數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修

數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修院系：

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輔導(dǎo)教師:數(shù)控機(jī)床故障診斷及維修＜一＞前言＜二＞目錄、數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)的意義和要求1、 數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)的目的2、 數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)的主要內(nèi)容3、 數(shù)控機(jī)床的工作環(huán)境要求4、 數(shù)控機(jī)床的操作規(guī)范二、數(shù)控機(jī)床故障的類型1、 數(shù)控機(jī)床故障的類型2、 數(shù)控機(jī)床故障的特點(diǎn)三、數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)的基本要求1、日常維護(hù)與保養(yǎng)2、故障處理3、數(shù)控機(jī)床故障診斷及維修的一般方法4、常用的維修工具及儀器＜三＞總結(jié)〈一〉、前言我們知道，數(shù)控機(jī)床是一種綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)和精密機(jī)械設(shè)計(jì)和制造等先進(jìn)技術(shù)的高新技術(shù)的產(chǎn)物，是技術(shù)密集度及自動(dòng)化程度都很高的、典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品；與普通機(jī)床相比較，數(shù)控機(jī)床不僅具有零件加工精度高、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定自動(dòng)化程度極高的特點(diǎn)，而且它還可以完成普通機(jī)床難以完成或根本不能加工的復(fù)雜曲面的零件加工,因而數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中的地位顯得愈來愈為重要。我們甚至可以這樣說：在機(jī)械制造業(yè)中，數(shù)控機(jī)床的檔次和擁有量，是反映一個(gè)企業(yè)制造能力的重要標(biāo)志。但是，我們應(yīng)當(dāng)清醒地認(rèn)識(shí)到：在企業(yè)生產(chǎn)中，數(shù)控機(jī)床能否達(dá)到加工精度高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、提高生產(chǎn)效率的目標(biāo)，這不僅取決于機(jī)床本身的精度和性能，很大程度上也與操作者在生產(chǎn)中能否正確地對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)和使用密切相關(guān)。＜二＞、內(nèi)容一、數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)的意義和要求數(shù)控機(jī)床是一種高投入額高效自動(dòng)化機(jī)床。由于其投資比普通機(jī)床高得多，因此降低數(shù)控機(jī)床故障率，縮短故障修復(fù)時(shí)間，提高機(jī)床利用率是十分重要的工作。任何一臺(tái)數(shù)控機(jī)床都是一種過程控制設(shè)備，他要求實(shí)時(shí)控制每一時(shí)刻都能準(zhǔn)確無誤地工作。任何部分的故障和失效，都會(huì)使機(jī)床停機(jī)，從而造成生產(chǎn)的停頓。因而掌握和熟悉數(shù)控機(jī)床工作原理、組成結(jié)構(gòu)是做好維護(hù)、維修的基礎(chǔ)。此外，數(shù)控機(jī)床在企業(yè)中一般處于關(guān)鍵工作崗位的關(guān)鍵工序上，若在出現(xiàn)故障后不能及時(shí)得到修復(fù)，將會(huì)給生產(chǎn)單位造成很大的損失。雖然現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的可靠性不斷提高，但在運(yùn)行過程中因操作失誤、外部環(huán)境的變化等因素影響仍免不了出現(xiàn)故障。為此，數(shù)控機(jī)床應(yīng)具有自診斷能力，能采取良好的故障顯示、檢測(cè)方法，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并能很快確定故障部位和原因，令操作人員和維修人員及時(shí)排除故障，盡快恢復(fù)工作。