數(shù)控機(jī)床可靠性維修性分析與研究(論文)

1、宋體一號 加粗鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）宋體小初號 加粗位置固定，不可調(diào)動題 目： 數(shù)控機(jī)床可靠性.維修性分析與研究 專業(yè)為準(zhǔn)確全稱指導(dǎo)教師： 職稱： 宋體三號，居中，不夠可增加一行學(xué)生姓名： 學(xué)號 專 業(yè)： 機(jī)電一體化 居中，填寫全稱院 （系）： 機(jī)電工程學(xué)院 答辯日期： 2015年6月*日 20XX年X月XX日摘 要1952年，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)床上，在美國誕生了第一臺數(shù)控機(jī)床。從此，傳統(tǒng)機(jī)床產(chǎn)生了質(zhì)的變化，近半個世紀(jì)以來，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個階段和六代的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的

2、擴(kuò)大，它對關(guān)系國計(jì)民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展也起著越來越重要的作用，數(shù)控機(jī)床具有精密、高效、柔性自動化和易于實(shí)現(xiàn)工藝復(fù)合和信息集成等的諸多特點(diǎn)，特別適于加工復(fù)雜形狀的零件，備受到機(jī)械制造企業(yè)的青睞；但是數(shù)控機(jī)床市場仍然存在風(fēng)險(xiǎn)，數(shù)控機(jī)床技術(shù)也有諸多不完善之處，因此要想更好發(fā)揮數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)，就要將其故障率降低，所以數(shù)控機(jī)床可靠性和維修性技術(shù)也就顯得尤為重要。本文主要是針對數(shù)控機(jī)床可靠性，維修性展開，對其進(jìn)行分析研究。關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù) 數(shù)控機(jī)床 可靠性 維修性Nc machine tool reliability maintainability analysis and research In 1

3、952, the computer technology application in machine tools, was born in the United States the first CNC machine tool. From then on, the traditional machine tool to produce a qualitative change, nearly half a century, the CNC system has experienced two stages and six generations of development, the ap

4、plication of numerical control technology not only brings revolutionary change to traditional manufacturing, the manufacturing industry has become the symbol of industrialization, and with the continuous development of numerical control technology and application in the field of expansion, the devel

5、opment of relations, some key industries of the national economy and people's livelihood is playing a more and more important role, nc machine tools with precision, high efficiency, flexible and easy to realize automation process and information integration of many characteristics, especially su

6、itable for processing of complex shape parts, closely to the favour of machinery manufacturing enterprise; Nc machine tool market there is still a risk, however, the numerical control machine tool technology also has many shortcomings, therefore in order to better play to the characteristics of nume

7、rical control technology, is the failure rate is reduced, so the numerical control machine reliability and maintainability technology also is particularly important. This article is mainly aimed at numerical control machine reliability, maintainability, analyzes its research. Keywords: Numerical con

8、trol technology Nc machine tool reliability maintainability目 錄第一章 緒論1第二章 數(shù)控機(jī)床可靠性2一、 數(shù)控機(jī)床可靠性指標(biāo)2二、保證可靠性的方法3三、 數(shù)控機(jī)床可靠性的必要性3四、可靠性技術(shù)的研究及分析4第三章 數(shù)控機(jī)床的維修性6一、常用的數(shù)控機(jī)床維修儀表及儀器6二、數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法8三、數(shù)控機(jī)床故障排除的方法9第四章 數(shù)控機(jī)床的保養(yǎng)10一、 數(shù)控機(jī)床的保養(yǎng)知識10二、 數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的維護(hù)11結(jié) 論12致謝13參考文獻(xiàn)14第一章 緒論 數(shù)控機(jī)（車）床是機(jī)電一體化的高技術(shù)產(chǎn)品，它的產(chǎn)生是20世紀(jì)中期計(jì)算機(jī)技術(shù)，微電子技術(shù)和自動

9、化技術(shù)高速發(fā)展的結(jié)果,是在機(jī)械制造業(yè)要求產(chǎn)品高精度、高質(zhì)量、高生產(chǎn)率、低消耗和中、小批量、多品種產(chǎn)品生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)的結(jié)果,機(jī)械制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，但在實(shí)現(xiàn)多品種、小批量產(chǎn)品自動化生產(chǎn)方面曾遇到困難,對于大批大量生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)自動流水作業(yè)比較容易，但對于多品種小批量生產(chǎn)的自動化經(jīng)歷了漫長的道路,因?yàn)闄C(jī)械制造業(yè)屬于離散型生產(chǎn)，它與化工生產(chǎn)、電力生產(chǎn)等連續(xù)型生產(chǎn)類型截然不同,在機(jī)械加工中，產(chǎn)品是經(jīng)過一道道工序、多次換刀與一系列動作逐步累加而成型的,通過成組技術(shù)將產(chǎn)品分類，力求把中、小批量產(chǎn)品轉(zhuǎn)換成大批大量生產(chǎn)的形式，組成流水生產(chǎn)作業(yè)，在一定程度上可以使機(jī)械加工生產(chǎn)類型由離散型轉(zhuǎn)化為連續(xù)型

