擾,57,四、抗干擾措施,2.減少機床控制中的干擾,壓敏電阻保護（浪涌吸收器）—可對線路中的瞬變、尖蜂等噪聲進(jìn)行保護,阻容保護—交流接觸器和電機頻繁起停時，因電磁感應(yīng)會在機床電路中產(chǎn)生浪涌或尖蜂，可抑制、吸收干擾噪聲,續(xù)流二極管保護—直流電感元件在斷電時，在線圈著將產(chǎn)生較大的感應(yīng)電動勢并聯(lián)的二極管可減少對控制電路的干擾,,,四、抗干擾措施2.減少機床控制中的干擾,58,,,《數(shù)控機床故障診斷與維修》授課教案課件,59,,,《數(shù)控機床故障診斷與維修》授課教案課件,60,四、抗干擾措施,3.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,4.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。,,,,四、抗干擾措施3.屏蔽技術(shù)（電磁、靜電屏蔽）,61,信號地—用來提供電信號的基準(zhǔn)電壓（0,V）,框架地—是以安全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,接地要可靠（接地電阻應(yīng)小于10歐姆）,接地線要粗（應(yīng)大于電源線的截面積）,,數(shù)控機床的地線系統(tǒng),,,信號地—用來提供電信號的基準(zhǔn)電壓（0V）,62,,,《數(shù)控機床故障診斷與維修》授課教案課件,63,,,《數(shù)控機床故障診斷與維修》授課教案課件,64,第三章 數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)故障診斷,第一節(jié) 數(shù)控機床機械故障診斷方法,第二節(jié) 主軸部件,第三節(jié) 滾珠絲杠螺母副,第四節(jié) 導(dǎo)軌副,第五節(jié) 刀庫及換刀裝置,第六節(jié) 液壓與氣壓傳動系統(tǒng),,,第三章 數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)故障診斷第一節(jié) 數(shù)控機床機械故障,65,第三章 數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)故障診斷,,一、故障與故障診斷,數(shù)控機床在機械結(jié)構(gòu)上和普通機床不,同點在于傳動鏈縮短，傳動部件的精度高，,機械維護的面更廣。主軸、進(jìn)給軸、導(dǎo)軌,和絲杠、刀庫和換刀裝置、液壓和氣動等。,熟悉機械故障的特征，掌握數(shù)控機床,機械故障的診斷的方法和手段。還要注意,數(shù)控機床機電之間的內(nèi)在聯(lián)系。,,,第三章 數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)故障診斷 一、故障與故障診斷,66,第一節(jié) 數(shù)控機床機械故障診斷方法,1. 機械故障的原因,機床在運行過程中，機械零部件受到力、,熱、摩擦以及磨損等諸多因素的作用，使其領(lǐng)部件偏離或喪失原有的功能。,2. 機械故障診斷,機床運行狀態(tài)的識別、運行狀態(tài)的信號獲取、特征參數(shù)的分析，故障性質(zhì)的判斷和故障部位的確定。,,,第一節(jié) 數(shù)控機床機械故障診斷方法1. 機械故障的原因,67,第一節(jié) 數(shù)控機床機械故障診斷方法,二、 機械故障診斷的方法,實用診斷技術(shù)（問、聽、看、聞、摸、查）,振動、噪聲測試(幅值大小、頻率結(jié)構(gòu)）,油液分析（磨粒成分、型貌、數(shù)量）,溫度測試（表面溫度及變化規(guī)律）,超聲、,X,射線探傷（機件內(nèi)部缺陷）,專家診斷系統(tǒng)（專家的經(jīng)驗、數(shù)據(jù)）,,,,第一節(jié) 數(shù)控機床機械故障診斷方法二、 機械故障診斷的方法,68,第一節(jié) 數(shù)控機床機械故障診斷方法,1.實用診斷技術(shù),問—操作者（漸/突發(fā)、故障現(xiàn)象、加工件的情況、傳動系統(tǒng)的運動和動力、潤滑、保養(yǎng)和檢修情況）,看—機床的轉(zhuǎn)速變化、工件的表面粗糙度和振紋、顏色傷痕等明顯癥狀,聽—機床運轉(zhuǎn)聲（強弱、頻率高低等）,聞—潤滑油脂氧化蒸發(fā)油煙氣焦糊氣,,,第一節(jié) 數(shù)控機床機械故障診斷方法1.實用診斷技術(shù),69,第一節(jié) 數(shù)控機床機械故障診斷方法,1.實用診斷技術(shù),觸—用手感來判別機床的故障（溫升、 振動、傷痕和波紋、爬行、松緊）,實用診斷技術(shù)在機械故障的診斷中具有實用簡便、快速有效的特點，但診斷效果的好壞在很大程度上要憑借維修技術(shù)人員的經(jīng)驗，而且有一定的局限性，對一些疑難故障難以奏效。