數(shù)控機(jī)床典型故障分析與維修

數(shù)控機(jī)床典型故障分析與維修報告專業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化班級：業(yè)機(jī)高本10姓名：牛宇時間：目錄摘要……………3正文一.數(shù)控機(jī)床的簡介……………4二.數(shù)控機(jī)床的維護(hù)…4三.數(shù)控機(jī)床故障診斷及處理的根本原那么…………4四.數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)故障分析與維修………………5五.數(shù)控機(jī)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(xiàn)…………11數(shù)機(jī)床典型故障分析與維修摘要數(shù)控機(jī)床是一種技術(shù)含量很高的自動化機(jī)床，它集機(jī)、電、儀于一體，綜合的了計算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)、伺服驅(qū)動、精密測量和精密機(jī)械等各個領(lǐng)域的新技術(shù)成果。隨著數(shù)控車床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等數(shù)控加工產(chǎn)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(jī)床編程、操作和維修的應(yīng)用型人才的日益迫切。不同的數(shù)控機(jī)床其數(shù)控系統(tǒng)雖然在結(jié)構(gòu)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，正是在此根底上對數(shù)控機(jī)床典型故障進(jìn)行維修。本設(shè)計共計五局部內(nèi)容，包括數(shù)控機(jī)床簡單介紹，數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)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(chǎn)生原因的理論分析。故障診斷與維修是本設(shè)計的重點。故障分析故障維修本設(shè)計是為了能夠讓維修人員更加快速準(zhǔn)確的查出機(jī)械故障原因并排除機(jī)械故障而進(jìn)行論文寫作的。當(dāng)前,高度興旺的制造業(yè)和先進(jìn)的制造技術(shù)已經(jīng)成為衡量一個國家綜合經(jīng)濟(jì)實力和技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一,成為一個國家在劇烈的國際市場上獲勝的關(guān)鍵因素.如今,中國已成為制造業(yè)大國,但還不是制造業(yè)強(qiáng)國我們要從制造業(yè)大國走向制造業(yè)強(qiáng)國,必須大力開展以數(shù)控技術(shù)為主的先進(jìn)制造技術(shù),提高計算機(jī)輔助設(shè)計與制造(CAD/CAM)的技術(shù)水一、數(shù)控機(jī)床簡介數(shù)控機(jī)床是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，能實現(xiàn)機(jī)械加工的高速度，高精度和高自動化，代表了機(jī)床的開展方向。數(shù)控機(jī)床是一個裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床，其主要組成局部有機(jī)床本體，數(shù)控裝置和伺服系統(tǒng)三局部。二、數(shù)控機(jī)床的維護(hù)2．1使用數(shù)控機(jī)床的要求使用數(shù)控機(jī)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(jī)床操作人員必須具有相關(guān)的機(jī)、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(yīng)具有對一般性故障的判斷與處理技能。2)數(shù)控機(jī)床對環(huán)境的要求數(shù)控機(jī)床的安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離振源，防止陽光直射和熱輻射，要遠(yuǎn)離潮濕和氣流的影響。3)對電源的要求數(shù)控機(jī)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(nèi)(一般為電壓額定值的85～110o／6)，并保持相對穩(wěn)定。4)嚴(yán)格按機(jī)床說明書規(guī)定使用機(jī)床使用數(shù)控機(jī)床時，不允許隨意改變制造廠設(shè)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(jī)床附件等。2．2對機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)，除按說明書規(guī)定執(zhí)行外，還應(yīng)注意以下幾個方面。1)嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和日常維護(hù)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(jī)的電刷。4)定期更換系統(tǒng)后備電池。5)盡量少開數(shù)控柜和強(qiáng)電柜門。6)長期閑置的系統(tǒng)應(yīng)定時給系統(tǒng)通電，定時進(jìn)行空運行。三、數(shù)控機(jī)床故障診斷及處理的根本原那么數(shù)控機(jī)床的大局部故障都以綜合故障形式出現(xiàn)，判斷與處理原那么如下。3．1調(diào)查故障現(xiàn)場機(jī)床故障發(fā)生后，維修人員首先要向操作者了解機(jī)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(xì)觀察數(shù)控裝置的工作存放沖工作存放器中尚存的工作內(nèi)容，了解已執(zhí)行的程序內(nèi)容及自診斷顯示的報警內(nèi)容，然后按數(shù)控系統(tǒng)的復(fù)位鍵，觀察系統(tǒng)經(jīng)去除復(fù)位后故障報警是否消失，如果消失，多屬于軟件故障，否那么是硬件故障。