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1、2022-2-31 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修 主講主講: : 張紅旗張紅旗黃岡科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系黃岡科技職業(yè)學(xué)院機(jī)電系( (熱烈歡迎同學(xué)們熱烈歡迎同學(xué)們 讓我們共同進(jìn)步讓我們共同進(jìn)步) ) 2022-2-32 緒論 數(shù)控機(jī)床集機(jī)械制造、計(jì)算機(jī)、氣動(dòng)、數(shù)控機(jī)床集機(jī)械制造、計(jì)算機(jī)、氣動(dòng)、傳感檢測(cè)、液壓、光機(jī)電技術(shù)等一體。傳感檢測(cè)、液壓、光機(jī)電技術(shù)等一體。 本章內(nèi)容本章內(nèi)容1 1數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及組成數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及組成2 2我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀我國數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀3 3加強(qiáng)數(shù)控維修的意義加強(qiáng)數(shù)控維修的意義 4對(duì)數(shù)控維修人員的要求對(duì)數(shù)控維修人員的要求 5 5本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)、要
2、求和學(xué)習(xí)方法本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)、要求和學(xué)習(xí)方法2022-2-33 緒論數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)。能夠進(jìn)行復(fù)雜型面零件的加工,解決工藝難題。能夠進(jìn)行復(fù)雜型面零件的加工,解決工藝難題。提高生產(chǎn)率。提高生產(chǎn)率(適應(yīng)小批量適應(yīng)小批量,產(chǎn)品更新?lián)Q代市場(chǎng)要求產(chǎn)品更新?lián)Q代市場(chǎng)要求)。具有柔性。具有柔性(柔字是關(guān)鍵柔字是關(guān)鍵)。減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度2022-2-34 緒論2數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀我國起步年代:我國起步年代:1958開始研制開始研制 世界第一臺(tái)世界第一臺(tái): 1952美國研制美國研制 國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng):。華中理工大學(xué)華中一型、華中二型:。華中理工大學(xué)華中一型、華中二型。
3、北京航天機(jī)床數(shù)控集團(tuán)航天一型。北京航天機(jī)床數(shù)控集團(tuán)航天一型。中科院沈陽計(jì)算機(jī)所藍(lán)天一型。中科院沈陽計(jì)算機(jī)所藍(lán)天一型。中國珠峰數(shù)控公司中華一型。中國珠峰數(shù)控公司中華一型 國外數(shù)控系統(tǒng)國外數(shù)控系統(tǒng): 日本日本FANUC 德國德國SIEMENS 等等2022-2-35 緒論3.數(shù)控機(jī)床發(fā)趨勢(shì)數(shù)控機(jī)床發(fā)趨勢(shì) 無人化加工發(fā)展無人化加工發(fā)展 計(jì)算機(jī)直接控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)直接控制系統(tǒng)(DNC 即一臺(tái)計(jì)算機(jī)即一臺(tái)計(jì)算機(jī) 控制多臺(tái)機(jī)床的群控控制多臺(tái)機(jī)床的群控) 柔性制造系統(tǒng)柔性制造系統(tǒng)(FMS) 并有將自動(dòng)化侖庫并并有將自動(dòng)化侖庫并 在在FMS中趨向中趨向 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)加工加工-成品的無圖樣生產(chǎn)成品的無
4、圖樣生產(chǎn) 自動(dòng)編程自動(dòng)編程 多軸化多軸化2022-2-36 緒論4加強(qiáng)數(shù)控維修的意義加強(qiáng)數(shù)控維修的意義 技術(shù)需要市場(chǎng)需要企業(yè)的效益需要 2022-2-37 緒論5.理論是維修數(shù)控機(jī)床必要基礎(chǔ)理論是維修數(shù)控機(jī)床必要基礎(chǔ)普通機(jī)床維修工具簡單普通機(jī)床維修工具簡單數(shù)控機(jī)床維修工具復(fù)雜數(shù)控機(jī)床維修工具復(fù)雜普通機(jī)床電路簡單普通機(jī)床電路簡單 一目了然一目了然數(shù)控機(jī)床電路復(fù)雜 涉及計(jì)算機(jī).PLC.伺服控制.電力半導(dǎo)體控制等 要通過學(xué)習(xí)才能掌握關(guān)鍵是理論可以指導(dǎo)維修 2022-2-38 緒論6對(duì)數(shù)控維修人員的要求對(duì)數(shù)控維修人員的要求 。知識(shí)面廣。知識(shí)面廣。良好的系統(tǒng)的培訓(xùn)。良好的系統(tǒng)的培訓(xùn)。良好的英語閱讀能力。
