数控机床常见故障检测与排除方法.doc

合 肥 通 用 职 业 技 术 学 院毕 业 设 计 论 文题 目： 数控机床常见故障检测与排除方法 系 别： 机 械 工 程 系 专 业： 机 械 制 造 与 自 动 化 学 制： 三 年 姓 名： 某 某 学 号： 123123 指导教师： 张 文 群 二零一四年五月十日指导教师评语及成绩：指导教师： 2014年 月 日摘要数控机床技术集机械制造技术、控制技术、伺服驱动、精密测量、数据通信等各项技术于一体，是机加工领域中典型的机电一体化技术。由于数控机床能按程序自动加工零件，无须使用复杂和专用的工模夹具，能比较好地解决中小批量、多品种和复杂零件的自动化加工，生产率高，加工零件一致性好，质量稳定，便于产品的更新换代，同时具有柔性、高精、高速的特点。因而在机械制造业中的应用越来越广泛。但是，数控机床在使用过程中，不可避免地会出现一些故障而影响生产，因此，数控机床的故障诊断与维修是数控机床在使用过程中的重要组成部分，是数控机床长期可靠运行的重要保障。本文主要研究数控机床故障分析及消除措施的相关内容。从数控机床故障诊断的基础内容淡起，介绍数控机床故障规律，故障诊断的一般步骤及方法。接着讲述数控机床的常见放障，包括机械故障、伺服系统故障、PLC等电气故障。最后通过实例具体介绍数控机床故障产生后分析处理的过程。从而得知，数控机床维修是一门复杂的技术，要熟悉数控机床的各个部分，理论加实践，提高工作效率。关键词：数控机床；故障检测；故障排除；排除方法目录摘要I目录II第1章 引言1第2章 数控机床常见故障检测22.1数控机床的故障规律22.1.1 早期故障期22.1.2 偶发故障期22.1.3 耗损故障期32.2数控机床故障检测的一般步骤32.3数控机床的常用检修方法4第3章 数控机床常见故障诊断与维修83.1数控机床机械结构故障诊断与维修8 3.2常见伺服系统故障及诊断9 3.3数控机床PLC故障诊断的方法9第4章 数控机床常见故障诊断及维修实例11 4.1主轴出现噪声的故障维修11 4.2丝杠窜动引起的故障维修11 4.3刀架、刀库、换刀装置的故障维修 12 总结14参考文献15致谢16第1章 引言 随着制造业信息化的不断深入，我国各机械制进企业纷纷采用数控机床作为现代化生产设备，实现高效自动化生产。生产过程中，如果维修部到位，数控机床出现故障，轻则影响设备的利用率，重则生产瘫痪，贻误产品生产周期，企业信誉受损。因此，掌握一定的数控机床故障排除方法，便可迅速、准确地找出数控机床的故障点，排除数控机床的故障，实现优质、高效生产。 数控技术是现代机械制造工业的重要技术装备，也是先进制造技术的基础技术装备。随着电子技术的不断发展，数控机床在我国的应用越来越广泛，但由于数控机床系统极其复杂，又因大部分具有技术专利，不提供关键的图样和资料，所以数控机床的维修成为了一个难题。论文将涉及数控机床简单介绍、故障现象描述或给出典型实例、故障的成因的分析和论证、故障诊断过程及消除故障的措施等内容。本论文将参考相关资料，根据自己的实际工作经验进行编写，力求为广大数控机床维修者提供可借鉴的经验。 数控机床是机、电、液(气)、光等技术的结晶，所以在诊断中应紧紧抓住微电子系统与机、电、液(气)、光等装置的交换点，这些节点足信息传输的焦点，对数控机床的故障诊断会大有帮助，可以很快初步判断故障发生的区段，如故障可能是在CNC系统、PLC、MT及液压等系统的哪一侧，以缩小检查范围。 故障部位一旦找到，但手头却无可更换的备件，可用移植借用办法作为应急措施来解决。例如某一组件坏了(如与非门或触发器等)但损坏的往往只是组件的某一路，其他几部分还是好的。而在印刷线路板的设计中，又往往只是用了组件中的某一部分，没有全部用满。此时，可将没有使用的剩余部分取出做为应急用。具体的做法是，切断已损坏部分的插脚包括输入和输出脚)，然后用区线将信写输入、输出线引至剩余的组件插脚上即可。