1、 數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)目的數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化設(shè)備，是將電子電力，自動(dòng)化控制、電機(jī)、檢測(cè)、計(jì)算機(jī)、機(jī)床、液壓、氣動(dòng)、和加工工藝等技術(shù)集中于一身體的自動(dòng)化控制設(shè)備，具有高精度、高效率和高適應(yīng)性的特點(diǎn)。要發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的高效益，就要保證它的開動(dòng)率，這就對(duì)數(shù)控機(jī)床提出了穩(wěn)定性和可靠性的要求。為提高平均無故障時(shí)間就做好日常維護(hù)，延長無故障時(shí)間，另一方當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)要盡快診斷出故障原因并加以修復(fù)。保證數(shù)控機(jī)床的開動(dòng)率，盡量減小設(shè)備損壞及生產(chǎn)損失。2、 數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)的主要內(nèi)容數(shù)控機(jī)床由數(shù)控系統(tǒng)（CNC）、伺服系統(tǒng)、機(jī)床本體、輔助裝置組成。每個(gè)組成部分都可能發(fā)生故障，此外對(duì)整個(gè)數(shù)控機(jī)床提供驅(qū)動(dòng)動(dòng)力及控制的電氣部分也經(jīng)常發(fā)生故障。有資料表明，在數(shù)控機(jī)床的故障中，由于操作、保養(yǎng)和調(diào)整不當(dāng)所引起的故障占整個(gè)故障的57%；由電氣控制系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)等數(shù)控機(jī)床本身原因引起的故障只占整個(gè)故障的43%。數(shù)控機(jī)床故障一般可以分為五大類：一是CNC裝置故障；二是伺服系統(tǒng)故障；三是主軸系統(tǒng)故障；四是刀具系統(tǒng)故障；五是其他部位故障。在這五類故障中，CNC裝置故障、伺服系統(tǒng)故障和刀具系統(tǒng)故障占整個(gè)機(jī)床故障的84%。其中CNC裝置故障約占31%，伺服系統(tǒng)故障約占25%，刀具系統(tǒng)故障約占28%。而主軸系統(tǒng)故障和其他部位故障僅分別占3%和13%。就機(jī)床本體而言，機(jī)床工作時(shí)，由于機(jī)械部件處于運(yùn)動(dòng)摩擦過程中，因此對(duì)它的維護(hù)就顯得特別重要。如主軸箱中齒輪、軸承等部件的冷卻和潤滑，導(dǎo)軌副和絲杠螺母的間隙調(diào)整、潤滑及支撐的預(yù)緊，液壓和氣動(dòng)裝置的壓力和流量的調(diào)整。對(duì)于電源及電氣控制部分而言，維修和維護(hù)的主要內(nèi)容是：（1） 驅(qū)動(dòng)電路它是驅(qū)動(dòng)主軸運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的連接電路；（2） 位置反饋電路它是數(shù)控系統(tǒng)與位置檢測(cè)裝置之間的連接電路；（3） 電源及保護(hù)電路它是由電源變壓器、控制變壓器、各種斷路器、接觸器、熔斷器等組成的電路，為各類電動(dòng)機(jī)、電磁鐵、離合器、電磁閥等功率執(zhí)行元件進(jìn)行供電；（4） 開/關(guān)信號(hào)連接電路開/關(guān)信號(hào)是數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床本體之間的輸入/輸出控制信號(hào)。數(shù)控系統(tǒng)通過對(duì)輸入開關(guān)量的處理，控制強(qiáng)電電路的動(dòng)作。數(shù)控機(jī)床最終是以位置控制為目的的，所以，位置檢測(cè)裝置維護(hù)的好壞直接影響到機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度和定位精度。因此，電氣系統(tǒng)的故障診斷和維護(hù)，內(nèi)容多，涉及面廣，是維護(hù)和故障診斷的重點(diǎn)部分。3、 數(shù)控機(jī)床的工作環(huán)境要求要想數(shù)控機(jī)床發(fā)揮其應(yīng)有的各種功能，正常工作，提高其效率，除了嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，加強(qiáng)日常維護(hù)外，數(shù)控機(jī)床對(duì)環(huán)境也有多方面的要求。