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。3．2分析可能造成故障的因素數(shù)控機(jī)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(jī)械、電氣及控制系統(tǒng)等造成的。要準(zhǔn)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(guān)的因素。例如，行程開關(guān)工作不正常時，其影響因素可能有以下幾個方面：1)機(jī)械運動不到位，開關(guān)未壓下；2)機(jī)械結(jié)構(gòu)不合理，開關(guān)松動或擋塊太短；3)開關(guān)自身質(zhì)量有問題；4)開關(guān)選型不當(dāng)；5)防護(hù)措施不好，開關(guān)內(nèi)進(jìn)了雜物，使動作失常。3．3確定產(chǎn)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(jī)床的技術(shù)檔案，憑借現(xiàn)場操作經(jīng)驗、判斷能力和掌握的機(jī)、電、液等綜合專業(yè)技術(shù)知識，通過必要的測試手段，最后判別可能產(chǎn)生故障的原因，最后通過必要的試驗，逐一尋找、確定故障源。四、數(shù)控機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)故障分析與維修4.1機(jī)械結(jié)構(gòu)故障分析的方法數(shù)控機(jī)床機(jī)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。數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障的診斷方法數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷方法如下表診斷方法原理及特征應(yīng)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(zhǔn)儀、光學(xué)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(jù)經(jīng)驗來診斷需要有豐富的實踐經(jīng)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(jī)、齒輪箱等裝置的外表進(jìn)類型行測量．非接觸型：采用先進(jìn)的紅外測溫儀、紅外熱像儀、紅外掃描儀等遙測不宜接近的物體．具有快速、正確、方便的特點用于機(jī)床運行中發(fā)熱異常的檢測震動測試通過安裝在機(jī)床某些特征點上的傳感器，利用震動計巡回檢測，檢測機(jī)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(jìn)行預(yù)測和檢測振動和噪聲是應(yīng)用最多的診斷信息．首先是強(qiáng)度測定，確認(rèn)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(jī)床齒輪、軸承在運行中的噪聲信號頻譜的變化規(guī)律進(jìn)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(fù)精度后禁錮連接螺釘軸承預(yù)緊力不夠,游隙過大重新調(diào)整軸承游隙.但預(yù)緊力不宜過大,以免損壞軸承.軸承預(yù)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,位置精度到達(dá)要求齒輪和軸承損壞主軸箱和床身連接螺釘松動恢復(fù)精度后變擋機(jī)構(gòu)損壞或固定擋銷脫落修復(fù)或更換零件軸承預(yù)緊力過大或無潤滑重新調(diào)整預(yù)緊力,并使之潤滑充足主軸箱噪聲大主動部件平衡不好重做動平衡齒輪嚙合間隙不均衡或嚴(yán)重?fù)p傷調(diào)整間隙或更換齒輪軸承損壞或傳動軸彎曲修復(fù)或更換軸承,校直傳動軸傳動帶長度不一或過松調(diào)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(diào)整潤滑油量,保持主軸箱的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(diào)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(fù)或更換4.3進(jìn)給系統(tǒng)的故障診斷(分析)與維修數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的任務(wù)是實現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)〔刀架工作臺等〕的運動.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(dǎo)軌的潤滑油缺乏,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(jī)未調(diào)整好,增益過大伺服電動機(jī)未調(diào)整好,增益過大滾珠絲杠在運轉(zhuǎn)中轉(zhuǎn)距過大二滑板配合壓板過緊或研傷重新調(diào)整或修嚴(yán)板，用0.04mm塞尺塞不進(jìn)去為合格絲杠研磨更換伺服電動機(jī)與滾珠絲杠連接不同軸調(diào)整同軸度并禁錮連接座無潤滑油調(diào)整潤滑油路超程開關(guān)失靈造成機(jī)械故障檢查故障并排除超程開關(guān)失靈造成機(jī)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去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(diào)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(chǎn)生破損更換滾珠電動機(jī)與絲杠聯(lián)軸器產(chǎn)生松動擰緊聯(lián)軸器鎖緊螺釘五、數(shù)控機(jī)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(jī)械電磁鐵主觸頭負(fù)載效應(yīng)操作使用彈簧機(jī)構(gòu)勵磁線圈鐵心主觸點不閉合過低銹住粘連、恢復(fù)彈簧變硬鐵心機(jī)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?