数控机床故障诊断与维修基本概念(上)
- 格式：doc
- 大小：1.24 MB
- 文档页数：10
下载文档原格式
合集下载
数控机床的故障诊断与维修
数控机床的故障诊断与维修
面对未来，我们需要不断学习新知识、掌握新技术，以适应制造业的发展需求
同时，我们也要关注行业动态，积极参与专业培训和研讨会，与同行交流经验，共同推动数控机床故障诊断与维修技术的进步
数控机床的故障诊断与维修
挑战与应对
面对未来数控机床的故障诊断与维修技术的快速发展，我们也面临一些挑战
绿色维修：随着环保意识的提高，未来的数控机床故障诊断与维修将更加注重环保和可持续发展。采用环保材料和技术进行维修，降低维修过程中的能源消耗和环境污染，实现绿色维修
远程诊断与维修：随着网络技术的发展，未来的数控机床故障诊断与维修将更加远程化。通过远程诊断系统，技术专家可以在远程控制中心对机床进行实时监测和诊断，提供维修建议和技术支持，大大缩短维修时间
数控机床的故障诊断与维修
参考文献
[
1] 李宏胜,朱强. 数控机床故障诊断与维修
[
M]. 北京: 机械工业出版社, 2019
[
2] 王岩. 数控机床电气控制与故障诊断
[
M]. 北京: 化学工业出版社, 2020
数控机床的故障诊断与维修
数控机床的故障诊断与维修
015] 刘美俊. 基于大数据的数控机床故障预测与维修策略研究
预测性维护：通过数据分析和预测模型，对数控机床的寿命和性能进行预测和维护。在故障发生之前，采取相应的维护措施，降低故障发生概率，提高机床的可靠性和稳定性
数控机床的故障诊断与维修
总结
数控机床的故障诊断与维修是保证机床正常运行的关键环节。通过掌握常见的故障类型、诊断方法和维修流程，结合实际案例进行分析和学习，可以更好地掌握数控机床的故障诊断与维修技能。同时，随着智能化、远程化、绿色化和预测性维护的发展，未来的数控机床故障诊断与维修将更加高效、准确和环保
数控机床故障诊断与维修教案
数控机床故障诊断与维修完整版教案第一章：数控机床概述1.1 数控机床的定义与发展历程1.2 数控机床的组成及工作原理1.3 数控机床的分类及应用领域1.4 数控机床的优缺点分析第二章：数控机床故障诊断与维修基本原理2.1 故障诊断与维修的概念2.2 故障诊断与维修的方法2.3 故障诊断与维修的一般流程2.4 故障诊断与维修的注意事项第三章：数控机床故障诊断与维修常用工具与设备3.1 测量工具与设备3.2 维修工具与设备3.3 故障诊断与维修软件及其应用3.4 安全防护设备及措施第四章：数控机床常见故障类型与诊断方法4.1 硬件故障与软件故障4.2 机械故障与电气故障4.3 故障诊断方法：直观诊断法、参数诊断法、信号诊断法、故障树分析法4.4 故障诊断实例分析第五章：数控机床主要部件的维护与维修5.1 数控装置的维护与维修5.2 伺服系统的维护与维修5.3 刀库与刀具系统的维护与维修5.4 数控机床导轨与丝杠的维护与维修第六章：数控机床的电气控制系统6.1 数控机床电气控制系统概述6.2 CNC装置的结构与功能6.3 伺服驱动系统的工作原理与维护6.4 数控机床电气故障诊断与维修第七章：PLC编程与故障诊断7.1 PLC概述及其在数控机床中的应用7.2 PLC编程基础与实例7.3 PLC故障诊断与维修方法7.4 PLC与数控机床故障案例分析第八章：数控机床的液压与气动系统8.1 数控机床液压系统的基本原理与结构8.2 数控机床气动系统的基本原理与结构8.3 液压与气动系统的维护与维修8.4 液压与气动系统的故障诊断与案例分析第九章：数控机床的冷却与润滑系统9.1 数控机床冷却系统的作用与结构9.2 冷却系统的维护与维修9.3 数控机床润滑系统的作用与结构9.4 润滑系统的维护与维修第十章：数控机床故障诊断与维修的综合实践10.1 故障诊断与维修的实践流程10.2 常见数控机床故障案例分析与维修方法10.3 故障诊断与维修的实训项目10.4 故障诊断与维修的技能考核与评价第十一章：数控机床维修案例分析11.1 数控机床维修案例的收集与整理11.2 故障现象的描述与原因分析11.3 维修方案的设计与实施11.4 维修效果的评估与总结第十二章：数控机床维修技术发展趋势12.1 数控机床技术发展的现状与趋势12.2 数控机床维修技术的发展方向12.3 