第五章数控机床的故障诊断与维修

1、目录目录任务一任务一 数控机床的维护与故障诊断方法数控机床的维护与故障诊断方法任务三任务三 数控系统的故障诊断与维修数控系统的故障诊断与维修任务四任务四 伺服系统的故障诊断与维修伺服系统的故障诊断与维修任务二任务二 数控机床机械装置的故障诊断与维修数控机床机械装置的故障诊断与维修目录目录知识目标知识目标 1了解数控机床维修的重要意义，明确数控机床的故障分类； 2熟悉数控机床机械部分的故障现象； 3. 熟悉数控系统的基础知识和常见故障现象； 4. 熟悉伺服系统的相关知识，熟悉主轴伺服系统及进给伺服系统的常见故障现象。目录目录技能目标技能目标 1. 能够根据技术资料，完成数控机床的日常维护与管理；

2、 2. 能够利用维修设备及工具，正确分析故障类型； 3. 能够对数控机床机械系统、数控系统以及伺服系统的常见故障进行诊断与排除。目录目录1.1.数控机床的数控机床的操作维护操作维护2.2.数控数控机床的机床的日常维日常维护护3.3.数控数控机床的机床的定期维定期维护护目录目录目录目录1234567直观法直观法系统自诊断法系统自诊断法参数检查法参数检查法功能测试法功能测试法部件交换法部件交换法测量比较测量比较原理分析法原理分析法目录目录数控机床的故障诊断要求与原则数控机床的故障诊断要求与原则1.1.对操作和维护数控机床人员的要求对操作和维护数控机床人员的要求 善于思考，具有善于思考，具有较强的动

3、手能力较强的动手能力具有较广的知识面具有较广的知识面 具备专业外语基础具备专业外语基础 1）3） 2）目录目录2.2.数控机床诊断的基本原则数控机床诊断的基本原则（1 1）充分调查故充分调查故障，先外部障，先外部后内部后内部（4 4）先简后先简后繁繁（2 2）先机械后先机械后电气电气（3 3）先静后动先静后动目录目录 1. 1.主轴组件主轴组件3)3)主轴准停以及拉刀结构主轴准停以及拉刀结构 1) 1)主轴轴承主轴轴承 2) 2)刀具自动装卸及吹屑装置刀具自动装卸及吹屑装置目录目录2.2.主轴组件的日常维护主轴组件的日常维护1 1）维护特点）维护特点（1）润滑润滑（2）清洁清洁目录目录2 2）

4、主传动链的维护）主传动链的维护 （1）注意数控机床的使用范围，不能超性能使用注意数控机床的使用范围，不能超性能使用。 （2）每天检查主轴润滑恒温油箱，确保油量充足，以每天检查主轴润滑恒温油箱，确保油量充足，以保证正常工作保证正常工作。 （3）经常检查各处密封，以防止润滑油泄漏经常检查各处密封，以防止润滑油泄漏。目录目录 （4）经常检查压缩空气气压，以保证有足够的气压用经常检查压缩空气气压，以保证有足够的气压用以清理主轴锥孔的灰尘和切屑，并保持主轴锥孔和刀柄的以清理主轴锥孔的灰尘和切屑，并保持主轴锥孔和刀柄的清洁，保证换刀过程的正常进行清洁，保证换刀过程的正常进行。 （5）使用带传动的主传动系统

5、，须定期调整传动带的使用带传动的主传动系统，须定期调整传动带的松紧，以免传动带打滑松紧，以免传动带打滑。目录目录3.3.主传动系统常见故障的诊断与维修方法主传动系统常见故障的诊断与维修方法目录目录目录目录目录目录目录目录 某加工中心主轴在运转时抖动，主轴某加工中心主轴在运转时抖动，主轴 箱噪声增大，影响箱噪声增大，影响加工质量。加工质量。 （1 1）故障分析。经检查主轴箱和直流主轴电动机）故障分析。经检查主轴箱和直流主轴电动机 正常，接着检查主轴电动机的控制系统。测得的速度正常，接着检查主轴电动机的控制系统。测得的速度 指令信号正常，而速度反馈信号出现不应有的脉冲信号，问题出指令信号正常，而速