10、。但要把這種連續(xù)型生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)柔性自動化，只有在數(shù)控機(jī)床誕生以后，把計(jì)算機(jī)技術(shù)引入金屬切削車床之中，才從根本上解決了“柔性制造”（Flexible Manufacturing）、自動化生產(chǎn)的實(shí)際問題,因此，毫不夸張地說：數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生是機(jī)械制造業(yè)領(lǐng)域中的一場重大的技術(shù)革新, 經(jīng)過半個世紀(jì)的不斷改進(jìn)、開拓與發(fā)展，數(shù)控機(jī)床已形成品種齊全，種類繁多、性能完善與外觀造型完美的自動化生產(chǎn)裝備,而且正在邁向更高的層次實(shí)現(xiàn)無人化工廠.。目前，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用越來越廣泛，其加工柔性好，精度高，生產(chǎn)效率高，具有很多的優(yōu)點(diǎn)，但數(shù)控機(jī)床是復(fù)雜的大系統(tǒng)，它涉及光、機(jī)、電、液等很多技術(shù)，發(fā)生故障是難免的,機(jī)械銹蝕、機(jī)械磨損、

11、機(jī)機(jī)械失效，電子元器件老化、插件接觸不良、電流電壓波動、溫度變化、干擾、噪聲，軟件丟失或本身有隱患、灰塵等，但由于技術(shù)越來越先進(jìn)、復(fù)雜，且我國從事數(shù)控機(jī)床電氣設(shè)計(jì)、應(yīng)用與維修技術(shù)工作的工程技術(shù)人員數(shù)以萬計(jì)，然而由于此項(xiàng)技術(shù)的復(fù)雜性、多樣性和多變性以及一些客觀環(huán)境因素的制約，在數(shù)控機(jī)床電氣維修技術(shù)方面還沒有形成一套成熟的、完整的理論體系。當(dāng)今控制理論與自動化技術(shù)的高速發(fā)展，尤其是微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的日新月異，使得數(shù)控技術(shù)也在同步飛速發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式上的PC基、開放化和性能上的多樣化、復(fù)雜化、高智能化不僅給其應(yīng)用從觀念到實(shí)踐 帶來了巨大變化，也在其維修理論、技術(shù)和手段上帶來了很

12、大變化。因此對維修人員的素質(zhì)要求很高的維修經(jīng)驗(yàn)，要求他們具有較深的專業(yè)知識和豐富的維修經(jīng)驗(yàn),在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障才能及時排除，沒有理論指導(dǎo)的實(shí)踐是盲目的實(shí)踐,沒有實(shí)踐的理論空洞的理論。伴隨著數(shù)控機(jī)床的普遍應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床的維修與保養(yǎng)技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生，本文旨在通過對數(shù)控機(jī)床故障的分析與維修保養(yǎng)等方面做了必要的介紹，是因?yàn)槊颗_數(shù)控機(jī)床經(jīng)過長時間使用后都會出現(xiàn)零部件的損壞，且在首次使用數(shù)控機(jī)床或由工人不熟練操作時，在一段時間里有1/3以上的故障是由操作不當(dāng)引起的，但是即使開展有效的預(yù)防性維護(hù)可以延長元器件的工作壽命，延長機(jī)械部件的磨損周期，防止意外惡性事故的發(fā)生，延長車床的工作時間。 數(shù)控機(jī)床具有集機(jī)電液

13、于一身的特點(diǎn)，是一種自動化程度高的先進(jìn)設(shè)備，為了充分發(fā)揮其效益，以減少故障延長系統(tǒng)的平均無故障時間，所以要求數(shù)控機(jī)床維護(hù)人員不僅要有機(jī)械加工工藝以及液壓氣動方面的知識，還要具備電子計(jì)算機(jī)自動控制驅(qū)動及測量技術(shù)等方面的知識 ，這樣才能全面的了解和掌握數(shù)控機(jī)床，及時搞好維護(hù)保養(yǎng)工作。第二章 數(shù)控機(jī)床可靠性 現(xiàn)在我國數(shù)控機(jī)床技術(shù)還有不完善之處，因此要想更好發(fā)揮數(shù)控技術(shù)的特點(diǎn)，就要將其故障率降低，所以數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)也就顯得尤為重要。一、 數(shù)控機(jī)床可靠性指標(biāo)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品、數(shù)控系統(tǒng)在其規(guī)定的特有條件下及規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力，稱為數(shù)控機(jī)床可靠性。 數(shù)控機(jī)床的可靠性有以下四個指標(biāo)：平均無故障間

14、隔時間、平均修復(fù)時間、固有可用度、精度保持時間。  平均無故障間隔時間MTBF（Mean Time Between Failures）是指對可修復(fù)產(chǎn)品，相鄰故障工作時間的平均值，是衡量可靠性的重要指標(biāo)，具體數(shù)值在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中給出。平均無故障工作時間能準(zhǔn)確反映數(shù)控設(shè)備正常工作的時間。它是指一次故障發(fā)生后，到下次故障發(fā)生前無故障間隙工作時間的平均值。  平均修復(fù)時間（Mean Time To Repair）又稱平均事后維修時間，是從發(fā)現(xiàn)故障到機(jī)床恢復(fù)規(guī)定性能所需修復(fù)時間的平均值，簡稱MTTR。它包括確認(rèn)失效發(fā)生所必需的時

