數(shù)控銑床主運動調(diào)試與維修

1、張家界航空工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計題目：數(shù)控銑床主運動調(diào)試與維修系 別： 數(shù)控工程系 專 業(yè)：數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師： 摘 要電子技術(shù)的發(fā)展以及國內(nèi)數(shù)控裝置的發(fā)展使得數(shù)控裝置的價格走低,特別是經(jīng)濟型數(shù)控車系統(tǒng)的價格已經(jīng)是到達了它的最低點。經(jīng)濟型數(shù)控車床在中國的機械加工行業(yè)中得到了迅速普及,使得我國機械加工水平無論在加工質(zhì)量方面還是在加工效率方面也得到了迅速提高。但是隨著機床使用時間的延長,數(shù)控機床會出現(xiàn)這樣或那樣的故障,本文就以經(jīng)濟型數(shù)控機床的常見故障為例,談了一些解決的辦法。【關(guān)鍵詞】數(shù)控車床 霍爾開關(guān) 繼電器 伺服驅(qū)目 錄前言1故障1.1換刀裝置故障 （5） 1.2

2、穩(wěn)壓電源故障 （6）1.3系統(tǒng)程序鎖故障 （7）1.4結(jié)束語 （7）2診斷2.1數(shù)控機床的故障診斷技術(shù) （8）2.1.1數(shù)控系統(tǒng)自診斷 （8）2.1.2在線診斷和離線 （8）2.2數(shù)控機床故障的實用診斷方法 （8）2.2.1診斷常用的儀器、儀表及工具萬用表-可測電阻、交、直流電壓、電流（8）2.2.2診斷技術(shù)資料 （8）2.2.3故障處理 （9）2.2.4數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法 （9）2.2.5故障診斷應(yīng)遵循的原則 （10）2.3數(shù)控機床故障的類型與特點 （10）3維護3.1、主傳動鏈的維護 （12）3.2刀庫及換刀裝置的維護 （12）3.3液壓系統(tǒng)的維護 （13）全文總結(jié)（14） 致謝（15）

3、參考文獻 （16）淺談數(shù)控機床故障診斷與維護換刀裝置故障數(shù)控車換刀一般的過程是:換刀電機接到換刀信號后,通過蝸輪蝸桿減速帶動刀架旋轉(zhuǎn),由霍爾元件發(fā)出刀位信號,數(shù)控系統(tǒng)再利用這個信號與目標(biāo)值進行比較以判斷刀具是否到位。刀換到位后,電機反轉(zhuǎn)縮緊刀架。在我維修數(shù)控車的過程中遇到了以下幾個故障現(xiàn)象 1.1.1一臺四刀位數(shù)控車床,發(fā)生一號刀位找不到,其它刀位能正常換刀的故障現(xiàn)象 故障分析:由于只有一號刀找不到刀位,可以排除機械傳動方面的問題,確定就是電氣方面的故障。可能是該刀位的霍爾元件及其周圍線路出現(xiàn)問題,導(dǎo)致該刀位信號不能輸送給PLC。對照電路圖利用萬用表檢查后發(fā)現(xiàn):1號刀位霍爾元件的24V供電正常

4、,GND線路為正常,T1信號線正常。因此可以斷定是霍爾元件損壞導(dǎo)致該刀位信號不能發(fā)出。 解決辦法:更換新的霍爾元件后故障排除,一號刀正常找到。 1.1.2一臺六刀位數(shù)控車床,換刀時所有刀位都找不到,刀架旋轉(zhuǎn)數(shù)周后停止,并且數(shù)控系統(tǒng)顯示換刀報警:換刀超時或沒有信號輸入。 故障分析查找:對于該故障,仍可以排除機械故障,歸咎于電氣故障所致。產(chǎn)生該故障的電氣原因有以下幾種:1.磁性元件脫落;2.六個霍爾元件同時全部損壞;3.霍爾元件的供電和信號線路開路導(dǎo)致無電壓信號輸出。其中以第三種原因可能性最大。因此找來電路圖,利用萬用表對霍爾元件的電氣線路的供電線路進行檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn):刀架檢測線路端子排上的24V

