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毕业设计论文姓名陈兵学号2010351020系部机电工程系专业机电一体化题目数控机床维修与保养摘要毕业论文作为大学所学知识的最后一次总结,其作用是很重要的它不但对我们所学的知识做了一次全面的检查与巩固,而且是我们综合利用所学的全部理论与实践相结合的重要环节本次论文的内容为数控车床维修的条件、机床故障检查与排除分析的方法以及车床的保养和典型车床的诊断与维修等数控车床自身所具有的明显优势使得它在工业中的应用前景极为乐观,随着数控技术进一步的__和利用,我们深信,它必将在机械工程领域发挥巨大的作用本文主要研究数控机床故障分析及消除措施的相关内容从数控机床故障诊断的基础内容谈起,介绍数控机床故障规律,故障诊断的一般步骤及方法接着讲述数控机床的常见故障,包括机械故障、伺服系统故障、PLC等电气故障最后通过实例具体介绍数控机床故障产生后分析处理的过程从而得知,数控机床维修是一门复杂的技术,要熟悉数控机床的各个部分,理论加实践,提高工作效率关键词数控机床、故障、诊断、维修、保养目录1引言……………………………………………………………………………
31.1设备的日常维护保养………………………………………………………
31.2设备维护保养和应急修理工作的任务……………………………………42数控机床故障诊断……………………………………………………………
52.1数控机床的故障规律………………………………………………………
52.2数控机床故障诊断的一般步骤……………………………………………
52.3数控机床的常用检修方法…………………………………………………63数控机床常见故障诊断与维修………………………………………………
103.1数控机床机械结构故障诊断与维修………………………………………
103.2常见伺服系统故障及诊断…………………………………………………
153.3数控机床PLC故障诊断方法………………………………………………
174.数控机床常见故障诊断及维修实例…………………………………………18结论……………………………………………………………………………21致谢……………………………………………………………………………22____………………………………………………………………………231引言设备维修与保养是确保设备正常运行的主要手段,是机电化企业的一项重要管理工作,是生产费用支出的主要部分机电厂的设备检修管理科学化是现代企业__生产和管理的重要手段,也是我国机电企业坚持自力更生方针,走向管理现代化的一项重要技术经济政策搞好机电厂的检修管理工作是保证机电设备安全、经济运行的重要措施之一,也是设备全过程管理中的重要环节电气设备运行可靠性与电力系统的安全与稳定紧密相关__以来我国电力行业一直根据电气设备预防性试验规程的规定对电气设备进行定期的停电试验、检修和维护对电力系统的安全运行起了非常重要的作用数控技术是现代机械制造工业的重要技术装备,也是先进制造技术的基础技术装备随着电子技术的不断发展,数控机床在我国的应用越来越广泛,但由于数控机床系统及其复杂,又因大部分具有技术专利,不提供关键的图样和资料,所以数控机床的维修成为了一个难题论文将涉及数控机床简单介绍、故障现象描述或给出典型实例、故障的成因的分析和论证、故障诊断过程及消除故障的措施等内容本论文将参考相关资料,根据自己的实际工作经验进行编写,力求为广大数控机床维修者提供可借鉴的经验
