数控机床故障诊断精品课件

1、2022年6月17日课程情况总体简介授课学时： 64学时课程性质：数控设备应用与维护、数控技术专业的一门专业技术课，是一门实践性、综合性很强的课程。数控机床故障诊断与维修项目一：数控机床故障的基本知识项目二：数控机床的维护项目三：数控机床的精度及性能检验项目四：数控机床机械结构故障诊断与维修项目五：数控机床电气伺服系统故障诊断与维修项目六：数控机床PLC故障诊断与维修项目七：SINUMERIK 802D系统的故障诊断及维护项目八：数控机床典型故障诊断实例课程要点：主目录上一页退出下一页2022年6月17日项目一 数控机床故障的基本知识2022年6月17日模块一： 绪 论2022年6月17日 本

2、课程的学习任务、要求 l 掌握数控机床安装调试验收的的知识、验收机床精度的方法。l 熟悉数控机床的机械结构、调整方法l 掌握典型数控系统的软硬件知识、具有对典型数控系统故障进行初步诊断及判断的能力。l 熟悉数控机床维修的原则方法。 2022年6月17日 数控的人才需求:300万(由产品的质量、数量和新产品的开发周期越来越短决定）. 数控人才的分类：简单操作（流水线）、会编程会操作数控机床、数控调试工、数控维修工.2022年6月17日一、数控故障诊断及维护的目的。技术需要 。市场需要 。企业的效益需要 数控系统的可靠性数控系统的可靠性 数控机床要求有高可靠性高可靠性. .衡量可靠性指标的有：衡量

3、可靠性指标的有： MTBFMTBF平均无故障时间 MTTRMTTR排除故障的修理时间 有效度有效度A A： A=MTBF/A=MTBF/（MTBF+MTTRMTBF+MTTR）2022年6月17日2022年6月17日对于数控机床维修而言:(1).做好预防性维修,包含日常维护,尽量延长MTBF.(2).提高故障维修效率,尽快恢复使用,尽量缩短MTTR.2022年6月17日二、数控故障诊断及维护的内容数控机床机床本体电气系统电气故障机械故障2022年6月17日主轴箱的润滑和冷却导轨副和丝杠螺母副的间隙调整、润滑支承的预紧液压和气动装置的压力和流量调整机床本体的维护内容:2022年6月17日电气系统

4、的维护内容:数控系统伺服系统强电柜及操作面板2022年6月17日数控机床与电缆之间的接口：驱动电路位置反馈电路电源及保护电路开关信号连接电路2022年6月17日1-数控机床操作和保养不当2-电气系统3-数控系统2022年6月17日三、数控故障诊断及维护的特点1）高效率的自动化设备；2）处于生产的重要环节；3）故障复杂,难于排除。2022年6月17日数控设备使用寿命故障频率曲线(浴盆曲线) 数控机床属于技术密集型和知识密数控机床属于技术密集型和知识密集型设备集型设备, ,从系统从系统 的基本观点和原理的基本观点和原理出发出发, ,考察研究对象考察研究对象, ,无论是机械或电无论是机械或电气方面的

5、问题气方面的问题, ,都要二者兼顾都要二者兼顾. .2022年6月17日2022年6月17日四、数控机床诊断技术的发展1.通讯诊断(远程、海外诊断） 用户机床的通讯口通过电话线和维修中心的专用通讯诊断计算机相连。 计算机发诊断程序 用户测试数据 计算机诊断结果和处理方法 用户2. 自修复系统 当诊断软件发现数控机床在运行中某一模块有故障时，系统在CRT上显示的同时，自动寻找备用模块并接上。 特点：实用但成本比较高，而且只适合总线结构总线结构的CNC系统。2022年6月17日2022年6月17日3. 人工智能专家故障诊断系统2022年6月17日4. 人工神经元网络(ANN)诊断 ANN具有联想、

6、容错、记忆、自适应、自学习和处理复杂多模式故障等特点。2022年6月17日五、对数控维修人员的要求 1.会操作数控机床2.能读懂技术资料3.会使用相关仪器4.不断回顾、总结,并善于借鉴他人5.做好故障诊断及维护记录2022年6月17日模块二：数控机床的故障处理2022年6月17日一. 故障的分类 根据机床部件、故障性质以及故障原因,做如下分类： 1 按数控机床发生故障的部件分类 2 按数控机床发生的故障的性质分类 3 按报警发生后有无报警显示分类 4 按故障发生的原因分类 2022年6月17日二、故障处理对策 除非出现影响设备或人身安全的紧急情况，不要立即切断机床的电源。应保持故障现场。按系统