,,,第一節(jié) 數(shù)控機床機械故障診斷方法1.實用診斷技術(shù),70,二、機械故障診斷的方法,,2. 機械振動檢測診斷法,以機床振動作為信息源，在機床運行過程中獲取信號，對信號作各種處理和分析，通過某些特征量的變化來判別有無故障、根據(jù)由以往診斷經(jīng)驗形成的一些判據(jù)來確定故障的性質(zhì)并綜合一些其他依據(jù)來進(jìn)一步確定故障的部位。,具有實用可靠、判斷準(zhǔn)確的特點,,,,二、機械故障診斷的方法 2. 機械振動檢測診斷法,71,2. 機械振動檢測診斷法,診斷過程,1）閱被診斷設(shè)備的技術(shù)資料，分析傳動關(guān)系、計算傳動件的特征值；,2）獲取信號、信號調(diào)理與處理；,3）信號分析、故障判斷（部位、性質(zhì)）。,故障振動信號分類,1）平穩(wěn)性故障信號,2）沖擊性故障信號,,,,2. 機械振動檢測診斷法診斷過程,72,2. 機械振動檢測診斷法,,1）平穩(wěn)性故障信號,—機械結(jié)構(gòu)在正弦,周期性力信號、復(fù)雜周期性力信號和準(zhǔn)周,期性力信號（軸彎曲、偏心、滾子失圓等,漸變性故障）作用下產(chǎn)生的響應(yīng)信號。,特點：響應(yīng)信號的頻率成分與激勵信號,的頻率成分相同。頻譜為有限根譜線，而,且能量集中在故障的特征頻率及其倍頻上。,,,,2. 機械振動檢測診斷法 1）平穩(wěn)性故障信號—機械結(jié)構(gòu)在正,73,,,《數(shù)控機床故障診斷與維修》授課教案課件,74,2. 機械振動檢測診斷法,2）沖擊性故障信號,機械結(jié)構(gòu)在周期性沖擊力作用下的脈沖響,應(yīng)，他與沖擊信號本身有很大的不同。,特點：信號能量短時間釋放，其頻譜為無,窮根譜線，間隔等于脈沖發(fā)生的頻率。能,量集中于基頻。,,,,2. 機械振動檢測診斷法2）沖擊性故障信號,75,2. 機械振動檢測診斷法,信號分析方法,1)時域分析法（直觀）,了解信號的幅值和時間的關(guān)系，確定振動的程度，設(shè)備是否有故障及嚴(yán)重程度。不能確定故障部位（特征量的統(tǒng)計分析、相關(guān)分析等、均值、有效值、均方根值、方差等）。,,,,2. 機械振動檢測診斷法信號分析方法,76,2. 機械振動檢測診斷法,信號分析方法,2)頻域分析法(了解,信號的頻率結(jié)構(gòu)，尋找故障源),幅值譜分析--應(yīng)用傅里葉變換、傅里葉傅里葉積分將時域信號變?yōu)轭l域信號。,功率譜分析--在頻域中對信號能量或功率分布情況的描述。,濾波譜---分析平穩(wěn)性故障信號,解調(diào)譜---分析沖擊性故障信號,,,,2. 機械振動檢測診斷法信號分析方法,77,2. 機械振動檢測診斷法,測試儀器系統(tǒng),,,,2. 機械振動檢測診斷法測試儀器系統(tǒng),78,2. 機械振動檢測診斷法,診斷實例,1）了解設(shè)備的運行狀態(tài)：設(shè)備在運行中有什么異常情況，不同速度檔位有什么區(qū)別。,2）得到設(shè)備的有關(guān)資料：設(shè)備的傳動系統(tǒng)圖、軸承分布圖等技術(shù)資料，并對其進(jìn)行分析。,3）計算傳動鏈和傳動件的特征頻率：計算傳動鏈，計算各傳動件的特征頻率系數(shù),。,,,,2. 機械振動檢測診斷法診斷實例,79,,,《數(shù)控機床故障診斷與維修》授課教案課件,80,對,設(shè)備進(jìn)行診斷測試,1）放置測振、測速傳感器（位置、信號要,求）（一般選振動或噪聲較大的部位）；,2）連接儀器系統(tǒng)；,3）開動被測設(shè)備；,4）調(diào)節(jié)測速電平、顯示主軸轉(zhuǎn)速并記錄；,5）從較高頻段開始測試，逐漸到較低頻段，,并調(diào)節(jié)放大器的增益，使信號處于最佳狀,態(tài)；,6）記錄、打印測試結(jié)果。,,,對設(shè)備進(jìn)行診斷測試,81,傳動鏈,Ⅰ 30/60 Ⅱ 27/30 Ⅲ 27/57 Ⅳ,特征系數(shù),4.69 140. 2.35 63.33 2.1 57． 1.0,特征頻率,3.58 107.4 1.79 48.32 1.61 43.5 0.763,,,故障診斷分析,1）由主軸轉(zhuǎn)頻計算各傳動件的特征頻率；,2）對照計算值和測試結(jié)果，由前述機械故,障診斷知識進(jìn)行分析，判斷故障的部位和,故障性質(zhì)。得出診斷結(jié)果。,,,,傳動鏈 Ⅰ 30/60 Ⅱ 27,82,,,《數(shù)控機床故障診斷與維修》授課教案課件,83,第二節(jié) 主軸部件,主軸部件的性能要求,高回轉(zhuǎn)精度、足夠的功率輸出、剛度、抗振性、溫升以及自動變速、準(zhǔn)停和自動換刀等要求。