數(shù)控機床典型故障分析與維修論文

1、職業(yè)技術學院自動化學院畢業(yè)論文數(shù)控機床典型故障分析與維修專業(yè) _班級 _姓名 _學號 _時間 _目錄摘要 3abstract 3正文一.數(shù)控機床的簡介4二.數(shù)控機床的維護4三. 數(shù)控機床故障診斷及處理的基本原則4四. 數(shù)控機床機械結構故障分析與維修5五. 數(shù)控機床電氣系統(tǒng)故障與分析7六. 直流伺服系統(tǒng)的故障診斷(分析)與維修8七. 可編程控制器模塊的故障診斷與維修9致謝10參考文獻11數(shù)機床典型故障分析與維修自動化學院 級數(shù)控班 摘要 數(shù)控機床是一種技術含量很高的自動化機床，它集機、電、儀于一體，綜合的了計算機技術、自動化技術、伺服驅動、精密測量和精密機械等各個領域的新技術成果。隨著數(shù)控車床、

2、數(shù)控機床、加工中心等數(shù)控加工產品用量的劇增，培養(yǎng)一大批能夠熟練掌握現(xiàn)代數(shù)控機床編程、操作和維修的應用型人才的日益迫切。不同的數(shù)控機床其數(shù)控系統(tǒng)雖然在結構和性能上有所區(qū)別，但在故障診斷分析上卻有一定的共性，正是在此基礎上對數(shù)控機床典型故障進行維修。本設計共計五部分內容，包括數(shù)控機床簡單介紹，數(shù)控機床出現(xiàn)機械結構故障、電氣系統(tǒng)故障、伺服系統(tǒng)故障、可編程控制器模塊故障時的現(xiàn)象描述，故障可能產生原因的理論分析。故障診斷與維修是本設計的重點。cnc machine tools is a high level of technology automation machine, which combines

3、 mechanical, electrical, instrument into one, integrated computer technology, automation technology, servo-driven, precision measurement and precision machinery, and other fields of new technological achievements. with cnc lathes, cnc machine tools, cnc machining centers, and other dramatic increase

4、 in the amount of processed products, and train a large number able to skillfully master modern cnc machine tool programming, operation and maintenance of the application-type talent increasingly urgent. different nc machine cnc system although its structure and performance are different, but in the

5、 analysis of fault diagnosis has some similarities and it is on this basis, the typical cnc machine tool fault repair. the design part of a total of five, including a brief introduction of cnc machine tools, cnc machine tools in mechanical fault structure, electrical system failures, servo system fa

6、ilures, programmable controller module describes the phenomenon of failure, the fault could cause the theoretical analysis. fault diagnosis and repair is the focus of this design.故障分析 故障維修本設計是為了能夠讓維修人員更加快速準確的查出機械故障原因并排除機械故障而進行論文寫作的。當前,高度發(fā)達的制造業(yè)和先進的制造技術已經成為衡量一個國家綜合經濟實力和技術水平的重要標志之一,成為一個國家在激烈的國際市場上獲勝的關鍵

7、因素.如今,中國已成為制造業(yè)大國,但還不是制造業(yè)強國我們要從制造業(yè)大國走向制造業(yè)強國,必須大力發(fā)展以數(shù)控技術為主的先進制造技術,提高計算機輔助設計與制造(cad/cam)的技術水一、數(shù)控機床簡介數(shù)控機床是一種典型的機電一體化產品，能實現(xiàn)機械加工的高速度，高精度和高自動化，代表了機床的發(fā)展方向。數(shù)控機床是一個裝有程序控制系統(tǒng)的機床，其主要組成部分有機床本體，數(shù)控裝置和伺服系統(tǒng)三部分。 二、數(shù)控機床的維護21 使用數(shù)控機床的要求使用數(shù)控機床時必須滿足以下幾點要求。1)對使用人員的要求 一名合格的數(shù)控機床操作人員必須具有相關的機、電、液專業(yè)知識，要有熟練的操作技巧，快速理解程序的能力；還應具有對一般