7、复位键报警消失偶然性故障报警不消失综合判断,找出原因.2022年6月17日2022年6月17日3.3.检查故障的出现率和重复性检查故障的出现率和重复性故障发生的时间和次数故障发生的时间和次数加工同类工件故障出现的概率加工同类工件故障出现的概率将引起故障的程序段重复执行多次将引起故障的程序段重复执行多次, ,观察故观察故障的重复性障的重复性2022年6月17日4.4.检查系统的输入电压检查系统的输入电压输入电压的波动，电压值是否在正常范围输入电压的波动，电压值是否在正常范围附近有否使用大电流的装置附近有否使用大电流的装置2022年6月17日5.5.检查环境状态检查环境状态CNCCNC周围的温度状

8、况周围的温度状况电气控制柜空气过滤器的状况电气控制柜空气过滤器的状况系统周围是否有振动源引起系统的振动系统周围是否有振动源引起系统的振动2022年6月17日6.6.外部因素外部因素故障前是否修理或调整机床故障前是否修理或调整机床故障前是否修理或调整故障前是否修理或调整CNCCNC系统系统机床附近有无干扰源机床附近有无干扰源使用者是否调整过使用者是否调整过CNCCNC系统的参数系统的参数CNCCNC系统以前是否发生过同样故障系统以前是否发生过同样故障2022年6月17日7.7.检查运行情况检查运行情况在运行过程中是否改变过工作方式在运行过程中是否改变过工作方式系统是否处于急停、锁住状态系统是否处

9、于急停、锁住状态熔丝是否已熔断熔丝是否已熔断机床是否做好运行准备机床是否做好运行准备系统是否处于报警状态系统是否处于报警状态方式选择开关设定是否正确方式选择开关设定是否正确速度倍率开关是否设定为零速度倍率开关是否设定为零进给保持按钮是否被按下进给保持按钮是否被按下2022年6月17日8.8.检查机床状况检查机床状况机床是否调整好机床是否调整好运行过程中是否有振动产生运行过程中是否有振动产生刀具状况是否正常刀具状况是否正常间隙补偿量是否合适间隙补偿量是否合适工件测量是否正确工件测量是否正确机床各信号电缆是否有破裂和损伤机床各信号电缆是否有破裂和损伤信号线和电源线是否分开走线信号线和电源线是否分开

10、走线2022年6月17日9.9.检查接口情况检查接口情况屏蔽线接地是否正确屏蔽线接地是否正确电源线和电源线和CNCCNC系统内部电缆是系统内部电缆是否分开安装否分开安装继电器接触器的线圈和电动机继电器接触器的线圈和电动机等处是否加装有噪声抑制器等处是否加装有噪声抑制器2022年6月17日2022年6月17日模块三： 数控机床故障诊断的方法一、诊断步骤和要求一、诊断步骤和要求 故障检测（确定有否故障）故障检测（确定有否故障）1.1.故障诊断故障诊断 故障判断（确定故障性质）故障判断（确定故障性质） 故障定位（确定故障部位）故障定位（确定故障部位）2022年6月17日2.2.故障诊断要求：故障诊断

11、要求：故障检测方法简便有效故障检测方法简便有效使用的诊断仪器少而实用使用的诊断仪器少而实用故障诊断的所需的时间尽可能短故障诊断的所需的时间尽可能短2022年6月17日3.3.故障诊断原则故障诊断原则先外部后内部先外部后内部先机械后电气先机械后电气先静后动先静后动先公用后专用先公用后专用先简单后复杂先简单后复杂先一般后特殊先一般后特殊2022年6月17日例：一台例：一台FANUC 0T数控车床数控车床Z轴回零不准，常轴回零不准，常常是由于降速挡块位置走动所造成。一旦出现常是由于降速挡块位置走动所造成。一旦出现这一故障，应先检查挡块，再检查编码器、位这一故障，应先检查挡块，再检查编码器、位置控制等