15、間、維修所需要的時間、獲得配件的時間、維修團(tuán)隊(duì)的響應(yīng)時間、記錄所有任務(wù)的時間以及將設(shè)備重新投入使用的時間。MTTP不僅和產(chǎn)品本身設(shè)計(jì)相關(guān)，而且和使用方法、維修水平、備件策略也密切相關(guān)。   固有可用度又稱有效度(Availability)，是在規(guī)定的使用條件下，機(jī)械設(shè)備及零部件保持其規(guī)定功能的概率，簡稱A。有效度是評價設(shè)備利用率的一項(xiàng)重要指標(biāo)，也是直接制約設(shè)備生產(chǎn)能力的重要因素。 精度保持時間（kT）是數(shù)控機(jī)床在兩班工作制和遵守使用規(guī)則的條件下，其精度保持在機(jī)床精度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)的時間。以上4個評定指標(biāo)中，MTBF側(cè)重于數(shù)控機(jī)床的無故障性，是最常用的評定指標(biāo)；M

16、TTR反映了數(shù)控機(jī)床的維修性，即進(jìn)行維修的難易程度；固有可用度A綜合了反映無故障性和維修性，即有效性；精度保持時間反映了數(shù)控機(jī)床的耐久性和可靠壽命。二、保證可靠性的方法（1）高可靠性設(shè)計(jì)   數(shù)控機(jī)床主要由信息載體、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和機(jī)床本體四部分組成。數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)可靠性，取決于上述四個部分的設(shè)計(jì)可靠性，特別是數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可靠性。  （2） 功能模塊化設(shè)計(jì)   數(shù)控系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)各部分的功能不同，將數(shù)控系統(tǒng)分成不同的模塊：CPU模塊、位置控制模塊、存儲器模塊、PLC模塊、接口模塊、電源模塊、圖形顯示模塊等。根據(jù)不同機(jī)

17、床的數(shù)控功能要求，可選擇不同的模塊進(jìn)行組合，在優(yōu)化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的原則下，進(jìn)行功能模塊的設(shè)計(jì)和制造，能大大地提高數(shù)控系統(tǒng)的可靠性。  （3）元器件最少化設(shè)計(jì)   減少元器件的數(shù)量，也就減少了故障發(fā)生的機(jī)率。設(shè)計(jì)時要盡量以軟件代替硬件來實(shí)現(xiàn)所需的功能。軟件的成本相對較低，而可靠性相對較高，在運(yùn)行速度要求不是很高的時候，應(yīng)充分發(fā)揮軟件的功能，以較少元器件的數(shù)目，提高系統(tǒng)可靠性。  （4）縮小化設(shè)計(jì)  （5）抗干擾性設(shè)計(jì)   1.減少供電線路的干擾 2.減少機(jī)床控制中的干擾 3.

18、采用屏蔽技術(shù) 4.保證“接地”良好 5.防止信號傳輸干擾  （6）耐環(huán)境設(shè)計(jì)  機(jī)床作為最基本的制造設(shè)備，在精度、可靠性等方面都有很高的要求，保證機(jī)床的可靠性，對加工、安全性都有很重要的意義。我們所學(xué)的機(jī)械可靠性知識在這方面也有應(yīng)用，以上的四個指標(biāo)和六中保證指標(biāo)的方法都與我們所學(xué)的理論知識有很大關(guān)聯(lián)，是理論與實(shí)際相結(jié)合的產(chǎn)物。 三、 數(shù)控機(jī)床可靠性的必要性（1） 數(shù)控機(jī)床市場的不斷發(fā)展（需求） 目前我國正處于工業(yè)化中期，即從解決短缺為主的開放逐步向建設(shè)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國轉(zhuǎn)變，從脫貧向致富轉(zhuǎn)變，煤炭、汽車、鋼鐵、房地產(chǎn)、建材、機(jī)械、電子、化工等一批以重工業(yè)

19、為基礎(chǔ)的高增長行業(yè)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，構(gòu)成了對機(jī)床市場尤其是數(shù)控機(jī)床的巨大需求。數(shù)控機(jī)床已成為機(jī)床消費(fèi)的主流。我國未來數(shù)控機(jī)床市場巨大。近年來國產(chǎn)中檔數(shù)控機(jī)床進(jìn)步明顯，但所占市場份額仍然不夠大。由于數(shù)控機(jī)床不斷采納科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的各種新技術(shù)，使得其功能日趨完善，數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的地位也顯得越來越重要，數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。因此數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域也將不斷壯大和發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的不斷發(fā)展，從而使得對數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的研究成為十分必要。（2） 機(jī)床故障率的偏高 我國數(shù)控機(jī)床存在著自主開發(fā)能力薄弱，功能部件發(fā)展滯后，產(chǎn)品自動化水平低，可靠性、精度保持性差等突出問題。而這些突出問題使得數(shù)

20、控機(jī)床的可靠性差，性能穩(wěn)定性差，從而直接制約著我國數(shù)控機(jī)床的銷售和發(fā)展。近幾年雖然國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)MTBF大都超過10000H，但國際上先進(jìn)企業(yè)數(shù)控系統(tǒng)MTBF已達(dá)80000H，這表明我國與國際先進(jìn)數(shù)控水平仍存在較大差距。同樣地，雖然我國機(jī)床工業(yè)取得了較大進(jìn)步，每年的產(chǎn)量達(dá)到了千臺以上，但我國的機(jī)床大部分水平較低。一些用戶對數(shù)控機(jī)床的故障還不能及時正確的判斷和準(zhǔn)確的排除故障，生產(chǎn)廠家的售后服務(wù)又存在很多不周之處從而使得國內(nèi)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)開動率平均不高。巨大的市場需求，但是技術(shù)方面卻又存在著很多不足，這樣大量國外數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品大量涌入，擠占我國大份額的市場，要想解決這一問題就要提高數(shù)控機(jī)床可靠性，那么對