1.1设备的日常维护保养设备的日常维护保养是设备维护的基础工作,为提高设备维修保养水平应使维护工作基本做到三化,即规范化、工艺化、制度化规范化就是使维护内容统一,哪些部位该清洗、哪些零件该调整、哪些装置该检查,必须严格按照设备的维修保养规范进行工艺化就是根据不同设备制订各项维护工艺规程,按规程进行维护制度化就是根据不同设备不同工作条件,规定不同维护周期和维护时间,并严格执行对设备的定期维护保养工作要制定工作定额和物资消耗定额,并按定额进行考核,设备定期维护保养工作应纳入机组承包责任制的考核内容设备的维护保养内容一般包括日常维护、定期维护、定期检查和设备性能检测,设备润滑和冷却系统维护也是设备维护保养的一个重要内容设备维护应严格按维护规程进行设备维护规程是对设备日常维护方面的要求和规定,坚持执行设备维护规程,可以延长设备使用寿命,保证安全、其主要内容应包括1设备达到整齐、清洁、坚固、润滑、防腐、安全等采用的作业内容、作业方法、使用的工器具及材料、达到的标准及注意事项;2日常检查维护及定期检查的部位、方法和标准;3检查和评定操作人员维护设备的程度,内容和方法等设备的三级保养制是机械设备主要的保养制度是设备维修管理的重心由修理向保养的转变,反映了设备维修管理的进步和以预防为主的维修管理方针三级保养制内容包括设备的日常维护保养、一级保养和二级保养三级保养制是以操为主对设备进行以保为主、保修并重的强制性维修制度三级保养制是依靠职工、充分发挥职工的积极性,操作人员和维修保养人员全员参与,具体工作和设备管理相结合,搞好设备维护保养的有效办法设备的区域维护是根据项目施工中设备分布的具体情况而采用的维修管理办法维修人员承担一定施工区域内的设备维修保养工作,与设备操作人员共同做好巡回检查、定期维护、计划修理及故障排除等工作,并负责完成管区内的设备完好率、故障停机率等考核指标区域维修责任制是加强设备维修为施工生产服务、调动维修人员积极性和使设备操作人员主动关心设备保养和维修工作的有效方法
1.2设备维护保养和应急修理工作的任务设备专业维护主要__形式是区域维护组区域维护组全面负责施工区域的设备维护保养和应急修理工作,它的工作任务是1负责本区域内设备的维护修理工作,确保完成设备完好率、故障停机率等指标;2认真执行设备定期点检和区域巡回检查制,指导和督促操作人员做好日常维护和定期自检工作;3在项目设备管理人员指导下参加设备状况普查、精度检查、调整、治漏,开展故障分析和状态监测等工作区域维护组这种设备维护__形式的优点是在完成应急修理时有高度机动性,从而可使设备修理停歇时间最短,维护组专业的维修技术也保证设备维修的质量区域维护组要编制定期检查计划和设备保养维修计划,并规定对设备进行常规检查时间为了使这些工作不影响施工,设备的计划检查要安排在机组施工的非工作日进行,而常规检查要安排在施工机组的施工的空闲时间进行2数控机床故障诊断数控机床是个复杂的系统,一台数控机床既有机械装置、液压系统,又有电气控制部分和软件程序等组成数控机床的这些部分,由于种种原因,不可避免地会发生不同程度、不同类型的故障,导致数控机床不能正常工作这些原因大致包括机械锈蚀、磨损和失效;元器件老化、损坏和失效;电气元件、接插件接触不良;环境变化,如电流或电压波动、温度变化、液压压力和流量的波动以及油污等;随机干扰和噪声;软件程序丢失或被破坏等此外,错误的操作也会引起数控机床不能正常工作数控机床维修的关键是故障的诊断,即故障源的查找和故障定位一般讲根据不同的故障类型,采用不同的故障诊断方法
2.1数控机床的故障规律与一般设备相同,数控机床的故障率随时间变化的规律可用图1所示的浴盆曲线表示在整个使用寿命期,根据数控机床的故障频度大致分为3个阶段,即早期故障期、偶发故障期和耗损故障期
1.早期故障期早期故障期的特点是故障发生的频率高,但随着使用时间的增加迅速下降
2.偶发故障期数控机床在经历了初期的各种老化、磨合和调整后,开始进入相对稳定的正常运行期在这个阶段,故障率低而且相对稳定,近似常数偶发故障是由于偶然因素引起的