5、供電電壓為0V,其它線路均正常。以該線為線索沿線查找,發(fā)現(xiàn)從電氣柜引出的24V線頭脫落,接上后仍無反應(yīng)。由此判斷應(yīng)該是該線斷線造成故障。 解決辦法:利用同規(guī)格導(dǎo)線替代斷線后,故障排除。 1.1.3一臺配有FANUC-0imate系統(tǒng)大連機床廠的六刀位車床,選刀正常但是當(dāng)所選刀位到位之后不能正常鎖緊。系統(tǒng)報警:換刀超時。 故障分析查找:刀架選刀正常,正轉(zhuǎn)正常,就是不能反向鎖緊。說明蝸輪蝸桿傳動正常,初步定為電氣線路問題。在機床刀架控制電氣原理圖上,發(fā)現(xiàn)刀具反向鎖緊到位信號是由一個位置開關(guān)來控制發(fā)出的,是不是該開關(guān)即周圍線路存在問題呢?為了確認這個故障原因,打開刀架的頂蓋和側(cè)蓋,利用萬用表參照電路

6、圖檢查線路,發(fā)現(xiàn)線路未有開路和短路,通過用手按動刀架反向鎖緊位置開關(guān),觀察梯形圖顯示有信號輸入,至此排除電氣線路問題。推斷可能是擋塊運動不到位,位置微動開關(guān)未動作。于是重新?lián)Q刀一次來觀察一下,結(jié)果發(fā)現(xiàn):果然擋塊未運動到位。于是把擋塊螺栓擰緊,試換刀一次正常。再換一次刀,原故障又出現(xiàn)了,同時發(fā)現(xiàn)蝸桿端的軸套打滑并且爬升現(xiàn)象。難道是它造成了電機反轉(zhuǎn)鎖緊時位置開關(guān)的擋塊不能到位?于是把該軸套進行了軸向定位處理,將刀架頂蓋裝好。結(jié)果刀架鎖緊正常了。 解決辦法:對軸套進行軸向定位故障解決。 1.2、穩(wěn)壓電源故障 機床在運行時機床照明燈突然不亮,機床操作面板燈也不亮,系統(tǒng)電源正常,同時系統(tǒng)急停報警,和主軸

7、無信號警。關(guān)機后重新上電故障依舊。 故障分析檢查:經(jīng)詢問當(dāng)時操作人員,沒有違規(guī)操作,排除人為原因,也可以排除機械原因,應(yīng)該是電氣故障引起。該機床的電器原理圖顯示,這些失電區(qū)域都和24V有關(guān),并且該機床擁有兩個穩(wěn)壓電源,一個是I/O接口電源,另一個為系統(tǒng)電源。失電區(qū)域都與I/O接口有關(guān),于是打開電氣柜觀察發(fā)現(xiàn)I/O接口穩(wěn)壓電源指示燈未能點亮,說明該電源未能正常工作或損壞。由穩(wěn)壓電源的工作原理知道,穩(wěn)壓電源有電流短路和過載保護的功能,當(dāng)電源短路或過載時自動關(guān)斷電源輸出,以保護電源電路不被損壞。于是試著把電源的輸出負載線路拆下來,結(jié)果發(fā)現(xiàn)重新上電后電源指示燈亮了。這說明電源本身沒有損壞。通過分析得知

8、該電源為I/O接口電源,負載不大,也不會出現(xiàn)過載現(xiàn)象,應(yīng)該是輸出回路中有短路故障。沿著輸出線號進行檢查發(fā)現(xiàn)有一根24V+輸出線接頭從絕緣膠布中露出并接觸到機床床體。原因很明顯:由于該線與機床發(fā)生對地短路,造成該穩(wěn)壓電源處于自我保護狀態(tài),使得操作面板和一些I/O接口繼電器供電停止,導(dǎo)致發(fā)生以上故障。至于變頻器報警可能24V信號不能到位發(fā)出報警。 解決辦法:用絕緣膠布把接頭處重新包好,重新上電開機所有故障解決,報警解除照明燈也亮了。1.3、系統(tǒng)程序鎖故障 一臺數(shù)控車,配有FANUC-0i-mate系統(tǒng),無法輸入對刀值等參數(shù),不能編輯程序,并伴有報警。 故障分析檢查:對此現(xiàn)象首先想到了程序保護開關(guān),