5、良好的英語閱讀能力。敢于實(shí)踐,通過實(shí)踐不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。敢于實(shí)踐,通過實(shí)踐不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。敬業(yè)精神。敬業(yè)精神。持續(xù)的學(xué)習(xí)精神。持續(xù)的學(xué)習(xí)精神2022-2-39 緒論7本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)、要求本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)、要求 掌握數(shù)控機(jī)床安裝調(diào)試驗(yàn)收的的知識(shí)、驗(yàn)收機(jī)床掌握數(shù)控機(jī)床安裝調(diào)試驗(yàn)收的的知識(shí)、驗(yàn)收機(jī)床 精度的方法。精度的方法。熟悉數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、調(diào)整方法熟悉數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、調(diào)整方法。掌握典型數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件知識(shí)、具有對(duì)典型掌握典型數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件知識(shí)、具有對(duì)典型 數(shù)控系統(tǒng)故障進(jìn)行初步診斷及判斷的能力。數(shù)控系統(tǒng)故障進(jìn)行初步診斷及判斷的能力。 。熟悉數(shù)控機(jī)床維修的原則方法。熟悉數(shù)控機(jī)床維修的原則方法。
6、 2022-2-310請(qǐng)同學(xué)們將書翻至第一頁請(qǐng)同學(xué)們將書翻至第一頁,結(jié)合結(jié)合圖圖0-1學(xué)習(xí)學(xué)習(xí) 數(shù)控機(jī)床組成是學(xué)好本課程的主線數(shù)控機(jī)床組成是學(xué)好本課程的主線,望同望同學(xué)們一定要牢固掌握學(xué)們一定要牢固掌握 數(shù)控機(jī)床組成也是實(shí)際維修中的有力指數(shù)控機(jī)床組成也是實(shí)際維修中的有力指導(dǎo)工具導(dǎo)工具 請(qǐng)同學(xué)們一定牢記請(qǐng)同學(xué)們一定牢記(或在第或在第1頁頁圖圖01上上面作標(biāo)記面作標(biāo)記)2022-2-311(1).機(jī)床本體機(jī)床本體(MT)(MT)回顧回顧數(shù)控機(jī)床在普通機(jī)床上發(fā)展了:滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠螺母副自動(dòng)刀架自動(dòng)刀架 刀庫刀庫高速動(dòng)力卡盤高速動(dòng)力卡盤( (每分鐘上萬轉(zhuǎn)每分鐘上萬轉(zhuǎn)) )機(jī)械手以及一些特殊機(jī)構(gòu)
7、機(jī)械手以及一些特殊機(jī)構(gòu)( (塑料導(dǎo)軌塑料導(dǎo)軌. .靜壓蝸桿靜壓蝸桿- -蝸母條傳動(dòng)蝸母條傳動(dòng). .自動(dòng)拉刀機(jī)構(gòu)自動(dòng)拉刀機(jī)構(gòu). .對(duì)刀儀對(duì)刀儀) )等等等等2022-2-312( (2).).數(shù)控裝置回顧數(shù)控裝置回顧早期數(shù)控裝置用專用硬件實(shí)現(xiàn)簡稱早期數(shù)控裝置用專用硬件實(shí)現(xiàn)簡稱NCNC數(shù)控裝置組成數(shù)控裝置組成: : 輸入輸入/ /輸出裝置輸出裝置.CNC.CNC核心核心. .各種接口等組成各種接口等組成 ( (見書第見書第1 1頁倒數(shù)第頁倒數(shù)第4 4行開始行開始) ) 現(xiàn)代引入計(jì)算機(jī)技術(shù)后數(shù)控裝置稱現(xiàn)代引入計(jì)算機(jī)技術(shù)后數(shù)控裝置稱CNC或或MNC 2022-2-313CNC硬件結(jié)構(gòu)分類硬件結(jié)構(gòu)分類
8、按內(nèi)部各印刷電路板的插接方式分: 大板式結(jié)構(gòu)和功能模板式結(jié)構(gòu)(分類方式很多,介紹兩種主要分類方式)(見書第2頁1-3行) 按CNC中微處理器的個(gè)數(shù)可以分: 單微 處理結(jié)構(gòu)和多微處理結(jié)構(gòu)2022-2-314(3).PLCPLC介紹介紹早期稱為可編程邏輯控制器早期稱為可編程邏輯控制器, ,簡簡PLC. PLC. 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù) 的發(fā)展應(yīng)用的發(fā)展應(yīng)用, ,被美國電器協(xié)會(huì)定義為可編程控制器被美國電器協(xié)會(huì)定義為可編程控制器, , 簡稱簡稱PC,PC,但人們習(xí)慣繼續(xù)稱為但人們習(xí)慣繼續(xù)稱為PLCPLC課堂思考:數(shù)控機(jī)床中PLC起什么作用?2022-2-315 PLC在數(shù)控機(jī)床起開關(guān)量控制.檢測(cè)