21、數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的分析和研究也就十分必要。（3） 數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)的意義 數(shù)控機(jī)床的可靠性，影響著數(shù)控機(jī)床的使用情況，影響著人們的使用信心，影響著我國數(shù)控機(jī)床市場的繼續(xù)發(fā)展和持續(xù)穩(wěn)定，影響著我國與國際水平的較量。提高數(shù)控機(jī)床的可靠性，不僅可以促進(jìn)機(jī)床市場的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，更有利于改變我國機(jī)床工業(yè)的現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)民族裝備制造業(yè)的振興。四、可靠性技術(shù)的研究及分析（1） 數(shù)控機(jī)床可靠性評定方法在提高數(shù)控機(jī)床可靠性的過程中，有來自使用現(xiàn)場和來自經(jīng)驗(yàn)的數(shù)據(jù)之分。要跟據(jù)根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)方法的不同，采用不同的評價方法。一般而論，數(shù)控機(jī)床可靠性的評定方法有以下幾種。 1. 修正極大似然法和序貫壓縮相結(jié)合的方法（

22、CMSR法） 2. 指數(shù)壽命型串聯(lián)系統(tǒng)的CMSR法指數(shù)壽命型單元產(chǎn)品在數(shù)控機(jī)床中應(yīng)用十分廣泛。指數(shù)壽命型串聯(lián)系統(tǒng)的方法，其基本思想是先將指數(shù)壽命型單元轉(zhuǎn)換為成敗型單元，然后應(yīng)用法和法對轉(zhuǎn)換后的等效系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評估。 3. 基于信賴方法的數(shù)控機(jī)床可靠度的分析法 信賴方法是求構(gòu)件、子系統(tǒng)及系統(tǒng)可靠度的置信界限的一種近似方法。 第一種的準(zhǔn)確度較第二種更高,表明將數(shù)控機(jī)床的各個單元看成是成敗型較指數(shù)型更合理;在數(shù)據(jù)充分的情況下,采用基于信賴方法的數(shù)控機(jī)床可靠度分析方法更為合理。（2） 數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)分析方法通過對加工中心故障信息的科學(xué)分析,找出加工中心運(yùn)行中的薄弱環(huán)節(jié),確定可靠性改進(jìn)的主要方向。

23、加工中心是現(xiàn)代信息科學(xué)與傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)相結(jié)合的典型產(chǎn)品。因?yàn)樾录夹g(shù)不斷被應(yīng)用,加工中心的故障模式發(fā)生了很多變化,因此進(jìn)行故障分析,找出其薄弱環(huán)節(jié)和潛在的弱點(diǎn),并把故障分析的結(jié)果反映各個部門,使各個部門改進(jìn)技術(shù)，提高產(chǎn)品的可靠性已成為當(dāng)務(wù)之急。對加工中心故障信息進(jìn)行正確分析，就要采用正確的分析方法。采用傳統(tǒng)頻次主次圖分析方法與故障比重比方法及危害度分析方法相結(jié)合的方法對加工中心故障信息進(jìn)行分析,解決上述問題。 1. 故障比重比加工中心各子系統(tǒng)的可靠性來保證整機(jī)的可靠性,而各子系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)又是不同。故障比重比圖能夠更準(zhǔn)確地反映各系統(tǒng)可靠性與其指標(biāo)之間的差距,從而更科學(xué)地確定糾正故障的主攻方向。

24、2傳統(tǒng)故障頻次主次圖是行業(yè)制定可靠性改進(jìn)工作的重要依據(jù),顯示故障發(fā)生頻次的高低。 3. 危害度分析是對故障模式影響及危害性的分析。通過分析可以獲得影響加工中心可靠性的關(guān)鍵部件,摸清攻關(guān)產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié),從而有針對性地進(jìn)行可靠性改進(jìn)設(shè)計(jì)。將這三種方法相結(jié)合可以有效降低單一情況下易造成分析失誤的概率，從而更好地對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行可靠性分析，提高數(shù)控機(jī)床的可靠性。（3） 重視數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)，更好促進(jìn)機(jī)床現(xiàn)代化 依據(jù)機(jī)床各部分組件的功能、重要成度，把經(jīng)濟(jì)、技術(shù)及資源等內(nèi)容進(jìn)行綜合考慮，從而確定相應(yīng)可靠性指標(biāo)的動態(tài)影響因子，進(jìn)而更好地指導(dǎo)設(shè)計(jì)、制造和采購組件，更好地促進(jìn)可靠性的提高。防止盲目增加數(shù)控機(jī)床生