3.耗损故障期耗损故障期出现在数控机床使用的后期,其特点是故障率随着运行时间的增加而升高出现这种现象的基本原因是由于数控机床的零部件及电子元器件经过长时间的运行,由于疲劳、磨损、老化等原因,寿命已接近衰竭,从而处于频发故障状态
2.2数控机床故障诊断的一般步骤无论是处于哪一个故障期,数控机床故障诊断的一般步骤都是相同的当数控机床发生故障时,除非出现危险及数控机床或人身安全的紧急情况,一般不要关断电源,要尽可能地保持机床原来的状态不变,并对出现的一些__和现象做好记录,这主要包括
①故障现象的详细记录
②故障发生的操作方式及内容
③故障号及故障指示灯的显示内容
④故障发生时机床各部分的状态与位置有无其他偶然因素,如突然停电、外线电压波动较大、打雷、某部位进水等数控机床一旦发生故障,首先要沉着冷静,根据故障情况进行全面的分析,确定查找故障源的方法和手段,然后有计划、有目的地一步步仔细检查,切不可急于动手,凭着看到的部分现象和主观臆断乱查一通故障诊断一般按下列步骤进行1详细了解故障情况例如,当数控机床发生颤振、振动或超调现象时,要弄清楚是发生在全部轴还是某一轴;如果是某一轴,是全程还是某一位置;是一运动就发生还是仅在快速、进给状态某速度、加速或减速的某个状态下发生为了进一步了解故障情况,要对数控机床进行初步检查,并着重检查荧光屏上的显示内容,控制柜中的故障指示灯、状态指示灯等当故障情况允许时,最好开机试验,详细观察故障情况2根据故障情况进行分析,缩小范围,确定故障源查找的方向和手段对故障现象进行全面了解后,下一步可根据故障现象分析故障可能存在的位置有些故障与其他部分__较少,容易确定查找的方向,而有些故障原因很多,难以用简单的方法确定出故障源的查找方向,这就要仔细查阅数控机床的相关资料,弄清与故障有关的各种因素,确定若干个查找方向,并逐一进行查找3由表及里进行故障源查找故障查找一般是从易到难、从__到内部逐步进行所谓难易,包括技术上的复杂程度和拆卸装配方面的难易程度技术上的复杂程度是指判断其是否有故障存在的难易程度在故障诊断的过程中,首先应该检查可直接接近或经过简单的拆卸即可进行检查的那些部位,然后检查需要进行大量的拆卸工作之后才能接近和进行检查的那些部位
2.3数控机床的常用检修方法数控机床涉及多个应用学科的复杂系统,数控系统和机床本身的种类繁多,功能各异,不可能找出一种适合各种数控机床、各类故障的通用诊断方法这里仅对一些常用的方法作以介绍,在实际的故障诊断中,对这些方法要综合运用
(1)根据__号进行故障诊断计算机数控系统大都具有很强的自诊断功能当机床发生故障时,可对整个机床包括数控系统自身进行全面的检查和诊断,并将诊断到的故障或错误以__号或错误代码的形式显示在CRT上__号错误代码一般包括下列几方面的故障或错误信息
①程序编制错误或操作错误;
②存储器工作不正常;
③伺服系统故障;
④可编程控制器故障;
⑤连接故障;
⑥温度、压力、液位等不正常;
⑦行程开关或接近开关状态不正确利用__号进行故障诊断是数控机床故障诊断的主要方法之一如果机床发生了故障,且有__号显示于CRT上,首先就要根据__号的内容进行相应的分析与诊断当然,__号多数情况下并不能直接指出故障源之所在,而是指出了一种现象,维修人员就可以根据所指出的现象进行分析,缩小检查的范围,有目的地进行某个方面的检查
(2)根据控制系统LED灯或数码管的指示进行故障诊断控制系统的LED发光二极管或数码管指示是另一种自诊断指示方法如果和故障__号同时__,综合二者的__内容,可更加明确地指示出故障的位置在CRT上的__号未出现或CRT不亮时,LED或数码管指示就是唯一的__内容了例如,FANUC10,11系统的主电路板上有一个七段LED数码管,在电源接通后,系统首先进行自检,这时数码管的显示不断改变,最后显示“1”而停止,说明系统正常如果停止于其他数字或符号上,则说明系统有故障,且每一个符号表示相应的故障内容,维修人员就可根据显示的内容进行相应的检查和处理
