2023年数控车床的典型故障分析和维护维修分析.doc

山东科技大学继续教育学院 山东科技大学继续教育学院 毕业论文 数控车床的典型故障分析与维护维修分析 院 〔系〕 山东科技大学继续教育学院 专 业 矿山机电 年 级 2023级 学生姓名 周晴 指导教师 张纪良 二○一一年十月十九号 ：电子技术的开展以及国内数控装置的开展使得数控装置的价格走低,特别是经济型数控车系统的价格已经是到达了它的最低点。经济型数控车床在中国的机械加工行业中得到了迅速普及,使得我国机械加工水平无论在加工质量方面还是在加工效率方面也得到了迅速提高。但是随着机床使用时间的延长,数控机床会出现这样或那样的故障,本文就以经济型数控机床的常见故障为例,谈了一些解决的方法。 关键词：数控车床 故障检查法 典型故障维修维护 Abstract: The development of electronic technology and the domestic development of numerical control device NC device makes the price lower, in particular economic system, the price of NC already reached its lowest point. Economical CNC lathe machining industry in China has been rapidly in popularity, so the level of machining quality in terms of processing or in processing efficiency has also been rising rapidly. But as time machine tool, CNC machine tools will be the fault one way or another, this type of CNC machine tools to the economic common faults, for example, talked about some solutions. Keywords: CNC lathe failure test for fault repair and maintenance of typical. 目 录 一、数控机床 1 1. 数控加工的概念 1 2. 数控机床的特点 1 3. 数控机床使用中应注意的事项 2 二、故障检查方法 3 １．直观法 3 ２．自诊断功能法 4 ３．功能程序测试法 4 ４．交换法 4 ５．转移法 5 ６．参数检查法 5 ７．测量比拟法 5 ８．敲击法 6 ９．局部升温 6 三、典型故障 7 1、换刀装置故障 7 2、稳压电源故障 7 3、伺服系统故障 8 总 结 11 致 谢 12 参考文献 13 14 一、数控机床 1. 数控加工的概念 首先，要知道数控机床一般的故障出现在什么地方或者是如何去解决问题，我们就必须得熟练的了解数控机床的工作原理及特点等相关的一些知识！这样我们才能在遇到这些问题的时候得心应手。数控机床的工作原理就是将加工过程所需的各种操作〔如主轴变速、工件的松开与夹紧、进刀与退刀、开车与停车、自动关停冷却液〕和步骤以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示，通过控制介质〔如穿孔纸带或磁盘等〕将数字信息送入数控装置，数控装置对输入的信息进行处理与运算，发出各种控制信号，控制机床的伺服系统或其他驱动元件，使机床自动加工出所需要的工件。所以，数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。数控加工一般包括以下几个内容： (1) 对图纸进行分析，确定需要数控加工的局部； (2) 利用图形软件对需要数控加工的局部造型； (3) 根据加工条件，选择适宜的加工参数，生成加工轨迹〔包括粗加工、半精加工、精加工轨迹〕； (4) 轨迹的仿真检验； (5) 生成G代码； (6) 传给机床加工。 2. 数控机床的特点 (1) 具有高度柔性 在数控机床上加工零件，主要取决于加工程序，它与普通机床不同，不必制造、更换许多工具、夹具，不需要经常调整机床。因此，数控机床适用于零件频繁更换的场合。也就是适合单件、小批生产及新产品的开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备的费用。 (2) 加工精度高 数控机床的加工精度，一般可到达0.005～0.1mm，数控机床是按数字信号形式控制的，数控装置每输出一个脉冲信号，那么机床移动部件移动一个脉冲当量〔一般为0.001mm〕，而且机床进给传动链的反向间隙与丝杠螺距平均误差可由数控装置进行补偿，因此，数控机床定位精度比拟高。 (3) 加工质量稳定、可靠 加工同一批零件，在同一机床，在相同加工条件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀轨迹完全相同，零件的一致性好，质量稳定。 (4) 生产率高 数控机床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间，数控机床的主轴转速和进给量的范围大，允许机床进行大切削量的强力切削，数控机床目前正进入高速加工时代，数控机床移动部件的快速移动和定位及高速切削加工，减少了半成品的工序间周转时间，提高了生产效率。 (5) 改善劳动条件 数控机床加工前经调整好后，输入程序并启动，机床就能自动连续的进行加工，直至加工结束。