先进维修理念与技术的应用12.4 维修技术培训与人才培育第十三章：数控机床的安全操作与维护13.1 数控机床安全操作规程13.2 数控机床的日常维护与保养13.3 安全防护设备的正确使用与维护13.4 事故预防与应急处理第十四章：数控机床维修成本控制与效益分析14.1 维修成本的构成与控制策略14.2 维修成本效益分析的方法与指标14.3 维修成本控制实例分析14.4 提高维修效益的途径与措施第十五章：数控机床故障诊断与维修的实训与考核15.1 实训项目的设计与实施15.2 实训过程中的指导与评价15.3 故障诊断与维修技能的考核方法至此，整个教案“数控机床故障诊断与维修完整版教案”已完成。
数控机床故障诊断与维修教案
数控机床故障诊断与维修第一章：数控机床概述1.1 课程简介本章主要介绍数控机床的基本概念、分类、特点和应用范围。
使学生了解数控机床的发展历程，掌握数控机床的基本组成和原理，为后续故障诊断与维修课程打下基础。
1.2 教学目标了解数控机床的基本概念和分类掌握数控机床的特点和应用范围掌握数控机床的基本组成和原理1.3 教学内容1.3.1 数控机床的基本概念和分类数控机床的定义数控机床的分类1.3.2 数控机床的特点和应用范围数控机床的特点数控机床的应用范围1.3.3 数控机床的基本组成和原理数控机床的基本组成数控机床的工作原理1.4 教学方法讲授法案例分析法1.5 教学评价课堂问答课后作业第二章：数控机床故障诊断与维修基本原理2.1 课程简介本章主要介绍数控机床故障诊断与维修的基本原理，包括故障诊断的方法、故障类型及维修策略。
使学生掌握故障诊断与维修的基本思路，提高数控机床的维护能力。
2.2 教学目标掌握数控机床故障诊断与维修的基本原理了解故障诊断的方法掌握故障类型及维修策略2.3 教学内容2.3.1 数控机床故障诊断与维修的基本原理故障诊断与维修的意义故障诊断与维修的基本原理2.3.2 故障诊断的方法直观诊断法参数诊断法信号诊断法2.3.3 故障类型及维修策略故障类型维修策略2.4 教学方法讲授法案例分析法讨论法2.5 教学评价课堂问答课后作业小组讨论第三章：数控机床电气系统故障诊断与维修3.1 课程简介本章主要介绍数控机床电气系统故障诊断与维修的方法和技巧。
使学生掌握电气系统故障诊断与维修的基本流程，提高数控机床电气系统维修能力。
3.2 教学目标掌握数控机床电气系统故障诊断与维修的方法和技巧熟悉电气系统故障诊断与维修的基本流程3.3 教学内容3.3.1 数控机床电气系统故障诊断与维修方法故障诊断与维修的一般方法电气系统故障诊断与维修的特殊方法3.3.2 电气系统故障诊断与维修的基本流程故障诊断与维修的准备工作故障诊断与维修的实施步骤故障诊断与维修的注意事项3.4 教学方法讲授法案例分析法实践操作法3.5 教学评价课堂问答课后作业实践操作评分第四章：数控机床机械系统故障诊断与维修4.1 课程简介本章主要介绍数控机床机械系统故障诊断与维修的方法和技巧。
数控机床故障诊断与维修完整版教案
数控机床故障诊断与维修一、教学目标1. 了解数控机床的基本概念、分类及其特点。
2. 掌握数控机床的故障诊断与维修方法。
3. 熟悉数控机床常见故障现象及其原因。
4. 学会使用数控机床故障诊断与维修工具。
二、教学内容1. 数控机床概述数控机床的定义数控机床的分类数控机床的特点2. 数控机床故障诊断与维修方法故障诊断与维修的基本方法故障诊断与维修的步骤故障诊断与维修的工具三、教学重点与难点1. 教学重点：数控机床的基本概念、分类及其特点。
数控机床故障诊断与维修方法。
数控机床常见故障现象及其原因。
2. 教学难点：数控机床故障诊断与维修的步骤。
数控机床故障诊断与维修工具的使用。
四、教学方法与手段1. 教学方法：讲授法：讲解数控机床的基本概念、分类及其特点。
实践法：演示数控机床故障诊断与维修的操作过程。
案例分析法：分析数控机床常见故障案例。
2. 教学手段：投影仪：展示数控机床的图片、故障案例等。
数控机床模型：演示故障诊断与维修的操作过程。
故障诊断与维修软件：模拟数控机床故障诊断与维修过程。
五、教学安排1. 课时：32课时（2学分）2. 授课方式：理论课与实践课相结合3. 实践课安排：数控机床模型操作训练六、教学评价1. 平时成绩：学生的出勤、课堂表现、作业完成情况。