(3)根据PC状态或梯形图进行故障诊断现在的数控机床上几乎毫无例外地使用了PC控制器,只不过有的与NC系统合并起来,统称为NC部分但在大多数数控机床上,二者还是相互__的,二者通过接口相__无论其形式如何,PC控制器的作用却是相同的,主要进行开关量的管理与控制控制对象一般是换刀系统,工作台板转换系统,液压、润滑、冷却系统等这些系统具有大量的开关量测量反馈元件,发生故障的概率较大特别是在偶发故障期,NC部分及各电路板的故障较少,上述各部分发生的故障可能会成为主要的诊断维修目标因此,对这部分内容要熟悉首先要熟悉各测量反馈元件的位置、作用及发生故障时的现象与后果对PC控制器本身也要有所了解,特别是梯形图或逻辑图要尽量弄明白这样,一旦发生故障,可帮助你从更深的层次认识故障的实质PC控制器输入输出状态的确定方法是每一个维修人员所必须掌握的因为当进行故障诊断时经常须要确定一个传感元件是什么状态以及PC的某个输出___状态用传统的方法进行测量非常麻烦,甚至难以做到一般数控机床都能够从CRT上或LED指示灯上非常方便地确定其输入输出状态例如,DIALOG4系统是用PC控制器的输入输出板上的LED指示灯表示其输入输出状态的灯亮为1,灯熄为0,可十分方便地确定出PC控制器的输入输出状态
(4)根据机床参数进行故障诊断机床参数也称为机床常数,是通用的数控系统与具体的机床相匹配时所确定的一组数据,它实际上是NC程序中未定的数据或可选择的方式机床参数通常存于RAM中,由厂家根据所配机床的具体情况进行设定,部分参数还要通过调试来确定机床参数大都随机床以参数表或参数纸带的形式提供给用户由于某种原因,如误操作、参数纸带不良等,存于RAM中的机床参数可能发生改变甚至丢失而引起机床故障在维修过程中,有时也要利用某些机床参数对机床进行调整,还有的参数须要根据机床的运行情况及状态进行必要的修正因此,维修人员对机床参数应尽可能地熟悉,理解其含义,只有在理解的基础上才能很好地利用它,才能正确地进行修正而不致产生错误
(5)用诊断程序进行故障诊断绝大部分数控系统都有诊断程序所谓诊断程序就是对数控机床各部分包括数控系统本身进行状态或故障检测的软件,当数控机床发生故障时,可利用该程序诊断出故障源所在范围或具__置诊断程序一般分为三套,即启动诊断、在线诊断或称后台诊断和离线诊断启动诊断指从每次通电开始至进入正常的运行准备状态止,CNC内部诊断程序自动执行的诊断,一般情况下数秒之内即告完成,其目的是确认系统的主要硬件可否正常工作主要检查的硬件包括CPU、存储器、I/O单元等印刷板或模块;CRT/MDI单元、阅读机、软盘单元等装置或外设若被检测内容正常,则CRT显示表明系统已进入正常运行的基本画面一般是位置显示画面否则,将显示__信息在线诊断是指在系统通过启动诊断进入运行状态后由内部诊断程序对CNC及与之相连接的外设、各伺服单元和伺服电机等进行的自动检测和诊断只要系统不断电,在线诊断也就不会停止,在线诊断的诊断范围大,显示信息的内容也很多一台带有刀库和台板转换的__中心__内容有五六百条离线诊断是利用专用的检测诊断程序进行的旨在最终查明故障原因,精确确定故障部位的高层次诊断,离线诊断的程序存储及使用方法一般不相同随着科学技术的发展及CNC技术的成熟与完善,更高层次的诊断技术已经出现其中最引人注目的是“自修复”、“专家诊断系统”和通信诊断系统,这些新技术的发展与应用,无疑会给数控维修特别是故障诊断提供更有效的方法与手段