,主軸部件的結(jié)構(gòu),成組高精度軸承（滾動/靜壓/磁力/陶瓷）及其配置、軸承間隙調(diào)整和潤滑密封以及滿足工件的自動裝夾要求,,,,第二節(jié) 主軸部件主軸部件的性能要求,84,第二節(jié) 主軸部件,主軸的維護特點,1.主軸潤滑,減少摩擦、帶走熱量，（磨損和熱變形）,-,循環(huán)潤滑方式：液壓泵供油強力潤滑和,油脂潤滑,-油氣潤滑方式：定時定量把油霧送進(jìn)軸,承空隙中,-噴注潤滑方式：較大流量的恒溫油噴注,到主軸軸承（大容量恒溫油箱）,,,,第二節(jié) 主軸部件主軸的維護特點,85,第二節(jié) 主軸部件,2.防泄露,,,,第二節(jié) 主軸部件2.防泄露,86,,主軸故障診斷,故障現(xiàn)象　　故障原因,1.主軸發(fā)熱　　軸承損傷或不清潔、軸承油,脂耗盡或油脂過多、軸承間,隙過小,2.主軸強力　　電機與主軸傳動的皮帶過松、,切削停轉(zhuǎn)　　皮帶表面有油、離合器松,3.潤滑油泄漏　潤滑油過量、密封件損傷或,失效、管件損壞,,,主軸故障診斷,87,,主軸故障診斷,故障現(xiàn)象　　故障原因,4.,主軸噪聲　　缺少潤滑、皮帶輪動平衡,（振動） 不佳、帶輪過緊、齒輪磨,損或嚙合間隙過大、軸承,損壞,5.主軸沒有或 油泵轉(zhuǎn)向不正確、油管或,潤滑不足 濾油器堵塞、油壓不足,,,,主軸故障診斷,88,第二節(jié) 主軸部件,主軸故障診斷,故障現(xiàn)象　　故障原因,6.,刀具不能 蝶形彈簧位移量太小、刀,夾緊 具松夾彈簧上螺母松動,7.,刀具夾緊后 刀具松夾彈簧壓合過緊、,不能松開 液壓缸壓力和行程不夠,,,,第二節(jié) 主軸部件主軸故障診斷,89,,,《數(shù)控機床故障診斷與維修》授課教案課件,90,第三節(jié) 滾珠絲杠螺母副,滾珠絲杠螺母副的維護,1.軸向間隙的調(diào)整,保證反向傳動精度和軸向剛度（墊片調(diào)隙式、螺紋調(diào)隙式、齒差調(diào)隙式）,2.支承軸承的定期檢查,定期檢查絲杠支承與床身的連接是否有松動以及軸承是否損壞,,,第三節(jié) 滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠螺母副的維護,91,,,《數(shù)控機床故障診斷與維修》授課教案課件,92,,,《數(shù)控機床故障診斷與維修》授課教案課件,93,第三節(jié) 滾珠絲杠螺母副,滾珠絲杠螺母副的維護,3.滾珠絲杠副的潤滑,潤滑劑（油/脂）可提高耐磨性和傳動效,率（工作前/半年）,4.滾珠絲杠的防護,防止硬質(zhì)灰塵或切屑污物的進(jìn)入，可采用防護罩或防護套管等,,,,第三節(jié) 滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠螺母副的維護,94,滾珠絲杠螺母副的故障診斷,,故障現(xiàn)象　故障原因,1.噪聲大 絲杠,支承軸承損壞或壓蓋壓合,不好、聯(lián)軸器松動、潤滑不良,或絲杠副滾珠有破損,2. 絲杠運動 軸向預(yù)緊太大、絲杠或螺母軸不靈活 線與導(dǎo)軌不平行、絲杠彎曲,,,滾珠絲杠螺母副的故障診斷,95,第四節(jié) 導(dǎo)軌副,導(dǎo)軌副的維護,1.間隙調(diào)整—保證導(dǎo)軌面之間合理的間隙，,小摩擦力大、磨損，大運動失去準(zhǔn)確性和平,穩(wěn)性、失去導(dǎo)向精度）,2.滾動導(dǎo)軌的預(yù)緊—提高剛度、消除間隙,3.導(dǎo)軌的潤滑—降低摩擦系數(shù)、減少磨損、,防止導(dǎo)軌面銹蝕。,潤滑方式：人工加油油杯供油、壓力油潤滑,潤滑油：粘度變化小、潤滑性好、油膜剛度,,,,第四節(jié) 導(dǎo)軌副導(dǎo)軌副的維護,96,第四節(jié) 導(dǎo)軌副,4.導(dǎo)軌的防護,防止切屑、磨?；蚶鋮s液散落在導(dǎo)軌上而,引起磨損、擦傷、和銹蝕，導(dǎo)軌面上應(yīng)有,可靠的防護裝置。常用的有刮板式、卷簾,式和疊層式防護罩。需要經(jīng)常進(jìn)行清理和,保養(yǎng)。,導(dǎo)軌故障診斷,,,第四節(jié) 導(dǎo)軌副4.導(dǎo)軌的防護,97,,,《數(shù)控機床故障診斷與維修》授課教案課件,98,,,《數(shù)控機床故障診斷與維修》授課教案課件,99,,,《數(shù)控機床故障診斷與維修》授課教案課件,100,,,《數(shù)控機床故障診斷與維修》授課教案課件,101,3.導(dǎo)軌故障診斷,,故障現(xiàn)象　故障原因,1.導(dǎo)軌研傷 地基與床身水平有變化使局部,載荷過大、長期短工件加工局,部磨損嚴(yán)重、導(dǎo)軌潤滑不良、,導(dǎo)軌材質(zhì)不佳、刮研不符和要,求、導(dǎo)軌維護不良落入贓物,,,,,3.導(dǎo)軌故障診斷 故障現(xiàn)象　故障原因,102,3.