概述故障的基本概念故障-數(shù)控機(jī)床全部或部分喪課件

第一節(jié)概述1.故障的基本概念故障—數(shù)控機(jī)床全部或部分喪失原有的功能。故障診斷—在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行中，根據(jù)設(shè)備的故障現(xiàn)象，在掌握數(shù)控系統(tǒng)各部分工作原理的前提下，對(duì)現(xiàn)行的狀態(tài)進(jìn)行分析，并輔以必要檢測(cè)手段，查明故障的部位和原因。提出有效的維修對(duì)策。

2.故障的分類1）從故障的起因分類關(guān)聯(lián)性故障—和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)或性能等缺陷有關(guān)而造成（分固有性和隨機(jī)性）。非關(guān)聯(lián)性故障—和系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)與制造無(wú)關(guān)的故障。2）從故障發(fā)生的狀態(tài)分類突然故障—發(fā)生前無(wú)故障征兆，使用不當(dāng)。漸變故障—發(fā)生前有故障征兆，逐漸嚴(yán)重。

3）按故障發(fā)生的性質(zhì)分類軟件故障—程序編制錯(cuò)誤、參數(shù)設(shè)置不正確、機(jī)床操作失誤等引起。硬件故障—電子元器件、潤(rùn)滑系統(tǒng)、限位機(jī)構(gòu)、換刀系統(tǒng)、機(jī)床本體等硬件損壞造成。干擾故障—由于系統(tǒng)工藝、線路設(shè)計(jì)、電源地線配置不當(dāng)?shù)纫约肮ぷ鳝h(huán)境的惡劣變化而產(chǎn)生。4）按故障的嚴(yán)重程度分類危險(xiǎn)性故障—數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，機(jī)床安全保護(hù)系統(tǒng)在需要?jiǎng)幼鲿r(shí)，因故障失去保護(hù)動(dòng)作，造成人身或設(shè)備事故。安全性故障—機(jī)床安全保護(hù)系統(tǒng)在不需要?jiǎng)幼鲿r(shí)發(fā)生動(dòng)作，引起機(jī)床不能起動(dòng)。

3.數(shù)控系統(tǒng)的可靠性數(shù)控機(jī)床除了具有高精度、高效率和高技術(shù)的要求外，還應(yīng)該具有高可靠性。衡量的指標(biāo)有：MTBF—平均無(wú)故障時(shí)間MTTR—排除故障的修理時(shí)間平均有效度A：A=MTBF/（MTBF+MTTR）數(shù)控設(shè)備使用壽命—故障頻率曲線4.數(shù)控機(jī)床維修的特點(diǎn)1）數(shù)控機(jī)床是高投入、高精度、高效率的自動(dòng)化設(shè)備；2）一些重要設(shè)備處于關(guān)鍵的崗位和工序，因故障停機(jī)時(shí)，影響產(chǎn)量和質(zhì)量；3）數(shù)控機(jī)床在電氣控制系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)比普通機(jī)床復(fù)雜，故障檢測(cè)和診斷有一定的難度。第二節(jié)數(shù)控機(jī)床常用的故障診斷方法一、診斷步驟和要求