25、產(chǎn)能力。而應(yīng)該提高創(chuàng)新能力、人員素質(zhì)和企業(yè)素質(zhì)。抓好改制、改組工作。在面對市場需求增加的同時，求穩(wěn)妥發(fā)展，慎重抓能力，注重售后服務(wù)，努力降低故障率，出現(xiàn)故障及時有效進(jìn)行處理。重視質(zhì)量和服務(wù)。機(jī)床行業(yè)是一個要求對質(zhì)量承諾的行業(yè)，如今市場好轉(zhuǎn)，我們更要重視質(zhì)量和服務(wù)，對用戶更加熱情周到，在市場好的時候努力樹立和維護(hù)品牌。 積極引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，并積極消化、吸收、創(chuàng)新。更好促進(jìn)數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)代化發(fā)展。于此同時由于先機(jī)技術(shù)的應(yīng)用使得數(shù)控機(jī)床的可靠性保障顯得更為重要，所以就要努力學(xué)好并掌握數(shù)控機(jī)床可靠性技術(shù)，為機(jī)床的質(zhì)量提供可靠保障。第三章 數(shù)控機(jī)床的維修性 數(shù)控機(jī)床的身價從幾十萬元到上千萬元，一般都是企

26、業(yè)中關(guān)鍵產(chǎn)品關(guān)鍵工序的關(guān)鍵設(shè)備，一旦故障停機(jī)，其影響和損失往往很大。因此，為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效益，我們一定要重視維修工作，創(chuàng)造出良好的維修條件。一、常用的數(shù)控機(jī)床維修儀表及儀器（1）數(shù)控機(jī)床維修儀表 1.百分表  百分表用于測量零件相互之間的平行度、軸線與導(dǎo)軌的平行度、導(dǎo)軌的直線度、工作臺臺面平面度以及主軸的端面圓跳動、徑向圓跳動和軸向竄動。  2.杠桿百分表  杠桿百分表用于受空間限制的工件，如內(nèi)孔跳動、鍵槽等。使用時應(yīng)注意使測量運(yùn)動方向與測頭中心成垂直，以免產(chǎn)生測量誤差。  3.千分表及杠桿千分表  千分表及杠桿千分表的工作原理與百分表

27、和杠桿百分表一樣，只是分度值不同，常用于精密機(jī)床的修理。  4. 比較儀  比較儀可分為扭簧比較儀與杠桿齒輪比較儀。扭簧比較儀特別適用于精度要求較高的跳動量的測量。  5. 水平儀  水平儀是機(jī)床制造和修理中最常用的測量儀器之一，用來測量導(dǎo)軌在垂直面內(nèi)的直線度、工作臺臺面的平面度以及零件相互之間的垂直度、平行度等，水平儀按其工作原理可分為水準(zhǔn)式水平儀和電子水平儀。水準(zhǔn)式水平儀有條式水平儀、框式水平儀和合像水平儀3種結(jié)構(gòu)形式。  6.光學(xué)平直儀  在機(jī)械維修中，常用來檢查床身導(dǎo)軌在水平面內(nèi)和垂直面內(nèi)的直線度、檢驗(yàn)用平板的平面度，光學(xué)平直

28、儀是當(dāng)前導(dǎo)軌直線度測量方法中較先進(jìn)的儀器之一。  7.經(jīng)緯儀  經(jīng)緯儀是機(jī)床精度檢查和維修中常用的高精度的儀器之一，常用于數(shù)控銑床和加工中心的水平轉(zhuǎn)臺和萬能轉(zhuǎn)臺的分度精度的精確測量，通常與平行光管組成光學(xué)系統(tǒng)來使用。  8.轉(zhuǎn)速表  轉(zhuǎn)速表常用于測量伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，是檢查伺服調(diào)速系統(tǒng)的重要依據(jù)之一，常用的轉(zhuǎn)速表有離心式轉(zhuǎn)速表和數(shù)字式轉(zhuǎn)速表等。（2） 數(shù)控機(jī)床維修儀器 1.測振儀器  測振儀是振動檢測中最常用、最基本的儀器，它將測振傳感器輸出的微弱信號放大、變換、積分、檢波后，在儀器儀表或顯示屏上直接顯示被測設(shè)備的振動值大小。為了適應(yīng)現(xiàn)場測試的

29、要求，測振儀一般都做成便攜式與筆式測振儀，測振儀外形如圖1-18所示。 測振儀用來測量數(shù)控機(jī)床主軸的運(yùn)行情況、電動機(jī)的運(yùn)行情況，甚至整機(jī)的運(yùn)行情況，可根據(jù)所需測定的參數(shù)、振動頻率和動態(tài)范圍，傳感器的安裝條件，機(jī)床的軸承型式(滾動軸承或滑動軸承)等因素，分別選用不同類型的傳感器。常用的傳感器有渦流式位移傳感器、磁電式速度傳感器和壓電加速度傳感器。也是有效的，這些專用的 目前常用的測振儀有美國本特利公司的TK-81、德國申克公司的VIBROMETER-20、日本RI-0N公司的VM-63以及一些國產(chǎn)的儀器。  測振判斷的標(biāo)準(zhǔn)，一般情況下在現(xiàn)場最便于使用的是絕對判斷標(biāo)準(zhǔn)