導(dǎo)軌故障診斷,故障現(xiàn)象　故障原因,2.,移動部件 導(dǎo)軌面研傷、導(dǎo)軌壓板研傷、,鑲條與導(dǎo)軌間隙太小,3.,加工面在 導(dǎo)軌直線度超差、工作臺塞,接刀處不平 鐵松動或塞鐵彎度過大、機,床水平度差使導(dǎo)軌發(fā)生彎曲,,,3.導(dǎo)軌故障診斷 故障現(xiàn)象　故障原因,103,第五節(jié) 刀庫及換刀裝置,刀庫與換刀機械手的維護要點,1.,嚴(yán)禁把超重、超長的刀具裝入刀庫，防止,機械手換刀時掉刀或發(fā)生碰撞,2.,不管什么方式選刀時，刀具號要和刀庫上,所需刀具一致,3.,手動方式放往刀庫上裝刀時，要確保裝到,位、裝牢靠。刀座上的鎖緊也要可靠,,,,第五節(jié) 刀庫及換刀裝置刀庫與換刀機械手的維護要點,104,第五節(jié) 刀庫及換刀裝置,刀庫與換刀機械手的維護要點,4.,經(jīng)常檢查刀庫的回零位置是否正確，主軸,回?fù)Q刀點位置到位，及時調(diào)整,5.要保持刀具刀柄和刀套的清潔,6.開機時，應(yīng)先使刀庫和機械手空運行，檢,查各部分工作是否正常（行程開關(guān)、電磁,閥、液壓系統(tǒng)的壓力等）,,,,第五節(jié) 刀庫及換刀裝置刀庫與換刀機械手的維護要點,105,第五節(jié) 刀庫及換刀裝置,刀庫與換刀機械手的故障診斷,,故障主要表現(xiàn)在：刀庫運動故障、定位誤差過大、機械手夾持刀柄不穩(wěn)定和機械手運動誤差過大等,故障現(xiàn)象　 故障原因,1.,刀庫刀套不 刀套上的調(diào)整螺母位置不對,,能卡緊刀具,2.刀庫不能旋轉(zhuǎn) 電機和蝸桿軸聯(lián)軸器松動,,,第五節(jié) 刀庫及換刀裝置刀庫與換刀機械手的故障診斷,106,第五節(jié) 刀庫及換刀裝置,刀庫與換刀機械手的故障診斷,故障現(xiàn)象　 故障原因,3.,刀具從機械 刀具超重、機械手卡緊銷損,手中脫落 壞或沒有彈出來,4.,刀具交換時 換刀時主軸沒有回到換刀點,掉刀,5.,換刀速度過 氣壓太高或太低和節(jié)流閥開,快或過慢 口太大或太小,,,第五節(jié) 刀庫及換刀裝置刀庫與換刀機械手的故障診斷,107,第六節(jié) 液壓與氣壓傳動系統(tǒng),一、液壓傳動系統(tǒng),1.驅(qū)動對象,液壓卡盤,靜壓導(dǎo)軌,液壓撥叉變速液壓液壓缸,主軸箱的液壓平衡,液壓驅(qū)動機械手和主軸上松刀液壓缸等,,,第六節(jié) 液壓與氣壓傳動系統(tǒng) 一、液壓傳動系統(tǒng),108,第六節(jié) 液壓與氣壓傳動系統(tǒng),一、液壓傳動系統(tǒng),2.液壓系統(tǒng)的維護要點,控制油液污染，保持油液清潔（80%故障）,控制液壓系統(tǒng)中油液的溫升（效率、壓力、,速度、動作可靠、泄漏、氧化）,控制液壓系統(tǒng)的泄漏（提高液壓元件零部件的加工精度、元件和管道的安裝質(zhì)量以及提高密封件的質(zhì)量和定期更換。,,,,,第六節(jié) 液壓與氣壓傳動系統(tǒng) 一、液壓傳動系統(tǒng),109,,,《數(shù)控機床故障診斷與維修》授課教案課件,110,第六節(jié) 液壓與氣壓傳動系統(tǒng),,2.液壓系統(tǒng)的維護要點,防止液壓系統(tǒng)振動和噪聲（螺釘松動、管接頭松脫而引起泄漏）,嚴(yán)格執(zhí)行日常點檢制度（液壓故障有隱蔽性、可變性和難于判斷性的特點）,嚴(yán)格執(zhí)行定期緊固、清洗、過濾和更換制度（防止松動、污染、堵塞、磨損等情況的發(fā)生）,,,第六節(jié) 液壓與氣壓傳動系統(tǒng) 2.液壓系統(tǒng)的維護要點,111,第六節(jié) 液壓與氣壓傳動系統(tǒng),3.液壓系統(tǒng)的點檢,元件和管接頭是否有泄漏,液壓泵和液壓馬達(dá)運轉(zhuǎn)時有否異常噪聲,液壓缸移動時是否正常平穩(wěn),液壓系統(tǒng)的各點壓力是否正常和穩(wěn)定,油液的溫度是否在允許范圍內(nèi),電氣控制及換向閥工作是否靈敏可靠,油箱內(nèi)油量是否在標(biāo)線范圍內(nèi),,,第六節(jié) 液壓與氣壓傳動系統(tǒng)3.液壓系統(tǒng)的點檢,112,第六節(jié) 液壓與氣壓傳動系統(tǒng),3.液壓系統(tǒng)的點檢,定期對油箱內(nèi)的油液進(jìn)行檢驗、過濾、更換。,定期檢查和緊固重要部位的螺釘和接頭,定期檢查、更換密封件,定期檢查、清洗或更換濾芯和液壓元件,定期檢查清洗油箱和管道,,,,第六節(jié) 液壓與氣壓傳動系統(tǒng) 3.液壓系統(tǒng)的點檢,113,第六節(jié) 液壓與氣壓傳動系統(tǒng),,二、氣動系統(tǒng),1.驅(qū)動對象,數(shù)控機床主軸錐孔的吹氣和開關(guān)防護門,主軸的松刀,實現(xiàn)機械手的動,例：某加工中心氣動原理圖,,,,第六節(jié) 液壓與氣壓傳動系統(tǒng) 二、氣動系統(tǒng),114,,,《數(shù)控機床故障診斷與維修》授課教案課件,115,第六節(jié) 液壓與氣壓傳動系統(tǒng),二、氣動系統(tǒng),2.