12、环节置控制等环节2022年6月17日2022年6月17日1.直观法（望闻问切）问机床的故障现象、加工状况等看CRT报警信息、报警指示灯、熔丝断否、元器件烟熏烧焦、电容器膨胀变形、开裂、保护器脱扣、触点火花等听异常声响（铁芯、欠压、振动等）闻电气元件焦糊味及其它异味摸发热、振动、接触不良等2022年6月17日2.CNC系统的自诊断功能开机自诊断系统内部自诊断程序通电后动执行对CPU、存储器、总线和I/O等模块及功能板、CRT、软盘等外围设备进行功能测试，确定主要硬件能正常工作。例:2022年6月17日FANUC 10TE系统的数控机床，开机后CRT显示：FS107E 1399BROM TEST：

13、ENDRAM TEST 未通过测试故障可能：参数丢失、支持电池失效或接触不良等.2022年6月17日3.数据和状态检查 CNC系统的自诊断不但能在CRT上显示故障报警信息，而且还能以多页“诊断地址”和“诊断数据”的形式提供机床参数和状态信息接口检查参数检查2022年6月17日 接口检查系统与机床、系统与PLC、机床与PLC的输入/输出信号，接口诊断功能可将所有开关量信号的状态显示在CRT上，“1”表示通，“0”表示断。 例：NCP400L数控车床接口状态2022年6月17日2022年6月17日38C0H 0 0 1 1 0 0 1 02022年6月17日 参数检查 数控机床的机床参数是经一系列

14、的试验和调整而获得的重要参数，是机床正常运行的保证。当机床长期闲置不用或受到外部干扰会使数据丢失或发生数据混乱，机床将不能正常工作。2022年6月17日4.报警指示灯显示故障 除CRT软报警外，还有许多“硬件”报警指示灯，分布在电源、主轴驱动、伺服驱动I/O装置上，由此可判断故障的原因。2022年6月17日5.备板置换法（替代法） 用同功能的备用板替换被怀疑有故障的模板。 注意：断电状态下/选择开关/跨线一致2022年6月17日6、交换法 将功能相同的模板或单元相互交换，观察故障的转移情况，就能快速判断故障的部位。例:系统X驱动Y驱动X电机Y电机2022年6月17日7、敲击法 数控系统是由各种

15、电路板组成，电路板上、接插件等处有虚焊或接口槽接触不良都会引起故障。可用绝缘物轻轻敲打疑点处，若出现，则敲击处很可能就是故障部位。2022年6月17日8、测量比较法 为了检测方便，在模板或单元上设有检测端子，用万用表、示波器等仪器对这些端子的电平或波形进行测试，将测试值与正常值进行比较，可以分析和判断故障的原因和及故障的部位。 总之总之,各种故障诊断方法各有各种故障诊断方法各有特点，要根据故障现象的特点特点，要根据故障现象的特点灵活的组合应用。灵活的组合应用。2022年6月17日2022年6月17日 模块四 数控机床的抗干扰2022年6月17日 电火花、中、高频电加热设备的电源都会产生强烈的电

16、磁波，通过空间传播被附近的数控系统所接受，如果能量足够就会干扰数控机床的正常工作。（远离这些设备）2022年6月17日输入电压过压或欠压引起电源报警而停机电源波形畸变所引起错误信息会导致CPU停止运行2022年6月17日串模干扰干扰电压叠加在有用信号上.共模干扰干扰电压对二根或以上信号线的干扰大小相等、相位相同。2022年6月17日四、抗干扰措施2022年6月17日2022年6月17日2022年6月17日2022年6月17日3.屏蔽技术（电磁、静电屏蔽） 信号线采用屏蔽线（铜质网状）、穿在铁质蛇皮管或铁管中关键元件或组件采用金属容器屏蔽.4.保证保证“接地接地”良好良好 “接地接地”是数控机床

17、安装中是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术措施。一项关键的抗干扰技术措施。电网的许多干扰都市通过电网的许多干扰都市通过“接接地地”对机床起作用的。对机床起作用的。2022年6月17日2022年6月17日接地的要求接地的要求:接地要可靠（接地电阻应小于接地要可靠（接地电阻应小于100欧欧姆）姆）接地线要粗（应大于电源线的截面接地线要粗（应大于电源线的截面积）积）2022年6月17日2022年6月17日2022年6月17日2022年6月17日模块五 数控机床故障诊断的 常用仪器与技术资料一、诊断常用的仪器仪表及工具1.1.仪器仪表仪器仪表万用表万用表可测电阻、交直流电压、电流可测电阻、交直流电压、电流相序表相序表可检查直流驱动装置输入电流的相序可检查直流驱动装置输入电流的相序示波器示波