30、，它是針對各種典型對象制定的，例如國際通用標(biāo)準(zhǔn)ISO2372和ISO3945。  相對判斷標(biāo)準(zhǔn)適用于同臺設(shè)備。當(dāng)振動值的變化達(dá)到4dB時，即可認(rèn)為設(shè)備狀態(tài)已經(jīng)發(fā)生變化。所以，對于低頻振動，通常實(shí)測值達(dá)到原始值的1.52倍時為注意區(qū)，約4倍時為異常區(qū)；對于高頻振動，將原始值的3倍定為注意區(qū)，約6倍時為異常區(qū)。實(shí)踐表明，評價機(jī)器狀態(tài)比較準(zhǔn)確可靠的辦法是用相對標(biāo)準(zhǔn)。  2.紅外測溫儀  紅外測溫是利用紅外輻射原理，將對物體表面溫度的測量轉(zhuǎn)換成對其輻射功率的測量，采用紅外探測器和相應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)接收被測物不可見的紅外輻射能量，并將其變成便于檢測的其他能量形式予以顯示和記錄，

31、紅外測溫儀外形如圖1-19所示。 按紅外輻射的不同響應(yīng)形式，分為光電探測器和熱敏探測器兩類。紅外測溫儀用于檢測數(shù)控機(jī)床容易發(fā)熱的部件，如功率模塊、導(dǎo)線接點(diǎn)、主軸軸承等。主要制造廠商有中國昆明物理研究所的HcW系列，中國西北光學(xué)儀器廠的HCW-1、HCW-2，深圳江洋光公司的IR系列，美國LAND公司的CYCLOPS、SOLD型。 利用紅外原理測溫的儀器還有紅外熱電視、光機(jī)掃描熱像儀以及焦平面熱像儀等。紅外診斷的判定主要有溫度判斷法、同類比較法、檔案分析法、相對溫差法以及熱像異常法。  3.激光干涉儀 激光干涉儀可對機(jī)床、三測機(jī)及各種定位裝置進(jìn)行高精度的(

32、位置和幾何)精度校正，可完成各項(xiàng)參數(shù)的測量，如線形位置精度、重復(fù)定位精度、角度、直線度、垂直度、平行度及平面度等。其次，它還具有一些選擇功能，如自動螺距誤差補(bǔ)償(適用大多數(shù)控系統(tǒng))、機(jī)床動態(tài)特性測量與評估、回轉(zhuǎn)坐標(biāo)分度精度標(biāo)定、觸發(fā)脈沖輸入輸出功能等。二、數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷方法（1） 故障診斷與維修界定 要保持?jǐn)?shù)控機(jī)床的完好率，就要求對數(shù)控機(jī)床的可靠性、可維修性和可用性提出更高的標(biāo)準(zhǔn)，衡量可靠性的主要指標(biāo)是平均故障間隙時間MTBF（Mean Time Between Failure），MTBF就是數(shù)控機(jī)床在使用過程中發(fā)生了N次故障，每次故障修復(fù)后又投入使用。測其每

33、次故障前工作持續(xù)時間為T1、T2TN，其平均故障間隙時間MTBF=T/N。（T為T1、T2、TN之和）?？删S修性的衡量指標(biāo)是平均修復(fù)時間（MTTR），MTTR是規(guī)定的條件蝦和規(guī)定的時間內(nèi)，機(jī)床在任一規(guī)定的維修級別上，修復(fù)性維修時間與在該級別上被修復(fù)產(chǎn)品的故障總數(shù)之比。簡單地說就是排除故障所需實(shí)際直接維修時間的平均值，MTBF=TI/N。（TI為第I次修復(fù)時間，N修復(fù)次數(shù)），可用性是在要求的外部資源得到保證的前提下機(jī)床在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時刻或時間區(qū)間內(nèi)處于可執(zhí)行規(guī)定的功能狀態(tài)的能力。它是產(chǎn)品可靠性、維修性和維修保障的綜合反映，可靠性是從延長其正常工作時間來提高產(chǎn)品可用性，而維修性是從縮短因維

34、修的停機(jī)時間來提高可用性。（2） 故障的類型與特點(diǎn)分析 1. NC系統(tǒng)故障  NC系統(tǒng)故障會引起硬件故障和軟故障。  2. 伺服系統(tǒng)的故障 由于數(shù)控系統(tǒng)的控制核心是對機(jī)床的進(jìn)給部分盡心數(shù)字控制，而進(jìn)給是由伺服單元控制伺服電機(jī)，帶動滾珠絲杠來實(shí)現(xiàn)的，由旋轉(zhuǎn)編碼器做位置反饋元件，形成位置控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)故障一般是由伺服控制單元、伺服電機(jī)、測速電機(jī)、編碼器等問題引起的。 3.外部故障 由于現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)可靠性越來越高，故障率越來越低，很少發(fā)生故障。大部分故障都是非系統(tǒng)故障，是由外部原因引起的。 數(shù)控機(jī)床故障的特點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床一般由數(shù)控系統(tǒng)，包含伺服電

35、動機(jī)和檢測反饋裝置的伺服系統(tǒng)，強(qiáng)電控制柜，機(jī)床本體和各類輔助裝置組成。 數(shù)控機(jī)床的復(fù)雜性使其故障具有復(fù)雜性和特殊性，引起數(shù)控機(jī)床故障的因素又很多，不能只看故障的表像，要透過現(xiàn)象去檢查引起故障的綜合因素，找到引起故障的根源，采取合理的方法給予排除。（3） 故障的診斷  1.搞清故障現(xiàn)象   當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時，首先要搞清故障現(xiàn)象，向操作人員了解第一次出現(xiàn)故障時的情況，在可能的情況下觀察故障發(fā)生的過程，觀察故障是在什么情況下發(fā)生的，怎么發(fā)生的，引起怎樣的后果。只有了解到第一手情況，才有利于故障的排除，把故障過程搞清了，問題就解決一半了。搞清了故障