氣動系統(tǒng)維護的要點,保證供給潔凈的壓縮空氣（水分、油分、,粉塵）,保證空氣中含有適量的潤滑油（使氣動控制和執(zhí)行元件適度的潤滑）,采用壓縮空氣調(diào)理裝置,,,第六節(jié) 液壓與氣壓傳動系統(tǒng) 二、氣動系統(tǒng),116,,,《數(shù)控機床故障診斷與維修》授課教案課件,117,第六節(jié) 液壓與氣壓傳動系統(tǒng),2.氣動系統(tǒng)維護的要點,保持氣動系統(tǒng)的密封性—漏氣將增加能量的消耗、導(dǎo)致供氣壓力下降甚至氣動元件工作失常，使用儀表或肥皂水撿漏,保證氣動元件中運動零件的靈敏度—使用油霧分離器分離油霧,保證氣動裝置具有合適的工作壓力和運動速度,,,第六節(jié) 液壓與氣壓傳動系統(tǒng) 2.氣動系統(tǒng)維護的要點,118,第六節(jié) 液壓與氣壓傳動系統(tǒng),,3.氣動系統(tǒng)的點檢與定檢,管路系統(tǒng)點檢—主要內(nèi)容是對冷凝水和潤滑油的管理，還要檢查供氣壓力是否正常、有無漏氣等,氣動元件的定檢—主要內(nèi)容是徹底處理系統(tǒng)的漏氣現(xiàn)象（更換密封元件、處理管接頭或聯(lián)接螺釘松動，定期檢查測量儀表、安全閥和壓力繼電器等）,,,,第六節(jié) 液壓與氣壓傳動系統(tǒng) 3.氣動系統(tǒng)的點檢與定檢,119,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷,第一節(jié) 主軸驅(qū)動系統(tǒng),,主軸驅(qū)動系統(tǒng)、故障形式、故障診斷,第二節(jié) 進(jìn)給伺服系統(tǒng),,進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式、故障診斷,第三節(jié) 位置檢測裝置,,檢測裝置的維護、,位置檢測的故障診斷,,,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷第一節(jié) 主軸驅(qū)動系統(tǒng),120,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷,伺服：工作臺（電機）的運動速度和距離完全按,CNC,的指令行動，準(zhǔn)確無誤,摩擦力（切削力、潤滑、溫度和設(shè)備）,控制辦法：三環(huán)結(jié)構(gòu),位置環(huán)（外環(huán)）：輸入信號為,CNC,的指令和位置檢測器反饋的位置信號,速度環(huán)（中環(huán)）：輸入信號為位置環(huán)的輸出和測速發(fā)電機經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)處理信號,,,,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷伺服：工作臺（電機）的運動速度和距,121,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷,電流環(huán)（內(nèi)環(huán)）：輸入信號為速度環(huán)的輸出信號和經(jīng)電流互感器得到的電流信號,在三環(huán)系統(tǒng)中，位置環(huán)的輸出是速度環(huán)的輸入；速度環(huán)的輸出是電流環(huán)的輸入；電流環(huán)的輸出直接控制功率變換單元，這三個環(huán)的反饋信號都是負(fù)反饋,,,,,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷電流環(huán)（內(nèi)環(huán)）：輸入信號為速度環(huán)的,122,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷,第一節(jié) 主軸驅(qū)動系統(tǒng),一般主軸要求：速度大范圍連續(xù)可調(diào)、恒功率范圍寬,伺服主軸要求：有進(jìn)給控制和位置控制,主軸變速形式：電動機帶齒輪換檔（降速、增大傳動比、增大主軸轉(zhuǎn)矩）；電動機通過同步齒帶或皮帶驅(qū)動主軸（恒功率、機械傳動簡單）,,,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷第一節(jié) 主軸驅(qū)動系統(tǒng),123,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷,一、常用主軸驅(qū)動系統(tǒng)介紹,FANUC,公司主軸驅(qū)動系統(tǒng),主要采用交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)，有,S、 