首先，時(shí)空機(jī)床要避免陽光的直射，不能安裝在潮濕、粉塵過多或污染太大的場(chǎng)所，否則會(huì)很容易造成電纜接插頭、印制電路板接插件的銹蝕，造成接觸不良控制失靈，從而使電器元件的技術(shù)性能下降，電器接觸不良或電路短路故障。因此，在生產(chǎn)場(chǎng)地盡量少打開數(shù)控機(jī)床電氣柜門，以防加工車間空氣中飄塵、油霧和金屬末落在印制電路板或電器元件上，造成元器件間絕緣電阻下降，從而發(fā)生故障甚至使元器件和印制電路板損壞。其次，機(jī)床對(duì)電網(wǎng)供電要求不僅滿足于所需總?cè)萘恳螅译娋W(wǎng)電壓波動(dòng)最好在±5%以內(nèi)，否則會(huì)造成電器元件損壞。如果條件許可，最好對(duì)數(shù)控機(jī)床采取專線供電或增設(shè)電源穩(wěn)壓設(shè)備。第三，機(jī)床環(huán)境溫度不應(yīng)過高，機(jī)床環(huán)境溫度過高時(shí)機(jī)床工作容易失常。因?yàn)殡姎饪刂葡到y(tǒng)中一般半導(dǎo)體元件工作溫度要求在40?45°C以下，室溫達(dá)到35°C時(shí)電氣柜內(nèi)部溫度經(jīng)常達(dá)到40C以上，所以系統(tǒng)不能正常工作。目前主流的數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)電氣柜密封很好，而且?guī)в行⌒涂照{(diào)器，以確保電器元件正常工作。最后，數(shù)控系統(tǒng)工作時(shí)要求周圍不能有太大的電磁干擾源，如果電焊機(jī)在旁邊工作，大型吊車在機(jī)床上部吊裝重物等?？刂葡到y(tǒng)的地線也不能接在車間場(chǎng)地的公用地線上。4、 數(shù)控機(jī)床的操作規(guī)范一?運(yùn)行前：程序與工件是否一致。刀庫，刀具表內(nèi)刀具是否與程序內(nèi)刀具信息一致。檢查刀具的完好程度。程序的語法檢查，定義必要的G代碼，M代碼。進(jìn)行模擬加工，檢查程序的正確性。確定工件坐標(biāo)系與程序坐標(biāo)系相符。最后確定機(jī)床狀態(tài)及各開關(guān)位置(進(jìn)給倍率開關(guān)應(yīng)為0)。二?加工中：觀察機(jī)床動(dòng)作及進(jìn)給方向與程序相符。2?當(dāng)工件坐標(biāo)，刀具位置，剩余量三者相符后才能逐漸加大進(jìn)給倍率開關(guān)。觀察判斷切削，聲音，機(jī)床振動(dòng)情況是否正常。中斷程序后恢復(fù)加工時(shí)，應(yīng)緩慢進(jìn)給至原加工位置后，再逐漸恢復(fù)到正常切削速率。三?異常處理：當(dāng)機(jī)床因報(bào)警而停臺(tái)時(shí)，應(yīng)先清除報(bào)警信息，將主軸安全移出加工位置確定排除警報(bào)故障后，恢復(fù)加工。當(dāng)正常加工時(shí)需要暫停程序前，應(yīng)先將倍率開關(guān)緩慢關(guān)至0位。當(dāng)發(fā)生緊急情況時(shí)，應(yīng)迅速停止程序，必要時(shí)可使用緊急停止按鈕。二、 數(shù)控機(jī)床的故障類型1、 數(shù)控機(jī)床故障的類型一按故障發(fā)生的原因分類可分為數(shù)控機(jī)床自身故障和機(jī)床外部故障。二按故障發(fā)生的性質(zhì)分類可分為軟件故障、硬件故障和干擾故障。三按故障發(fā)生的部位分類可分為數(shù)控系統(tǒng)故障、伺服系統(tǒng)故障、電氣控制部分故障、主軸系統(tǒng)故障、進(jìn)給系統(tǒng)故障、刀架、刀庫、工作臺(tái)故障等。2、 數(shù)控機(jī)床故障的特點(diǎn)按照數(shù)控機(jī)床故障頻率的高低，整個(gè)使用壽命大致分為三個(gè)階段，初始使用期開始運(yùn)行半年到一年期間，故障率較高，可能會(huì)一起較大的機(jī)械磨合磨損，某些電氣元件經(jīng)受不住使用初期的考驗(yàn)，在這期間，電氣，液壓和氣動(dòng)系統(tǒng)故障約占90%。相對(duì)穩(wěn)定期經(jīng)過初期的磨合調(diào)整后，開始7-10年的穩(wěn)定期，這期間機(jī)電故障發(fā)生頻率近乎相同，且大多可以排除。壽命終了期，設(shè)備進(jìn)入終了期后，各元件開始加速磨損和老化，故障率逐年遞增，故障性質(zhì)屬于漸發(fā)性和器質(zhì)性，機(jī)電綜合性，多數(shù)可經(jīng)更換器件部件排除。