數(shù)控技術及應用清華版9數(shù)控機床的故障診斷ppt課件

1、第9章 數(shù)控機床的缺點診斷數(shù)控機床作為一種典型的機電一體化產品，數(shù)控機床作為一種典型的機電一體化產品，是一個由多種技術綜合在一同協(xié)同任務的復是一個由多種技術綜合在一同協(xié)同任務的復雜系統(tǒng)。在運用過程中不可防止地會發(fā)生這雜系統(tǒng)。在運用過程中不可防止地會發(fā)生這樣或那樣的缺點，缺點的定位和排除對機床樣或那樣的缺點，缺點的定位和排除對機床的效率有著艱苦的影響。的效率有著艱苦的影響。本章主要對數(shù)控機床缺點的規(guī)律及缺點診斷本章主要對數(shù)控機床缺點的規(guī)律及缺點診斷的方法進展普通性的總結引見。的方法進展普通性的總結引見。9.1 概 述9.1.1 系統(tǒng)可靠性和缺點的概念系統(tǒng)可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內完成

2、規(guī)定功能的才干，而缺點那么意味著系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內喪失了規(guī)定的功能。數(shù)控機床是個復雜的系統(tǒng)，由于種種緣由，不可防止地會發(fā)生不同程度、不同類型的缺點，導致數(shù)控機床不能正常任務。 普通這些緣由大致包括機械銹蝕、磨損和失效；元器件老化、損壞和失效；電氣元件、插接件接觸不良；環(huán)境變化等；隨機干擾和噪聲；軟件程序喪失或被破壞等等。 9.1.2 數(shù)控機床的缺點規(guī)律與普通設備一樣，數(shù)控機床的缺點率隨時間變化的規(guī)與普通設備一樣，數(shù)控機床的缺點率隨時間變化的規(guī)律可用圖律可用圖9.1所示的缺點曲線表示。所示的缺點曲線表示。1. 初期運轉期初期運轉期初期運轉期的特點是缺點發(fā)生的頻率高，系統(tǒng)的缺點初期運轉期

3、的特點是缺點發(fā)生的頻率高，系統(tǒng)的缺點率呈負指數(shù)函數(shù)曲線。運用初期之所以缺點頻繁，緣率呈負指數(shù)函數(shù)曲線。運用初期之所以缺點頻繁，緣由大致如下。由大致如下。(1) 機械部分機械部分 (2) 電氣部分電氣部分 (3) 液壓部分液壓部分 2. 有效壽命期有效壽命期數(shù)控系統(tǒng)要經過九至十四個月的運轉才干進入有效壽數(shù)控系統(tǒng)要經過九至十四個月的運轉才干進入有效壽命期。命期。 3. 衰老期衰老期衰老期出如今數(shù)控機床運用的后期，其特點是缺點率衰老期出如今數(shù)控機床運用的后期，其特點是缺點率隨著運轉時間的添加而升高。隨著運轉時間的添加而升高。 9.1.3 數(shù)控機床缺點診斷的普通步驟缺點診斷是指在系統(tǒng)運轉或根本不裝配的

4、情缺點診斷是指在系統(tǒng)運轉或根本不裝配的情況下，即可掌握系統(tǒng)當前運轉形狀的信息，況下，即可掌握系統(tǒng)當前運轉形狀的信息，查明產生缺點的部位和緣由，或預知系統(tǒng)的查明產生缺點的部位和緣由，或預知系統(tǒng)的異常和劣化的動向并采取必要對策的一門技異常和劣化的動向并采取必要對策的一門技術。術。缺點診斷普通按以下步驟進展：缺點診斷普通按以下步驟進展： (1)詳細了解缺點情況。詳細了解缺點情況。 (2)根據缺點情況進展分析，減少范圍，確定根據缺點情況進展分析，減少范圍，確定缺點源查找的方向和手段。缺點源查找的方向和手段。 (3)由表及里進展缺點源查找。由表及里進展缺點源查找。 9.2 數(shù)控機床常用的缺點診斷方法數(shù)控