；驓庀短缶€圈斷電而鐵心不釋放恢復(fù)彈簧損壞失效機(jī)構(gòu)松動、脫落或位移工作氣隙減小導(dǎo)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(jié)、金屬顆粒凸起負(fù)載側(cè)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(jī)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)熱繼電器對于熱繼電器,產(chǎn)生不動作與誤動作的原因可從控制輸入、機(jī)構(gòu)與參數(shù)、負(fù)載效應(yīng)等幾方面來分析.如電機(jī)已嚴(yán)重過載,那么熱繼電器不動作的原因如下.電機(jī)的額定電流選擇得太大,造成受載電流過大.整定電流調(diào)節(jié)太大,造成動作滯后.動作機(jī)構(gòu)卡死,導(dǎo)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)故障診斷與維修直流電動機(jī)伺服系統(tǒng)的故障診斷(分析)直流電動機(jī)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(zhuǎn)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(jī)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(jī)床負(fù)載太大機(jī)床未給出主軸旋轉(zhuǎn)信號電動機(jī)轉(zhuǎn)速異?；蜣D(zhuǎn)速不穩(wěn)定測速發(fā)電機(jī)斷線速度指令錯誤過負(fù)載印刷電路板故障電流極限設(shè)定錯誤同步脈沖紊亂過流報警主軸電動機(jī)電樞線圈內(nèi)部短路負(fù)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(jī)不良測速發(fā)電機(jī)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局部太臟,造成絕緣能力降低電動機(jī)過熱減速極限電路調(diào)整不良過電壓吸收器燒壞電流反應(yīng)回路不良運轉(zhuǎn)終止6.2進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修直流伺服電動機(jī)的故障診斷與維修直流電動機(jī)的常見故障及其診斷如下.〔1〕伺服電動機(jī)不轉(zhuǎn)當(dāng)機(jī)床開機(jī)后,CNC工作正常,但伺服電動機(jī)不轉(zhuǎn).從電動機(jī)本身以及相關(guān)局部來說,可能有以下幾方面的原因。eq\o\ac(○,1)電樞線斷線或接觸不良。eq\o\ac(○,2)電動機(jī)永磁體脫落。eq\o\ac(○,3)制動器不良或制動器未接通電造成的制動器未松開?！?〕伺服電動機(jī)過熱伺服電動機(jī)過熱的原因如下。eq\o\ac(○,1)電動機(jī)負(fù)載過大。eq\o\ac(○,2)由于切削液和電刷灰引起換向器絕緣不正常或內(nèi)部短路。eq\o\ac(○,3)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〕低速加工時工件外表有大的鎮(zhèn)紋造成低速加工時工件外表振紋的原因教多，包括刀具、切削參數(shù)、機(jī)床等方面的原因，應(yīng)予以綜合分析，從電動機(jī)方面看有以下原因。eq\o\ac(○,1)電動機(jī)的永磁體被局部去磁。eq\o\ac(○,2)測速發(fā)電機(jī)性能下降?！?〕伺服電動機(jī)機(jī)噪聲大造成直流伺服電動機(jī)噪聲大的原因主要有以下原因。eq\o\ac(○,1)換向器接觸面粗糙或換向器損壞。eq\o\ac(○,2)電動機(jī)軸向間隙太大。eq\o\ac(○,3)切削液等進(jìn)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7.1PLC概述LC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(fù)載能力強(qiáng)(5)接口簡單,維護(hù)方便7.1.2PLC的分類(1)按結(jié)構(gòu)形式劃分按結(jié)構(gòu)形式分為整體式和模塊式兩種.(2)按控制規(guī)模分根據(jù)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(jī)類型.eq\o\ac(○,1)超小型機(jī),其I/O點數(shù)在64以內(nèi),內(nèi)存容量在256-1000B之間;eq\o\ac(○,2)小型機(jī),其I/O點數(shù)在64-256之間,內(nèi)存容量在1-3.6KB之間;eq\o\ac(○,3)中型機(jī),其I/O點數(shù)在256-2048之間,內(nèi)存容量在3.6-13KB;eq\o\ac(○,4)大型機(jī),其I/O點數(shù)在2048以上,內(nèi)存容量在13KB以上.7.1.3PLC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(jù)控制功能.(5)通信聯(lián)網(wǎng)功能.7.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成7.2.1PLC的結(jié)構(gòu)組成(1)硬件組成:是有中央處理器(CPU)、存儲器、輸入/輸出單元(模塊)、編程器、擴(kuò)展接口、外設(shè)I/O借接口和電源組成.(2)軟件組成:PLC軟件是指PLC工作時所使用的各種程序的集合,包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件.可編程控制器故障診斷常用的PLC故障診斷的方法有以下幾種。根據(jù)報警信號診斷故障根據(jù)動作順序診斷故障根據(jù)控制對象的工作原理診斷故障根據(jù)PLC的I/O狀態(tài)診斷故障通過PLC梯形圖診斷故障動態(tài)跟蹤梯形圖診斷故障參考文獻(xiàn)蔣洪平主編.數(shù)控設(shè)備故障診斷與維修.北京理工大學(xué)出