9、通過對比正常的系統(tǒng)發(fā)現(xiàn):與系統(tǒng)鎖住時現(xiàn)象一樣。所以懷疑系統(tǒng)鎖開關(guān)壞了,但經(jīng)過短接,仍不能解決問題。通過觀察故障系統(tǒng)的梯形圖發(fā)現(xiàn)X56輸入點無信號輸入,說明這條輸入線路斷路。沿著這條線號利用萬用表檢查,發(fā)現(xiàn)在操作面板后面選軸開關(guān)接頭處線頭脫落,導(dǎo)致線路無法輸入信號,使PLC邏輯關(guān)系不正確,才出現(xiàn)以上故障。 解決辦法:用烙鐵焊錫把脫落的線頭重新焊接好,報警解除,參數(shù)輸入正常,故障消失。 1.4、結(jié)束語 以上維修案例,可作為類似故障的排除參考。一般地,對于任何故障,首先是根據(jù)現(xiàn)象,根據(jù)原理來判斷故障點,分析每一個可能性,如一個開關(guān),一個線接頭,一個螺釘都會是都會是故障原因,參照之前的操作、維修歷史進

10、行分析,能有利于縮小查找范圍,有利于提高維修的效率。2、診斷2.1數(shù)控機床的故障診斷技術(shù)2.1.1數(shù)控系統(tǒng)自診斷開機自診斷數(shù)控系統(tǒng)在通電開機后，都要運行開機自診斷程序，對系統(tǒng)中關(guān)鍵的硬件和控制軟件進行檢測，并將檢測結(jié)果在CRT上顯示出來。運行自診斷運行自診斷是數(shù)控系統(tǒng)正常工作時，運行內(nèi)部診斷程序，對系統(tǒng)本身、PLC、位置伺服單元以及與數(shù)控裝置相連的其他外部裝置進行自動測試、檢查，并顯示有關(guān)狀態(tài)信息和故障信息。2.1.2在線診斷和離線診斷在線診斷是指通過數(shù)控系統(tǒng)的控制程序，在系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)下，實時自動地對數(shù)控裝置、PLC控制器、伺服系統(tǒng)、PLC的輸入輸出和其他外部裝置進行自檢，并顯示狀態(tài)信

11、息、故障信息。脫機診斷當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，需要停機進行檢查，這就是脫機診斷。脫機診斷的目的是修復(fù)系統(tǒng)的錯誤和定位故障，將故障定位在最小的范圍。遠程診斷實現(xiàn)遠程診斷的數(shù)控系統(tǒng)，必須具備計算機網(wǎng)絡(luò)功能。因此，遠程診斷是近幾年發(fā)展起來的一種新型的診斷技術(shù)。數(shù)控機床利用數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能通過互聯(lián)網(wǎng)連接到機床制造廠家，數(shù)控機床出現(xiàn)故障后，通過機床廠家的專業(yè)人員遠程診斷，快速確診故障。2.2數(shù)控機床故障的實用診斷方法2.2.1診斷常用的儀器、儀表及工具萬用表-可測電阻、交、直流電壓、電流相序表-可檢測直流驅(qū)動裝置輸入電流的相序。轉(zhuǎn)速表-可測量伺服電動機的轉(zhuǎn)速，是檢查伺服調(diào)速系統(tǒng)的重要依據(jù)。鉗形電流表-可

12、不斷線檢測電流。測振儀-是振動檢測中最常用、最基本的儀器。短路追蹤儀-可檢測電氣維修中經(jīng)常碰到的短路故障現(xiàn)象。邏輯測試筆-可測量數(shù)字電路的脈沖、電平。IC測試儀-用于數(shù)控系統(tǒng)集成電路元件的檢測和篩選。工具-彈頭鉤形扳手、拉錐度平鍵工具、彈性手錘、拉卸工具等。2.2.2診斷用技術(shù)資料主要有：數(shù)控機床電氣說明書，電氣控制原理圖，電氣連接圖，參數(shù)表， PLC程序，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)使用說明書等。數(shù)控機床的技術(shù)資料非常重要，必須參照機床實物認真仔細地閱讀。一旦機床發(fā)生故障，在進行分析的同時查閱相關(guān)資料。2.2.3故障處理故障軟故障-由調(diào)整、參數(shù)設(shè)置或操作不當(dāng)引起硬故障-由數(shù)

13、控機床(控制、檢測、驅(qū)動、液氣、機械裝置)的硬件失效引起。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。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行檢查。可按系統(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，進行綜合分析、判斷，必要時進行一些檢測或試驗，達到確診故障的目的。2.2.4數(shù)控系統(tǒng)故障診斷方法直觀法(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、電容器等元件變形煙熏燒焦、保護器脫扣等聽-異常聲響聞-電氣元件焦糊味及其