8、性故障的判斷與處理技能。2)數(shù)控機床對環(huán)境的要求 數(shù)控機床的安裝位置應遠離振源，避免陽光直射和熱輻射，要遠離潮濕和氣流的影響。3)對電源的要求 數(shù)控機床對電源電壓有較高要求，電源電壓波動必須在允許范圍內(一般為電壓額定值的85 110 o6)，并保持相對穩(wěn)定。4)嚴格按機床說明書規(guī)定使用機床 使用數(shù)控機床時，不允許隨意改變制造廠設定的控制系統(tǒng)參數(shù)，不允許隨意提高液壓系統(tǒng)的壓力及更換機床附件等。22 對機床數(shù)控系統(tǒng)的維護，除按說明書規(guī)定執(zhí)行外，還應注意以下幾個方面。1)嚴格遵守操作規(guī)程和日常維護制度。2)確保數(shù)控柜電氣柜的散熱系統(tǒng)正常工作。3)定期檢查和更換伺服電機的電刷。4)定期更換系統(tǒng)后備電

9、池。5)盡量少開數(shù)控柜和強電柜門。6)長期閑置的系統(tǒng)應定時給系統(tǒng)通電，定時進行空運行。三、數(shù)控機床故障診斷及處理的基本原則 數(shù)控機床的大部分故障都以綜合故障形式出現(xiàn)，判斷與處理原則如下。31 調查故障現(xiàn)場機床故障發(fā)生后，維修人員首先要向操作者了解機床在什么情況下出現(xiàn)故障，故障現(xiàn)象如何，操作者采取了什么措施。再仔細觀察數(shù)控裝置的工作寄存沖工作寄存器中尚存的工作內容，了解已執(zhí)行的程序內容及自診斷顯示的報警內容，然后按數(shù)控系統(tǒng)的復位鍵，觀察系統(tǒng)經清除復位后故障報警是否消失，如果消失，多屬于軟件故障，否則是硬件故障。對于非破壞性故障，有條件時可再現(xiàn)故障，觀察現(xiàn)象，以驗證分析是否正確。32 分析可能造成

10、故障的因素數(shù)控機床出現(xiàn)的同一故障現(xiàn)象，其原因是多種多樣的，有可能是由于機械、電氣及控制系統(tǒng)等造成的。要準確地判斷故障出現(xiàn)的環(huán)節(jié)和造成故障的原因，必須羅列所有相關的因素。例如，行程開關工作不正常時，其影響因素可能有以下幾個方面：1)機械運動不到位，開關未壓下；2)機械結構不合理，開關松動或擋塊太短；3)開關自身質量有問題；4)開關選型不當；5)防護措施不好，開關內進了雜物，使動作失常。33 確定產生故障的原因由于造成故障的因素很多，因此維修人員必須利用該機床的技術檔案，憑借現(xiàn)場操作經驗、判斷能力和掌握的機、電、液等綜合專業(yè)技術知識，通過必要的測試手段，最后判別可能產生故障的原因，最后通過必要的試

11、驗，逐一尋找、確定故障源。四、數(shù)控機床機械結構故障分析與維修4.1機械結構故障分析的方法4.1.1數(shù)控機床機械故障分析的方法可以分為簡易診斷法和精密診斷法兩種。4.1.2數(shù)控機床機械故障的診斷方法數(shù)控機床機械故障診斷方法如下表診斷方法原理及特征應用簡易診斷法聽、摸、看、問、嗅借用簡單工具、儀器,如百分表、水準儀、光學儀等檢測;通過人的感官,直接觀察形貌、聲音、溫度、顏色和氣味的變化,根據經驗來診斷需要有豐富的實踐經驗精密診斷法溫度檢測接觸型：采用溫度計、熱電偶、測量貼片、熱敏涂料直接接觸軸承、電動機、齒輪箱等裝置的表面進類型行測量非接觸型：采用先進的紅外測溫儀、紅外熱像儀、紅外掃描儀等遙測不宜

12、接近的物體具有快速、正確、方便的特點用于機床運行中發(fā)熱異常的檢測震動測試通過安裝在機床某些特征點上的傳感器，利用震動計巡回檢測，檢測機床上特定測量處的總振級大小，如位移、速度、加速度和幅頻特性等，對故障進行預測和檢測振動和噪聲是應用最多的診斷信息首先是強度測定，確認有異常時，再作定量分析噪聲檢測用噪聲測量計、聲波計對機床齒輪、軸承在運行中的噪聲信號頻譜的變化規(guī)律進行深入分析，識別和判別齒輪、軸承磨損失效故障狀態(tài)4.2主運動系統(tǒng)的故障分析與維修4.2.1主軸常見故障及其診斷分析以下為主軸常見故障及其與維修方法故障現(xiàn)象故障原因排除方法切削震動大主軸箱和床身連接螺釘松動恢復精度后禁錮連接螺釘軸承預緊