5、機床是涉及多個運用學科的非常復雜的數(shù)控機床是涉及多個運用學科的非常復雜的系統(tǒng)，加之數(shù)控系統(tǒng)和機床本身的種類繁多，系統(tǒng)，加之數(shù)控系統(tǒng)和機床本身的種類繁多，功能各異，不能夠找出一種適宜各種數(shù)控機功能各異，不能夠找出一種適宜各種數(shù)控機床、各類缺點的通用診斷方法。這里僅對一床、各類缺點的通用診斷方法。這里僅對一些常用的普通性方法作以引見，在實踐的缺些常用的普通性方法作以引見，在實踐的缺點診斷中，對這些方法要綜合運用。點診斷中，對這些方法要綜合運用。9.2.1 根據報警號進展缺點診斷報警號報警號(錯誤代碼錯誤代碼)普通包括以下幾方面的缺點普通包括以下幾方面的缺點(或錯誤或錯誤)信息：信息：程序編制錯誤或

6、操作錯誤；程序編制錯誤或操作錯誤；存儲器任務不正常；存儲器任務不正常；伺服系統(tǒng)缺點；伺服系統(tǒng)缺點；可編程序控制器缺點；可編程序控制器缺點；銜接缺點；銜接缺點； 溫度、壓力、液位等不正常；溫度、壓力、液位等不正常；行程開關行程開關(或接近開關或接近開關)形狀不正確。形狀不正確。利用報警號進展缺點診斷是數(shù)控機床缺點診斷利用報警號進展缺點診斷是數(shù)控機床缺點診斷的主要方法之一。的主要方法之一。 9.2.2 根據控制系統(tǒng)LED燈或數(shù)碼管的指示進展缺點診斷控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的LED(發(fā)光二極管發(fā)光二極管)或數(shù)碼管指示是另一種或數(shù)碼管指示是另一種自診斷指示方法。假設和缺點報警號同時報警，綜合自診斷指示方法。

7、假設和缺點報警號同時報警，綜合二者的報警內容，可更加明確地指示出缺點的位置。二者的報警內容，可更加明確地指示出缺點的位置。在在CRT上的報警號未出現(xiàn)或上的報警號未出現(xiàn)或CRT不亮時，不亮時，LED或數(shù)碼或數(shù)碼管指示就是獨一的報警內容了。管指示就是獨一的報警內容了。 例如，例如，F(xiàn)ANUCl0、11系統(tǒng)的主電路板上有一個七段系統(tǒng)的主電路板上有一個七段LED數(shù)碼管，在電源接通后，系統(tǒng)首先進展自檢，這數(shù)碼管，在電源接通后，系統(tǒng)首先進展自檢，這時數(shù)碼管的顯示不斷改動，最后顯示時數(shù)碼管的顯示不斷改動，最后顯示“1而停頓，闡而停頓，闡明系統(tǒng)正常。假設停頓于其他數(shù)字或符號上，那么闡明系統(tǒng)正常。假設停頓于其他

8、數(shù)字或符號上，那么闡明系統(tǒng)有缺點，且每一個符號表示相應的缺點內容，明系統(tǒng)有缺點，且每一個符號表示相應的缺點內容，維修人員就可根據顯示的內容進展相應的檢查和處置。維修人員就可根據顯示的內容進展相應的檢查和處置。9.2.3 根據PC形狀或梯形圖進展缺點診斷如今的數(shù)據控機床上幾乎毫無例外地運用了可編程序控制如今的數(shù)據控機床上幾乎毫無例外地運用了可編程序控制器器(PC)，只不過有的與，只不過有的與NC系統(tǒng)合并起來，統(tǒng)稱為系統(tǒng)合并起來，統(tǒng)稱為NC部分。部分。 控制對象普通是換刀系統(tǒng)，任務臺板轉換系統(tǒng)，液壓、光控制對象普通是換刀系統(tǒng)，任務臺板轉換系統(tǒng)，液壓、光滑、冷卻系統(tǒng)及其他自動輔助安裝等。這些系統(tǒng)及安

9、裝具滑、冷卻系統(tǒng)及其他自動輔助安裝等。這些系統(tǒng)及安裝具有大量的開關量丈量反響元件，發(fā)生缺點的概率較大。特有大量的開關量丈量反響元件，發(fā)生缺點的概率較大。特別是在偶發(fā)缺點期，別是在偶發(fā)缺點期，NC部分及各電路板的缺點較少，上部分及各電路板的缺點較少，上述各部分發(fā)生的缺點能夠會成為主要的診斷維修目的。述各部分發(fā)生的缺點能夠會成為主要的診斷維修目的。 PC輸入輸出形狀確實定方法是每一個維修人員所必需掌輸入輸出形狀確實定方法是每一個維修人員所必需掌握的。由于當進展缺點診斷時經常需求確定一個傳感元件握的。由于當進展缺點診斷時經常需求確定一個傳感元件是什么形狀以及是什么形狀以及PC的某個輸出應為什么形狀。