三、 數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)的基本要求1、日常維護(hù)和保養(yǎng)1＞機(jī)械部分的維護(hù)與保養(yǎng)數(shù)控機(jī)床機(jī)械部分的維護(hù)與保養(yǎng)主要包括：機(jī)床主軸部件、進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)軌等的維護(hù)與保養(yǎng)。主軸部件的維護(hù)與保養(yǎng)主軸部件是數(shù)控機(jī)床機(jī)械部分中的重要組成部件，主要由主軸、軸承、主軸準(zhǔn)停裝置、自動(dòng)夾緊和切屑清除裝置組成。數(shù)控機(jī)床主軸部件的潤滑、冷卻與密封是機(jī)床使用和維護(hù)過程中值得重視的幾個(gè)問題。首先，良好的潤滑效果，可以降低軸承的工作溫度和延長使用壽命。第二，主軸部件的冷卻主要是以減少軸承發(fā)熱，有效控制熱源為主。第三，主軸部件的密封則不僅要防止灰塵、屑末和切削液進(jìn)入主軸部件，還要防止?jié)櫥偷男孤＿M(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的維護(hù)與保養(yǎng)進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)電部件主要有：伺服電動(dòng)機(jī)及檢測(cè)元件、減速機(jī)構(gòu)、滾珠絲杠螺母副、絲杠軸承、運(yùn)動(dòng)部件(工作臺(tái)、主軸箱、立柱等)。這里主要對(duì)滾珠絲杠螺母副的維護(hù)與保養(yǎng)問題加以說明。滾珠絲杠螺母副除了對(duì)本身單一方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)精度有要求外，對(duì)軸向間隙也有嚴(yán)格的要求，以保證反向傳動(dòng)精度。因此，在操作使用中要注意由于絲杠螺母副的磨損而導(dǎo)致的軸向間隙采用調(diào)整方法加以消除。雙螺母墊片式消隙此種形式結(jié)構(gòu)簡單可靠、剛度好，應(yīng)用最為廣泛，在雙螺母間加墊片的形式可由專業(yè)生產(chǎn)廠根據(jù)用戶要求事先調(diào)整好預(yù)緊力，使用時(shí)裝卸非常方便。雙螺母螺紋式消隙這種結(jié)構(gòu)調(diào)整方便，且可在使用過程中，隨時(shí)調(diào)整，但預(yù)緊力大小不能準(zhǔn)確控制。齒差式消隙調(diào)整時(shí)，先取下內(nèi)齒圈，讓兩個(gè)螺母相對(duì)于套筒同方向都轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒，然后再插入內(nèi)齒圈，則兩個(gè)螺母便產(chǎn)生相對(duì)角位移。機(jī)床導(dǎo)軌的維護(hù)與保養(yǎng)機(jī)床導(dǎo)軌的維護(hù)與保養(yǎng)主要是導(dǎo)軌的潤滑和導(dǎo)軌的防護(hù)。導(dǎo)軌潤滑的目的是減少摩擦阻力和摩擦磨損，以避免低速爬行和降低高溫時(shí)的溫升。因此導(dǎo)軌的潤滑很重要。對(duì)于滑動(dòng)導(dǎo)軌，采用潤滑油潤滑；而滾動(dòng)導(dǎo)軌，則潤滑油或者潤滑脂均可。導(dǎo)軌的防護(hù)在操作使用中要注意防止切屑、磨粒或者切削液散落在導(dǎo)軌面上，否則會(huì)引起導(dǎo)軌的磨損加劇、擦傷和銹蝕。為此，要注意導(dǎo)軌防護(hù)裝置的日常檢查，以保證導(dǎo)軌的防護(hù)?；剞D(zhuǎn)工作臺(tái)的維護(hù)與保養(yǎng)數(shù)控機(jī)床的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一般由回轉(zhuǎn)工作臺(tái)來實(shí)現(xiàn)，對(duì)于加工中心，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)已成為一個(gè)不可缺少的部件。因此，在操作使用中要注意嚴(yán)格按照回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的使用說明書要求和操作規(guī)程正確操作使用。特別注意回轉(zhuǎn)工作臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和導(dǎo)軌的潤滑。輔助裝置的維護(hù)與保養(yǎng)數(shù)控機(jī)床的輔助裝置的維護(hù)與保養(yǎng)主要包括：數(shù)控分度頭、自動(dòng)換刀裝置、液壓氣壓系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)。