H 、P,三個系列（1.5~37 1.5~22 3.7~37,kW）,,主要特點：,1）采用微處理控制技術(shù),2）主回路采用晶體管,PWM,逆變器,3）具有主軸定向控制、數(shù)字和模擬輸入,,,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷一、常用主軸驅(qū)動系統(tǒng)介紹,124,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷,一、常用主軸驅(qū)動系統(tǒng)介紹,SIEMENS,公司主軸驅(qū)動系統(tǒng),直流主軸電動機：有1,GG5、1GF5、1GL5,和1,GH5,四個系列及配套的6,RA24、6RA27,系列驅(qū)動裝置（晶閘管）,交流主軸電動機：有1,PH5,和1,PH6,兩個系列（3~100,kW）,及配套的6,SC650、6SC611A,系列的主軸驅(qū)動模塊,,,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷一、常用主軸驅(qū)動系統(tǒng)介紹,125,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷,二、主軸伺服系統(tǒng)的故障形式及診斷方法,主軸伺服系統(tǒng)發(fā)生故障時，有三種表現(xiàn),形式：,在,CRT,或操作面板上顯示報警內(nèi)容或報警信息,在主軸驅(qū)動裝置上用報警燈或數(shù)碼管顯示故障,無任何故障報警信息,,,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷二、主軸伺服系統(tǒng)的故障形式及診斷方,126,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷,,主軸伺服系統(tǒng)常見故障有：,外界干擾：屏蔽和接地措施不良時，主軸轉(zhuǎn)速或反饋信號受電磁干擾，使主軸驅(qū)動出現(xiàn)隨機和無規(guī)律的波動。判別方法，使主軸轉(zhuǎn)速指令為零再看主軸狀態(tài),過載：切削用量過大，頻繁正、反轉(zhuǎn)等均可引起過載報警。具體表現(xiàn)為電動機過熱、主軸驅(qū)動裝置顯示過電流報警等,,,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷 主軸伺服系統(tǒng)常見故障有：,127,主軸伺服系統(tǒng)常見故障有：,主軸定位抖動,主軸準(zhǔn)停用于刀具交換、精鏜退刀及齒輪換檔等場合，有三種實現(xiàn)形式：,1）機械準(zhǔn)?？刂疲?V,形槽和定位液壓缸）,2）磁性傳感器的電氣準(zhǔn)?？刂?（圖）,3）編碼器型的準(zhǔn)停控制（準(zhǔn)停角度可任意）,上述準(zhǔn)停均要經(jīng)減速，減速或增益等參數(shù)設(shè)置不當(dāng)；限位開關(guān)失靈；磁性傳感器間隙變化或失靈都會引起定位抖動,,,主軸伺服系統(tǒng)常見故障有：,128,磁性傳感器主軸準(zhǔn)停裝置,1.磁性傳感器,2.發(fā)磁體,3.主軸,4.支架,5.主軸箱,,,磁性傳感器主軸準(zhǔn)停裝置1.磁性傳感器,129,,主軸伺服系統(tǒng)常見故障有：,主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給不匹配:當(dāng)進(jìn)行螺紋切削或用每轉(zhuǎn)進(jìn)給指令切削時，會出現(xiàn)停止進(jìn)給、主軸仍然運轉(zhuǎn)的故障。主軸有一個每轉(zhuǎn)一個脈沖的反饋信號，一般為主軸編碼器有問題?？刹?CRT,報警、,I/O,編碼器狀態(tài)或用每分鐘進(jìn)給指令代替,轉(zhuǎn)速偏離指令值：主軸實際轉(zhuǎn)速超過所規(guī)定的范圍時要考慮，電機過載、,CNC,輸出沒有達(dá)到與轉(zhuǎn)速指令對應(yīng)值、測速裝置有故障、主軸驅(qū)動裝置故障,,,,主軸伺服系統(tǒng)常見故障有：,130,,主軸伺服系統(tǒng)常見故障有：,主軸異常噪聲及振動：電氣驅(qū)動（在減速過程中發(fā)生、振動周期與轉(zhuǎn)速無關(guān)）；主軸機械（恒轉(zhuǎn)速自由停車、振動周期與轉(zhuǎn)速有關(guān)）,主軸電動機不轉(zhuǎn)：,CNC,是否有速度信號輸出；使能信號是否接通、,CTR,觀察,I/O,狀態(tài)、分析,PLC,梯形圖以確定主軸的啟動條件（潤滑、冷卻）；主軸驅(qū)動故障；主軸電機故障,,,主軸伺服系統(tǒng)常見故障有：,131,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷,三、主軸直流驅(qū)動的故障診斷,1.