機械數控機床原理第08章工程課件

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1、第第8章章 數控機床的維護數控機床的維護8.1 數控機床的維護概述數控機床的維護概述8.2 故障診斷的方法故障診斷的方法 8.3 數控機床機械故障診斷數控機床機械故障診斷 8.4 控制系統(tǒng)故障診斷控制系統(tǒng)故障診斷8.5 伺服系統(tǒng)故障診斷伺服系統(tǒng)故障診斷8.1 數控機床的維護概述數控機床的維護概述 延長元器件的壽命和零部件的磨損周延長元器件的壽命和零部件的磨損周期，預防各種故障，提高數控機床的平均期，預防各種故障，提高數控機床的平均無故障工作時間和使用壽命無故障工作時間和使用壽命。8.1.1 數控機床使用中應注意的問題數控機床使用中應注意的問題1數控機床的使用環(huán)境數控機床的使用環(huán)境 對對于于數數

2、控控機機床床最最好好使使其其置置于于有有恒恒溫溫的的環(huán)環(huán)境境和和遠遠離離震震動動較較大大的的設設備備（如如沖沖床床）和和有有電磁干擾的設備。電磁干擾的設備。2電源要求電源要求3數控機床應有操作規(guī)程數控機床應有操作規(guī)程 進進行行定定期期的的維維護護、保保養(yǎng)養(yǎng)，出出現(xiàn)現(xiàn)故故障障注注意意記錄保護現(xiàn)場等。記錄保護現(xiàn)場等。4數控機床不宜長期封存數控機床不宜長期封存5注注意意培培訓訓和和配配備備操操作作人人員員、維維修人員及編程人員修人員及編程人員8.1.2 數控系統(tǒng)的維護數控系統(tǒng)的維護1嚴格遵守操作規(guī)程和日常維護制度嚴格遵守操作規(guī)程和日常維護制度2防止灰塵進入數控裝置內防止灰塵進入數控裝置內 漂浮的灰塵

3、和金屬粉末容易引起元器漂浮的灰塵和金屬粉末容易引起元器件間絕緣電阻下降，從而出現(xiàn)故障甚至損件間絕緣電阻下降，從而出現(xiàn)故障甚至損壞元器件。壞元器件。3定時清掃數控柜的散熱通風系統(tǒng)定時清掃數控柜的散熱通風系統(tǒng)4經常監(jiān)視數控系統(tǒng)的電網電壓經常監(jiān)視數控系統(tǒng)的電網電壓 電網電壓范圍在額定值的電網電壓范圍在額定值的85110。5定期更換存儲器用電池定期更換存儲器用電池6數控系統(tǒng)長期不用時的維護數控系統(tǒng)長期不用時的維護 經常給數控系統(tǒng)通電或使數控機床運經常給數控系統(tǒng)通電或使數控機床運行溫機程序。行溫機程序。7備用電路板的維護備用電路板的維護8.1.3 機械部件的維護機械部件的維護1刀庫及換刀機械手的維護刀庫

4、及換刀機械手的維護 用用手手動動方方式式往往刀刀庫庫上上裝裝刀刀時時，要要保保證裝到位，檢查刀座上的鎖緊是否可靠；證裝到位，檢查刀座上的鎖緊是否可靠；嚴嚴禁禁把把超超重重、超超長長的的刀刀具具裝裝入入刀刀庫庫，防防止止機機械械手手換換刀刀時時掉掉刀刀或或刀刀具具與與工工件件、夾夾具等發(fā)生碰撞；具等發(fā)生碰撞；采用順序選刀方式須注意刀具放置采用順序選刀方式須注意刀具放置在刀庫上的順序是否正確。其他選刀方式在刀庫上的順序是否正確。其他選刀方式也要注意所換刀具號是否與所需刀具一致，也要注意所換刀具號是否與所需刀具一致，防止換錯刀具導致事故發(fā)生；防止換錯刀具導致事故發(fā)生；注意保持刀具刀柄和刀套的清潔；注

5、意保持刀具刀柄和刀套的清潔；經常檢查刀庫的回零位置是否正確，經常檢查刀庫的回零位置是否正確，檢查機床主軸回換刀點位置是否到位，并檢查機床主軸回換刀點位置是否到位，并及時調整，否則不能完成換刀動作；及時調整，否則不能完成換刀動作；開機時，應先使刀庫和機械手空運開機時，應先使刀庫和機械手空運行，檢查各部分工作是否正常，特別是各行，檢查各部分工作是否正常，特別是各行程開關和電磁閥能否正常動作。行程開關和電磁閥能否正常動作。2滾珠絲杠副的維護滾珠絲杠副的維護 定定期期檢檢查查、調調整整絲絲杠杠螺螺母母副副的的軸軸向向間隙，保證反向傳動精度和軸向剛度；間隙，保證反向傳動精度和軸向剛度；定定期期檢檢查查絲