14、它異味摸-發(fā)熱、振動、接觸不良等。參數(shù)檢查法：參數(shù)通常是存放在RAM中，有時電池電壓不足、系統(tǒng)長期不通電或外部干擾都會使參數(shù)丟失或混亂，應(yīng)根據(jù)故障特征，檢查和校對有關(guān)參數(shù)。隔離法：一些故障，難以區(qū)分是數(shù)控部分，還是伺服系統(tǒng)或機械部分造成的，常采用隔離法。同類對調(diào)法用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模板，或?qū)⒐δ芟嗤哪０寤騿卧嗷ソ粨Q。功能程序測試法：將G、M、S、T、功能的全部指令編寫一些小程序，在診斷故障時運行這些程序，即可判斷功能的缺失。2.2.5故障診斷應(yīng)遵循的原則第一，先外部后內(nèi)部數(shù)控機床的檢修要求維修人員掌握先外部后內(nèi)部的原則，由外向內(nèi)逐一進行檢查排除。第二，先機械后電氣首先檢查機

15、械是否正常，行程開關(guān)是否靈活，氣動液壓部分是否正常等，在故障檢修之前，首先注意排除機械的故障。第三，先靜后動維修人員本身要做到先靜后動。首先詢問機床操作人員故障發(fā)生的過程及狀態(tài)，查閱機床說明書、圖紙資料，進行分析后，才可動手查找和處理故障。數(shù)控機床是現(xiàn)代化企業(yè)進行生產(chǎn)的一種重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是完成生產(chǎn)過程的重要技術(shù)手段，強化管理是關(guān)鍵，“防”與“治”的結(jié)合是解決數(shù)控機床“使用難、維修難”的唯一途徑。2.3數(shù)控機床故障的類型與特點數(shù)控機床的故障是指機床不能完成預(yù)定功能的事件或狀態(tài)稱為故障，即喪失完成規(guī)定的功能，按故障引起的結(jié)果可分為致命性故障和非致命性故障，前者會使產(chǎn)品不能完成規(guī)定任務(wù)可導(dǎo)致人或物的

16、重大損失，最終使任務(wù)失敗；后者不影響任務(wù)完成，但會導(dǎo)致非計劃的維修。按故障的統(tǒng)計特性又可分為獨立故障和從屬故障。前者是指不是由于另一產(chǎn)品故障引起的故障，后者是由另一產(chǎn)品故障引起的故障。按照數(shù)控機床故障頻率的高低又可分為早期故障、偶然故障和耗損故障。如圖所示，早期故障是指機床使用初期，由于設(shè)計或生產(chǎn)等原因引起的故障，在這段時間內(nèi)，機械處于磨合階段，機械零件或電子元器件經(jīng)受不了初期的考驗而損壞。所以故障發(fā)生的頻率相對來講要高一些。偶然故障是指機床投入使用一段時間后，產(chǎn)品的故障率降到較低的水平，但基本上處于平衡狀態(tài)，此時，可以認為故障率為常數(shù)，這個時期，機床的故障主要是由偶然因素引起的偶然故障，是機

17、床的主要使用期，一般為710年。耗損故障是通過事前檢測或監(jiān)測可預(yù)測到的故障，是由于機床的規(guī)定隨時間增加而逐漸衰退引起的，耗損故障可以通過預(yù)防維修，防止故障發(fā)生，延長使用壽命，或在將到耗損期前及時更新以保證機床的使用壽命。數(shù)控機床故障的特點：數(shù)控機床一般由數(shù)控系統(tǒng)，包含伺服電動機和檢測反饋裝置的伺服系統(tǒng)、強電控制柜、機床本體和各類輔助裝置組成?？刂平橘|(zhì)數(shù)控系統(tǒng)伺服系統(tǒng)輔助裝置機 床反饋裝置數(shù)控機床的復(fù)雜性使其故障具有復(fù)雜性和特殊性，引起數(shù)控機床故障的因素有很多，不能只看故障的現(xiàn)象，要透過現(xiàn)象去檢查引起故障的綜合因素，找到引起故障的根源，采取合理的方法給予排除。 3、維護3.1、主傳動鏈的維護1)

18、 熟悉數(shù)控機床主傳動鏈的結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)，嚴(yán)禁超性能使用2) 主傳動鏈出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時，應(yīng)立即停機排除故障。3) 操作者應(yīng)注意觀察主軸箱溫度，檢查主軸恒溫郵箱，調(diào)節(jié)溫度范圍使油量充足。4) 使用帶傳動的主軸系統(tǒng)，需定期觀察調(diào)整驅(qū)動皮帶的松緊程度，防止因皮帶打滑造成的丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象。5) 對由液壓系統(tǒng)平衡主軸箱重量的平衡系統(tǒng)，需定期觀察液壓系統(tǒng)的壓力表，當(dāng)油壓低于要求值時，要進行補油。6) 使用液壓拔叉變速的主傳動系統(tǒng)，必須在主軸停車后變速。7) 使用嚙合式電磁離合器變速的主傳動系統(tǒng)，必須在主軸停車后變速。8) 注意保持主軸與刀柄連接部位及刀柄的清潔，防止對主軸的機械碰撞。9) 每年對主軸潤滑恒溫郵箱中

