數(shù)控機(jī)床故障診斷精品課件

2023年2月5日課程情況總體簡(jiǎn)介授課學(xué)時(shí)：64學(xué)時(shí)課程性質(zhì)：數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)、數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)技術(shù)課，是一門(mén)實(shí)踐性、綜合性很強(qiáng)的課程。數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修項(xiàng)目一：數(shù)控機(jī)床故障的基本知識(shí)項(xiàng)目二：數(shù)控機(jī)床的維護(hù)項(xiàng)目三：數(shù)控機(jī)床的精度及性能檢驗(yàn)項(xiàng)目四：數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)故障診斷與維修項(xiàng)目五：數(shù)控機(jī)床電氣伺服系統(tǒng)故障診斷與維修項(xiàng)目六：數(shù)控機(jī)床PLC故障診斷與維修項(xiàng)目七：SINUMERIK802D系統(tǒng)的故障診斷及維護(hù)項(xiàng)目八：數(shù)控機(jī)床典型故障診斷實(shí)例課程要點(diǎn)：主目錄上一頁(yè)退出下一頁(yè)2023年2月5日項(xiàng)目一數(shù)控機(jī)床故障的基本知識(shí)2023年2月5日模塊一：緒論2023年2月5日

本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)、要求

掌握數(shù)控機(jī)床安裝調(diào)試驗(yàn)收的的知識(shí)、驗(yàn)收機(jī)床精度的方法。熟悉數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、調(diào)整方法掌握典型數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件知識(shí)、具有對(duì)典型數(shù)控系統(tǒng)故障進(jìn)行初步診斷及判斷的能力。

熟悉數(shù)控機(jī)床維修的原則方法。

2023年2月5日

數(shù)控的人才需求:300萬(wàn)(由產(chǎn)品的質(zhì)量、數(shù)量和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期越來(lái)越短決定）.

數(shù)控人才的分類(lèi)：簡(jiǎn)單操作（流水線）、會(huì)編程會(huì)操作數(shù)控機(jī)床、數(shù)控調(diào)試工、數(shù)控維修工.2023年2月5日一、數(shù)控故障診斷及維護(hù)的目的。技術(shù)需要

。市場(chǎng)需要

。企業(yè)的效益需要數(shù)控系統(tǒng)的可靠性

數(shù)控機(jī)床要求有高可靠性.衡量可靠性指標(biāo)的有：

MTBF—平均無(wú)故障時(shí)間

MTTR—排除故障的修理時(shí)間有效度A：

A=MTBF/（MTBF+MTTR）2023年2月5日2023年2月5日對(duì)于數(shù)控機(jī)床維修而言:(1).做好預(yù)防性維修,包含日常維護(hù),盡量延長(zhǎng)MTBF.(2).提高故障維修效率,盡快恢復(fù)使用,盡量縮短MTTR.2023年2月5日二、數(shù)控故障診斷及維護(hù)的內(nèi)容數(shù)控機(jī)床機(jī)床本體電氣系統(tǒng)電氣故障機(jī)械故障2023年2月5日主軸箱的潤(rùn)滑和冷卻導(dǎo)軌副和絲杠螺母副的間隙調(diào)整、潤(rùn)滑支承的預(yù)緊液壓和氣動(dòng)裝置的壓力和流量調(diào)整機(jī)床本體的維護(hù)內(nèi)容:2023年2月5日電氣系統(tǒng)的維護(hù)內(nèi)容:數(shù)控系統(tǒng)伺服系統(tǒng)強(qiáng)電柜及操作面板2023年2月5日數(shù)控機(jī)床與電纜之間的接口：１．驅(qū)動(dòng)電路２．位置反饋電路３．電源及保護(hù)電路４．開(kāi)／關(guān)信號(hào)連接電路2023年2月5日1-數(shù)控機(jī)床操作和保養(yǎng)不當(dāng)2-電氣系統(tǒng)3-數(shù)控系統(tǒng)2023年2月5日三、數(shù)控故障診斷及維護(hù)的特點(diǎn)1）高效率的自動(dòng)化設(shè)備；2）處于生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)；3）故障復(fù)雜,難于排除。2023年2月5日數(shù)控設(shè)備使用壽命—故障頻率曲線(浴盆曲線)

數(shù)控機(jī)床屬于技術(shù)密集型和知識(shí)密集型設(shè)備,從系統(tǒng)的基本觀點(diǎn)和原理出發(fā),考察研究對(duì)象,無(wú)論是機(jī)械或電氣方面的問(wèn)題,都要二者兼顧.2023年2月5日2023年2月5日四、數(shù)控機(jī)床診斷技術(shù)的發(fā)展1.通訊診斷(遠(yuǎn)程、海外診斷）