(6)其他诊断方法a、备板置换法(替代法)用同功能的备用板替换被怀疑有故障的模板(故障被排除或范围缩小)注意断电状态下/选择开关/跨线一致,只改变模板b、将功能相同的模板或单元相互交换,观察故障的转移情况,就能快速判断故障的部位c、敲击法数控系统是由各种电路板组成,电路板上、接插件等处有虚焊或接口槽接触不良都会引起故障可用绝缘物轻轻敲打疑点处,若出现,则敲击处很可能就是故障部位d、升温法设备运行较长时间或环境温度较高时,机床就会出现故障,可用电吹风、红外灯照射可疑的元件或组件确定故障点e、功能程序测试法当数控机床__造成废品而无法确定是编程、操作不当还是数控系统故障时,或是闲置时间较长的数控机床重新投入使用时将G、M、S、T、F功能的全部指令编写一个试验程序并运行在这台机床,可快速判断哪个功能不良或丧失f、隔离法隔离法是将某些控制回路断开,从而达到缩小查找故障区域的目的例某__中心,在JOG方式下,进给平稳,但自动则不正常首先要确定是NC故障还是伺服系统故障,先断开伺服速度给定__,用电池电压作__,故障依旧说明NC系统没有问题进一步检查是Y轴夹紧装置出故障g、测量比较法为了检测方便,在模板或单元上设有检测端子,用万用表、示波器等仪器对这些端子的电平或波形进行测试,将测试值与正常值进行比较,可以分析和判断故障的原因和及故障的部位各种故障诊断方法各有特点,要根据故障现象的特点灵活的组合应用3数控机床常见故障诊断与维修
3.1数控机床机械结构故障诊断与维修
(1)主轴部件的常见故障及其诊断维修故障现象故障原因排除方法__精度达不到要求机床在运输过程中受到冲击检查对机床精度有影响的各部位,特别是导轨副__不牢固、__精度低或有变化重新__调平、紧固切削振动大主轴箱和床身连接螺钉松动恢复精度后紧固连接螺钉轴承预紧力不够,游隙过大重新调整轴承游隙但预紧力不宜过大,以免损坏轴承轴承预紧螺母松动,使主轴窜动紧固螺母,确保主轴精度合格轴承拉毛或损坏更换轴承主轴与箱体超差修理主轴或箱体,使其配合精度、位置精度达到要求主轴箱噪声大主轴部件动平衡不好重做动平衡齿轮啮合间隙不均匀或严重损伤调整间隙或更换齿轮轴承损坏或传动轴弯曲修复或更换轴承,校直传动轴传动带长度不一或过松调整或更换传动带,不能新旧混用齿轮精度差更换齿轮润滑不良调整润滑油量,保持主轴箱的清洁度齿轮和轴承损坏变挡压力过大,齿轮受冲击产生破损按液压原理图,调整到适当的压力和流量变档机构损坏或固定销脱落修复或更换零件轴承预紧力过大或无润滑重新调整预紧力,并使之润滑充足主轴无变速电气变档__是否输出维修人员检查处理压力是否足够检测并调整工作压力变档液压缸研损或卡死修去毛刺和研伤,清洗后重装变档电磁阀卡死检测并清洗电磁阀变档液压缸拨叉脱落修复或更换变档液压缸窜油或内泄更换密封圈变档复合开关失灵更换开关主轴不转动主轴转动指令是否输出维修人员处理检查保护开关没有压合或失灵检测压合保护开关或更换卡盘未夹紧工件调整或修理卡盘变挡复合开关损坏更换复合开关变档电磁阀体内泄漏更换电磁阀主轴发热主轴轴承预紧力过大调整预紧力轴承研伤或损坏更换轴承润滑油脏或有杂质清洗主轴箱,更换新油
(2)进给运动系统(滚珠丝杠螺母副)的故障诊断a、滚珠丝杠在运转中转矩过大1二滑板配合压板过紧或研损2滚珠丝杠螺母反向器坏,滚珠丝杠卡死或轴端螺母预紧力过大3丝杠研损4伺服电动机与滚珠丝杠联接不同轴5无润滑油6超程开关失灵造成机械故障7伺服电动机过热__b、丝杠螺母润滑不良1分油器是否分油2油管是否堵塞c、滚珠丝杠副噪声1滚珠丝杠轴承压盖压合不良2滚珠丝杠润滑不良3滚珠破损4电动机与滚珠丝杠联轴器松动