2. 实践操作考核：学生在实践课中的操作技能表现。
3. 故障诊断与维修报告：学生针对模拟故障进行的诊断与维修报告。
4. 期末考试：包括选择题、填空题、简答题和案例分析题。
七、教学资源1. 教材：数控机床故障诊断与维修教材。
2. 投影仪：用于展示图片、视频等教学内容。
3. 数控机床模型：用于实践操作演示和训练。
4. 故障诊断与维修软件：模拟数控机床故障诊断与维修过程。
5. 网络资源：查询相关资料、案例分享等。
八、教学进度计划1. 第1-4课时：数控机床概述2. 第5-8课时：数控机床故障诊断与维修方法3. 第9-12课时：数控机床常见故障现象及其原因4. 第13-16课时：故障诊断与维修工具的使用5. 第17-20课时：实践操作训练6. 第21-24课时：故障诊断与维修案例分析7. 第25-28课时：教学评价与总结九、教学总结1. 总结数控机床故障诊断与维修的基本概念、方法及其应用。
数控机床电气系统的故障诊断与维修
数控机床电气系统的故障诊断与维修1. 引言1.1 数控机床电气系统的故障诊断与维修数：208引言：数控机床电气系统作为数控机床的重要组成部分之一，承担着控制和驱动机床运动的关键任务。
在数控机床的运行过程中，电气系统往往会出现各种故障，影响机床的正常操作和生产效率。
对数控机床电气系统的故障诊断与维修具有重要的意义。
为了提高数控机床电气系统的故障诊断与维修效率，必须深入了解常见的电气故障类型，掌握有效的故障诊断流程，熟练运用各种故障检测工具，掌握有效的故障维修技巧，并采取有效的故障预防措施。
2. 正文2.1 常见的数控机床电气故障1. 电路短路：电路短路是指电流在不经过负载的情况下通过电路中的两点之间直接传导，导致电路异常工作或直接损坏元器件的现象。
电路短路可能由于电线老化、接线不当或元器件故障等原因引起。
2. 电压不稳：电压不稳是指电源输入的电压波动较大，无法满足数控机床电气系统的正常工作需要。
电压不稳可能导致设备运行不稳定、电器元件损坏甚至影响整个生产过程。
3. 过载：过载是指电路中负载电流超过元器件或导线额定电流的情况。
过载可能导致设备过热、电子元件烧毁，严重时还会引起火灾等问题。
4. 接地故障：接地故障是指设备或线路中出现接地短路或接地断路的问题。
接地故障可能会引起电流异常、设备损坏，甚至影响操作人员的安全。
5. 元件老化：随着数控机床使用时间的增长，部分电气元件会出现老化，如电容、电阻等元件的值发生变化或损坏，导致电路异常工作或故障。
以上是常见的数控机床电气故障，针对这些问题需要及时进行诊断和维修，以保障设备的正常运行。
2.2 故障诊断流程故障诊断流程是数控机床电气系统维修中非常重要的一环，正确的诊断流程可以有效地缩短故障处理时间，提高维修效率。
下面是数控机床电气系统故障诊断的一般流程：1. 收集信息：首先要了解故障发生的具体情况，包括故障现象、发生时间、工作环境等信息。
还要查看相关的设备手册、电路图等资料。
数控机床典型故障诊断与维修
数控机床典型故障诊断与维修一、数控机床常见故障及其原因1. 通讯故障通讯故障是数控机床中比较常见的故障之一。
通讯故障的主要原因包括通讯电缆连接不良、通讯软件设置错误、通讯卡故障等。
这些原因导致的通讯故障会导致数控机床无法正常与上位机进行通讯，从而影响数控机床的工作效率。
2. 电气故障电气故障是数控机床常见的故障之一，主要原因包括电气元件老化、电气接线错误、电气元件损坏等。
电气故障会影响数控机床的正常电气供电，导致数控机床无法正常工作。
3. 传感器故障数控机床中的传感器故障也比较常见，主要原因包括传感器损坏、传感器灵敏度调整不当、传感器连接错误等。
传感器故障会导致数控机床无法准确感知工件位置或运动状态，从而影响数控机床的加工精度。
4. 润滑系统故障润滑系统故障是数控机床常见的故障之一，主要原因包括润滑油不足、润滑系统堵塞、润滑泵故障等。
润滑系统故障会导致数控机床在运行过程中出现摩擦增大、温升过高等问题，影响数控机床的工作效率和使用寿命。
5. 机械传动系统故障二、数控机床故障诊断方法硬件故障诊断是数控机床故障诊断的重要内容之一。
硬件故障诊断主要通过检查、测量、比对数控机床的各个硬件部件来发现故障原因。
