數(shù)控機床故障診斷精品課件

1、2021年12月7日課程情況總體簡介授課學時： 64學時課程性質(zhì)：數(shù)控設備應用與維護、數(shù)控技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)課，是一門實踐性、綜合性很強的課程。數(shù)控機床故障診斷與維修項目一：數(shù)控機床故障的基本知識項目二：數(shù)控機床的維護項目三：數(shù)控機床的精度及性能檢驗項目四：數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)故障診斷與維修項目五：數(shù)控機床電氣伺服系統(tǒng)故障診斷與維修項目六：數(shù)控機床PLC故障診斷與維修項目七：SINUMERIK 802D系統(tǒng)的故障診斷及維護項目八：數(shù)控機床典型故障診斷實例課程要點：主目錄上一頁退出下一頁2021年12月7日項目一 數(shù)控機床故障的基本知識2021年12月7日模塊一： 緒 論2021年12月7日 本

2、課程的學習任務、要求 l 掌握數(shù)控機床安裝調(diào)試驗收的的知識、驗收機床精度的方法。l 熟悉數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)、調(diào)整方法l 掌握典型數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件知識、具有對典型數(shù)控系統(tǒng)故障進行初步診斷及判斷的能力。l 熟悉數(shù)控機床維修的原則方法。 2021年12月7日 數(shù)控的人才需求:300萬(由產(chǎn)品的質(zhì)量、數(shù)量和新產(chǎn)品的開發(fā)周期越來越短決定）. 數(shù)控人才的分類：簡單操作（流水線）、會編程會操作數(shù)控機床、數(shù)控調(diào)試工、數(shù)控維修工.2021年12月7日一、數(shù)控故障診斷及維護的目的。技術(shù)需要 。市場需要 。企業(yè)的效益需要 數(shù)控系統(tǒng)的可靠性數(shù)控系統(tǒng)的可靠性 數(shù)控機床要求有高可靠性高可靠性. .衡量可靠性指標的有：衡量

3、可靠性指標的有： MTBFMTBF平均無故障時間 MTTRMTTR排除故障的修理時間 有效度有效度A A： A=MTBF/A=MTBF/（MTBF+MTTRMTBF+MTTR）2021年12月7日2021年12月7日對于數(shù)控機床維修而言:(1).做好預防性維修,包含日常維護,盡量延長MTBF.(2).提高故障維修效率,盡快恢復使用,盡量縮短MTTR.2021年12月7日二、數(shù)控故障診斷及維護的內(nèi)容數(shù)控機床機床本體電氣系統(tǒng)電氣故障機械故障2021年12月7日主軸箱的潤滑和冷卻導軌副和絲杠螺母副的間隙調(diào)整、潤滑支承的預緊液壓和氣動裝置的壓力和流量調(diào)整機床本體的維護內(nèi)容:2021年12月7日電氣系統(tǒng)

4、的維護內(nèi)容:數(shù)控系統(tǒng)伺服系統(tǒng)強電柜及操作面板2021年12月7日數(shù)控機床與電纜之間的接口：驅(qū)動電路位置反饋電路電源及保護電路開關(guān)信號連接電路2021年12月7日1-數(shù)控機床操作和保養(yǎng)不當2-電氣系統(tǒng)3-數(shù)控系統(tǒng)2021年12月7日三、數(shù)控故障診斷及維護的特點1）高效率的自動化設備；2）處于生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)；3）故障復雜,難于排除。2021年12月7日數(shù)控設備使用壽命故障頻率曲線(浴盆曲線) 數(shù)控機床屬于技術(shù)密集型和知識密數(shù)控機床屬于技術(shù)密集型和知識密集型設備集型設備, ,從系統(tǒng)從系統(tǒng) 的基本觀點和原理的基本觀點和原理出發(fā)出發(fā), ,考察研究對象考察研究對象, ,無論是機械或電無論是機械或電氣方面的