6、絲杠杠支支撐撐與與床床身身的的連連接接是是否否松松動動以以及及支支撐撐軸軸承承是是否否損損壞壞。如如有有以以上上問題要及時緊固松動部位，更換支撐軸承；問題要及時緊固松動部位，更換支撐軸承；采采用用潤潤滑滑脂脂的的滾滾珠珠絲絲杠杠，每每半半年年清清洗洗一一次次絲絲杠杠上上的的舊舊油油脂脂，更更換換新新油油脂脂。用用潤潤滑滑油油潤潤滑滑的的滾滾珠珠絲絲杠杠，每每天天機機床床工工作作前前加油一次；加油一次；注注意意避避免免硬硬質質灰灰塵塵或或切切屑屑進進入入絲絲杠杠防防護護罩罩和和工工作作過過程程中中碰碰擊擊防防護護罩罩，防防護護裝裝置一有損壞要及時更換。置一有損壞要及時更換。3主傳動鏈的維護主傳動

7、鏈的維護 定期調整主軸驅動帶的松緊程度；定期調整主軸驅動帶的松緊程度；防止各種雜質進入油箱。每年更換防止各種雜質進入油箱。每年更換一次潤滑油；一次潤滑油；保持主軸與刀柄連接部位的清潔。保持主軸與刀柄連接部位的清潔。需及時調整液壓缸和活塞的位移量；需及時調整液壓缸和活塞的位移量；要及時調整配重。要及時調整配重。4液壓系統(tǒng)維護液壓系統(tǒng)維護 定期過濾或更換油液；定期過濾或更換油液；控制液壓系統(tǒng)中油液的溫度；控制液壓系統(tǒng)中油液的溫度；防止液壓系統(tǒng)泄漏；防止液壓系統(tǒng)泄漏；定期檢查清洗油箱和管路；定期檢查清洗油箱和管路；執(zhí)行日常點檢查制度。執(zhí)行日常點檢查制度。5氣動系統(tǒng)維護氣動系統(tǒng)維護 清除壓縮空氣的雜質

8、和水分；清除壓縮空氣的雜質和水分；檢查系統(tǒng)中油霧器的供油量；檢查系統(tǒng)中油霧器的供油量；保持系統(tǒng)的密封性；保持系統(tǒng)的密封性；注意調節(jié)工作壓力；注意調節(jié)工作壓力；清洗或更換氣動元件、濾芯；清洗或更換氣動元件、濾芯；8.2 故障診斷的方法故障診斷的方法 8.2.1 故障分類故障分類1有報警顯示的故障有報警顯示的故障（1）硬件報警顯示的故障）硬件報警顯示的故障（2）軟件報警顯示的故障）軟件報警顯示的故障2無報警顯示的故障無報警顯示的故障8.2.2 檢測故障的原則檢測故障的原則檢測排除故障時應掌握以下一些原則。檢測排除故障時應掌握以下一些原則。1先外部后內部先外部后內部2先機械后電氣先機械后電氣3先靜后

9、動先靜后動4先公用后專用先公用后專用5先簡單后復雜先簡單后復雜6先一般后特殊先一般后特殊8.2.3 故障診斷一般步驟故障診斷一般步驟1調查現(xiàn)場，充分掌握信息調查現(xiàn)場，充分掌握信息2分析故障原因分析故障原因 采用歸納法和演繹法。采用歸納法和演繹法。歸納法是從故障原因出發(fā)搜索其功能歸納法是從故障原因出發(fā)搜索其功能聯(lián)系，調查原因對結果的影響。聯(lián)系，調查原因對結果的影響。演繹法是從所發(fā)生的故障現(xiàn)象出發(fā)，演繹法是從所發(fā)生的故障現(xiàn)象出發(fā)，對故障原因進行分割式分析的方法。對故障原因進行分割式分析的方法。分析故障原因時應注意以下幾點：分析故障原因時應注意以下幾點：充分調查現(xiàn)場；充分調查現(xiàn)場；思路要開闊；思路要

10、開闊；預預測測故故障障原原因因并并擬擬訂訂檢檢查查內內容容、步步驟和方法；驟和方法；8.2.4 常用的故障診斷技術常用的故障診斷技術1開機自診斷 數控系統(tǒng)通電后，自診斷軟件對系統(tǒng)中最關鍵的硬件和控制軟件診斷。2運行自診斷 數控系統(tǒng)正常工作時，內部診斷程序，對系統(tǒng)本身、PLC、位置伺服單元與數控裝置相連的其他外部裝置進行測試、檢查。3脫機診斷脫機診斷 停止加工和停機檢查，這就叫脫機診斷。停止加工和停機檢查，這就叫脫機診斷。8.2.5 故障診斷方法故障診斷方法1觀察檢測法觀察檢測法2升溫降溫法升溫降溫法3敲擊法敲擊法4對比法對比法5原理分析法原理分析法8.3 數控機床機械故障診斷數控機床機械故障診