比如通过检查通讯电缆连接状态、检测传感器输出信号、测量电气元件的电压电流等方法来诊断数控机床的硬件故障。
3. 综合故障诊断综合故障诊断是数控机床故障诊断的综合性方法，主要通过对数控机床的硬件、软件以及工艺加工情况进行综合分析，找出故障的根本原因。
综合故障诊断需要运用多种故障诊断方法，结合数控机床的实际工作情况进行综合分析，以确保找出故障的准确原因。
硬件故障维修是数控机床故障维修的重要内容之一。
硬件故障维修主要通过更换损坏的硬件部件、重新连接电气接线、调整机械传动系统等方法来修复数控机床的硬件故障。
数控机床故障诊断与维修是数控机床维护管理工作的重要内容，对于保证数控机床的正常工作、提高数控机床的使用寿命具有重要意义。
数控机床系统故障诊断与维修
数控机床系统故障诊断与维修摘要：本文主要介绍了数控机床系统故障诊断与维修相关的知识。
首先，介绍了数控机床的基本概念和应用领域。
然后，探讨了数控机床系统的结构和工作原理，重点介绍了数控系统的主要组成部分。
接着，讨论了数控机床故障的分类和诊断方法。
最后，介绍了数控机床故障维修的基本步骤和注意事项。
关键词：数控机床；系统结构；故障分类；诊断方法；维修步骤正文：一、数控机床的基本概念和应用领域数控机床是一种利用数字控制技术实现数控运动的机床，它可以实现高精度、高效率、高自动化的加工过程。
数控机床广泛应用于航空航天、汽车、电子、微电子、光学等制造领域，成为现代工业生产的重要装备之一。
二、数控机床系统的结构和工作原理数控机床系统主要由数控系统、电气系统、机械系统、液压系统组成。
其中，数控系统是整个系统的核心，它控制着机床的运动、加工和现场控制等操作。
电气系统负责调节机床的电气信号和电动机的转速、转向等参数。
机械系统则是机床的机械部分，包括工作台、主轴、进给机构等。
液压系统主要是用来控制机床液压元件的工作。
三、数控机床故障的分类和诊断方法数控机床的故障分类主要包括电气故障、机械故障、液压故障、数控系统故障等。
诊断方法一般分为四个步骤：信息采集、现象分析、故障定位、原因分析。
四、数控机床故障维修的基本步骤和注意事项数控机床故障维修一般分为五个步骤：现场查看、设备检查、故障排除、恢复正常加工、故障分析。
在进行维修时，需要注意安全措施、操作规程、使用工具等，以避免二次故障的发生。
综上所述，数控机床系统故障诊断与维修是数控技术应用过程中不可避免的一部分，只有熟练掌握故障诊断和维修技巧，才能更好地保障生产效率和质量，为工业现代化做出积极贡献。
五、数控机床系统故障维修的总结与展望数控机床作为现代制造业的重要装备，已成为实现高精度、高效率、高自动化生产的关键技术。
然而，由于其复杂的结构和工作原理，故障和维修也成为了其使用和维护过程中难以避免的问题。
数控机床的故障诊断与维修
打 开系 统 ， 再 进一 步 观察 设 备 的情 况 ， 若 能正 常运 行 那 就说 明
１ ． １详 细 了解 故障 现象
根 据 现 象发现 问题 所在 ， 特 别注 意 当故 障 情 况允 许 时 ， 最
好 开机 检验 ， 详细 观 察故 障现 象 。
是 这个 零 部件 的 问题 ， 若 还 是不 能 正 常运 行那 就 说 明不 是这 个 原因 ， 那 就 需 要继 续 排查 故 障 。这 种方 法 使用 特别 要 注 意一 定 要 切掉 电源 ， 等 卜２分钟 在进 行 零 件 的交 换 。这样 才 能 保证 各
２ １ 自诊 断功 能的 方法
现 在 大部 分数 控 机床 都 带 有报 警 功 能 ， 也就 是 说 当机床 发 生 问题 或 者 有故 障 时 ， 数控 系 统 会产 生 报警 信 息 ， 这样 会 显 示 报 警代 码 ， 通 过 查 阅资 料分 析 代 码就 可 以锁 定 故 障的 范 围 ， 再
１ 数 控机 床故 障诊 断的步 骤
数 控机床 出现 故 障 ， 不 要盲 目操作 ， 也不要 急于 关 闭电源 ， 应 该尽 快查找 故障 的 原因及 根源 ， 要 有计划 有 目的的仔细检 查 ， 切 记不 要急 于动手 ， 避 免 出现安 全 问题 。一 般步 骤如 下。
锁定 故 障范 围 ， 当 检测 到 是零 部 件损 坏 但 又不 能完 全确 定是 这 个 零件 的 原 因 ， 这 个 时候 就 可 以用 到 这种 方法 。把 怀 疑 换掉 的 零 部件 撤掉 和 正 常运 行设 备 相 同型 号 的零 部件 进 行 交换 ， 然 后