5、問題氣方面的問題, ,都要二者兼顧都要二者兼顧. .2021年12月7日2021年12月7日四、數(shù)控機床診斷技術(shù)的發(fā)展1.通訊診斷(遠程、海外診斷） 用戶機床的通訊口通過電話線和維修中心的專用通訊診斷計算機相連。 計算機發(fā)診斷程序 用戶測試數(shù)據(jù) 計算機診斷結(jié)果和處理方法 用戶2. 自修復系統(tǒng) 當診斷軟件發(fā)現(xiàn)數(shù)控機床在運行中某一模塊有故障時，系統(tǒng)在CRT上顯示的同時，自動尋找備用模塊并接上。 特點：實用但成本比較高，而且只適合總線結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)的CNC系統(tǒng)。2021年12月7日2021年12月7日3. 人工智能專家故障診斷系統(tǒng)2021年12月7日4. 人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(ANN)診斷 ANN具有聯(lián)想、

6、容錯、記憶、自適應、自學習和處理復雜多模式故障等特點。2021年12月7日五、對數(shù)控維修人員的要求 1.會操作數(shù)控機床2.能讀懂技術(shù)資料3.會使用相關(guān)儀器4.不斷回顧、總結(jié),并善于借鑒他人5.做好故障診斷及維護記錄2021年12月7日模塊二：數(shù)控機床的故障處理2021年12月7日一. 故障的分類 根據(jù)機床部件、故障性質(zhì)以及故障原因,做如下分類： 1 按數(shù)控機床發(fā)生故障的部件分類 2 按數(shù)控機床發(fā)生的故障的性質(zhì)分類 3 按報警發(fā)生后有無報警顯示分類 4 按故障發(fā)生的原因分類 2021年12月7日二、故障處理對策 除非出現(xiàn)影響設備或人身安全的緊急情況，不要立即切斷機床的電源。應保持故障現(xiàn)場。按系統(tǒng)

7、復位鍵報警消失偶然性故障報警不消失綜合判斷,找出原因.2021年12月7日2021年12月7日3.3.檢查故障的出現(xiàn)率和重復性檢查故障的出現(xiàn)率和重復性故障發(fā)生的時間和次數(shù)故障發(fā)生的時間和次數(shù)加工同類工件故障出現(xiàn)的概率加工同類工件故障出現(xiàn)的概率將引起故障的程序段重復執(zhí)行多次將引起故障的程序段重復執(zhí)行多次, ,觀察故觀察故障的重復性障的重復性2021年12月7日4.4.檢查系統(tǒng)的輸入電壓檢查系統(tǒng)的輸入電壓輸入電壓的波動，電壓值是否在正常范圍輸入電壓的波動，電壓值是否在正常范圍附近有否使用大電流的裝置附近有否使用大電流的裝置2021年12月7日5.5.檢查環(huán)境狀態(tài)檢查環(huán)境狀態(tài)CNCCNC周圍的溫度狀

8、況周圍的溫度狀況電氣控制柜空氣過濾器的狀況電氣控制柜空氣過濾器的狀況系統(tǒng)周圍是否有振動源引起系統(tǒng)的振動系統(tǒng)周圍是否有振動源引起系統(tǒng)的振動2021年12月7日6.6.外部因素外部因素故障前是否修理或調(diào)整機床故障前是否修理或調(diào)整機床故障前是否修理或調(diào)整故障前是否修理或調(diào)整CNCCNC系統(tǒng)系統(tǒng)機床附近有無干擾源機床附近有無干擾源使用者是否調(diào)整過使用者是否調(diào)整過CNCCNC系統(tǒng)的參數(shù)系統(tǒng)的參數(shù)CNCCNC系統(tǒng)以前是否發(fā)生過同樣故障系統(tǒng)以前是否發(fā)生過同樣故障2021年12月7日7.7.檢查運行情況檢查運行情況在運行過程中是否改變過工作方式在運行過程中是否改變過工作方式系統(tǒng)是否處于急停、鎖住狀態(tài)系統(tǒng)是否處

