数控系统维护调试实践课

1、2012年10月郑州大学自考本科助学考试数控系统维护与调试（实践） (课程代码 5668 )院 系机械工程学院 专 业机电一体化 年 级2012级 学生学号012212100926 学生姓名 张 宇 总分80实验序号实验一实验二实验三评阅人刘光定实验成绩808080复查人 2012年10月30日实验：数控车床故障分析及排除1.实验目的 1.1知道数控机床的控制原理 1.2具备对数控机床的常见故障做出分析并排除的能力. 1.3 培养学生的学习方法能力2.实验设备数控车床3.实验内容1故障现象；故障现象：某加工中心采用凸轮机械手换刀，换刀过程中，动作中断，发出2035号报警，显示机械手伸出故障。2

2、分析步骤；分析诊断：根据报警内容，机床是因为无法执行下一步“从主轴和刀库中拔出刀具”，而使换刀过程中断并报警。 机械手未能伸出完成从主轴和刀库中拔刀动作，产生故障的原因可能有： “松刀”感应开关失灵。在换刀过程中，各动作的完成信号均由感应开关发出，只有上一动作完成后才能进行下一动作。第三步为“主轴松刀”，如果感应开关未发信号，则机械手“拔刀”就不会动作。检查两感应开关，信号正常。 “松刀”电磁阀失灵。主轴的“松刀”，是由电磁阀接通液压缸来完成的。如电磁阀失灵，则液压缸未进油，刀具就“松”不了。检查主轴的“松刀”电磁阀，动作均正常。 “松刀”液压缸因液压系统压力不够或漏油而不动作，或行程不到位。

3、检查刀库松刀液压缸，动作正常。行程到位；打开主轴箱后罩，检查主轴松刀液压缸，发现已到达松刀位置，油压也正常，液压缸无漏油现象。 机械手系统有问题，建立不起“拔刀”条件。其原因可能是电动机控制电路有问题。检查电动机控制电路系统正常。 刀具是靠碟形弹簧通过拉杆和弹簧卡头将刀具柄尾端的拉钉拉紧的。松刀时，液压缸的活塞杆顶压顶杆，顶杆通过空心螺钉推动拉杆，一方面使弹簧卡头松开刀具的拉钉，另一方面又顶动拉钉，使刀具右移而在主轴锥孔中变“松”。主轴系统不松刀的原因可能有以下几点： 刀具尾部拉钉的长度不够，致使液压缸虽已运动到位，而仍未将刀具顶松 拉杆尾部空心螺钉位置起了变化，使液压缸行程满足不了“松刀”的

4、要求 顶杆出了问题，已变形或磨损 弹簧卡头出故障，不能张开 主轴装配调整时，刀具移动量调的太小，致使在使用过程中一些综合因素导致不能满足“松刀”条件3故障清除步骤处理方法：拆下“松刀”液压缸，检查发现这一故障系制造装配时，空心螺钉的伸出量调的太小，故“松刀”液压缸行程到位，而刀具在主轴锥孔中“压出”不够，刀具无法取出。调整空心螺钉的“伸长量”，保证在主轴“松刀”液压缸行程到位后，刀柄在主轴锥孔中的压出量为0.4-0.5mm。经以上调整后，故障可排除。4实验结果总结总之，在数控设备的故障中，换刀过程的故障可以避免的，只要正确的使用并加强维护保养，对出现的问题进行深入分析，就一定能降低故障率，并能

5、迅速解决故障，保证设备的正常运行。实验：数控铣床故障分析及排除1.实验目的1.1知道数控铣床的控制原理 1.2具备对数控铣床的常见故障做出分析并排除的能力. 1.3 培养学生的学习方法能力2.实验设备数控铣床3.实验内容1故障现象；故障现象故障原因排除方法系统上电后系统没有反应电源不能接通电源指示灯不亮没有提供外部电源电源电压过低、缺相或外部形成了短路检查外部电源电源的保护装置跳闸或熔断形成了电源开路合上开关更换熔断器PLC的地址错误或者互锁装置使电源不能正常接通更换PLC地址或接线系统上电按钮接触不良或脱落电源模块不良、元器件的损坏引起的故障更换按钮或重新安装更换元器件或电源模块电源指示灯亮