开关 。
２ 数 控机 床故 障诊 断的基 本 方法
数控 机床 长时 间使用 ， 某 些 电器元 件或者 机 械零件会 磨 损 ， 如 果不 正 确 的使 用会 直 接 导致 零 部件 损 坏 。 以下是 数控 机 床 故
１ ． １详 细 了解 故障 现象
根 据 现 象发现 问题 所在 ， 特 别注 意 当故 障 情 况允 许 时 ， 最
好 开机 检验 ， 详细 观 察故 障现 象 。
是 这个 零 部件 的 问题 ， 若 还 是不 能 正 常运 行那 就 说 明不 是这 个 原因 ， 那 就 需 要继 续 排查 故 障 。这 种方 法 使用 特别 要 注 意一 定 要 切掉 电源 ， 等 卜２分钟 在进 行 零 件 的交 换 。这样 才 能 保证 各
２ １ 自诊 断功 能的 方法
现 在 大部 分数 控 机床 都 带 有报 警 功 能 ， 也就 是 说 当机床 发 生 问题 或 者 有故 障 时 ， 数控 系 统 会产 生 报警 信 息 ， 这样 会 显 示 报 警代 码 ， 通 过 查 阅资 料分 析 代 码就 可 以锁 定 故 障的 范 围 ， 再
１ 数 控机 床故 障诊 断的步 骤
数 控机床 出现 故 障 ， 不 要盲 目操作 ， 也不要 急于 关 闭电源 ， 应 该尽 快查找 故障 的 原因及 根源 ， 要 有计划 有 目的的仔细检 查 ， 切 记不 要急 于动手 ， 避 免 出现安 全 问题 。一 般步 骤如 下。
锁定 故 障范 围 ， 当 检测 到 是零 部 件损 坏 但 又不 能完 全确 定是 这 个 零件 的 原 因 ， 这 个 时候 就 可 以用 到 这种 方法 。把 怀 疑 换掉 的 零 部件 撤掉 和 正 常运 行设 备 相 同型 号 的零 部件 进 行 交换 ， 然 后
开关 。
２ 数 控机 床故 障诊 断的基 本 方法
数控 机床 长时 间使用 ， 某 些 电器元 件或者 机 械零件会 磨 损 ， 如 果不 正 确 的使 用会 直 接 导致 零 部件 损 坏 。 以下是 数控 机 床 故
数控机床典型故障诊断与维修
数控机床典型故障诊断与维修一、数控机床典型故障1. 伺服电机故障：伺服电机是数控机床的主要驱动元件，如伺服电机出现故障，会导致机床无法正常工作。
常见的伺服电机故障包括：电机运行异常、电机发热、电机无法正常启动等。
2. 数控系统故障：数控系统是数控机床的核心，一旦出现故障，会导致整个数控机床无法正常工作。
常见的数控系统故障包括：程序执行错误、操作界面死机、通讯故障等。
3. 传感器故障：传感器在数控机床中起着重要的作用，它能够感知机床状态并将信息反馈到数控系统。
常见的传感器故障包括：传感器信号异常、传感器损坏等。
4. 润滑系统故障：数控机床在工作过程中需要进行润滑，以减少摩擦、降低磨损。
润滑系统故障会导致机床零部件磨损加剧，影响加工精度和机床寿命。
5. 电气元件故障：数控机床中包含大量的电气元件，如断路器、接触器、继电器等。
这些元件一旦出现故障，会直接影响机床的正常运行。
1. 故障现象分析：当数控机床出现故障时，首先要对故障现象进行分析。
包括故障出现的时间、频率、程度等方面，有助于确定故障的性质和范围。
2. 信息收集：通过观察、询问、检测等方式，收集与故障相关的信息，包括数控系统显示的报警信息、机床运行时的异常声音、异味等。
3. 故障检测：根据故障现象和信息收集的结果，对机床进行检测，包括物理检测和电气检测。
物理检测可以发现机床结构的故障，电气检测可以发现电气元件的故障。
4. 故障定位：通过检测结果，确定故障发生的位置和原因，例如伺服电机故障、数控系统故障、传感器故障等。
5. 分析解决方案：根据故障定位结果，分析可能的解决方案，并进行相应的维修或调整。
1. 伺服电机维修：伺服电机故障通常需要专业的维修人员进行处理，首先要对电机进行检测和分析，确定故障原因，然后进行修复或更换。
2. 数控系统维修：数控系统故障可能是软件问题或硬件问题，软件问题可以通过重新设置参数、升级或更换软件来解决，硬件问题则需要更换故障部件。
数控机床故障诊断与维修基础知识
4. 数控机床使用中应注意的问题 1）．数控机床的使用环境