數(shù)控分度頭的維護(hù)與保養(yǎng)數(shù)控分度頭是數(shù)控銑床和加工中心等的常用附件，其作用是按照CNC裝置的指令作回轉(zhuǎn)分度或者連續(xù)回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，使數(shù)控機(jī)床能夠完成指定的加工精度，因此，在操作使用中要注意嚴(yán)格按照數(shù)控分度頭的使用說明書要求和操作規(guī)程正確操作使用。自動(dòng)換刀裝置的維護(hù)與保養(yǎng)自動(dòng)換刀裝置是加工中心區(qū)別于其它數(shù)控機(jī)床的特征結(jié)構(gòu)。它具有根據(jù)加工工藝要求自動(dòng)更換所需刀具的功能，以幫助數(shù)控機(jī)床節(jié)省輔助時(shí)間，并滿足在一次安裝中完成多工序、工步加工要求。因此，在操作使用中要注意經(jīng)常檢查自動(dòng)換刀裝置各組成部分的機(jī)械結(jié)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常工作、是否有異常現(xiàn)象；檢查潤滑是否良好等，并且要注意換刀可靠性和安全性檢查。液壓系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)定期對(duì)油箱內(nèi)的油進(jìn)行檢查、過濾、更換；檢查冷卻器和加熱器的工作性能，控制油溫；定期檢查更換密封件，防止液壓系統(tǒng)泄漏；定期檢查清洗或更換液壓件、濾芯、定期檢查清洗油箱和管路；嚴(yán)格執(zhí)行日常點(diǎn)檢制度，檢查系統(tǒng)的泄漏、噪聲、振動(dòng)、壓力、溫度等是否正常。氣壓系統(tǒng)的維護(hù)與保養(yǎng)選用合適的過濾器，清除壓縮空氣中的雜質(zhì)和水分；檢查系統(tǒng)中油霧器的供油量，保證空氣中有適量的潤滑油來潤滑氣動(dòng)元件，防止生銹、磨損造成空氣泄漏和元件動(dòng)作失靈；保持氣動(dòng)系統(tǒng)的密封性，定期檢查更換密封件；注意調(diào)節(jié)工作壓力；定期檢查清洗或更換氣動(dòng)元件、濾芯。數(shù)控裝置的日常維護(hù)與保養(yǎng)數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的核心。每臺(tái)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)在運(yùn)行一定時(shí)間后，某些元器件難免出現(xiàn)一些損壞或者故障。為了盡可能地延長元器件的使用壽命，防止各種故障，特別是惡性事故的發(fā)生，就必須對(duì)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行日常的維護(hù)與保養(yǎng)。主要包括：數(shù)控系統(tǒng)的使用檢查和數(shù)控系統(tǒng)的日常維護(hù)。CNC系統(tǒng)的日常維護(hù)主要包括以下幾方面：嚴(yán)格制訂并且執(zhí)行CNC系統(tǒng)的日常維護(hù)的規(guī)章制度根據(jù)不同數(shù)控機(jī)床的性能特點(diǎn)，嚴(yán)格制訂其CNC系統(tǒng)的日常維護(hù)的規(guī)章制度，并且在使用和操作中要嚴(yán)格執(zhí)行。應(yīng)盡量少開數(shù)控柜門和強(qiáng)電柜的門因?yàn)?，在機(jī)械加工車間的空氣中往往含有油霧、塵埃，它們一旦落入數(shù)控系統(tǒng)的印刷線路板或者電氣元件上，則易引起元器件的絕緣電阻下降，甚至導(dǎo)致線路板或者電氣元件的損壞。所以，在工作中應(yīng)盡量少開數(shù)控柜門和強(qiáng)電柜的門。定時(shí)清理數(shù)控裝置的散熱通風(fēng)系統(tǒng)，以防止數(shù)控裝置過熱散熱通風(fēng)系統(tǒng)是防止數(shù)控裝置過熱的重要裝置。為此，應(yīng)每天檢查數(shù)控柜上各個(gè)冷卻風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，每半年或者一季度檢查一次風(fēng)道過濾器是否有堵塞現(xiàn)象，如果有則應(yīng)及時(shí)清理。注意CNC系統(tǒng)的輸入/輸出裝置的定期維護(hù)例如CNC系統(tǒng)的輸入裝置中磁頭的清洗。定期檢查和更換直流電機(jī)電刷在20世紀(jì)80年代生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床，大多數(shù)采用直流伺服電機(jī)，這就存在電刷的磨損問題，為此對(duì)于直流伺服電機(jī)需要定期檢查和更換直流電機(jī)電刷。經(jīng)常監(jiān)視C