9、. 診斷作用 是CNC和機(jī)床本機(jī)(MT)以及其它電器設(shè)備之間重要橋梁. 主要處理來自CNC輔助功能M命令,以 收機(jī)床上按鈕.行程開關(guān)等信息,去控制 冷卻液泵起動(dòng),主軸電機(jī)正反轉(zhuǎn),還有油 溫.油壓.過載保護(hù).超程保護(hù)等,并反饋 給CNC PLC有內(nèi)裝式(又稱PMC)和外置式兩種 (見書 第2頁順數(shù)20行)2022-2-316(4).(4).主軸電機(jī)介紹主軸電機(jī)介紹主軸電動(dòng)機(jī): (主軸的驅(qū)動(dòng)) 早期: 采用直流電動(dòng)機(jī) 優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,調(diào)速方便,可無 調(diào)速.缺點(diǎn)是成本高,有碳刷易出故障,維修困難. 丨中期: 采用交流異步電機(jī), 雖然它有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小,調(diào)速很不方便 等缺點(diǎn),早期無法在數(shù)控機(jī)床上使用.隨
10、著電力電子技術(shù) 發(fā)現(xiàn).特別是PWM(脈沖寬度調(diào)制)的變頻器應(yīng)用,使之具 有了直流電機(jī)的全部優(yōu)點(diǎn),而且成本低,無碳刷,幾乎是免 維修的.;現(xiàn)代: 采用交流異步電機(jī),西門子公司提出的在PWM基礎(chǔ)上運(yùn)用 矢量變換調(diào)速技術(shù),解決了交流電動(dòng)機(jī)恒定轉(zhuǎn)矩問題,使交 流電動(dòng)機(jī)在數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)上應(yīng)用得更好. 2022-2-317(5).主軸控制單元主軸控制單元 主軸控制單元是協(xié)助CNC去控制主軸電動(dòng)機(jī)的 對(duì)于交流電機(jī)采用的是變頻器 變頻器利用是PWM(脈沖寬度調(diào)制)技術(shù), 現(xiàn)在西門子公司提出的在PWM基礎(chǔ)上運(yùn) 用矢量變換調(diào)速技術(shù)2022-2-318(6).進(jìn)給電機(jī)介紹進(jìn)給電機(jī)介紹進(jìn)給電動(dòng)機(jī): (X Z Y等軸
11、的驅(qū)動(dòng)) 早期: (60-70年代)采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 是無需位置反饋的開環(huán)控 制系統(tǒng),功率小,精度低.現(xiàn)在還用于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床上. 丨中期: 采用小慣量直流電動(dòng)機(jī) ,然后又采用大慣量直流電機(jī)伺 服系統(tǒng).有半閉環(huán)和閉環(huán)兩種控制.(閉環(huán)控制精度最高, 但電氣控制部分調(diào)整困難,成本高,目前半閉環(huán)控制居多.) 直流電機(jī)的缺點(diǎn)是易出故障,維修困難. ;現(xiàn)代: 采用交流永磁同步電動(dòng)機(jī),來構(gòu)成伺服系統(tǒng),同樣有半閉 環(huán)和閉環(huán)兩種控制.交流永磁同步電動(dòng)機(jī)的幾何尺寸 比同容量的直流電動(dòng)機(jī)小得多,而且?guī)缀趺饩S修. 2022-2-319(7).速度控制單元速度控制單元 進(jìn)給電機(jī)(X Z Y等軸向)是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)使用步進(jìn)
12、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng) 如果使用直流電機(jī)和交流永磁同步電機(jī) 則使用伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)2022-2-320(8).位置檢測(cè)器介紹位置檢測(cè)器介紹 在閉環(huán)和半閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)有位置檢測(cè)器,將X Y Z等各軸向位置變化信息反饋給數(shù)控裝置(CNC)作出調(diào)整,使之定位準(zhǔn)確開 環(huán): 不需要位置檢測(cè)器(早期居多,西門子又在開發(fā))半閉環(huán): 采用光電編碼器 旋轉(zhuǎn)變壓器等.裝在絲杠上使用.閉 環(huán): 采用光柵尺 同步感應(yīng)器 磁柵尺等,直接檢測(cè). 精度最高.但成本高,易臟出故障.調(diào)試?yán)щy,易 爬行振蕩2022-2-321 緒論 9. 數(shù)控機(jī)床的故障分類數(shù)控機(jī)床的故障分類(書第書第3頁頁)(1).(1).按發(fā)生故障的部件分類按發(fā)生故
13、障的部件分類: : 主機(jī)故障和電氣故障主機(jī)故障和電氣故障( (強(qiáng)弱強(qiáng)弱), ), 電氣故障又可分為硬件故障電氣故障又可分為硬件故障 和軟件故障和軟件故障(2).(2).按發(fā)生故障的性質(zhì)分類按發(fā)生故障的性質(zhì)分類: : 系統(tǒng)故障系統(tǒng)故障( (必然必然) )和隨機(jī)性和隨機(jī)性 故障故障( (偶然偶然) ) (3). 按有無報(bào)警按有無報(bào)警 顯顯 示示 分類分類: 有報(bào)警顯示故障有報(bào)警顯示故障(又可分為又可分為 硬件和軟件報(bào)警顯示兩種硬件和軟件報(bào)警顯示兩種) 和無報(bào)警顯示的故障和無報(bào)警顯示的故障(4).(4).按故障發(fā)生的原因分類按故障發(fā)生的原因分類: : 自身故障和外部故障自身故障和外部故障2022-2-322 緒論 10.數(shù)控機(jī)
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