对于数控机床最好使其置于有恒温的环境 和远离震动较大的设备（如冲床）和有电磁干 扰的设备。
2）．电源要求 3．数控机床应有操作规程 进行定期的维护、保养，出现故障注意记 录保护现场等。
4．数控机床不宜长期封存 5．注意培训和配备操作人员、维修人员
态 信息 接口检查 参数检查
接口检查—系统与机床、系统与PLC、 机床与PLC的输入/输出信号，接口诊断 功能可将所有开关量信号的状态显示在
CRT上，“1”表示通，“0”表示断。
利用状态显示可以检查数控系统是否将 信号输出到机床侧，机床侧的开关信号 是否已输入到系统，从而确定故障是在 机床测还是在系统侧。
三、课程的意义
技术的需要：通过对数控设备的共性的理论进行 总结、归纳，再结合对某类典型数控系统进行培 训，形成对数控设备进行维修的思路。
企业效益的需要：数控设备的故障会直接影响企 业生产的顺利进行，因此为了降低维修成本，企 业需要数控维修人员对一些普通故障进行维修。
市场需要：数控设备的大量使用，使得大批具备 数控维修人员为企业服务，形成很大的市场。
大型龙门式（动台）数控加工中心
4、 五轴 联 动 数 控 机 床
加工某些具有特殊要求的复杂形面的大型工件而出现的， 也是为了提高对这些形面的加工精度、质量和工效才得到应用 和发展的。
五轴加工这里是指在一台机床上至少有五个坐标轴(三个直线 坐标和两个旋转坐标)，而且可在计算机数控(CNC)系统的控制 下同时协调运动进行加工。
多功 能 型 数 控车床
多功 能 型 数 控车床光 机
多功能型数控车床的特点
※ 多功能数控车床的主轴除了驱动主轴的串行数字伺服主轴电 动机外还增配了主轴C轴控制的伺服电动机；
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数控机床故障诊断与维修第1章数控机床故障诊断与维修的基本概念1．1 数控机床故障诊断与维修的意义一、数控机床的组成数控机床由数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置和机床本体四大部分组成，再加上程序的输入/输出设备、可编程控制器、电源等辅助部分。
1. 数控装置(数控系统的核心)由硬件和软件部分组成，接受输入代码经缓存、译码、运算插补）等转变成控制指令，实现直接或通过PLC对伺服驱动装置的控制。
2. 伺服驱动装置是数控装置和机床主机之间的联接环节，接受数控装置的生成的进给信号，经放大驱动主机的执行机构，实现机床运动。
3. 检测反馈装置是通过检测元件将执行元件（电机、刀架）或工作台的速度和位移检测出来，反馈给数控装置构成闭环或半闭环系统。
4. 机床本体是数控机床的机械结构件（床身箱体、立柱、导轨、工作台、主轴和进给机构等。
二、数控机床故障诊断1.故障的基本概念故障——数控机床全部或部分丧失原有的功能。
故障诊断——在数控机床运行中，根据设备的故障现象，在掌握数控系统各部分工作原理的前提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测手段，查明故障的部位和原因。
提出有效的维修对策。
2.故障的分类1）从故障的起因分类关联性故障——和系统的设计、结构或性能等缺陷有关而造成（分固有性和随机性）。
非关联性故障——和系统本身结构与制造无关的故障。
2）从故障发生的状态分类突然故障——发生前无故障征兆，使用不当。
渐变故障——发生前有故障征兆，逐渐严重。
3）按故障发生的性质分类软件故障——程序编制错误、参数设置不正确、机床操作失误等引起。
硬件故障——电子元器件、润滑系统、限位机构、换刀系统、机床本体等硬件损坏造成。
干扰故障——由于系统工艺、线路设计、电源地线配置不当等以及工作环境的恶劣变化而产生。
4）按故障的严重程度分类危险性故障——数控系统发生故障时，机床安全保护系统在需要动作时，因故障失去保护动作，造成人身或设备事故。
安全性故障——机床安全保护系统在不需要动作时发生动作，引起机床不能起动。
3. 数控系统的可靠性数控机床除了具有高精度、高效率和高技术的要求外，还应该具有高可靠性。
系统可靠性是指数控系统在规定的条件和规定的时间内完成规定功能的能力，故障是指系统在规定的条件和规定的时间内失去了规定的功能。