故障檢測(cè)（確定有否故障）故障診斷故障判斷（確定故障性質(zhì)）故障定位（確定故障部位）故障診斷要求：故障檢測(cè)方法簡(jiǎn)便有效使用的診斷儀器少而實(shí)用故障診斷的所需的時(shí)間盡可能短1.直觀法（望聞問(wèn)切）問(wèn)—機(jī)床的故障現(xiàn)象、加工狀況等看—CRT報(bào)警信息、報(bào)警指示燈、熔絲斷否、元器件煙熏燒焦、電容器膨脹變形、開(kāi)裂、保護(hù)器脫扣、觸點(diǎn)火花等聽(tīng)—異常聲響（鐵芯、欠壓、振動(dòng)等）聞—電氣元件焦糊味及其它異味摸—發(fā)熱、振動(dòng)、接觸不良等2.CNC系統(tǒng)的自診斷功能開(kāi)機(jī)自診斷—系統(tǒng)內(nèi)部自診斷程序通電后動(dòng)執(zhí)行對(duì)CPU、存儲(chǔ)器、總線和I/O等模塊及功能板、CRT、軟盤(pán)等外圍設(shè)備進(jìn)行功能測(cè)試，確定主要硬件能正常工作。例運(yùn)行中的故障信息提示—發(fā)生故障在CRT上報(bào)警信息，查閱維修手冊(cè)確定故障原因及排除方法。（不唯一，信息豐富則準(zhǔn)確）FANUC10TE系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，開(kāi)機(jī)后CRT顯示：FS107E1399BROMTEST：ENDRAMTEST未通過(guò)測(cè)試故障可能：參數(shù)丟失、支持電池失效或接觸不良等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(bào)警信息，而且還能以多頁(yè)“診斷地址”和“診斷數(shù)據(jù)”的形式提供機(jī)床參數(shù)和狀態(tài)信息接口檢查參數(shù)檢查接口檢查—系統(tǒng)與機(jī)床、系統(tǒng)與PLC、機(jī)床與PLC的輸入/輸出信號(hào)，接口診斷功能可將所有開(kāi)關(guān)量信號(hào)的狀態(tài)顯示在CRT上，“1”表示通，“0”表示斷。利用狀態(tài)顯示可以檢查數(shù)控系統(tǒng)是否將信號(hào)輸出到機(jī)床側(cè)，機(jī)床側(cè)的開(kāi)關(guān)信號(hào)是否已輸入到系統(tǒng)，從而確定故障是在機(jī)床測(cè)還是在系統(tǒng)側(cè)。例：NCP400L數(shù)控車床接口狀態(tài)接口檢查38C0H00110010參數(shù)檢查數(shù)控機(jī)床的機(jī)床參數(shù)是經(jīng)一系列的試驗(yàn)和調(diào)整而獲得的重要參數(shù)，是機(jī)床正常運(yùn)行的保證。包括有增益、加速度、輪廓監(jiān)控及各種補(bǔ)償值等。當(dāng)機(jī)床長(zhǎng)期閑置不用或受到外部干擾會(huì)使數(shù)據(jù)丟失或發(fā)生數(shù)據(jù)混亂，機(jī)床將不能正常工作。可調(diào)出機(jī)床參數(shù)進(jìn)行檢查、修改或傳送。4.報(bào)警指示燈顯示故障除CRT軟報(bào)警外，還有許多“硬件”報(bào)警指示燈，分布在電源、主軸驅(qū)動(dòng)、伺服驅(qū)動(dòng)I/O裝置上，由此可判斷故障的原因。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。（故障被排除或范圍縮?。┳⒁猓簲嚯姞顟B(tài)下/選擇開(kāi)關(guān)/跨線一致6、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。系統(tǒng)X驅(qū)動(dòng)Y驅(qū)動(dòng)X電機(jī)Y電機(jī)7、敲擊法數(shù)控系統(tǒng)是由各種電路板組成，電路板上、接插件等處有虛焊或接口槽接觸不良都會(huì)引起故障?？捎媒^緣物輕輕敲打疑點(diǎn)處，若出現(xiàn)，則敲擊處很可能就是故障部位。8、升溫法設(shè)備運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間或環(huán)境溫度較高時(shí)，機(jī)床就會(huì)出現(xiàn)故障，可用電吹風(fēng)、紅外燈照射可疑的元件或組件。確定故障點(diǎn)。9.功能程序測(cè)試法當(dāng)數(shù)控機(jī)床加工造成廢品而無(wú)法確定是編程、操作不當(dāng)還是數(shù)控系統(tǒng)故障時(shí)，或是閑置時(shí)間較長(zhǎng)的數(shù)控機(jī)床重新投入使用時(shí)。將G、M、S、T、F功能的全部指令編寫(xiě)一個(gè)試驗(yàn)程序并運(yùn)行在這臺(tái)機(jī)床，可快速判斷哪個(gè)功能不良或喪失。10、隔離法隔離法是將某些控制回路斷開(kāi)，從而達(dá)到縮小查找故障區(qū)域的目的。例：某加工中心，在JOG方式下，進(jìn)給平穩(wěn)，但自動(dòng)則不正常。首先要確定是NC故障還是伺服系統(tǒng)故障，先斷開(kāi)伺服速度給定信號(hào)，用電池電壓作信號(hào)，故障依舊。說(shuō)明NC系統(tǒng)沒(méi)有問(wèn)題。進(jìn)一步檢查是Y軸夾緊裝置出故障。11、測(cè)量比較法為了檢測(cè)方便，在模板或單元上設(shè)有檢測(cè)端子，用萬(wàn)用表、示波器等儀器對(duì)這些端子的電平或波形進(jìn)行測(cè)試，將測(cè)試值與正常值進(jìn)行比較，可以分析和判斷故障的原因和及故障的部位。各種故障診斷方法各有特點(diǎn)，要根據(jù)故障現(xiàn)象的特點(diǎn)靈活的組合應(yīng)用。第三節(jié)人工智能（AI）在故障診斷中的應(yīng)用一、專家系統(tǒng)的一般概念

經(jīng)過(guò)20多年的努力，專家系統(tǒng)的應(yīng)用范疇已遍及各個(gè)領(lǐng)域，如疾病診斷、探礦、設(shè)計(jì)、制造、自動(dòng)控制生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)視等，并取得了極大的經(jīng)濟(jì)效益。目前，專家系統(tǒng)仍處于發(fā)展之中，并面臨著許多問(wèn)題和困難，主要有以下幾個(gè)問(wèn)題：1）知識(shí)獲取困難，特別是經(jīng)驗(yàn)性知（啟發(fā)式知識(shí)）更難獲取。

2）對(duì)人的形象思維難以模擬。3）知識(shí)領(lǐng)域狹窄二、數(shù)控機(jī)床診斷的專家系統(tǒng)從數(shù)控機(jī)床故障診斷的內(nèi)容看，故障診斷專家系統(tǒng)具體可以用于以下三個(gè)方面：故障監(jiān)測(cè)故障分析決策處理

數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)庫(kù)知識(shí)庫(kù)的管理人機(jī)接口系統(tǒng)推理機(jī)制解釋系統(tǒng)控制部分

一個(gè)完整的故障診斷專家系統(tǒng)應(yīng)是圖所示的結(jié)構(gòu)三、人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)在故障診斷中應(yīng)用人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)稱神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，是人們對(duì)人腦思維研究的基礎(chǔ)上，用數(shù)學(xué)方法將其簡(jiǎn)化、抽象并模擬，能反映人們