操作者主要是程序的输入、编辑、装卸零件、刀具准备、加工状态的观测，零件的检验等工作，劳动强度极大降低，机床操作者的劳动趋于智力型工作。另外，机床一般是封闭式加工，即清洁，又安全。 (6) 利于生产管理现代化 数控机床的加工，可预先精确估计加工时间，所使用的刀具、夹具可进行标准化、现代化管理。数控机床使用数字信号与标准代码为控制信息，易于实现加工信息的标准化，目前已与计算机辅助设计与制造〔CAD/CAM〕有机地结合起来，是现代集成制造技术的根底。 3. 数控机床使用中应注意的事项 使用数控机床之前，应仔细阅读机床使用说明书以及其他有关资料，以便正确操作使用机床，并注意以下几点： (1) 机床操作、维修人员必须是掌握相应机床专业知识的专业人员或经过技术培训的人员，且必须按安全操作规程及安全操作规定操作机床； (2) 非专业人员不得翻开电柜门，翻开电柜门前必须确认已经关掉了机床总电源开关。只有专业维修人员才允许翻开电柜门，进行通电检修； (3) 除一些供用户使用并可以改动的参数外，其它系统参数、主轴参数、伺服参数等，用户不能私自修改，否那么将给操作者带来设备、工件、人身等伤害； (4) 修改参数后，进行第一次加工时，机床在不装刀具和工件的情况下用机床锁住、单程序段等方式进行试运行，确认机床正常后再使用机床； (5) 机床的PLC程序是机床制造商按机床需要设计的，不需要修改。不正确的修改，操作机床可能造成机床的损坏，甚至伤害操作者； (6) 建议机床连续运行最多24小时，如果连续运行时间太长会影响电气系统和局部机械器件的寿命，从而会影响机床的精度； (7) 机床全部连接器、接头等，不允许带电拔、插操作，否那么将引起严重的后果。 二、故障检查方法 诊断方法 简易诊断技术：问、看、听、摸、嗅 精密诊断技术：温度监测、振动监测、噪声监测、油液分析、裂纹监测 １．直观法 　　这是一种最根本的方法。维修人员通过对故障发生时的各种光、声、味等异常现象的观察以及认真观察系统的每一处，往往可将故障范围缩小到一个模块或一块印刷线路板。这要求维修人员具有丰富的实际经验，要有多学科的较宽的知识和综合判断的能力。 ２．自诊断功能法 　　现代的数控系统虽然尚未到达智能化很高的程度，但已经具备了较强的自诊断功能。能随时监视数控系统的硬件和软件的工作状况。一旦发现异常，立即在CRT上报警信息或用发光二极管批示出故障的大致起因。利用自诊断功能，也能显示出系统与主机之间接口信号的状态，从而判断出故障发生在机械局部还是数控系统局部，并批示出故障的大致部位。这个方法是当前维修时最有效的一种方法。 ３．功能程序测试法 　　所谓功能程序测试法就是将数控系统的常用功能和特殊功能，如直线定位、圆弧插补、螺纹切削、固定循环、用户宏程序等用手工编程或自动编程方法，编制成一个功能程序测试纸带，通过纸带阅读机送入数控系统中，然后启动数控系统使之进行运行，藉以检查机床执行这些功能的准确性和可靠性，进而判断出故障发生的可能起因。本方法对于长期闲置的数控机床第一次开机时的检查以及机床加工造成废品但又无报警的情况下，一时难以确定是编程错误或是操作错误，还是机床故障时的判断是一较好的方法。 ４．交换法 　　这是一种简单易行的方法，也是现场判断时最常用的方法之一。所谓交换法就是在分析出故障大致起因的情况下，维修人员可以利用备用的印刷线路板、模板，集成电路芯片或元器件替换有疑点的局部，从而把故障范围缩小到印刷线路板或芯片一级。它实际上也是在验证分析的正确性。 　　在备板交换之前，应仔细检查备板是否完好，并应检查备板的状态应与原板状态完全一致。这包括检查板上的选择开关，短路棒的设定位置以及电位器的位置。在置换CNC装置的存储器板时，往往还需要对系统作存储器的初始化操作〔如日本FANUC公司的FS—6系统用的磁泡存储器就需要进行这项工作〕，重新设定各种数控数据，否那么系统仍将不能正常地工作。又如更换FANUC公司的7系统的存储器板之后，需重新输入参数，并对存储器区进行分配操作。缺少了后一步，一旦零件程序输入，将产生60号报警〔存储器容量不够〕。有的CNC系统在更换了主板之后，带需进行一些特定的操作。如FNUC公司在FS—10系统，必须按一定的操作步骤，先输入9000～9031号选择参数，然后才能输入0000号至8010号的系统参数和PC参数。总之，一定要严格地按照有关系统的操作、维修说明书的要求进行操作。 ５．转移法 　　所谓转移法就是将CNC系统中具有相同功能的二块印刷线路板、模块、集成电路芯片或元器件互相交换，观察故障现象是否随之转移。藉此，可迅速确定系统的故障部位。这个方法实际上就是交换法的一种。因此，有关本卷须知同交换法所述。 ６．参数检查法 　　众所周知，数控参数能直接影响数控机床的功能。参数 通常是存放在磁泡存储器或存放在需由电池保持的CMOS RAM中，一旦电池缺乏或由于外界的某种干扰等因素，会使个别参数丧失或变化，发生混乱，使机床无法正常工作。此时，通过核对、修正参数，就能将故障排除。当机床长期闲置工作时无缘无故地出现不正常现象或有故障而无报警时，就应根据故障特征，检查和校对有关参数。 　　另外，经过长期运行的数控机床，由于其机械传动部件磨损，电气无件性能变化等原因，也需对其有关参数进行调整。有些机床的故障往往就是由于未及时修改某些不适应的参数所致。当然这些故障都是属于故障的范畴。 ７．测量比拟法 　　CNC系统生产厂在设计印刷线路板时，为了调整、维修的便利，在印刷线路板上设计了多个检测用端子。用户也可利用这些端子比拟测量正常的印刷线路板和有故障的印刷线路板之间的差异。可以检测这些测量端子的电压或波形，分析故障的起因及故障的所在位置。甚至，有时还可对正常的印刷线路人为地制造“故障〞，如断开连线或短路，拨去组件等，以判断真实故障的起因。为此，维修人员应在平时积累印刷线路板上关键部位或易出故