10、用傳統(tǒng)的的某個輸出應為什么形狀。用傳統(tǒng)的方法進展丈量非常費事，甚至難以做到。普通數(shù)控機床都方法進展丈量非常費事，甚至難以做到。普通數(shù)控機床都可以從可以從CRT上或上或LED指示燈上非常方便地確定其輸入輸出指示燈上非常方便地確定其輸入輸出形狀。形狀。9.2.4 根據機床參數(shù)進展缺點診斷機床參數(shù)也稱機床常數(shù)，是數(shù)控系統(tǒng)與詳細機機床參數(shù)也稱機床常數(shù)，是數(shù)控系統(tǒng)與詳細機床相匹配時所確定的一組數(shù)據，它實踐上是床相匹配時所確定的一組數(shù)據，它實踐上是NC程序中未定的數(shù)據或可選擇的方式。機床參數(shù)程序中未定的數(shù)據或可選擇的方式。機床參數(shù)通常存于通常存于RAM中，由廠家根據所配機床的詳細中，由廠家根據所配機床的詳

11、細情況進展設定，部分參數(shù)還要經過調試來確定。情況進展設定，部分參數(shù)還要經過調試來確定。機床參數(shù)大都隨機床以參數(shù)表等方式提供應用機床參數(shù)大都隨機床以參數(shù)表等方式提供應用戶。戶。 機床參數(shù)的內容廣泛。如機床參數(shù)的內容廣泛。如FANUC10，11，12系統(tǒng)的機床參數(shù)按功能分就有系統(tǒng)的機床參數(shù)按功能分就有26大類：如與設大類：如與設定有關的參數(shù)、與軸控制有關的參數(shù)、與坐標定有關的參數(shù)、與軸控制有關的參數(shù)、與坐標系有關的參數(shù)、與進給速度有關的參數(shù)等等。系有關的參數(shù)、與進給速度有關的參數(shù)等等。9.2.5 用診斷程序進展缺點診斷所謂診斷程序就是對數(shù)控機床各部分包括數(shù)控系統(tǒng)本所謂診斷程序就是對數(shù)控機床各部分包

12、括數(shù)控系統(tǒng)本身進展形狀或缺點檢測的軟件，當數(shù)控機床發(fā)生缺點身進展形狀或缺點檢測的軟件，當數(shù)控機床發(fā)生缺點時，可利用該程序診斷出缺點源所在范圍或詳細位置。時，可利用該程序診斷出缺點源所在范圍或詳細位置。用診斷程序進展缺點診斷普通有三種方式，即啟動診用診斷程序進展缺點診斷普通有三種方式，即啟動診斷、在線診斷或稱后臺診斷和離線診斷。斷、在線診斷或稱后臺診斷和離線診斷。 啟動診斷指從每次通電開場至進入正常的運轉預備形啟動診斷指從每次通電開場至進入正常的運轉預備形狀止，狀止，CNC內部診斷程序自動執(zhí)行的診斷，普通情況內部診斷程序自動執(zhí)行的診斷，普通情況下數(shù)秒之內即告完成，其目的是確認系統(tǒng)的主要硬件下數(shù)秒

13、之內即告完成，其目的是確認系統(tǒng)的主要硬件能否正常任務。能否正常任務。 在線診斷是指在系統(tǒng)經過啟動診斷進入運轉形狀后由在線診斷是指在系統(tǒng)經過啟動診斷進入運轉形狀后由內部診斷程序對內部診斷程序對CNC及與之相銜接的外設、各伺服單及與之相銜接的外設、各伺服單元和伺服電機等進展的自動檢測和診斷。元和伺服電機等進展的自動檢測和診斷。 離線診斷是數(shù)控機床缺點診斷的一個非常重要的手段，離線診斷是數(shù)控機床缺點診斷的一個非常重要的手段，它可以較準確地診斷出缺點源的詳細位置，而許多缺它可以較準確地診斷出缺點源的詳細位置，而許多缺點靠傳統(tǒng)的方法是不易進展診斷的。點靠傳統(tǒng)的方法是不易進展診斷的。 9.2.6 閱歷法普