用戶(hù)機(jī)床的通訊口通過(guò)電話線和維修中心的專(zhuān)用通訊診斷計(jì)算機(jī)相連。計(jì)算機(jī)發(fā)診斷程序用戶(hù)測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)診斷結(jié)果和處理方法用戶(hù)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(shí)，系統(tǒng)在CRT上顯示的同時(shí)，自動(dòng)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)。2023年2月5日2023年2月5日3.人工智能專(zhuān)家故障診斷系統(tǒng)2023年2月5日4.人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)(ANN)診斷

ANN具有聯(lián)想、容錯(cuò)、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)。2023年2月5日五、對(duì)數(shù)控維修人員的要求

1.會(huì)操作數(shù)控機(jī)床2.能讀懂技術(shù)資料3.會(huì)使用相關(guān)儀器4.不斷回顧、總結(jié),并善于借鑒他人5.做好故障診斷及維護(hù)記錄2023年2月5日模塊二：數(shù)控機(jī)床的故障處理2023年2月5日一.故障的分類(lèi)

根據(jù)機(jī)床部件、故障性質(zhì)以及故障原因,做如下分類(lèi)：

1按數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障的部件分類(lèi)

2按數(shù)控機(jī)床發(fā)生的故障的性質(zhì)分類(lèi)

3按報(bào)警發(fā)生后有無(wú)報(bào)警顯示分類(lèi)

4按故障發(fā)生的原因分類(lèi)

2023年2月5日二、故障處理對(duì)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(jī)床的電源。應(yīng)保持故障現(xiàn)場(chǎng)。按系統(tǒng)復(fù)位鍵報(bào)警消失偶然性故障報(bào)警不消失綜合判斷,找出原因.2023年2月5日按復(fù)位后，故障不能消失，從以下方面進(jìn)行調(diào)查：1.檢查機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)機(jī)床故障時(shí)的運(yùn)行方式MDI/CRT顯示的內(nèi)容各報(bào)警狀態(tài)指示的信息故障時(shí)軸的定位誤差刀具軌跡是否正常輔助機(jī)能的運(yùn)行狀態(tài)CRT顯示有無(wú)報(bào)警及相應(yīng)的報(bào)警號(hào)2023年2月5日2.檢查加工程序及操作情況是否為新編制的加工程序故障是否發(fā)生在子程序部分檢查程序單和CNC內(nèi)存中的程序程序中是否有增量運(yùn)動(dòng)指令程序段跳步功能是否正確使用刀具補(bǔ)償指令及補(bǔ)償量是否正確故障是否與換刀有關(guān)故障是否與進(jìn)給速度有關(guān)故障是否與螺紋切削有關(guān)操作者的訓(xùn)練情況（新手）3.檢查故障的出現(xiàn)率和重復(fù)性故障發(fā)生的時(shí)間和次數(shù)加工同類(lèi)工件故障出現(xiàn)的概率將引起故障的程序段重復(fù)執(zhí)行多次,觀察故障的重復(fù)性2023年2月5日4.檢查系統(tǒng)的輸入電壓輸入電壓的波動(dòng)，電壓值是否在正常范圍附近有否使用大電流的裝置2023年2月5日5.檢查環(huán)境狀態(tài)CNC周?chē)臏囟葼顩r電氣控制柜空氣過(guò)濾器的狀況系統(tǒng)周?chē)欠裼姓駝?dòng)源引起系統(tǒng)的振動(dòng)2023年2月5日6.外部因素故障前是否修理或調(diào)整機(jī)床故障前是否修理或調(diào)整CNC系統(tǒng)機(jī)床附近有無(wú)干擾源使用者是否調(diào)整過(guò)CNC系統(tǒng)的參數(shù)CNC系統(tǒng)以前是否發(fā)生過(guò)同樣故障2023年2月5日7.檢查運(yùn)行情況在運(yùn)行過(guò)程中是否改變過(guò)工作方式系統(tǒng)是否處于急停、鎖住狀態(tài)熔絲是否已熔斷機(jī)床是否做好運(yùn)行準(zhǔn)備系統(tǒng)是否處于報(bào)警狀態(tài)方式選擇開(kāi)關(guān)設(shè)定是否正確速度倍率開(kāi)關(guān)是否設(shè)定為零進(jìn)給保持按鈕是否被按下2023年2月5日8.檢查機(jī)床狀況機(jī)床是否調(diào)整好運(yùn)行過(guò)程中是否有振動(dòng)產(chǎn)生刀具狀況是否正常間隙補(bǔ)償量是否合適工件測(cè)量是否正確機(jī)床各信號(hào)電纜是否有破裂和損傷信號(hào)線和電源線是否分開(kāi)走線2023年2月5日9.檢查接口情況屏蔽線接地是否正確電源線和CNC系統(tǒng)內(nèi)部電纜是否分開(kāi)安裝繼電器接觸器的線圈和電動(dòng)機(jī)等處是否加裝有噪聲抑制器2023年2月5日2023年2月5日模塊三：數(shù)控機(jī)床故障診斷的方法一、診斷步驟和要求