36、現(xiàn)象，然后根據(jù)機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)的工作原理，就可以很快地確診問題所在并將故障排除，使設(shè)備恢復(fù)正常使用。  2.要利用數(shù)控系統(tǒng)的PLC狀態(tài)顯示功能 許多數(shù)控系統(tǒng)都有PLC狀態(tài)顯示功能，如西門子3系統(tǒng)PC菜單下的PC STATUS，西門子810系統(tǒng)DIAGNOSIS菜單下的PLC STATUS功能，以及發(fā)那科0T系統(tǒng)DGNOS PARAM 功能的PMC狀態(tài)顯示功能等，利用這些功能可顯示PLC的輸入、輸出、定時器、計(jì)數(shù)器等的即時狀態(tài)和內(nèi)容。根據(jù)機(jī)床的工作原理和機(jī)床廠家提供的電氣原理圖，通過監(jiān)視相應(yīng)的狀態(tài)，就可確診一些故障。三、數(shù)控機(jī)床故障排除的

37、方法（1）初始化復(fù)位法  一般情況下，由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報(bào)警，可用硬件復(fù)位或開關(guān)系統(tǒng)電源依次來清除故障，若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電，拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統(tǒng)進(jìn)行初始化清除，清除前應(yīng)注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進(jìn)行硬件診斷。 （2） 參數(shù)更改，程序更正法  系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設(shè)定錯誤就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機(jī)，對此可以采用系統(tǒng)的塊搜索功能進(jìn)行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運(yùn)行。 （3） 調(diào)節(jié)，最佳化調(diào)整法  調(diào)節(jié)是一種最簡單易行的辦法。通過對電

38、位計(jì)的調(diào)節(jié)，修正系統(tǒng)故障。如某軍工廠維修中，其系統(tǒng)顯示器畫面混亂，經(jīng)調(diào)節(jié)后正常。在山東某廠，其主軸在啟動和制動時發(fā)生皮帶打滑，原因是其主軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩大，而驅(qū)動裝置的斜升時間設(shè)定過小，經(jīng)調(diào)節(jié)后正常。   最佳化調(diào)整是系統(tǒng)地對伺服驅(qū)動系統(tǒng)與被拖動的機(jī)械系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最佳匹配的綜合調(diào)節(jié)方法，其辦法很簡單，用一臺多線記錄儀或具有存貯功能的雙蹤示波器，分別觀察指令和速度反饋或電流反饋的響應(yīng)關(guān)系。通過調(diào)節(jié)速度調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)和積分時間，來使伺服系統(tǒng)達(dá)到即有較高的動態(tài)響應(yīng)特性，而又不振蕩的最佳工作狀態(tài)。在現(xiàn)場沒有示波器或記錄儀的情況下，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，即調(diào)節(jié)使電機(jī)起振，然后向反向慢慢調(diào)節(jié)，直

39、到消除震蕩即可。 （4） 備件替換法  用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應(yīng)的初始化啟動，使機(jī)床迅速投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)，然后將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦法。 （5） 改善電源質(zhì)量法  目前一般采用穩(wěn)壓電源，來改善電源波動。對于高頻干擾可以采用電容濾波法，通過這些預(yù)防性措施來減少電源板的故障。 （6） 維修信息跟蹤法  一些大的制造公司根據(jù)實(shí)際工作中由于設(shè)計(jì)缺陷造成的偶然故障，不斷修改和完善系統(tǒng)軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員。以此做為故障排除的依據(jù)，可正確徹底地排除故障。第四章 數(shù)控機(jī)床的保養(yǎng)數(shù)控機(jī)床的

40、維修概念，不能單純局限于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，如何排除故障和及時修復(fù)，使數(shù)控系統(tǒng)盡早投入使用，還應(yīng)包括正確使用和日常保養(yǎng)等。一、 數(shù)控機(jī)床的保養(yǎng)知識 數(shù)控設(shè)備是一種自動化程度較高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的先進(jìn)加工設(shè)備，是企業(yè)的重點(diǎn)、關(guān)鍵設(shè)備。要發(fā)揮數(shù)控設(shè)備的高效益，就必須正確的操作和精心的維護(hù)，才能保證設(shè)備的利用率。正確的操作使用能夠防止車床非正常磨損，避免突發(fā)故障；做好日常維護(hù)保養(yǎng)，可使設(shè)備持良好的技術(shù)狀態(tài)，延緩劣化進(jìn)程，及時發(fā)現(xiàn)和消滅故障隱患，從而保證安全運(yùn)行。（1） 數(shù)控設(shè)備使用中應(yīng)注意的問題1. 數(shù)控設(shè)備的使用環(huán)境為提高數(shù)控設(shè)備的使用壽命，一般要求要避免陽光的直接照射和其他熱輻射，要避免太潮濕、粉塵