(3)刀架、刀库及换刀装置故障诊断a、转塔刀架没有抬起动作1控制系统是否有T指令输出__2抬起电磁铁断线或抬起阀杆卡死3压力不够4抬起液压缸研损或密封损坏5与转塔抬起联接的机械部分研损b、转塔转位速度缓慢或不转位1是否有转位__输出2转位电磁阀断线或阀杆卡死3压力不够4转位速度节流阀是否卡死5凸轮轴压盖过紧6抬起液压缸体与转塔平面产生摩擦、研损7__附具不配套c、转塔转位时碰牙抬起速度或抬起延时时间短d、转塔不正位1转位盘上的撞块与选位开关松动,使转塔到位时传输__超期或滞后2上下联接盘与中心轴花键间隙过大产生位移偏差大,落下时易碰牙顶,引起不到位3转位凸轮与转位盘间隙过大4凸轮在轴上窜动5转位凸轮轴的轴向预紧力过大或有机械干涉e、转塔转位不停1两计数开关不同时计数或复置开关损坏2转塔上的24V电源断线f、转塔刀重复定位精度差1液压夹紧力不足2上下牙盘受冲击,定位松动3上下牙盘间有污物或滚针脱落在牙盘中间4转塔落下夹紧时有机械干涉(如夹铁屑)5夹紧液压缸拉毛或研损6转塔座落在二层滑板之上,由于压板和楔铁配合不牢产生运动偏大g、刀具不能夹紧1风泵气压不足2增压漏气3刀具卡紧液压缸漏油4刀具松卡弹簧上的螺丝母松动h、刀具夹紧后不能松开松锁刀的弹簧压力过紧i、刀套不能夹紧刀具检查刀套上的调节螺母j、机械手换刀速度过快气压太高或节流阀开口过大k、换刀时找不到刀刀位编码用组合行程开关、接近开关等元件损坏、接触不好或灵敏度降低
(4)液压与气动系统故障诊断a、液压泵不供油或油量不足1压力调节弹簧过松2流量调节螺钉调节不当,定子偏心方向相反3液压泵转向相反4油的粘度过高,使叶片运动不灵活5液压泵转速太低,叶片不能甩出6油量不足,吸油管露出油面吸入空气7吸油管堵塞8进油口漏气9叶片在转子槽内卡死b、液压泵有异常噪声或压力下降1油量不足,滤油器露出油面2吸油管吸入空气3回油管高出油面,空气进入油池4进油口滤油器容量不足5滤油器局部堵塞6液压泵转速过高或液压泵装反7液压泵与电动机联接同轴度差8定子和叶片磨损,轴承和轴损坏9泵与其他机械共振c、液压泵发热、油温过高1液压泵工作压力超载2吸油管和系统回油管距离太近3油箱油量不足4摩擦引起机械损失,泄漏引起容积损失5压力过高d、系统及工作压力低,运动部件爬行e、尾座顶不紧或不运动1压力不足2液压缸活塞拉毛或研损3密封圈损坏4液压阀断线或卡死5套筒研损f、导轨润滑不良1分油器堵塞2油管破裂或渗漏3没有气体动力源4油路堵塞g、滚珠丝杠润滑不良1分油管是否分油2油管是否堵塞
3.2常见伺服系统故障及诊断a、伺服超差:机床的实际进给值与指令值之差超过限定的允许值.1检查CNC控制系统与驱动放大模块之间CNC控制系统与位置2检测器之间驱动放大器与伺服电机之间的边线是否正确、可靠3检查位置检测器的__及相关的D/A转换电路是否有问题4检查驱动放大器电压是否有问题5检查电动机轴与传动机械间是否配合良好,是否有松动或间隙存在6检查位置环增益是否符合要求,若不符合要求对有关的电位器应予以调整b、机床停止时,有关进给轴振动1检查高频脉动__并观察其波形及振幅,若不符合应调节有关电位器2检查伺服放大器速度环的补偿功能,若不符合应调节补偿用电位器3检查位置检测用编码盘的轴、联轴节、齿轮系是否啮合良好c、机床运行时声音不好,有摆动现象1检查测速发电机换向器表面是否光滑、清洁,电刷与换向器间是否接触良好2检查伺服放大器速度环的补偿功能,若不符合应调节补偿用电位器3检查伺服放大器位置环增益是否符合要求,若不符合要求对有关的电位器应予以调整4检查位置检测器与联轴节间的装配是否有松动5检查由位置检测器来的反馈__的波形及D/A转换后的波形幅度d、飞车现象1位置传感器或速度传感器的__反相,或者是电枢线接反了,即整个系统不是负反馈而变成正反馈了2速度指令给的不正确3位置传感器或速度传感器的反馈__没有接或者是有接线断开4CNC控制系统或伺服控制板有故障电源板有故障而引起的逻辑混乱e、所有的轴均不运动1用户保护性锁紧如急停\制动或有关运动的相应开关位置不正确2主电源熔丝断3由于过载保护用断路器动作或监控用