19、的潤滑油更換一次，并清洗過濾器。10) 每年清理潤滑油池底一次，并更換液壓泵濾油器。11) 每天檢查主軸潤滑恒溫油箱，使其油量充足，工作正常。12) 防止各種雜質(zhì)進入潤滑油箱，保持油液清潔。13) 經(jīng)常檢查軸端及各處密封情況，防止?jié)櫥鸵旱男孤丁?4) 刀具夾緊裝置長時間使用后，會使活塞桿和拉桿的間隙加大，造成拉桿位移量減少，使碟形彈簧的張閉伸縮量不夠，影響刀具的夾緊，故需要及時調(diào)整液壓缸活塞的位移量。15) 經(jīng)常檢查壓縮空氣氣壓，并調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)要求值。足夠的氣壓才能使主軸錐孔中的切屑和灰塵清理徹底。3.2刀庫及換刀裝置的維護加工中心刀庫及自動換刀裝置的故障表現(xiàn)有：刀庫運動故障、定位誤差過大、機

20、械手夾持刀柄不穩(wěn)和機械手運動誤差過大等。這些故障最后都造成換刀動作卡位，整機停止工作，機械維護修人員對此要有足夠的重視。3.2.1刀庫與換刀機械手的維護要點嚴(yán)禁把超重、超長的刀具裝入刀庫，防止在機械手換刀時掉刀或刀具與工件、夾具等發(fā)生碰撞。采用順序選刀方式時必須注意刀具放置在刀庫上的順序要正確。采用其他選刀方式時也要注意所換刀具號是否與所卸刀具一致，防止因換錯刀而導(dǎo)致事故發(fā)生。用手動方式往刀庫上裝刀時，要確保刀具安裝到位、牢靠。檢查刀座上的鎖緊是否可靠。經(jīng)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，并及時調(diào)整，否則不能完成換刀動作。要注意保持刀具刀柄和刀套的清潔。開機時，應(yīng)

21、先使刀庫和機械手空運行，檢查各部分工作是否正常，特別是各行程開關(guān)和電磁閥能否正常動作。檢查機械手液壓系統(tǒng)的壓力是否正常。刀具在機械手上的鎖緊是否可靠，發(fā)現(xiàn)不正常應(yīng)及時處理。3.3液壓系統(tǒng)的維護3.3.1液壓系統(tǒng)的維護要點1. 控制油液污染、保持油液清潔時確保液壓系統(tǒng)正常工作的重要措施 2. 控制液壓系統(tǒng)中油液的溫升是減少能源消耗、提高系統(tǒng)效率的一個重要環(huán)3. 控制液壓系統(tǒng)泄漏極為重要，因為泄漏和吸空氣是液壓系統(tǒng)常見的故障。4. 防止液壓系統(tǒng)振動與噪聲。5. 嚴(yán)格執(zhí)行日常點檢制度6. 嚴(yán)格執(zhí)行定期緊固、清洗、過濾和更換制度。全文總結(jié)經(jīng)過夏老師的指導(dǎo)與自己的總結(jié)，我對數(shù)控設(shè)備維護與診斷的知識有了很

22、多的了解與提高。特別是換刀故障與穩(wěn)壓電源的故障兩個方面的霍爾元件與失電區(qū)域都與I/O接口兩方面的難點。致謝本文經(jīng)過夏老師的指導(dǎo)以及班上同學(xué)們的幫助，我對他們表示由衷的感謝！ 參考文獻1FANUC-0i-mate使用說明書. 2大連機床集團數(shù)控車床電器說明書. 3廣州數(shù)控GSK980T使用說明書. 4沈陽機床集團數(shù)控車床電器說明書. 5王侃夫.數(shù)控機床故障診斷及維護.機械工業(yè)出版社.6任建平.現(xiàn)代數(shù)控機床故障診斷及維修.北京:國防工業(yè)出版社7夏慶觀.數(shù)控機床診斷與維修.北京:高等教育出版社tgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGshLs50cLmTWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDIAWGMeR4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGtgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGshLs50cLmTWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDIAWGMeR4I30