故障檢測(cè)（確定有否故障）1.故障診斷故障判斷（確定故障性質(zhì)）故障定位（確定故障部位）2023年2月5日2.故障診斷要求：故障檢測(cè)方法簡(jiǎn)便有效使用的診斷儀器少而實(shí)用故障診斷的所需的時(shí)間盡可能短2023年2月5日3.故障診斷原則先外部后內(nèi)部先機(jī)械后電氣先靜后動(dòng)先公用后專(zhuān)用先簡(jiǎn)單后復(fù)雜先一般后特殊2023年2月5日例：一臺(tái)FANUC0T數(shù)控車(chē)床Z軸回零不準(zhǔn)，常常是由于降速擋塊位置走動(dòng)所造成。一旦出現(xiàn)這一故障，應(yīng)先檢查擋塊，再檢查編碼器、位置控制等環(huán)節(jié)2023年2月5日2023年2月5日二、常用故障診斷方法1.直觀法（望聞問(wèn)切）問(wèn)—機(jī)床的故障現(xiàn)象、加工狀況等看—CRT報(bào)警信息、報(bào)警指示燈、熔絲斷否、元器件煙熏燒焦、電容器膨脹變形、開(kāi)裂、保護(hù)器脫扣、觸點(diǎn)火花等聽(tīng)—異常聲響（鐵芯、欠壓、振動(dòng)等）聞—電氣元件焦糊味及其它異味摸—發(fā)熱、振動(dòng)、接觸不良等2023年2月5日2.CNC系統(tǒng)的自診斷功能開(kāi)機(jī)自診斷—系統(tǒng)內(nèi)部自診斷程序通電后動(dòng)執(zhí)行對(duì)CPU、存儲(chǔ)器、總線和I/O等模塊及功能板、CRT、軟盤(pán)等外圍設(shè)備進(jìn)行功能測(cè)試，確定主要硬件能正常工作。例:2023年2月5日FANUC10TE系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，開(kāi)機(jī)后CRT顯示：FS107E1399BROMTEST：ENDRAMTEST未通過(guò)測(cè)試故障可能：參數(shù)丟失、支持電池失效或接觸不良等.2023年2月5日3.數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查

CNC系統(tǒng)的自診斷不但能在CRT上顯示故障報(bào)警信息，而且還能以多頁(yè)“診斷地址”和“診斷數(shù)據(jù)”的形式提供機(jī)床參數(shù)和狀態(tài)信息接口檢查參數(shù)檢查2023年2月5日二、常用故障診斷方法

接口檢查—系統(tǒng)與機(jī)床、系統(tǒng)與PLC、機(jī)床與PLC的輸入/輸出信號(hào)，接口診斷功能可將所有開(kāi)關(guān)量信號(hào)的狀態(tài)顯示在CRT上，“1”表示通，“0”表示斷。

例：NCP400L數(shù)控車(chē)床接口狀態(tài)2023年2月5日接口檢查2023年2月5日38C0H001100102023年2月5日二、常用故障診斷方法參數(shù)檢查數(shù)控機(jī)床的機(jī)床參數(shù)是經(jīng)一系列的試驗(yàn)和調(diào)整而獲得的重要參數(shù)，是機(jī)床正常運(yùn)行的保證。當(dāng)機(jī)床長(zhǎng)期閑置不用或受到外部干擾會(huì)使數(shù)據(jù)丟失或發(fā)生數(shù)據(jù)混亂，機(jī)床將不能正常工作。2023年2月5日4.報(bào)警指示燈顯示故障除CRT軟報(bào)警外，還有許多“硬件”報(bào)警指示燈，分布在電源、主軸驅(qū)動(dòng)、伺服驅(qū)動(dòng)I/O裝置上，由此可判斷故障的原因。2023年2月5日5.備板置換法（替代法）用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模板。注意：斷電狀態(tài)下/選擇開(kāi)關(guān)/跨線一致2023年2月5日6、交換法將功能相同的模板或單元相互交換，觀察故障的轉(zhuǎn)移情況，就能快速判斷故障的部位。例:系統(tǒng)X驅(qū)動(dòng)Y驅(qū)動(dòng)X電機(jī)Y電機(jī)2023年2月5日7、敲擊法數(shù)控系統(tǒng)是由各種電路板組成，電路板上、接插件等處有虛焊或接口槽接觸不良都會(huì)引起故障?？捎媒^緣物輕輕敲打疑點(diǎn)處，若出現(xiàn)，則敲擊處很可能就是故障部位。2023年2月5日8、測(cè)量比較法為了檢測(cè)方便，在模板或單元上設(shè)有檢測(cè)端子，用萬(wàn)用表、示波器等儀器對(duì)這些端子的電平或波形進(jìn)行測(cè)試，將測(cè)試值與正常值進(jìn)行比較，可以分析和判斷故障的原因和及故障的部位。