继电器的触点未接触好f、电动机过热1滑板运行时摩擦力或阻力太大2热保护继电器脱扣电流设定错误3励磁电流太低或永磁式电动机失磁时为获得所需力矩也可引起电枢电流增高而使电动机发热4切削条件恶劣5运动夹紧/制动装置没充分释放6齿轮传动系损坏或传感器有问题7电机本身内部匝间短路而引起的过热8带风扇冷却的电动机风扇坏g、机床定位精度不准1滑板运行时阻力太大2位置环的增益或速度环的低频增益太低3机械传动部分有反向间隙4位置环或速度环的零点平衡调整不合理5接地\屏蔽不好或电缆布线不合理h、零件__表面粗糙1检查测速发电机换向器的表面光滑状况及电刷的磨合状况2检查高频脉冲波形的振幅、频率、及滤波形状3检查切削条件是否合理,刀尖是否损坏4检查机械传动的反向间隙5检查位置检测__的振幅6检查机床的振动状况如机床水平状态、地基、主轴旋转时有否振动等
3.3数控机床PLC故障诊断的方法
(1)根据____诊断故障数控系统的故障__信息,为用户提供排除故障的信息
(2)根据动作顺序诊断故障数控机床上刀具及托盘等装置的自动交换动作,都是按一定的顺序来完成因此,观察机械装置的运动过程,比较故障和正常时的情况,就可发现疑点,诊断出故障原因
(3)根据控制对象的工作原理诊断故障数控机床的PLC程序是按照控制对象的工作原理设计的,通过对控制对象工作原理的分析,结合PLC的I/O状态是诊断故障很有效的方法
(4)根据PLC的I/O状态诊断故障在数控机床中,输入/输出__的传递,一般要通过PLC的I/O接口来实现,因此一些故障会在PLC的I/O接口通道上反映出来数控机床的这个特点为故障诊断提供了方便如果不是数控系统硬件故障,可以不必查看梯形图和有关电路图,通过查询PLC的I/O通常状态和故障状态来进行诊断另外一种简单实用的方法,就是将数控机床的输入/输出状态列表,通过比较通常状态和故障状态,就能迅速诊断出故障部位
(5)通过PLC梯形图诊断故障根据PLC的梯形图来分析和诊断故障是解决数控机床__故障的基本方法如果采用这种方法诊断机床故障,首先应该查清机床的工作原理、动作顺序和连锁关系,然后利用CNC系统的自诊断功能或通过机外编程器,根据PLC梯形图查看相关的输入、输出及标志的状态,以确定故障原因
(6)动态跟踪梯形图诊断故障有些PLC发生故障时,查看输入/输出及标志状态均为正常,此时必须通过PLC动态跟踪,实时跟踪输入/输出及标志状态的瞬间变化根据PLC动作原理作出诊断综上所述,PLC故障诊断的要点是:要了解数控机床各部分检测开关的__位置如__中心的刀库,机械手和回转工作台,数控车床的旋转刀架和尾架,机床的气、液压系统中的限位开关,接近开关和压力开关等,要清楚检测开关作为PLC输入__的标志要了解执行机构的动作顺序如液压缸、气缸的电磁换向阀等,要清楚对应的PLC输出__标志要了解各种条件标志如启动、停止、限位、夹紧和放松等标志__借助编程器跟踪梯形图的动态变化,分析故障的原因,根据机床的工作原理作出正确的诊断
4、数控机床常见故障诊断及维修实例
(1)主轴出现噪声的故障维修故障现象主轴噪声较大,主轴无载荷情况下,负载表指示超过40%分析诊断首先检查主轴参数设定,包括放大器型号、电动机型号及伺服增益等,在确认无误后,则将检查重点放在机械侧发现主轴轴承损坏,经更换轴承后,在脱开机械侧的情况下检查主轴电动机旋转情况,发现负载表指示已正常但仍有噪声随后,讲主轴参数00号设定为1,即让主轴驱动系统开环运行,结果噪声消失,说明速度检测元件有问题经检查发现__不正,调整位置之后再运行主轴电动机,噪声消失,机床能正常工作
(2)丝杠窜动引起的故障维修故障现象TH6380卧式__中心,启动液压后,手动运行Y轴时,液压自动中断,CRT显示__,驱动失效,其他各轴正常分析诊断该故障涉及电气、机械、液压等部分任一环节有问题均可导致驱动失效,因此检查的顺序大致如下伺服驱动装置→电动机及测量器件→电动机与丝杠连接部分→液压平衡装置→开口螺母和滚珠丝杠→轴承→其他机械部分