41、過多或有腐蝕氣體的場所。腐蝕氣體易使電子元件受到腐蝕變質(zhì)，造成接觸不良或元件間短路 ，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。精密數(shù)控設(shè)備要遠(yuǎn)離振動大的設(shè)備，如沖床、鍛壓設(shè)備等。2. 電源要求 為了避免電源波動幅度大（大于±10%）和可能的瞬間干擾信號等影響，數(shù)控設(shè)備一般采用專線供電（如從低壓配電室分一路單獨(dú)供數(shù)控機(jī)床使用）或增設(shè)穩(wěn)壓裝置等，都可減少供電質(zhì)量的影響和電氣干擾。3. 操作規(guī)程 操作規(guī)程是保證數(shù)控機(jī)床安全運(yùn)行的重要措施之一，操作者一定要按操作規(guī)程操作。車床發(fā)生故障時，操作者要注意保留現(xiàn)場，并向維修人員如實(shí)說明出現(xiàn)故障前后的情況，以利于分析、診斷出故障的原因，及時排除。 4. 數(shù)控機(jī)床的維護(hù)保

42、養(yǎng)由于數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的不同，各具不同的特性，其維護(hù)保養(yǎng)的內(nèi)容和規(guī)則也各有其特色，具體應(yīng)根據(jù)其車床系統(tǒng)種類、型號及實(shí)際使用情況，并參照車床使用說明書要求，制訂和建立必要的定期、定級保養(yǎng)制度。二、 數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的維護(hù)（1） 要做到正確的維護(hù)數(shù)控系統(tǒng)就要從以下幾個方面做起：1. 嚴(yán)格遵守操作規(guī)程和日常維護(hù)制度2. 應(yīng)盡量少開數(shù)控柜和強(qiáng)電柜的門 3. 定時清掃數(shù)控柜的散熱通風(fēng)系統(tǒng) 4. 數(shù)控系統(tǒng)的輸入/輸出裝置的定期維護(hù) 5. 直流電動機(jī)電刷的定期檢查和更換 6. 定期更換存儲用電池（2） 機(jī)械部件的維護(hù)1. 主傳動鏈的維護(hù)，定期調(diào)整主軸驅(qū)動帶的松緊程度，防止因帶

43、打滑造成的掉轉(zhuǎn)現(xiàn)象；檢查主軸潤滑的恒溫油箱、調(diào)節(jié)溫度范圍，及時補(bǔ)充油量，并清洗過濾器。2. 滾珠絲杠螺紋副的維護(hù)，定期檢查、調(diào)整絲杠螺紋副的軸向間隙，保證反向傳動精度和軸向剛度；定期檢查絲杠與床身的連接是否有松動；絲杠防護(hù)裝置有損壞要及時更換，以防灰塵或切屑進(jìn)入。3. 刀庫及換刀機(jī)械手的維護(hù)，嚴(yán)禁把超重、超長的刀具裝入刀庫，以避免機(jī)械手換刀時掉刀或刀具與工件、夾具發(fā)生碰撞；經(jīng)常檢查刀庫的回零位置是否正確，檢查車床主軸回?fù)Q刀點(diǎn)位置是否到位，并及時調(diào)整。4. 車床精度的維護(hù)，定期進(jìn)行車床水平和機(jī)械精度檢查并校正。機(jī)械精度的校正方法有軟硬兩種。其軟方法主要是通過系統(tǒng)參數(shù)補(bǔ)償，如絲杠反向間隙補(bǔ)償、各坐

44、標(biāo)定位精度定點(diǎn)補(bǔ)償、車床回參考點(diǎn)位置校正等；硬方法一般要在車床大修時進(jìn)行，如進(jìn)行導(dǎo)軌修刮、滾珠絲杠螺母副預(yù)緊調(diào)整反向間隙等。結(jié) 論隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的需求而不斷發(fā)展和完善起來的生產(chǎn)工具，是生產(chǎn)力的重要素。在國民經(jīng)濟(jì)中，機(jī)械制造業(yè)是基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)部門 。工業(yè)、農(nóng)業(yè)、 國防和科技的現(xiàn)代化，要求機(jī)械行業(yè)必須不斷提供各種先進(jìn)而性能優(yōu)良的設(shè)備與裝備 。而在一般的機(jī)械制造中機(jī)床所擔(dān)負(fù)的加工工作量，約占機(jī)械制造總工作量40-60。從質(zhì)的方面來說 ，既然機(jī)床是制造各種裝備和機(jī)器的 ，那么機(jī)床的性能就必然直接影響機(jī)械產(chǎn)業(yè)的性能、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性。因此機(jī)床是國民經(jīng)濟(jì)中具有戰(zhàn)略意義的基礎(chǔ)工業(yè)，機(jī)床工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高 ，必然對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重大的作用 ，短短的幾十年 ，我國的機(jī)床工業(yè)已取得了巨大成就 。但也不容忽視 ，由于我國工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，與世界先進(jìn)水平相比，差距還是很大，主要表現(xiàn)在機(jī)床設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn) 和開發(fā)能力較低，機(jī)床的工藝水平較低，機(jī)床質(zhì)量不穩(wěn)定等，因此根據(jù)我國的情況，有必要對有關(guān)人員，包括對機(jī)修人員、加工零件編程人員，工藝編制人員以及生產(chǎn)調(diào)度、定額制定、生產(chǎn)設(shè)備、管理人員進(jìn)行各種技術(shù)培訓(xùn)，對一般人員只要普及數(shù)控技術(shù)知識，了解數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)，能利用數(shù)控機(jī)床加工過程的要領(lǐng)即可。而對數(shù)控系統(tǒng)操作人員、維護(hù)人員及編程人員則要進(jìn)行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，即可以在廠內(nèi)現(xiàn)場培訓(xùn)