6、系统无反应接通电源的条件未满足检查电源的接通条件是否满足系统黑屏；系统文件被破坏；没有进入系统详见系统显示类故障的维修修复系统强电部分接通后马上跳闸机床设计时选择的空气开关容量过小或空气开关的电流选择拨码开关选择了一个较小的电流更换空气开关或重新选择使用电流机床上使用了较大频率的变频器或伺服驱动并且在变频器或伺服驱动的电源进线前没有使用隔离变压器或电感器变频器或伺服驱动在上强电时电流有较大的波动超过了空气开关的限定电流引起跳闸在使用时需外接一电抗系统强电电源接通条件未满足逐步检查电源上强电所需要的各种条件排除故障电源模块故障整流桥损坏引起电源短路更换续流二极管损坏引起的短路更换电源模块外部电源

7、短路调整线路滤波电容损坏引起的故障更换供电电源功率不足使电源模块不能正常工作增大供电电源的功率系统在工作过程中突然断电切削力太大使机床过载引起空气开关跳闸调整切削参数机床设计时选择的空气开关容量过小引起空气开关跳闸更换空气开关机床出现漏电检查线路2分析步骤；故障现象故障原因排除方法机床回原点后原点漂移或参考点发生整螺距偏移参考点发生单个螺距偏移减速开关与减速档块安装不合理,使减速信号与零脉冲信号相隔距离过近调整减速开关或者挡块的位置,使机床轴开始减速的位置大概处在一个栅距或一个螺距的中间位置机械安装不到位调整机械部分参考点发生多个螺距偏移参考点减速信号不良引起的故障检查减速信号是否有效接触是否

8、良好减速档块固定不良引起找零脉冲的初始点发生了漂移零脉冲不良引起重新固定减速档块对码盘进行清洗系统开机回不了参考点、回参考点不到位系统参数设置错误重新设置系统参数零脉冲不良引起的故障,回零时找不到零脉冲对编码器进行清洗或者更换减速开关损坏或者短路维修或更换减速开关数控系统控制检测放大的线路板出错更换线路板导轨平行度、导轨与压板面平行度、导轨与丝杠的平行度超差重新调整平行度当采用全闭环控制时的光栅尺沾了油污清洗光栅尺找不到零点或回参考点时超程回参考点位置调整不当引起的故障减速挡块距离限位开关行程过短调整减速挡块的位置零脉冲不良引起的故障回零时找不到零脉冲对编码器进行清洗或者更换减速开关损坏或者短

9、路维修或更换减速开关数控系统控制检测放大的线路板出错更换线路板导轨平行度、导轨与压板面平行度、导轨与丝杠的平行度超差重新行度调整平当采用全闭环控制时的光栅尺沾了油污清洗光栅尺回参考点的位置随机性变化干扰找到并消除干扰编码器的供电电压过低改善供电电源电动机与丝杠的连轴节松动紧固连轴节电动机扭矩过低或由于伺服调整不良引起跟踪误差过大调节伺服参数,改变其运动特性零脉冲不良对编码器进行清洗或者更换滚珠丝杠间隙增大修磨滚珠丝杠螺母调整垫片,重调间隙攻丝时或车螺纹时出现乱扣零脉冲不良引起的故障对编码器进行清洗或者更换时钟不同步出现的故障更换主板或更改程序主轴部分没有调试好重新调试主轴主轴定向不能够完成,不

10、能够进行镗孔、换刀等动作脉冲编码器出现问题维修或更换编码器机械部分出现问题调整机械部分PLC调试不良定向过程没有处理好重新调试PLC3故障清除步骤4实验结果总结通过这次故障维护可见为了能够充分发挥数控机床功能多、柔性强、加工精度高、自动化程度高的优势生产出高质量的产品以适应市场竞争的需要就必须注意加强数控机床的维护工作。具体应做到如下几点(1)保证数控设备的使用环境良好符合产品规定的要求。(2)注意数控设备使用电源的维护。特别当增减旁边共用交流电源的大容量设备时必须观察是否产生瞬时干扰信号防止它破坏机内的程序或参数甚至造成死机影响机床的正常运行。(3)数控设备应有操作规程。特别防止机床操作员随