控制電路,控制回路采用電流反饋和速度反饋的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，內(nèi)環(huán)是電流環(huán)，外環(huán)是速度環(huán)。,調(diào)速特點是速度環(huán)的輸出是電流環(huán)的輸入，可以根據(jù)速度指令電壓和轉(zhuǎn)速反饋電壓的差值及時控制電動機的轉(zhuǎn)矩。在速度差值大時，轉(zhuǎn)矩大，速度變化快，轉(zhuǎn)速盡快達(dá)到給定值，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近給定值時，轉(zhuǎn)矩自動減小，避免超調(diào),,,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷三、主軸直流驅(qū)動的故障診斷,132,,,《數(shù)控機床故障診斷與維修》授課教案課件,133,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷,三、主軸直流驅(qū)動的故障診斷,2.主電路,數(shù)控機床直流主軸電動機由于功率較大，切要求正、反轉(zhuǎn)及停止迅速，驅(qū)動裝置采用三相橋式反并聯(lián)邏輯無環(huán)流可逆變調(diào)速系統(tǒng)，在制動時，除了縮短制動時間，還能將主軸旋轉(zhuǎn)的機械能轉(zhuǎn)變成電能送回電網(wǎng)。還利用邏輯電路，使一組晶閘管工作時，另一組的觸發(fā)脈沖被封鎖，切斷兩組之間流通的電流,,,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷三、主軸直流驅(qū)動的故障診斷,134,,,《數(shù)控機床故障診斷與維修》授課教案課件,135,,例：某加工中心采用直流主軸電動機、邏輯無,環(huán)可逆調(diào)速系統(tǒng)。當(dāng)用,M03,指令起動時有“咔、咔”,的沖擊聲，電動機換向片上有輕微的火花，起動,后無明顯的異常現(xiàn)象；用,M05,指令使主軸停止時，,換向片上出現(xiàn)強烈的火花，同時伴有“叭、叭”的,放電聲，隨即交流回路的保險絲熔斷。火花的強,烈程度和電動機的轉(zhuǎn)速成正比。但若用急停方式,停止主軸，換向片上沒有任何火花。,分析診斷：急停（電阻能耗制動）；正常停機,（回饋制動）。在任何時候不允許正、反兩組同,時工作，有火花說明逆變電路有故障。,,,例：某加工中心采用直流主軸電動機、邏輯無,136,,例：某加工中心主軸在運轉(zhuǎn)時抖動，主軸箱噪聲,增大，影響加工質(zhì)量。經(jīng)檢查主軸箱和直流主軸電,動機正常，把檢查轉(zhuǎn)到主軸電機的控制系統(tǒng)。,測得的速度指令信號正常，而速度反饋信號出現(xiàn),不應(yīng)有的脈沖信號，問題出在速度檢測元件上，經(jīng),檢查，測速發(fā)電機碳刷完好，但換向器因碳粉堵塞，,而造成一繞組斷路，使測得的反饋信號出現(xiàn)規(guī)律性,的脈沖，導(dǎo)致速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)不平穩(wěn)，使驅(qū)動系,統(tǒng)輸出的電流忽大忽小，從而造成電動機軸的抖動。,用酒精清洗換向器，徹底消除碳粉，即可排除故障,,,例：某加工中心主軸在運轉(zhuǎn)時抖動，主軸箱噪聲,137,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷,四、主軸交流驅(qū)動的故障診斷,（一）6,SC650,系列主軸交流驅(qū)動系統(tǒng),1.驅(qū)動裝置的組成（原理圖）,,,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷四、主軸交流驅(qū)動的故障診斷,138,,1.驅(qū)動裝置的組成（主軸驅(qū)動系統(tǒng)）,,,1.驅(qū)動裝置的組成（主軸驅(qū)動系統(tǒng)）,139,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷,2.故障診斷,故障代碼 當(dāng)交流主軸驅(qū)動變頻器在運行中發(fā)生故障，,變頻器面板,上的數(shù)碼管會以代碼的形式提示故障的類型。,輔助診斷 除故障代碼外，在控制和,I/O,模塊,還有測試插座，作為輔助診斷的手段通過測試，可進(jìn)一步判斷變頻器是否缺相以及過電流等故障,,,第四章 伺服系統(tǒng)故障診斷2.