11、斷 簡易診斷技術簡易診斷技術 精密診斷技術精密診斷技術 利用先進測試手段進行精確的定量檢測分析利用先進測試手段進行精確的定量檢測分析。8.3.1 數控機床機械故障診斷方法數控機床機械故障診斷方法8.3.2 典型機械部件的故障診斷方法典型機械部件的故障診斷方法1主軸部件主軸部件2滾珠絲杠副滾珠絲杠副3刀架、刀庫及換刀裝置刀架、刀庫及換刀裝置8.4 控制系統(tǒng)故障診斷控制系統(tǒng)故障診斷1電池報警故障電池報警故障2鍵盤故障鍵盤故障3熔絲故障熔絲故障4刀位參數的更換刀位參數的更換5控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的“NOT READY”（沒準備好）故障（沒準備好）故障6機床參數的修改機床參數的修改8.5 伺服系統(tǒng)故障診

12、斷伺服系統(tǒng)故障診斷8.5.1 常見伺服系統(tǒng)故障及診斷常見伺服系統(tǒng)故障及診斷1伺服超差伺服超差 所所謂謂伺伺服服超超差差，即即機機床床的的實實際際進進給給值值與與指指令令值值之之差差超超過過限限定定的的允允許許值值。對對此此類類問問題應做如下檢查：題應做如下檢查：檢查數控系統(tǒng)設置的允許伺服偏差是檢查數控系統(tǒng)設置的允許伺服偏差是否太小；否太小；檢查檢查CNC控制系統(tǒng)與驅動放大模塊之控制系統(tǒng)與驅動放大模塊之間，間，CNC控制系統(tǒng)與位置檢測之間，驅動放控制系統(tǒng)與位置檢測之間，驅動放大器與伺服電機的連線是否正確、可靠；大器與伺服電機的連線是否正確、可靠；檢查位置檢測器的信號及相關的檢查位置檢測器的信號及

13、相關的D/A轉換電路是否有問題；轉換電路是否有問題；檢查驅動放大器輸出電壓是否有問檢查驅動放大器輸出電壓是否有問題，若有問題，應予以修理或更換；題，若有問題，應予以修理或更換；檢查電動機軸與傳動機械間是否配檢查電動機軸與傳動機械間是否配合良好，是否有松動或間隙存在；合良好，是否有松動或間隙存在；檢查位置增益是否符合要求。若不檢查位置增益是否符合要求。若不符合要求，對有關的電位器應予以調整。符合要求，對有關的電位器應予以調整。2機床停止時，有關進給軸振動機床停止時，有關進給軸振動 檢查高頻脈沖信號，觀察其波形及檢查高頻脈沖信號，觀察其波形及波幅，若不符合要求應調節(jié)有關電位器；波幅，若不符合要求應

14、調節(jié)有關電位器；檢查伺服放大器速度環(huán)的補償功能。檢查伺服放大器速度環(huán)的補償功能。若不合適，應調節(jié)補償用電位器；若不合適，應調節(jié)補償用電位器；檢查位置檢測用編碼盤的軸、聯(lián)軸檢查位置檢測用編碼盤的軸、聯(lián)軸節(jié)、齒輪系是否嚙合良好了，有無松動現(xiàn)節(jié)、齒輪系是否嚙合良好了，有無松動現(xiàn)象，若有問題應予以修復；象，若有問題應予以修復；3機床運行時聲音不好，有擺動現(xiàn)象機床運行時聲音不好，有擺動現(xiàn)象 先檢查測速電機換向器表面是否光先檢查測速電機換向器表面是否光滑、清潔，電刷與換向器是否接觸良好，滑、清潔，電刷與換向器是否接觸良好，因為問題往往多出現(xiàn)在這里，若有問題應因為問題往往多出現(xiàn)在這里，若有問題應及時進行清理

15、或修整；及時進行清理或修整；檢查伺服放大部分速度環(huán)節(jié)的功能，檢查伺服放大部分速度環(huán)節(jié)的功能，若不合適應予以調整；若不合適應予以調整；檢查伺服放大器位置環(huán)增益，若有檢查伺服放大器位置環(huán)增益，若有問題應調節(jié)有關電位器；問題應調節(jié)有關電位器；檢查位置檢測器與聯(lián)軸節(jié)間的裝配檢查位置檢測器與聯(lián)軸節(jié)間的裝配是否松動；是否松動；檢查由位置檢測器來的反饋信號的檢查由位置檢測器來的反饋信號的波形波形D/A轉換后的波形幅度。若有問題，轉換后的波形幅度。若有問題，應進行修理或更換。應進行修理或更換。4飛車現(xiàn)象（即通常所說的失控）飛車現(xiàn)象（即通常所說的失控）位置傳感器或速度傳感器的信號反相，位置傳感器或速度傳感器的信