11、意修改内部参数。(4)应有维修记录。一般机床故障都具有规律性(如常发故障)维修记录对今后工作具有指导意义。(5)要加强有关数控设备技术人员和操作员的培训工作结合理论和实践来提高他们的综合业务素质。实验：加工中心故障分析及排除1.实验目的1.1知道加工中心的控制原理 1.2具备对加工中心的常见故障做出分析并排除的能力. 1.3 培养学生的学习方法能力2.实验设备加工中心3.实验内容1故障现象；主轴发热，旋转精度下降某立式加工中心镗孔精度下降，圆柱度超差，主轴发热，噪声大，但用手拨动主轴转动阻力较小。2分析步骤；故障分析。主轴部件解体检查，发现故障原因如下：主轴轴承润滑脂内混有粉尘和水分，这是因为

12、该加工中心用的压缩空气无精滤和干燥装置，故气动吹屑时少量粉尘和水气窜入主轴轴承润滑脂内，造成润滑不良，导致发热且有噪声；主轴内锥孔定位表面有少许碰伤，锥孔与刀柄锥面配合不良，有微量偏心；前轴承预紧力下降，轴承游隙变大；主轴自动夹紧机构内部分碟形弹簧疲劳失效，刀具未被完全拉紧，有少许窜动。3.故障清除步骤故障处理。更换前轴承及润滑脂，调整轴承游隙，轴向游隙0.003mm，径向游隙士0.002mm；自制简易研具，手工研磨主轴内锥孔定位面，用涂色法检查，保证刀柄与主轴定心锥孔的接触面积大于85%；更换碟形弹簧。将修好的主轴装回主轴箱，用千分表检查径向跳动，近端小于0.006mm，远端150mm处小于

13、0.010mm。试加工，主轴温升和噪声正常，加工精度满足加工工艺要求，故障排除。4.实验结果总结增加压缩空气精滤和干燥装置，过滤器要定期排水，定期清洗或更换滤芯；随时检查主轴锥孔、刀柄的清洁和配合状况，检查空气干燥器工作是否正常；合理安排加工工艺，避免材料切除率陡变；严禁超负荷运行，有故障应及时报修，不得带病运行。立式加工中心常见故障及排除方法序号项目故 障 现 象故 障 原 因故 障 排 除1X轴进给系统X轴电机报警1:电机编码器损坏2:电机损坏,3:电机线插头松动,4:电缆老化1:更换编码器2:更换电机3:插紧电机插头4:更换电缆,X轴限位报警1:行程开关线老化导致导线折断2:行程开关损坏

14、1:更换行程开关导线2:更换换行程开关X轴回零报警1:开关线老化导致导线折断,2:开关损坏1:更换行程开关导线2:更换开关定位不准确,反向间隙过大1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动,2:联轴器螺钉松动或有油3:联轴器损坏4:滚珠丝杠磨损1:锁紧锁紧螺母2:锁紧联轴器螺钉或除油3:更换联轴器4:调整滚珠丝杠螺母预紧或更换丝杠X轴有异响1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动2:丝杠失油及密封件损坏，导致轴承磨损及轴承本身损坏3:X轴导轨伸缩防护罩损坏1:调整锁紧螺母2:丝杠轴承加润滑脂, 更换相关磨损件3:检修或更换X轴导轨伸缩防护罩X轴光栅尺异常1:光栅尺电缆老化2:光栅尺测头损坏1:更换光栅尺电缆2:更换光栅