6、度反馈信号出现不应有的脉冲信号，问题出在速度检测元件上。在速度检测元件上。 （2 2）故障排除。经检查，测速发电机炭刷完好，但换向器因）故障排除。经检查，测速发电机炭刷完好，但换向器因炭粉堵塞而造成绕组断路，使测得的反馈信号出现规律性的脉冲，炭粉堵塞而造成绕组断路，使测得的反馈信号出现规律性的脉冲，导致速度调节系统调节不平稳，使驱动系统输出的电流忽大忽小，导致速度调节系统调节不平稳，使驱动系统输出的电流忽大忽小，从而造成电动机轴的抖动。用酒精清洗换向器，彻底消除炭粉，从而造成电动机轴的抖动。用酒精清洗换向器，彻底消除炭粉，即排除故障。即排除故障。目录目录1 1. .滚珠丝杠螺母副滚珠丝杠螺母副

7、1 1）滚珠丝杠螺母副的结构）滚珠丝杠螺母副的结构滚滚珠珠丝丝杠杠螺螺母母副副目录目录2 2）滚珠丝杠螺母副的支承形式）滚珠丝杠螺母副的支承形式滚珠丝杠常用支承方式滚珠丝杠常用支承方式目录目录滚珠丝杠螺母副的支承形式滚珠丝杠螺母副的支承形式目录目录3 3）滚珠丝杠螺母副的维护）滚珠丝杠螺母副的维护（1） （2） （3） （4）（5）轴向间隙的调整轴向间隙的调整轴承的定期检查轴承的定期检查 电滚珠丝杠螺母副电滚珠丝杠螺母副的润滑的润滑滚珠丝杠螺母副的防护滚珠丝杠螺母副的防护 清洗清洗目录目录4 4）滚珠丝杠螺母副常见故障的诊断与维修方）滚珠丝杠螺母副常见故障的诊断与维修方法法目录目录目录目录目录

8、目录目录目录2 2. .数控机床的导轨副数控机床的导轨副1 1）数控机床常用导轨副）数控机床常用导轨副（1 1）滑动导轨滑动导轨（2 2）滚动导轨滚动导轨（3 3）静压导轨静压导轨目录目录2 2）导轨副的维护）导轨副的维护间隙调整间隙调整滚动导轨的滚动导轨的预紧预紧AB导轨的防护导轨的防护D导轨的润滑导轨的润滑C目录目录3 3）导轨副常见故障的诊断与维修）导轨副常见故障的诊断与维修目录目录1 1. .自动换刀装置的形式自动换刀装置的形式1 1）回转刀架换刀）回转刀架换刀11活塞；活塞； 22刀架体；刀架体； 33齿轮；齿轮； 44齿圈；齿圈； 55空套齿轮；空套齿轮； 66活塞；活塞； 77齿

9、轮；齿轮；88齿条；齿条； 9 9固定插销；固定插销； 1010活动插销；活动插销； 1111触头；触头； 1212推杆推杆六角回转刀架六角回转刀架目录目录2 2）转塔头式换刀装置换刀）转塔头式换刀装置换刀11轴承；轴承； 22螺钉；螺钉； 33顶杆；顶杆； 4 4、1313、1414齿轮；齿轮； 55操纵杆；操纵杆； 66中心液压缸；中心液压缸； 77活塞；活塞； 8 8、1010推力球轴承；推力球轴承；99转塔刀架；转塔刀架； 1111、1212鼠齿盘；鼠齿盘； 1515主轴；主轴； 1616端盖；端盖； 1717螺母；螺母； 1818套筒套筒转塔刀架转塔刀架目录目录机械手和转塔头配合刀库