14、通說來，對驅動系統(tǒng)缺點應首先檢查反響系普通說來，對驅動系統(tǒng)缺點應首先檢查反響系統(tǒng)、伺服電機本身、伺服驅動板及指令電壓，統(tǒng)、伺服電機本身、伺服驅動板及指令電壓，如測速反響環(huán)、位置反響環(huán)、指令增益、檢測如測速反響環(huán)、位置反響環(huán)、指令增益、檢測倍率和漂移補償?shù)?。對自動換刀不能執(zhí)行那么倍率和漂移補償?shù)?。對自動換刀不能執(zhí)行那么應首先檢查換刀基準點的到位情況，液、氣壓應首先檢查換刀基準點的到位情況，液、氣壓能否正常，相關限位開關的動作能否正常等。能否正常，相關限位開關的動作能否正常等。知識和閱歷要靠平常的學習與維修實際的總結知識和閱歷要靠平常的學習與維修實際的總結和積累，并無捷徑可走，而這些又是數(shù)控機床和

15、積累，并無捷徑可走，而這些又是數(shù)控機床維修所必不可少的。維修所必不可少的。 9.2.7 換板法將疑心目的用備件板進展改換，或用機床上一樣的板將疑心目的用備件板進展改換，或用機床上一樣的板進展互換。然后啟動機床，察看缺點景象能否消逝或進展互換。然后啟動機床，察看缺點景象能否消逝或轉移，以確定缺點的詳細位置。假設缺點景象依然存轉移，以確定缺點的詳細位置。假設缺點景象依然存在，闡明缺點與所改換的電路板無關，而在其他部位；在，闡明缺點與所改換的電路板無關，而在其他部位；假設缺點消逝或轉移，那么闡明改換之板正是缺點板。假設缺點消逝或轉移，那么闡明改換之板正是缺點板。此外，換板時，還要留意：此外，換板時，

16、還要留意：(1)假設不是對系統(tǒng)非常了解，有相當?shù)陌盐?，普通不假設不是對系統(tǒng)非常了解，有相當?shù)陌盐?，普通不要隨便改換要隨便改換CPU板及存儲器板，這樣有能夠呵斥程序板及存儲器板，這樣有能夠呵斥程序和機床參數(shù)的喪失，使缺點擴展。和機床參數(shù)的喪失，使缺點擴展。(2)假設是假設是EPROM板或板上有板或板上有EPROM芯片，請留意芯片，請留意存儲器芯片上貼的軟件版本標簽能否與原板完全一致。存儲器芯片上貼的軟件版本標簽能否與原板完全一致。假設不一致，那么不能改換。假設不一致，那么不能改換。(3)有些板是通用的，要根據機床的詳細情況及運用位有些板是通用的，要根據機床的詳細情況及運用位置進展設定。因此要留意

17、板上撥動開關的位置能否與置進展設定。因此要留意板上撥動開關的位置能否與原板一致，短道路的設置能否與原板一樣。原板一致，短道路的設置能否與原板一樣。9.3 人工智能(AI)在缺點診斷中的運用 9.3.1 專家系統(tǒng)的普通概念 普通以為，專家系統(tǒng)是一個或一組能在某些特定領域內，運用大量的專家知識和推理方法求解復雜問題的一種人工智能計算機程序。普通專家系統(tǒng)如圖9.2所示。它主要包括兩大部分，即知識庫和推理機。 知識庫中存放著求解問題所需的知識，推理機擔任運用知識庫中的知識去處理實踐問題。 目前，主要存在以下幾個問題： (1)知識獲取困難，特別是閱歷性知識(啟發(fā)式知識)更難獲取。 (2)對人的籠統(tǒng)思想難以模擬。 (3)知識領域狹窄。 9.3.2 數(shù)控機床缺點診斷的專家系統(tǒng) 從數(shù)控機床缺點診斷的內容看，缺點診從數(shù)控機床缺點診斷的內容看，缺點診斷專家系統(tǒng)詳細可以用于以下三個方面：斷專家系統(tǒng)詳細可以用于以下三個方面：(1)缺點監(jiān)測