9、于急停、鎖住狀態(tài)熔絲是否已熔斷熔絲是否已熔斷機床是否做好運行準備機床是否做好運行準備系統(tǒng)是否處于報警狀態(tài)系統(tǒng)是否處于報警狀態(tài)方式選擇開關(guān)設定是否正確方式選擇開關(guān)設定是否正確速度倍率開關(guān)是否設定為零速度倍率開關(guān)是否設定為零進給保持按鈕是否被按下進給保持按鈕是否被按下2021年12月7日8.8.檢查機床狀況檢查機床狀況機床是否調(diào)整好機床是否調(diào)整好運行過程中是否有振動產(chǎn)生運行過程中是否有振動產(chǎn)生刀具狀況是否正常刀具狀況是否正常間隙補償量是否合適間隙補償量是否合適工件測量是否正確工件測量是否正確機床各信號電纜是否有破裂和損傷機床各信號電纜是否有破裂和損傷信號線和電源線是否分開走線信號線和電源線是否分開

10、走線2021年12月7日9.9.檢查接口情況檢查接口情況屏蔽線接地是否正確屏蔽線接地是否正確電源線和電源線和CNCCNC系統(tǒng)內(nèi)部電纜是系統(tǒng)內(nèi)部電纜是否分開安裝否分開安裝繼電器接觸器的線圈和電動機繼電器接觸器的線圈和電動機等處是否加裝有噪聲抑制器等處是否加裝有噪聲抑制器2021年12月7日2021年12月7日模塊三： 數(shù)控機床故障診斷的方法一、診斷步驟和要求一、診斷步驟和要求 故障檢測（確定有否故障）故障檢測（確定有否故障）1.1.故障診斷故障診斷 故障判斷（確定故障性質(zhì)）故障判斷（確定故障性質(zhì)） 故障定位（確定故障部位）故障定位（確定故障部位）2021年12月7日2.2.故障診斷要求：故障診斷

11、要求：故障檢測方法簡便有效故障檢測方法簡便有效使用的診斷儀器少而實用使用的診斷儀器少而實用故障診斷的所需的時間盡可能短故障診斷的所需的時間盡可能短2021年12月7日3.3.故障診斷原則故障診斷原則先外部后內(nèi)部先外部后內(nèi)部先機械后電氣先機械后電氣先靜后動先靜后動先公用后專用先公用后專用先簡單后復雜先簡單后復雜先一般后特殊先一般后特殊2021年12月7日例：一臺例：一臺FANUC 0T數(shù)控車床數(shù)控車床Z軸回零不準，常軸回零不準，常常是由于降速擋塊位置走動所造成。一旦出現(xiàn)常是由于降速擋塊位置走動所造成。一旦出現(xiàn)這一故障，應先檢查擋塊，再檢查編碼器、位這一故障，應先檢查擋塊，再檢查編碼器、位置控制等

12、環(huán)節(jié)置控制等環(huán)節(jié)2021年12月7日2021年12月7日1.直觀法（望聞問切）問機床的故障現(xiàn)象、加工狀況等看CRT報警信息、報警指示燈、熔絲斷否、元器件煙熏燒焦、電容器膨脹變形、開裂、保護器脫扣、觸點火花等聽異常聲響（鐵芯、欠壓、振動等）聞電氣元件焦糊味及其它異味摸發(fā)熱、振動、接觸不良等2021年12月7日2.CNC系統(tǒng)的自診斷功能開機自診斷系統(tǒng)內(nèi)部自診斷程序通電后動執(zhí)行對CPU、存儲器、總線和I/O等模塊及功能板、CRT、軟盤等外圍設備進行功能測試，確定主要硬件能正常工作。例:2021年12月7日FANUC 10TE系統(tǒng)的數(shù)控機床，開機后CRT顯示：FS107E 1399BROM TEST：

13、ENDRAM TEST 未通過測試故障可能：參數(shù)丟失、支持電池失效或接觸不良等.2021年12月7日3.數(shù)據(jù)和狀態(tài)檢查 CNC系統(tǒng)的自診斷不但能在CRT上顯示故障報警信息，而且還能以多頁“診斷地址”和“診斷數(shù)據(jù)”的形式提供機床參數(shù)和狀態(tài)信息接口檢查參數(shù)檢查2021年12月7日 接口檢查系統(tǒng)與機床、系統(tǒng)與PLC、機床與PLC的輸入/輸出信號，接口診斷功能可將所有開關(guān)量信號的狀態(tài)顯示在CRT上，“1”表示通，“0”表示斷。 例：NCP400L數(shù)控車床接口狀態(tài)2021年12月7日2021年12月7日38C0H 0 0 1 1 0 0 1 02021年12月7日 參數(shù)檢查 數(shù)控機床的機床參數(shù)是經(jīng)一系列