13、力不夠,游隙過大重新調整軸承游隙.但預緊力不宜過大,以免損壞軸承.軸承預緊螺母松動,使主軸竄動禁錮禁固螺母,確保主軸精度合格軸承拉毛或損壞更換軸承主軸與箱體超差修理主軸或箱體,使其配合精度,位置精度達到要求齒輪和軸承損壞主軸箱和床身連接螺釘松動 恢復精度后變擋機構損壞或固定擋銷脫落修復或更換零件軸承預緊力過大或無潤滑重新調整預緊力,并使之潤滑充足主軸箱噪聲大待添加的隱藏文字內容3主動部件平衡不好重做動平衡齒輪嚙合間隙不均衡或嚴重損傷調整間隙或更換齒輪軸承損壞或傳動軸彎曲修復或更換軸承,校直傳動軸傳動帶長度不一或過松調整或更換傳動帶不能新舊混用齒輪精度差更換齒輪潤滑不良調整潤滑油量,保持主軸箱的

14、清潔度主軸無變速變擋信號是否輸出維修人員檢查處理壓力是否足夠檢測并調整工作壓力變擋液壓缸研損或卡死修毛刺和研傷,清潔后重裝變擋液壓缸撥叉脫落修復或更換4.3進給系統(tǒng)的故障診斷(分析)與維修數(shù)控機床進給系統(tǒng)的任務是實現(xiàn)執(zhí)行機構（刀架工作臺等）的運動.4.3.1滾珠絲杠螺母副的常見故障及其診斷維修滾珠絲杠螺母副的常見故障及其診斷維修見下表所示故障現(xiàn)象故障原因排除方法加工工件粗糙度值高行導軌的潤滑油不足,致使溜板滑加潤滑油,排除潤滑故障滾珠絲杠有局部拉毛或研磨更換或修理絲杠絲杠軸承損壞,運動不平穩(wěn)更換損壞的軸承伺服電動機未調整好,增益過大伺服電動機未調整好,增益過大滾珠絲杠在運轉中轉距過大二滑板配合

15、壓板過緊或研傷重新調整或修嚴板，用0.04mm塞尺塞不進去為合格絲杠研磨更換伺服電動機與滾珠絲杠連接不同軸調整同軸度并禁錮連接座無潤滑油調整潤滑油路超程開關失靈造成機械故障檢查故障并排除超程開關失靈造成機械故障檢查故障并排除絲杠螺母潤滑不良分油器不分油檢查定量分油器油管堵塞清除污物使油管暢通滾珠絲杠副噪聲滾珠絲杠軸承蓋壓合不良調整壓蓋,使其壓緊軸承滾珠絲杠潤滑不良檢查分油器和油路,使?jié)櫥统渥銤L珠產生破損更換滾珠電動機與絲杠聯(lián)軸器產生松動擰緊聯(lián)軸器鎖緊螺釘五、 數(shù)控機床電氣系統(tǒng)故障與分析5.1接觸器常見故障現(xiàn)象及診斷(分析)接觸器常見故障及診斷如下:象故障現(xiàn)故障原因電源電壓機械電磁鐵主觸頭負載

16、效應操作使用彈簧機構勵磁線圈鐵心主觸點不閉合過低銹住粘連、恢復彈簧變硬鐵心機械銹住或卡住斷線、線圈額頂電壓高與電源電壓鐵心極面有油污、塵埃或氣隙太大線圈斷電而鐵心不釋放恢復彈簧損壞失效機構松動、脫落或位移工作氣隙減小導致剩磁增大使用壽命過長主觸頭不釋放回路電壓過低觸頭彈簧壓力小熔焊、燒結、金屬顆粒凸起負載側短路頻率過高或長期過載電磁鐵噪聲大過底觸頭彈簧壓力過大鐵心機械銹住或卡住接線點接觸不良鐵心短路環(huán)斷裂電磨損、接觸不良主觸頭不釋放過高，過底匝間短路操作頻率過高5.2熱繼電器常見故障現(xiàn)象及診斷(分析)5.2.1熱繼電器對于熱繼電器,產生不動作與誤動作的原因可從控制輸入、機構與參數(shù)、負載效應等幾