从而使数控机床尽快地恢复工作。第2章 数控机床常见故障的分类数控机床是机、电、液一体化的技术密集和知识密集的自动化设备，其故障发生的原因比较复杂，根据数控机床的故障起因、故障性质、发生部位以及有无报警等可对数控机床常见故障作如下分类：2.1按故障起因分类按故障起因的相关性可分为非关联性故障和关联性故障。非关联性故障与系统本身无关，是由于运输、安装等原因造成的；而关联性故障又可分为系统故障和随机故障，系统故障是指机床或数控系统部分在一定条件下必然出现的故障，是一种可重演的故障；随机故障是指偶然出现的故障，是由于机械结构和局部松动、系统控制软件不完善、硬件工作特性曲线下降、电气元器件品质因数降低等原因造成的，这类故障在同样条件下只偶然出现一两次。2.2 按故障有无诊断显示分类 按故障有无诊断显示可分为有诊断显示故障和无诊断显示故障。有诊断显示的故障一般都与控制部分有关，较易排除；无诊断显示的故障，维修人员只能根据出现故障前后的情况来分析判断，所以排除故障的难度较大。2.3按故障发生的性质分类按故障发生的性质可分为破坏性故障和非破坏性故障。破坏性故障是指由于伺服系统失控造成“飞车”、短路烧保险等故障，只能根据操作者提供的情况进行维修，难度较大且有一定的风险，在维修和排除这种故障时不允许故障重复出现；非破坏性故障可以经过多次试验、重演故障来分析故障的原因，排除较易。2.4按故障发生部位分类按故障发生部位可分为电气故障和机械故障。电气故障一般发生在系统装置、伺服驱动单元和机床电气等控制部位，一般是由于电气元器件品质因数下降、元器件焊接松动、接插件接触不良或损坏等因素引起；机械故障一般发生在机械运动部位，是指机械部分在安装、调试、润滑、冷却、排屑、液压、气动、使用和维护操作不当而引起的机械传动故障及导轨运动摩擦过大等故障，主要表现为主轴停转、噪声大、产生切削振动、刀架不转、加工精度不稳定等特征。第3章 数控机床故障诊断的一般方法在数控机床出现故障时，操作人员应及时采取措施，停止系统运行，保护好现场，先进行故障检测，随之对故障判定及隔离，分离出故障的部位或模块，最后对故障进行定位。具体方法有：3. 1直观法直观法是利用人的手、眼、耳、鼻等感觉器官查找故障的原因，缩小故障的检查范围，往往将故障范围缩小到一个模块或一块印制电路板，从而对故障进行定位，这是最简单、最基本的故障诊断方法。 3.2自诊断功能现代的数控系统已经具备了较强的自诊断功能，能随时监视数控系统硬件和软件的工作情况，根据报警号或数码管、指示灯，确定故障原因和部位，这个方法是当前维修时最有效的方法。 3.3参数检查数控机床的参数设置是否合理直接关系到机床能否正常工作，在有些情况下，通过对参数的检查或修改，可以判断故障所在。3.4替换法利用备用模块或电路板替换有故障疑点的模块或电路板，观察故障转移的情况，这是一种简单易行的方法，也是现场判断时常用的方法之一。3.5测量法利用各种检测仪器，对故障疑点进行电流、电压和波形测量，将测量值与正常值进行比较，分析故障所在的位置。3.6原理分析法根据C N C系统的组成原理，可从逻辑上分析各点的逻辑电平和特征参数，然后用万用表、逻辑笔、示波器或逻辑分析仪进行测量、分析和比较，从而对故障定位。第4章 数控机床常见故障诊断及维修实例4. 1主轴出现噪声的故障维修 故障现象:主轴噪声较大，主轴无载荷情况下，负载表指示超过40%。 分析诊断:首先检查主轴参数设定，包括放大器型号f、电动机型号及伺服增益等，在确认无议后，则将检查垂点放在机械侧。发现主轴轴承损坏，经更换轴承后，在脱开机械侧的情况下检查主轴电动机旋转情况，发现负载表指示已正常但仍有噪声。随后，将主轴参数00号设定为1,即让主轴驱动系统开环运行，结果噪声消失，说明速度检测元件有问题。经检杳发现安装不正，调整位置之后再运行主轴电动机，噪声消失，机床能正常工作。