16、號反相，或者電樞線接反了，即整個系統(tǒng)不是負反饋或者電樞線接反了，即整個系統(tǒng)不是負反饋而變成正反饋了；而變成正反饋了；速度指令給的不正確；速度指令給的不正確；位置傳感器或速度傳感器的反饋信號沒位置傳感器或速度傳感器的反饋信號沒有接或者是有接線斷開情況；有接或者是有接線斷開情況；CNC控制系統(tǒng)或伺服控制板有邏輯故障；控制系統(tǒng)或伺服控制板有邏輯故障；電源板有故障而引起的邏輯混亂。電源板有故障而引起的邏輯混亂。5所有的軸均不運動所有的軸均不運動 用戶保護性操作，如急停按鈕、制用戶保護性操作，如急停按鈕、制動裝置等沒有釋放，或有關運動的相應開動裝置等沒有釋放，或有關運動的相應開關不正確；關不正確；主電源

17、熔絲熔斷；主電源熔絲熔斷；由于過載保護用斷路器動作或監(jiān)控由于過載保護用斷路器動作或監(jiān)控用繼電器的觸點未接觸好，呈常開狀態(tài)而用繼電器的觸點未接觸好，呈常開狀態(tài)而使伺服放大部分信號沒有發(fā)出。使伺服放大部分信號沒有發(fā)出。6電動機過熱電動機過熱 滑板運行時其摩擦力或阻力太大；滑板運行時其摩擦力或阻力太大；熱保護繼電器脫扣，電流設定錯誤；熱保護繼電器脫扣，電流設定錯誤；勵磁電流太低或永磁式電機失磁時，勵磁電流太低或永磁式電機失磁時，為獲得所需力矩也可引起電樞電流增高而為獲得所需力矩也可引起電樞電流增高而使電動機發(fā)熱；使電動機發(fā)熱；切削條件惡劣，刀具反做用力太大切削條件惡劣，刀具反做用力太大引起電動機電流

18、增高；引起電動機電流增高；運動夾緊、制動裝置沒有充分釋放，運動夾緊、制動裝置沒有充分釋放，使電動機過載；使電動機過載；由于齒輪傳動系統(tǒng)的損壞或傳感器由于齒輪傳動系統(tǒng)的損壞或傳感器有問題，所產生的噪聲進入伺服系統(tǒng)而引有問題，所產生的噪聲進入伺服系統(tǒng)而引發(fā)的周期性噪聲，可使電機過熱；發(fā)的周期性噪聲，可使電機過熱；電動機本身內部匝間短路而引起的電動機本身內部匝間短路而引起的過熱；過熱；有風扇冷卻的電動機，若風扇損壞，有風扇冷卻的電動機，若風扇損壞，也可使電動機過熱。也可使電動機過熱。7機床定位精度不準機床定位精度不準 首先檢查測速發(fā)電機換向器的表面光首先檢查測速發(fā)電機換向器的表面光滑狀況以及電刷的磨

19、合狀況，若有問題，應滑狀況以及電刷的磨合狀況，若有問題，應修整或更換；修整或更換；檢測高頻脈沖波形的波幅、頻率及波檢測高頻脈沖波形的波幅、頻率及波形是否符合要求，若不合適應予以調整；形是否符合要求，若不合適應予以調整；檢查切削條件是否合理，刀刃是否損檢查切削條件是否合理，刀刃是否損壞，若有問題需改變加工狀態(tài)或更換刀具；壞，若有問題需改變加工狀態(tài)或更換刀具；檢查機械傳動部分反向間隙，若不檢查機械傳動部分反向間隙，若不合適應調整或進行軟件上的反向間隙補償；合適應調整或進行軟件上的反向間隙補償；檢查位置檢測信號的振幅是否合適，檢查位置檢測信號的振幅是否合適，并進行必要調整；并進行必要調整；檢查機床的振動狀況，如機床水平檢查機床的振動狀況，如機床水平狀態(tài)是否符合要求，機床地基是否有振動，狀態(tài)是否符合要求，機床地基是否有振動，主軸旋轉時機床是否振動。主軸旋轉時機床是否振動。8.5.2 主軸伺服系統(tǒng)的故障及診斷主軸伺服系統(tǒng)的故障及診斷8.5.3 進給伺服系統(tǒng)故障及診斷進給伺服系統(tǒng)故障及診斷 可在可在CRT上顯示出其故障信息、代碼；上顯示出其故障信息、代碼；利用伺服單元板上發(fā)光二極管顯示的故障；利用伺服單元板上發(fā)光二極管顯示的故障；沒有任何報警指示的故障。沒有任何報警指示的故障。