10、换刀的自动换刀过程机械手和转塔头配合刀库换刀的自动换刀过程1刀库； 2换刀机械手； 3、4刀具主轴； 5转塔头； 6工件； 7工作台 2 2. .带刀库的自动换刀系统带刀库的自动换刀系统目录目录3 3. .刀具交换装置刀具交换装置1 1）利用刀库与机床主轴的相对运动实现刀具交换的装置）利用刀库与机床主轴的相对运动实现刀具交换的装置11主轴箱；主轴箱； 2 2主轴；主轴； 3 3刀具；刀具； 4 4工件；工件； 5 5刀库刀库数控立式镗铣床数控立式镗铣床目录目录2 2）机械手）机械手各种形式的机械手各种形式的机械手目录目录4 4. .自动换刀系统的维护要点自动换刀系统的维护要点（1 1） 禁止将

11、超重、超长刀具装入刀库，以免发生掉刀、碰撞事故。（2 2） 对应选刀方式，注意刀具的放置位置。（3 3） 检查刀库的回零位置，保证换刀动作的完成。（4 4） 注意保持刀柄、刀套的清洁。目录目录（5 5） 将刀具均衡地置于刀库上。（6 6） 检查机械手液压系统压力及锁紧装置是否可靠。目录目录数控回转工作台的故障诊断与维修数控回转工作台的故障诊断与维修1.1.数控回转工作台的类型数控回转工作台的类型1）用于开环系统中的用于开环系统中的数控回转工作台数控回转工作台2）齿盘式分度工作台齿盘式分度工作台目录目录11电液脉冲马达；电液脉冲马达； 22偏心环；偏心环； 33从动齿轮；从动齿轮； 44销钉；销

12、钉； 55锁紧瓦；锁紧瓦； 66套筒；套筒；77螺钉；螺钉；88丝杠；丝杠；99蜗杆；蜗杆； 1010蜗轮；蜗轮； 1111主动齿轮；主动齿轮； 1212、1313轴承轴承; ; 1414光栅；光栅； 1515底座；底座； 1616钢球；钢球；1717弹簧；弹簧； 1818活塞；活塞； 1919液压缸；液压缸； 2020、2121夹紧瓦夹紧瓦JCS-JCS-013013型自动换刀数控卧式镗铣床的数控回转工作台型自动换刀数控卧式镗铣床的数控回转工作台目录目录齿盘式分度工作台齿盘式分度工作台1、7管道； 2、3推杆； 4挡块； 5挡铁； 6右腔； 8活塞； 9左腔目录目录2.2.数控回转工作台常见

13、故障的诊断及维修方法数控回转工作台常见故障的诊断及维修方法目录目录目录目录1.FANUC1.FANUC数控系统简介数控系统简介 FANUC公司创建于1956年，1959年首先推出电液步进电动机。20世纪70年代FANUC公司，一方面从GETTES公司引进直流伺服电动机制造技术，一方面与SIEMENS公司合作，学习其先进的硬件技术。1976年FANUC公司成功开 发出数控系统5，后与SIEMENS公司联合开发出数 控系统7，是世界上最大的专业数控生产厂家之一。目录目录FANUC 0i-FANUC 0i-C C数控系统的部件连接图数控系统的部件连接图目录目录2.SIEMENS2.SIEMENS数控

14、系统简介数控系统简介 SINUMERIK 810820是西门子公司20世纪80年代中期开发的CNC、PLC一体型控制系统，它适合于普通车、铣、磨床的控制，系统结构简单、体积小、可靠性高，在20世纪80年代末、90年 代初的数控机床厂使用较广。目录目录1 1. .数控系统的使用检查数控系统的使用检查 1)1)数控系统通电前的数控系统通电前的检查检查2)2)数控系统通电后的数控系统通电后的检查检查 目录目录2 2. .数控系统的日常维护数控系统的日常维护 （1 1） 针对所使用机床制定数控系统维护制度，并且在日常工作中严格执行该制度。（2 2） 尽量少开数控柜门和强电柜的门。（3 3） 定时清理数