15、尺测头2Y轴进给系统Y轴电机报警1:电机编码器损坏2:电机损坏,3:电机线插头松动,4:电缆老化1:更换编码器2:更换电机3:插紧电机插头4:更换电缆,Y轴限位报警1:行程开关线老化导致导线折断2:行程开关损坏1:更换行程开关导线2:更换换行程开关Y轴回零报警1:开关线老化导致导线折断,2:开关损坏1:更换行程开关导线2:更换开关定位不准确,反向间隙过大1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动,2:联轴器螺钉松动或有油3:联轴器损坏4:滚珠丝杠磨损1:锁紧锁紧螺母2:锁紧联轴器螺钉或除油3:更换联轴器4:调整滚珠丝杠螺母预紧或更换丝杠Y轴有异响1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动2:丝杠失油及密封件损坏，导致轴承

16、磨损及轴承本身损坏3:Y轴导轨伸缩防护罩损坏1:调整锁紧螺母2:丝杠轴承加润滑脂, 更换相关磨损件3:检修或更换Y轴导轨伸缩防护罩Y轴光栅尺异常1:光栅尺电缆老化2:光栅尺测头损坏1:更换光栅尺电缆2:更换光栅尺测头序号项目故 障 现 象故 障 原 因故 障 排 除3Z轴进给系统Z轴拖链有异响1:Z轴拖链折断1:更换Z轴拖链Z轴电机报警1:电机编码器损坏2:电机损坏,3:电机线插头松动,4:电缆老化1:更换编码器2:更换电机3:插紧电机插头4:更换电缆, Z轴限位报警1:行程开关线老化导致导线折断2:行程开关损坏1:更换行程开关导线2:更换换行程开关Z轴回零报警1:开关线老化导致导线折断,2:

17、开关损坏1:更换行程开关导线2:更换开关定位不准确,反向间隙过大1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动,2:联轴器螺钉松动或有油3:联轴器损坏4:滚珠丝杠磨损1:锁紧锁紧螺母2:锁紧联轴器螺钉或除油3:更换联轴器4:调整滚珠丝杠螺母预紧或更换丝杠Z轴有异响1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动2:丝杠失油及密封件损坏，导致轴承磨损及轴承本身损坏1:调整锁紧螺母2:丝杠轴承加润滑脂, 更换相关磨损件Z轴光栅尺异常1:光栅尺电缆老化2:光栅尺测头损坏1:更换光栅尺电缆2:更换光栅尺测头4主 轴 箱换刀时有撞击声1:开关失效引起回零点位置偏移2:主轴定位不准确1:调整检测开关2:重新调整主轴定位角度换刀开关无信号1:开

18、关接触不良2:松刀气缸行程不够1:调整检测开关2:检修松刀气缸及气压机床报警1:换刀时刀柄键槽和主轴端面键干涉1:调整主轴定位编码器,检查是否有零部件损坏主轴定位报警1:主轴定位开关损坏1:更换主轴定位开关换刀时拔刀振动大,刀具夹不紧1:拉刀杆调节有偏差2:卡爪损坏1:修磨调整松刀气缸活塞行程 2:更换卡爪有漏气声1:夹紧松刀气缸2:气管及管接头损坏1:更换松刀气缸的密封圈2:更换气管及管接头无刀具冷却水液1:水阀没打开2:管路泄漏 3:水泵损坏1:打开水阀2:检修管路，更换相关损坏零件3:检修或更换水泵序号项目故 障 现 象故 障 原 因故 障 排 除高速运转时主轴温度高速上升1:主轴轴承失油2:主轴轴承损坏3:无循环冷却液或循环冷却液堵塞1:主轴轴承加润滑脂2:更换主轴轴承3:检查冷却管路5斗笠式刀库转刀不到位1:零件磨损2:开关失效3:紧固螺钉松动1:更换相关磨损零件2: 更换开关3:锁紧紧固螺钉转刀转不动1:转动电机损坏,2:轴承损坏1:更换电机2:更换轴承刀库无法移动1:移动电机损坏2:直线轴承损坏3:转臂卡死1:更换电机2:更换轴承,3:更换相关损坏零件无法正确选刀1:开关失效,2:开关导线折断1:更换开关2:更换导线刀库移动不到位1:开关失效,2:开关导线折断1:更换开关2:更换导线刀库换刀不到