4.2丝杠窜动引起的故障维修 故障现象：TH6380卧式加工中心，启动液压后，手动运行Y轴时，液压自动中断，CRT显示报警，驱动失效，其他各轴正常。 分析诊断:该故障涉及电气、机械、液压等部分，任一环节有问题均可导致驱动失效，因此检查的顺序如下：伺服驱功装置一电动机及测量器件电动机与丝杠连接部分液压平衡装置开口螺母和滚珠丝轴承其他机械部分。检查驱动装置外部接线及内部元件的状态良好，电动机与测量系统正常。拆下Y轴液压抱闸后情况同前，将电动机与丝杠的同步转动带脱离，手摇Y轴丝杠，发现丝杠上下窜动。拆开滚珠丝杠上轴承座正常。 拆开浓珠丝杠下轴承座后发现轴向推力轴承的紧固螺母松动，导致滚珠丝杠上下窜动。 由于滚珠丝杠上下窜功，造成伺服电动机转动带动丝杠空转约一圈。在数控系统中，当NC指令发出后.测量系统应有反馈信号，若间隙的距离超过了数控系统所规定的范围，即电功机空走若干个脉冲后光栅尺无仟何反馈信号，则数控系统必报警，导致驱动失效，机床不能运行。拧好紧固螺母，滚珠丝杠不再窜动，则故障排除。4.3刀架、刀库、换刀装置的故障维修 故障现象:某加工中心采用凸轮机械于换刀。换刀过程中，动作l中断，发出2035号报警，显示机械手伸出故障。 分析诊断:根据报警内容，机机床是因为无法执行下一步“从主轴和刀库拔出刀具”，而使换刀过程中断并报警。 机械手未能伸出完成从主轴和刀库中拔刀动作，产生故障的原因可能能有:“松刀”感应开失灵。在换刀过程中，各动作的完成信号均由感应开关发出，只有上一动作完成后才能进行下一功作。第三步为“主轴松刀”，如果感应开关未发信号，则机械手“拔刀”就不会动作。检查两感应开关，信号正常。“松刀”电磁阀失灵。主轴的“松刀”，是由电磁阀接通液压缸来完成的。如电磁阀失灵，则液压缸末进油，刀具就“松”不了。检查主轴的“松刀”电磁阀，动作均正常。“松刀 "液压缸因液压系统压力不够或漏油而不功作，或行程不到位。检查刀库松刀液压缸，动作正常。行程到位;打开主轴稍后罩 ,检查主轴压缸发现已到达松刀位置，油压也正常，液压缸无漏油现象。主轴系统不松刀的原因可能有以下几点:刀具尾部拉钉的长度不够，致使液压缸虽已运动到位，而仍未将刀具顶松拉杆尾部空心螺钉位置起了变化，使液压缸行程满足不了“松刀”的要求顶杆出了问题，已变形或磨损弹簧卡头出故障 ,不能张开处理方法:拆下“松刀”液压缸,检查发现这一故障系制造装配时，螺钉的伸出量调的太小，故“松刀”液压缸行程到位，而刀具在主轴锥孔中 “压出”不够，刀具无法取出。调整空心螺钉的“伸长量”，保证在主轴“松刀”液压缸行程到位后.刀柄在主轴锥孔中的压出量为0.4mm。经以上调整后，故障可排除。总结 本文从数控机床故障的产生论述到数并机床故障的解决。可以清楚地知道数控机床是技术含金量很高的设备，在使用过程中要严格遵照使用要求。设备出现问题后，要及时冷静地进行故障诊断，寻找合适的方法解决问题。机床修理人员要注重实践，在实践中不断提高自己的水平。要多问、多阅读、多观察、多思考、多实践、多讨论交流、多总结。只有当自身的水平捉高了，数控机床的修理过程才能更迅速，才能更好地提高工作效率，多创效益。数控机床的故障现象是各种各样的，故障的原因也是多种因素的综合。对于机床操作及维修人员，可以根据不同的故障现象，同时选用几个方法灵活应用、综合分析，逐步缩小故障范围，较快地排除故障，以充分发挥数控机床的效益。 参考文献1 陈志雄.数控机床与数控编程技术M, 2005,(3)2 孙健东.数控机床加工技术,2005,(12 )3 蒋洪平.数控设备故障诊断与维修M,2006,(8)4 严峻.数控机床常见故障决速处理86问,2009,(4)4 王润孝，秦现生.机床数控原理与系统,1997,(6)致谢感谢张老师在我写论文前后给予的帮助，督促我把论文及时完成，内心的激动实在难以表达。在此祝老师身体健康，工作顺利！