15、控装置的散热通风系统。（4 4） 注意数控系统的输入/输出装置的定期维护。（5 5） 定期检查和更换直流电动机电刷，此项维护针对的是采用直流伺服电机的数控机床。目录目录（6 6） 经常监视数控系统装置用的电网电压。数控系统正常工作要求较稳定的电网电压，允许在一定范围内波动。（7 7） 存储器用电池的定期检查和更换。（8 8） 数控系统长期不用时的维护。（9 9） 备用印制电路板的维护。（1010） 数控系统发生故障时的处理。目录目录目录目录目录目录目录目录 数控系统的故障诊断方法数控系统的故障诊断方法 1. 1.自诊断技术自诊断技术 3）脱机诊断）脱机诊断 目录目录 2. 2.人工诊断技术人工

16、诊断技术（5 5）原理分析法原理分析法（1 1）功能程序功能程序测试法测试法（4 4）直观法直观法（2 2）参数检查法参数检查法（3 3）备件置换法备件置换法目录目录 3. 3.高级诊断技术高级诊断技术2）1）3）诊断专家系统诊断专家系统自修复诊断自修复诊断通讯诊断系统通讯诊断系统目录目录主轴伺服系统的故障诊断与维修方法主轴伺服系统的故障诊断与维修方法目录目录目录目录进给伺服系统的故障诊断与维修方法进给伺服系统的故障诊断与维修方法目录目录目录目录伺伺服服电电动动机机的的分分类类及及特特点点目录目录目录目录伺伺服服电电动动机机的的常常见见故故障障诊诊断断与与维维修修方方法法目录目录1 1. .直

17、流伺服电动机的日常维护直流伺服电动机的日常维护（1）（2）（3）每天在机床运行每天在机床运行时的维护检查时的维护检查直流伺服电动机的定期直流伺服电动机的定期检查检查每半年一次（最少也要每年一次）每半年一次（最少也要每年一次）的定期检查的定期检查目录目录2 2. .交流伺服电动机的维护护交流伺服电动机的维护护 交流伺服电动机与直流伺服电动机相比，最大的优点是不存在电刷维护的问题。应用于进给驱动的交流伺服电动机多采用交流永磁同步电动机。目录目录位置检测系统的故障诊断与维修方法位置检测系统的故障诊断与维修方法位置检测系统的故障诊断、维修与维护位置检测系统的故障诊断、维修与维护1.1.位置检测系统的故

18、障诊断与维修目录目录目录目录2.2.位置检测元件的维护位置检测元件的维护1 1）自修复诊断自修复诊断2 2）诊断专家系统诊断专家系统1 1）光栅的维护）光栅的维护目录目录2 2）光电脉冲编码）光电脉冲编码器的维护器的维护 （1）防污和防振防污和防振。 （2）防松。防松。目录目录3 3）感应同步器的）感应同步器的维护维护 （1）安装时，必须保持定尺和滑尺相对平行，且定尺安装时，必须保持定尺和滑尺相对平行，且定尺固定螺栓不得超过尺面，调整间隙在固定螺栓不得超过尺面，调整间隙在0.090.15 mm为宜为宜。 （2）不要损坏定尺表面耐切削液涂层和滑尺表面一层不要损坏定尺表面耐切削液涂层和滑尺表面一层带绝缘层的铝箔，否则会腐蚀厚度较小的电解铜箔带绝缘层的铝箔，否则会腐蚀厚度较小的电解铜箔。 （3）接线时要分清滑尺的正弦绕组和余弦绕组，其阻接线时要分清滑尺的正弦绕组和余弦绕组，其阻值基本相同，这两个绕组必须分别接入励磁电压值基本相同，这两个绕组必须分别接入励磁电压。目录目录4 4）旋转变压器的）旋转变压器的维护维护 （1） 接线时，定子上有相等匝数的励磁绕组和补偿绕组，转接线时，定子上有相等匝数的励磁绕组和补偿绕组，转子上也有相等匝数的正弦绕组和余弦绕组，但转子和定子的子上也有相等匝数的正弦绕组和余弦绕组，但转子和定子的绕组阻值不同，一般定子的电阻阻值稍大，有时补偿绕组自绕组阻值