總之,各種故障診斷方法各有特點(diǎn)，要根據(jù)故障現(xiàn)象的特點(diǎn)靈活的組合應(yīng)用。2023年2月5日2023年2月5日

模塊四數(shù)控機(jī)床的抗干擾2023年2月5日一、電磁波干擾

電火花、中、高頻電加熱設(shè)備的電源都會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁波，通過(guò)空間傳播被附近的數(shù)控系統(tǒng)所接受，如果能量足夠就會(huì)干擾數(shù)控機(jī)床的正常工作。（遠(yuǎn)離這些設(shè)備）2023年2月5日二、供電線路干擾輸入電壓過(guò)壓或欠壓引起電源報(bào)警而停機(jī)電源波形畸變所引起錯(cuò)誤信息會(huì)導(dǎo)致CPU停止運(yùn)行2023年2月5日三、信號(hào)傳輸干擾串模干擾—干擾電壓疊加在有用信號(hào)上.共模干擾—干擾電壓對(duì)二根或以上信號(hào)線的干擾大小相等、相位相同。2023年2月5日四、抗干擾措施1.減少供電線路的干擾數(shù)控機(jī)床遠(yuǎn)離具有中、高頻電源的設(shè)備數(shù)控機(jī)床不要和大功率且頻繁起、停的設(shè)備在同一供電干線上在電源電壓波動(dòng)較大的地區(qū)，加穩(wěn)壓電源動(dòng)力線和信號(hào)線分開(kāi)走線信號(hào)線采用屏蔽線或雙絞線控制線和電源線相交時(shí)，要采用直角相交2023年2月5日2.減少機(jī)床控制中的干擾壓敏電阻保護(hù)（浪涌吸收器）阻容保護(hù)續(xù)流二極管保護(hù)2023年2月5日2023年2月5日2023年2月5日3.屏蔽技術(shù)（電磁、靜電屏蔽）信號(hào)線采用屏蔽線（銅質(zhì)網(wǎng)狀）、穿在鐵質(zhì)蛇皮管或鐵管中關(guān)鍵元件或組件采用金屬容器屏蔽.4.保證“接地”良好“接地”是數(shù)控機(jī)床安裝中一項(xiàng)關(guān)鍵的抗干擾技術(shù)措施。電網(wǎng)的許多干擾都市通過(guò)“接地”對(duì)機(jī)床起作用的。2023年2月5日2023年2月5日信號(hào)地—用來(lái)提供電信號(hào)的基準(zhǔn)電壓（0V）框架地—是以安全性及防止外來(lái)噪聲和內(nèi)部噪聲為目的的地線系統(tǒng)。它是裝置的面板、單元的外殼、操作板及各裝置間接口的屏蔽線系統(tǒng)地—是將框架地和大地相連接接地的要求:接地要可靠（接地電阻應(yīng)小于100歐姆）接地線要粗（應(yīng)大于電源線的截面積）2023年2月5日2023年2月5日2023年2月5日2023年2月5日模塊五數(shù)控機(jī)床故障診斷的常用儀器與技術(shù)資料一、診斷常用的儀器儀表及工具1.儀器儀表萬(wàn)用表—可測(cè)電阻、交直流電壓、電流相序表—可檢查直流驅(qū)動(dòng)裝置輸入電流的相序示波器—檢查信號(hào)波形2023年2月5日1.儀器儀表鉗形電流表—不斷線檢測(cè)電流振動(dòng)檢測(cè)儀—可測(cè)機(jī)床振動(dòng)情況檢脈沖發(fā)生筆與邏輯測(cè)試筆—檢測(cè)輸出電平,以判別其功能正常與否.2023年2月5日