①检查驱动装置外部接线及内部元器件的状态良好,电动机与测量系统正常
②拆下Y轴液压抱闸后情况同前,将电动机与丝杠的同步传动带脱离,手摇Y轴丝杠,发现丝杠上下窜动
③拆开滚珠丝杠上轴承座正常
④拆开滚珠丝杠下轴承座后发现轴向推力轴承的紧固螺母松动,导致滚珠丝杠上下窜动由于滚珠丝杠上下窜动,造成伺服电动机转动带动丝杠空转约一圈在数控系统中,当NC指令发出后,测量系统应有反馈__,若间隙的距离超过了数控系统所规定的范围,即电动机空走若干个脉冲后光栅尺无任何反馈__,则数控系统必__,导致驱动失效,机床不能运行拧好紧固螺母,滚珠丝杠不再窜动,则故障排除
(3)刀架、刀库、换刀装置的故障维修故障现象某__中心采用凸轮机械手换刀换刀过程中,动作中断,发出____号__,显示机械手伸出故障分析诊断根据__内容,机床是因为无法执行下一步“从主轴和刀库中拔出刀具”,而使换刀过程中断并__机械手未能伸出完成从主轴和刀库中拔刀动作,产生故障的原因可能有
①“松刀”感应开关失灵在换刀过程中,各动作的完成__均由感应开关发出,只有上一动作完成后才能进行下一动作第三步为“主轴松刀”,如果感应开关未发__,则机械手“拔刀”就不会动作检查两感应开关,__正常
②“松刀”电磁阀失灵主轴的“松刀”,是由电磁阀接通液压缸来完成的如电磁阀失灵,则液压缸未进油,刀具就“松”不了检查主轴的“松刀”电磁阀,动作均正常
③“松刀”液压缸因液压系统压力不够或漏油而不动作,或行程不到位检查刀库松刀液压缸,动作正常行程到位;打开主轴箱后罩,检查主轴松刀液压缸,发现已到达松刀位置,油压也正常,液压缸无漏油现象
④机械手系统有问题,建立不起“拔刀”条件其原因可能是电动机控制电路有问题检查电动机控制电路系统正常
⑤刀具是靠碟形弹簧通过拉杆和弹簧卡头将刀具柄尾端的拉钉拉紧的松刀时,液压缸的活塞杆顶压顶杆,顶杆通过空心螺钉推动拉杆,一方面使弹簧卡头松开刀具的拉钉,另一方面又顶动拉钉,使刀具右移而在主轴锥孔中变“松”主轴系统不松刀的原因可能有以下几点1刀具尾部拉钉的长度不够,致使液压缸虽已运动到位,而仍未将刀具顶松2拉杆尾部空心螺钉位置起了变化,使液压缸行程满足不了“松刀”的要求3顶杆出了问题,已变形或磨损4弹簧卡头出故障,不能张开5主轴装配调整时,刀具__量调的太小,致使在使用过程中一些综合因素导致不能满足“松刀”条件处理方法拆下“松刀”液压缸,检查发现这一故障系制造装配时,空心螺钉的伸出量调的太小,故“松刀”液压缸行程到位,而刀具在主轴锥孔中“压出”不够,刀具无法取出调整空心螺钉的“伸长量”,保证在主轴“松刀”液压缸行程到位后,刀柄在主轴锥孔中的压出量为
0.4-
0.5mm经以上调整后,故障可排除结论本文从数控机床故障的产生论述到数控机床故障的解决可以清楚地知道数控机床是技术含金量很高的设备,在使用过程中要严格遵照使用要求设备出现问题后,要及时冷静地进行故障诊断,寻找合适的方法解决问题机床修理人员要注重实践,在实践中不断提高自己的水平,要多问、多阅读、多观察、多思考、多实践、多讨论交流、多总结只有当自身的水平提高了,数控机床的修理过程才能更迅速,才能更好地提高工作效率,多创效益同时数控机床平常也非常需要保养,只有把机床保持为最佳状态,才能给工厂带来最大的效益致谢从论文选题到论文截稿,我的论文指导老师夏建春老师一直在无私地指导帮助我,在此谨致深深的谢意在这过程中还参阅了大量的相关资料,参考了他人的维修经验,在此表示诚挚谢意____
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