数控机床是复杂的大系统，它涉及光、机、电、液等很多技术，发生故障是难免的。
机械锈蚀、机械磨损、机械失效，电子元器件老化、插件接触不良、电流电压波动、温度变化、干扰、噪声，软件丢失或本身有隐患、灰尘，操作失误等都可导致数控机床出故障。
衡量的指标有：MTBF——平均无故障时间MTTR——排除故障的修理时间平均有效度A——A=MTBF/（MTBF+MTTR）4. 数控机床维修的特点1）数控机床是高投入、高精度、高效率的自动化设备；2）一些重要设备处于关键的岗位和工序，因故障停机时，影响产量和质量；3）数控机床在电气控制系统和机械结构比普通机床复杂，故障检测和诊断有一定的难度。
三、课程的基本要求与特点熟悉数控机床各组成部分的工作原理与结构确立数控机床故障诊断的基本思路与实施诊断的步骤及注意事项掌握常用测试仪器的使用方法通过理论和实训环节的教学，能实施对数控机床的故障分析和诊断。
课程涉及内容广，故障检测、分析难度高1．2 数控机床故障诊断与维修的基本要求1．2．1 工作环境1．2．2 日常保养和维护一、点检点检——按有关维护文件的规定，对数控机床进行定点、定时的检查和维护点检要求和内容专职点检——重点设备、部位（设备部门）日常点检——一般设备的检查及维护（车间）生产点检——开机前检查、润滑、日常清洁、紧固等工作（操作者）二、数控系统的日常维护机床电气柜的散热通风门上热交换器或轴流风扇对控制柜的内外进行空气循环。
（少开柜门）纸带阅读机的定期维护：对光电头、纸带压板定期进行防污处理支持电池的定期更换：在机床断电期间，有电池供电保持存储在COMS器件内的机床数据检测反馈元件的维护：光电编码器、接近开关、行程开关与撞块、光栅等元件的检查和维护备用电路板的定期通电：备用电路板应定期装到CNC系统上通电运行，长期停用的数控机床也要经常通电，利用电器元件本身的发热来驱散电气柜内的潮气。
保证电器元件性能的稳定可靠。
1．2．3 操作员和维修人员数控机床有自诊断功能，为数控机床的故障诊断提供了有力的手段。
但是数控机床的大部分故障表现为综合性故障。
操作员要熟悉数控机床的功能与操作，做好数控机床的日常保养与维护工作。
维修人员必须认真仔细地阅读诊断用技术资料，并对照机床实物，做到心中有数。
一旦机床发生故障，再进行分析的同时查阅资料，它们主要有：数控机床电气使用说明书数控机床电气原理图数控机床电气连接图数控机床结构简图数控机床参数表数控机床PLC控制程序数控系统操作手册数控系统编程手册数控系统安装与维修手册伺服驱动系统使用说明书1．3 数控机床故障的类型与特点1．3．1 数控机床故障的类型数控设备使用寿命——故障频率曲线故障诊断内容1）动作诊断：监视机床各动作部分，判定动作不良的部位。
诊断部位是ATC、APC和机床主轴。
2）状态诊断：当机床电机带动负载时，观察运行状态。
3）点检诊断：定期点检液压元件、气动元件和强电柜。
4）操作诊断：监视操作错误和程序错误。
5）数控系统故障自诊断1．3．2数控机床故障的特点一、故障软故障——由调整、参数设置或操作不当引起（在使用初期发生较多，不熟悉）硬故障——由数控机床（控制、检测、驱动、液气、机械装置）的硬件失效引起二、故障处理对策除非出现影响设备或人身安全的紧急情况，不要立即切断机床的电源。
应保持故障现场。
从机床外观、CRT显示的内容、主板或驱动装置报警灯等方面进行检查。
可按系统复位键，观察系统的变化，报警是否消失。
如消失，说明是随机性故障或是由操作错误引起的。
如不能消失，把可能引起该故障的原因罗列出来，进行综合分析、判断，必要时进行一些检测或试验，达到确诊故障的目的。
复位后，故障不能消失，可从以下几方面进行调查：1. 检查机床的运行状态机床故障时的运行方式CRT显示的内容（报警信号和报警号）驱动装置、变频器等显示的报警指示故障时轴的定位误差刀具轨迹是否正常辅助机能的运行状态2. 检查加工程序及操作情况是否为新编制的加工程序刀具补偿指令及补偿量是否正确故障是否与换刀有关故障是否与进给速度有关操作者的情况（新手）3. 检查系统的输入电压输入电压的波动，电压值是否在正常范围附近有否使用大电流的装置4. 检查环境状态CNC周围的温度状况控制柜热交换器、轴流风扇工作情况系统周围的振动情况附近有否高频干扰源5. 检查机床状况熔丝是否已熔断故障前是否修理过机床或设置过参数机床是否已调整好在运行过程中是否改变过工作方式机床是否正处于急停、锁住状态速度倍率开关是否设为零进给保持按钮是否被按下间隙补偿量是否合适机床各信号电缆有否破损信号线和电源线是否分开走线屏蔽线接地是否正确1．4 数控机床故障诊断与维修的一般方法1．4．1 数控机床故障诊断与维修的一般方法一、故障与故障诊断数控机床在机械结构上和普通机床不同点在于传动链缩短，传动部件的精度高，机械维护的面更广。