故障診斷,140,變頻器的操作和顯示面板,,,變頻器的操作和顯示面板,141,I/O,模塊上的測試插座,,1 —接線端子,2 —,I/O,模塊,3 —電流測試插孔,測電機相電流,測直流回路電流,測電機總電流,,,I/O 模塊上的測試插座,142,6,SC650,系列變頻器部分代碼表,故障代碼 故障名稱 故障原因,,F11,轉(zhuǎn)速控制開環(huán) 1 編碼器電纜未接好；,無實際轉(zhuǎn)速值,……,;,4 電機缺相工作；等,,F12,過電流 1 變頻器有短路故障,,……,;,5 轉(zhuǎn)矩設(shè)定值過高；等,,F14,電動機過熱 1 電動機過載,2 電動機電流過大；等,,,6SC650 系列變頻器部分代碼表故障代碼 故障名稱,143,,（二）主軸,通用變頻器,,,（二）主軸,144,第二節(jié) 進(jìn)給伺服系統(tǒng),任務(wù) 完成,CNC,對各坐標(biāo)軸的位置控制,組成 進(jìn)給驅(qū)動、位置檢測及機械傳動裝置,工作過程 程序指令經(jīng)插補運算得位置指令,同時將檢測到的實際位置信號反饋數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)成半或閉環(huán)控制系統(tǒng)，是外環(huán)為位置環(huán)內(nèi)環(huán)為速度環(huán)的控制系統(tǒng),位置檢測 光柵、光電編碼器、感應(yīng)同步器、,旋轉(zhuǎn)變壓器和磁柵等,速度監(jiān)測 測速發(fā)電機和光電編碼器等,,,,第二節(jié) 進(jìn)給伺服系統(tǒng)任務(wù) 完成CNC對各坐標(biāo)軸的位置控制,145,第二節(jié) 進(jìn)給伺服系統(tǒng),一、常見進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng),1.直流進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng),FANUC,公司直流進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng),小慣量,L、,中慣量,M,系列直流伺服電動機,采用,PWM,速度控制單元,大慣量,H,系列直流伺服電動機，采用晶閘,管速度控制單元,均有過速、過流、過載等多種保護功能,,,第二節(jié) 進(jìn)給伺服系統(tǒng)一、常見進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng),146,第二節(jié) 進(jìn)給伺服系統(tǒng),一、常見進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng),1.直流進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng),SIEMENS,公司直流進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng),1,HU,系列多種規(guī)格的永磁式直流伺服電動機，與電機配套的速度控制單元有6,RA20（,晶體管,PWM,控制）和6,RA26（,晶閘管控制）兩個系列。也均有過速、過流、過載等多種保護功能,,,,第二節(jié) 進(jìn)給伺服系統(tǒng)一、常見進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng),147,第二節(jié) 進(jìn)給伺服系統(tǒng),一、常見進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng),2.交流進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng),FANUC,公司交流進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng),驅(qū)動裝置：晶體管,PWM,控制的,?系列交流驅(qū)動單元,電動機：,S、L、SP,和,T,系列永磁式三相交流同步電動機,,,,第二節(jié) 進(jìn)給伺服系統(tǒng)一、常見進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng),148,第二節(jié) 進(jìn)給伺服系統(tǒng),SIEMENS,公司交流進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng),驅(qū)動裝置：晶體管,PWM,控制的6,SC610,和6,SC611A,系列交流進(jìn)給驅(qū)動模塊，還有用于數(shù)字伺服驅(qū)動的611,D,系列,電動機：1,FT5,和1,