數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修

1、數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修機(jī)電系1第一章 緒論一、數(shù)控機(jī)床的組成 數(shù)控機(jī)床由數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動裝置、檢測反饋裝置和機(jī)床本體四大部分組成，再加上程序的輸入/輸出設(shè)備、可編程控制器、電源等輔助部分。 1. 數(shù)控裝置(數(shù)控系統(tǒng)的核心)由硬件和軟件部分組成，接受輸入代碼經(jīng)緩存、譯碼、運(yùn)算插補(bǔ)）等轉(zhuǎn)變成控制指令，實(shí)現(xiàn)直接或通過PLC對伺服驅(qū)動裝置的控制。 2一、數(shù)控機(jī)床的組成 2. 伺服驅(qū)動裝置是數(shù)控裝置和機(jī)床主機(jī)之間的聯(lián)接環(huán)節(jié)，接受數(shù)控裝置的生成的進(jìn)給信號，經(jīng)放大驅(qū)動主機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)動。 3. 檢測反饋裝置是通過檢測元件將執(zhí)行元件（電機(jī)、刀架）或工作臺的速度和位移檢測出來，反饋給數(shù)控裝置構(gòu)成閉環(huán)

2、或半閉環(huán)系統(tǒng)。 4. 機(jī)床本體是數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)件（床身箱體、立柱、導(dǎo)軌、工作臺、主軸和進(jìn)給機(jī)構(gòu)等。3二、數(shù)控機(jī)床故障診斷 1.故障的基本概念 故障數(shù)控機(jī)床全部或部分喪失原有的功能。 故障診斷在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行中，根據(jù)設(shè)備的故障現(xiàn)象，在掌握數(shù)控系統(tǒng)各部分工作原理的前提下，對現(xiàn)行的狀態(tài)進(jìn)行分析，并輔以必要檢測手段，查明故障的部位和原因。提出有效維修對策。4二、數(shù)控機(jī)床故障診斷 2.故障的分類 1）從故障的起因分類 關(guān)聯(lián)性故障和系統(tǒng)的設(shè)計、結(jié)構(gòu)或性能等缺陷有關(guān)而造成（分固有性和隨機(jī)性）。 非關(guān)聯(lián)性故障和系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)與制造無關(guān)的故障。 2）從故障發(fā)生的狀態(tài)分類 突然故障發(fā)生前無故障征兆，使用不當(dāng)。 漸

3、變故障發(fā)生前有故障征兆，逐漸嚴(yán)重。5 3）按故障發(fā)生的性質(zhì)分類 軟件故障程序編制錯誤、參數(shù)設(shè)置不正確、機(jī)床操作失誤等引起。 硬件故障電子元器件、潤滑系統(tǒng)、限位機(jī)構(gòu)、換刀系統(tǒng)、機(jī)床本體等硬件損壞造成。 干擾故障由于系統(tǒng)工藝、線路設(shè)計、電源地線配置不當(dāng)?shù)纫约肮ぷ鳝h(huán)境的惡劣變化而產(chǎn)生。6 4）按故障的嚴(yán)重程度分類 危險性故障數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，機(jī)床安全保護(hù)系統(tǒng)在需要動作時，因故障失去保護(hù)動作，造成人身或設(shè)備事故。 安全性故障機(jī)床安全保護(hù)系統(tǒng)在不需要動作時發(fā)生動作，引起機(jī)床不能起動。 7 3. 數(shù)控系統(tǒng)的可靠性 數(shù)控機(jī)床除了具有高精度、高效率和高技術(shù)的要求外，還應(yīng)該具有高可靠性。衡量的指標(biāo)有： MTB

4、F平均無故障時間 MTTR排除故障的修理時間 平均有效度A： A=MTBF/（MTBF+MTTR）8數(shù)控設(shè)備使用壽命故障頻率曲線9 4. 數(shù)控機(jī)床維修的特點(diǎn) 1）數(shù)控機(jī)床是高投入、高精度、高效率的自動化設(shè)備； 2）一些重要設(shè)備處于關(guān)鍵的崗位和工序，因故障停機(jī)時，影響產(chǎn)量和質(zhì)量； 3）數(shù)控機(jī)床在電氣控制系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)比普通機(jī)床復(fù)雜，故障檢測和診斷有一定的難度。10四、數(shù)控診斷技術(shù)的發(fā)展 1.通訊診斷(遠(yuǎn)程、海外診斷） 用戶機(jī)床的通訊口通過電話線和維修中心的專用通訊診斷計算機(jī)相連。 計算機(jī)發(fā)診斷程序 用戶測試數(shù)據(jù) 計算機(jī)診斷結(jié)果和處理方法 用戶 特點(diǎn)：實(shí)用簡便； 有一定的局限性11四、數(shù)控診斷技術(shù)

5、的發(fā)展 2. 自修復(fù)系統(tǒng) 當(dāng)診斷軟件發(fā)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床在運(yùn)行中某一模塊有故障時，系統(tǒng)在CRT上顯示的同時，自動尋找備用模塊并接上。 特點(diǎn)：實(shí)用但成本比較高，而且只適合總線結(jié)構(gòu)的CNC系統(tǒng)。12四、數(shù)控診斷技術(shù)的發(fā)展 3. 人工智能專家故障診斷系統(tǒng)13 4. 人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)(ANN)診斷 ANN具有聯(lián)想、容錯、記憶、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)和處理復(fù)雜多模式故障等特點(diǎn)。這種方法將被診斷的系統(tǒng)的癥狀作為網(wǎng)絡(luò)的輸入，將按一定數(shù)學(xué)模型所求得的故障原因作為網(wǎng)絡(luò)的輸出，并且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將經(jīng)過學(xué)習(xí)所得到的知識以分布的方式隱存在網(wǎng)絡(luò)上，每個輸出神經(jīng)元對應(yīng)著一個故障原因。14五、課程的基本要求與特點(diǎn)熟悉數(shù)控機(jī)床各組成部分的工作原理與結(jié)構(gòu)確立數(shù)控機(jī)床故障診斷的基