17、方面來分析.如電機已嚴重過載,則熱繼電器不動作的原因如下.(1) 電機的額定電流選擇得太大,造成受載電流過大.(2) 整定電流調節(jié)太大,造成動作滯后.(3) 動作機構卡死,導板脫出.六、直流伺服系統(tǒng)的故障診斷(分析)與維修6.1主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修6.1.1直流電動機伺服系統(tǒng)的故障診斷(分析)直流電動機伺服系統(tǒng)故障診斷如下表所示:直流主軸伺服系統(tǒng)的故障現(xiàn)象發(fā)生故障的可能原因主軸不轉印刷線路板太臟觸發(fā)電路脈沖電路故障,沒有脈沖發(fā)生主軸電動機動力先斷線或與主軸控制單元連接不良高/低擋齒輪切換用的離合器切換不良機床負載太大機床未給出主軸旋轉信號電動機轉速異常或轉速不穩(wěn)定測速發(fā)電機斷線速度指令錯

18、誤過負載印刷電路板故障電流極限設定錯誤同步脈沖紊亂過流報警主軸電動機電樞線圈內部短路負荷太大電流零信號沒有輸出主軸被制動速度偏差太大印刷電路板不良（led1不亮)電動機不良測速發(fā)電機不良(led2燈亮)熔絲熔斷輸入電源反相(led3燈亮)led4燈亮,表示過載由于外加電壓過高或干擾引起勵磁電流太大勵磁控制回路不動作熱繼電器跳閘 晶閘管整流部分太臟,造成絕緣能力降低電動機過熱減速極限電路調整不良過電壓吸收器燒壞電流反饋回路不良運轉終止6.2進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修6.2.1直流伺服電動機的故障診斷與維修直流電動機的常見故障及其診斷如下.（1）伺服電動機不轉當機床開機后,cnc工作正常,但伺服電

19、動機不轉.從電動機本身以及相關部分來說,可能有以下幾方面的原因。電樞線斷線或接觸不良。電動機永磁體脫落。制動器不良或制動器未接通電造成的制動器未松開。（2）伺服電動機過熱伺服電動機過熱的原因如下。電動機負載過大。由于切削液和電刷灰引起換向器絕緣不正常或內部短路。由于電樞電流大于磁鋼去磁最大允許電流，造成磁鋼發(fā)生去磁。（3）低速加工時工件表面有大的鎮(zhèn)紋造成低速加工時工件表面振紋的原因教多，包括刀具、切削參數(shù)、機床等方面的原因，應予以綜合分析，從電動機方面看有以下原因。電動機的永磁體被局部去磁。測速發(fā)電機性能下降。（4）伺服電動機機噪聲大造成直流伺服電動機噪聲大的原因主要有以下原因。換向器接觸面粗

20、糙或換向器損壞。電動機軸向間隙太大。切削液等進入電刷槽中，引起換向器的局部振動。七.可編程控制器模塊的故障診斷與維修7.1 plc概述7.1.1plc的特點(1)可靠性高,適用于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境(2)編程簡單,易于掌握(3)控制程序可變,具有很好的柔性(4)直接帶負載能力強(5)接口簡單,維護方便7.1.2 plc的分類(1)按結構形式劃分按結構形式分為整體式和模塊式兩種. (2)按控制規(guī)模分根據plc輸入、輸出口的個數(shù)plc可分為超小型、小型、中型及大型機類型.超小型機,其i/o點數(shù)在64以內,內存容量在256-1000b之間;小型機, 其i/o點數(shù)在64-256之間,內存容量在1-3.6kb之間;中型機, 其i/o點數(shù)在256-2048之間,內存容量在3.6-13kb;大型機, 其i/o點數(shù)在2048以上,內存容量在13kb以上.7.1.3 plc的主要功能(1)順序控制功能.(2)運動控制功能.(3)過程控制功能.(4)數(shù)據控制功能.(5)通信聯(lián)網功能.7.2