主轴、进给轴、导轨和丝杠、刀库和换刀装置、液压和气动等。
熟悉机械故障的特征，掌握数控机床机械故障的诊断的方法和手段。
还要注意数控机床机电之间的内在联系。
1. 机械故障的原因机床在运行过程中，机械零部件受到力、热、摩擦以及磨损等诸多因素的作用，使其领部件偏离或丧失原有的功能。
2. 机械故障诊断机床运行状态的识别、运行状态的信号获取、特征参数的分析，故障性质的判断和故障部位的确定。
二、机械故障诊断的方法实用诊断技术（问、听、看、闻、摸、查）振动、噪声测试(幅值大小、频率结构）油液分析（磨粒成分、型貌、数量）温度测试（表面温度及变化规律）超声、X射线探伤（机件内部缺陷）专家诊断系统（专家的经验、数据）1.实用诊断技术问——操作者（渐/突发、故障现象、加工件的情况、传动系统的运动和动力、润滑、保养和检修情况）看——机床的转速变化、工件的表面粗糙度和振纹、颜色伤痕等明显症状听—机床运转声（强弱、频率高低等）闻——润滑油脂氧化蒸发油烟气焦糊气触——用手感来判别机床的故障（温升、振动、伤痕和波纹、爬行、松紧）实用诊断技术在机械故障的诊断中具有实用简便、快速有效的特点，但诊断效果的好坏在很大程度上要凭借维修技术人员的经验，而且有一定的局限性，对一些疑难故障难以奏效。
2. 机械振动检测诊断法以机床振动作为信息源，在机床运行过程中获取信号，对信号作各种处理和分析，通过某些特征量的变化来判别有无故障、根据由以往诊断经验形成的一些判据来确定故障的性质并综合一些其他依据来进一步确定故障的部位。
具有实用可靠、判断准确的特点诊断过程1）阅被诊断设备的技术资料，分析传动关系、计算传动件的特征值；2）获取信号、信号调理与处理；3）信号分析、故障判断（部位、性质）。
故障振动信号分类1）平稳性故障信号——机械结构在正弦周期性力信号、复杂周期性力信号和准周期性力信号（轴弯曲、偏心、滚子失圆等渐变性故障）作用下产生的响应信号。
特点：响应信号的频率成分与激励信号的频率成分相同。
频谱为有限根谱线，而且能量集中在故障的特征频率及其倍频上。
2）冲击性故障信号——机械结构在周期性冲击力作用下的脉冲响应，他与冲击信号本身有很大的不同。
特点：信号能量短时间释放，其频谱为无穷根谱线，间隔等于脉冲发生的频率。
能量集中于基频。
信号分析方法1) 时域分析法（直观）了解信号的幅值和时间的关系，确定振动的程度，设备是否有故障及严重程度。
不能确定故障部位（特征量的统计分析、相关分析等、均值、有效值、均方根值、方差等）。
2) 频域分析法(了解信号的频率结构，寻找故障源)幅值谱分析——应用傅里叶变换、傅里叶傅里叶积分将时域信号变为频域信号。
功率谱分析——在频域中对信号能量或功率分布情况的描述。
滤波谱——分析平稳性故障信号解调谱——分析冲击性故障信号测试仪器系统诊断实例1）了解设备的运行状态：设备在运行中有什么异常情况，不同速度档位有什么区别。
2）得到设备的有关资料：设备的传动系统图、轴承分布图等技术资料，并对其进行分析。
3）计算传动链和传动件的特征频率：计算传动链，计算各传动件的特征频率系数。
对设备进行诊断测试1）放置测振、测速传感器（位置、信号要求）（一般选振动或噪声较大的部位）；2）连接仪器系统；3）开动被测设备；4）调节测速电平、显示主轴转速并记录；5）从较高频段开始测试，逐渐到较低频段，并调节放大器的增益，使信号处于最佳状态；6）记录、打印测试结果。
传动链Ⅰ30/60 Ⅱ27/30 Ⅲ27/57 Ⅳ特征系数 4.69 140. 2.35 63.33 2.1 57． 1.0特征频率 3.58 107.4 1.79 48.32 1.61 43.5 0.763故障诊断分析1）由主轴转频计算各传动件的特征频率；2）对照计算值和测试结果，由前述机械故障诊断知识进行分析，判断故障的部位和故障性质。