14、的試驗和調(diào)整而獲得的重要參數(shù)，是機床正常運行的保證。當機床長期閑置不用或受到外部干擾會使數(shù)據(jù)丟失或發(fā)生數(shù)據(jù)混亂，機床將不能正常工作。2021年12月7日4.報警指示燈顯示故障 除CRT軟報警外，還有許多“硬件”報警指示燈，分布在電源、主軸驅(qū)動、伺服驅(qū)動I/O裝置上，由此可判斷故障的原因。2021年12月7日5.備板置換法（替代法） 用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模板。 注意：斷電狀態(tài)下/選擇開關(guān)/跨線一致2021年12月7日6、交換法 將功能相同的模板或單元相互交換，觀察故障的轉(zhuǎn)移情況，就能快速判斷故障的部位。例:系統(tǒng)X驅(qū)動Y驅(qū)動X電機Y電機2021年12月7日7、敲擊法 數(shù)控系統(tǒng)是由各種

15、電路板組成，電路板上、接插件等處有虛焊或接口槽接觸不良都會引起故障?？捎媒^緣物輕輕敲打疑點處，若出現(xiàn)，則敲擊處很可能就是故障部位。2021年12月7日8、測量比較法 為了檢測方便，在模板或單元上設有檢測端子，用萬用表、示波器等儀器對這些端子的電平或波形進行測試，將測試值與正常值進行比較，可以分析和判斷故障的原因和及故障的部位。 總之總之,各種故障診斷方法各有各種故障診斷方法各有特點，要根據(jù)故障現(xiàn)象的特點特點，要根據(jù)故障現(xiàn)象的特點靈活的組合應用。靈活的組合應用。2021年12月7日2021年12月7日 模塊四 數(shù)控機床的抗干擾2021年12月7日 電火花、中、高頻電加熱設備的電源都會產(chǎn)生強烈的電

16、磁波，通過空間傳播被附近的數(shù)控系統(tǒng)所接受，如果能量足夠就會干擾數(shù)控機床的正常工作。（遠離這些設備）2021年12月7日輸入電壓過壓或欠壓引起電源報警而停機電源波形畸變所引起錯誤信息會導致CPU停止運行2021年12月7日串模干擾干擾電壓疊加在有用信號上.共模干擾干擾電壓對二根或以上信號線的干擾大小相等、相位相同。2021年12月7日四、抗干擾措施2021年12月7日2021年12月7日2021年12月7日2021年12月7日3.屏蔽技術(shù)（電磁、靜電屏蔽） 信號線采用屏蔽線（銅質(zhì)網(wǎng)狀）、穿在鐵質(zhì)蛇皮管或鐵管中關(guān)鍵元件或組件采用金屬容器屏蔽.4.保證保證“接地接地”良好良好 “接地接地”是數(shù)控機床

17、安裝中是數(shù)控機床安裝中一項關(guān)鍵的抗干擾技術(shù)措施。一項關(guān)鍵的抗干擾技術(shù)措施。電網(wǎng)的許多干擾都市通過電網(wǎng)的許多干擾都市通過“接接地地”對機床起作用的。對機床起作用的。2021年12月7日2021年12月7日接地的要求接地的要求:接地要可靠（接地電阻應小于接地要可靠（接地電阻應小于100歐歐姆）姆）接地線要粗（應大于電源線的截面接地線要粗（應大于電源線的截面積）積）2021年12月7日2021年12月7日2021年12月7日2021年12月7日模塊五 數(shù)控機床故障診斷的 常用儀器與技術(shù)資料一、診斷常用的儀器儀表及工具1.1.儀器儀表儀器儀表萬用表萬用表可測電阻、交直流電壓、電流可測電阻、交直流電壓、電流相序表相序表可檢查直流驅(qū)動裝置輸入電流的相序可檢查直流驅(qū)動裝置輸入電流的相序示波器示波