数控机床的修理课件

上节内容回顾:1、可靠性的定义2、衡量可靠性常用指标3、关联性故障、非关联性故障定义及二者区别4、故障产生规律曲线（画图并说明）5、数控机床故障诊断的方法有哪些？上节内容回顾:1本节课内容：1、维修的定义2、维修的意义3、数控机床维修的内容及特点4、数控机床维修的技术资料5、数控机床的现场修理6、修理中元器件的替代本节课内容：21、维修的定义：包含两方面的含义：维护和修理a:正确的使用、日常维护，以有效延长MTBFb:故障修理，尽快回复，以缩短平均修复时间坚持做好对机床的日常维护保养工作才可以延长元器件的使用寿命，延长机械部件的磨损周期，防止意外恶性事故的发生，争取机床长时间稳定工作；也才能充分发挥数控机床的加工优势，达到数控机床的技术性能，确保数控机床能够正常工作，因此，这无论是对数控机床的操作者，还是对数控机床的维修人员来说，数控机床的维护与保养就显得非常重要，我们必须高度重视。1、维修的定义：32、数控机床维修的意义技术需要市场需要企业的效益需要数控机床维修工作不仅创造了实际价值，更重要的也创造了社会价值，具有广泛的社会意义。2、数控机床维修的意义43、数控机床维修的内容及特点（1）维修的内容数控机床的组成？

3、数控机床维修的内容及特点5a:对机床本体：主轴部件、滚珠丝杠副、导轨副、刀库、换刀装置、液压与气动装置维护比修理更加重要b:对数控装置、伺服驱动装置、强电装置：变压器、机床电器开关、驱动电动机、板卡、接口电路、电子元器件维护、修理、替代a:对机床本体：主轴部件、滚珠丝杠副、导轨副、刀库、换刀装置6（2）数控机床维修的特点故障规律产生曲线：（2）数控机床维修的特点7a:早期故障期：故障无规律可循加强对机床的监控，勤记录，定期对机床进行机电调整，一保证设备各种运行参数处于技术规范之内b:偶发故障期：做好设备的运行记录，以备排除故障参考。每隔半年对设备作一次机电综合检测和复校，c:耗损故障期：故障具有规律性做好设备运行记录a:早期故障期：故障无规律可循84、数控机床维修技术资料技术资料是分析故障的依据，是解决问题的前提条件，重视技术资料的收集及日常管理。技术资料包括：a:设备的安装调试资料b:设备的使用操作资料c:维修资料4、数控机床维修技术资料9维修资料：设备厂商编制的维修手册数控系统厂商提供的有关资料设备的电器图纸机械维修资料有过液压系统的维修调整资料气动部分的维修调整资料润滑系统的维修资料冷却部分的维修资料有关安全维修资料设备使用过程中的维修资料设备厂商编制的维修手册105、数控机床的现场修理a:修理前的准备阶段b:现场修理阶段c:修理后的处理阶段d:建立修理档案5、数控机床的现场修理111、准备阶段包括现场调研、故障信息采集根据了解到得情况预先分析故障出现的原因部位，并携带有关工具与技术资料、备件、仪器等1、准备阶段12现场修理阶段修理工作的核心部分现场修理:对数控机床出现的故障进行诊断与检测、分析判断故障原因，找出故障位置,更换故障部件，更换损坏的元器件，通过调整和试机，使数控系统或数控机床恢复正常工作的工作过程现场修理阶段13现场修理分为两部分：（1）故障的诊断：现场修理的首要任务有外到内的检查故障的位置（2）故障的修理定位故障后换件现场修理分为两部分：14修理后的处理工作向操作人员说明本次故障的操作原因，并告知正确的使用要求与操作方法及数控机床维护保养和一般故障的分析判断方法，使操作者能够正确、科学的处理一些简单的故障修理后的处理工作15建立修理档案（1）技术档案：和设备相关的技术资料（2）故障档案：操作者记录故障日期、时间、设备的工作方式、故障前后现象、显示器的状态、报警等情况。维修人员记录排除故障中的故障原因分析过程，故障排除方法，修理时间，并将故障形式做出编号，建立故障档案建立修理档案16故障档案建立的意义：有利于维修人员不断地总结经验，提高故障分析能力；不仅可以提高重复故障的修理速度，还可以分析设备的故障率及可修复性；通过分析某种故障频繁发生的原因，有利于纠正原设计中火替换元件的一些不当之处。故障档案建立的意义：175、修理中的注意事项（1）取出电路板时，应记录器对应的位置，连接电缆号。（2）电烙铁应放在顺手位的前方，并远离修理电路板（3）测量电阻式应断开电源（4）保护好阻焊膜（5）不应随意切断印刷电路5、修理中的注意事项18（6）在没有确定故障元件的情况下，不应随意拆换元件（7）拆卸元件应用吸锡器，切忌硬取（8）更换新的器件，引脚应做适当处理（9）记录线路上的开关、跳线位置、不应随意改变（10）查清电路板的电源配置及种类，根据检查需要可分别供电和全部供电（11）检查中有粗到细，逐步缩小检查范围，并做好记录（6）在没有确定故障元件的情况下，不应随意拆换元件196、修理中元器件的替代替代的意义：

缩短修理时间、提高设备的有效度，缩短了MTTR对修理人员的要求：熟练识别元器件标志6、修理中元器件的替代20元器件替代注意事项：1.电容器的替代电容主要是容量与耐压，其次考虑介质材料。这两个主要参数是要求满足的，但在振荡电路中要求电容的介质损耗要小，否则振不起来。在定时电路中，要求电容的容量值要精确，否则会引起定时不准。元器件替代注意事项：21在带通滤波电路中也严格要求电容的容量，否则带宽会发生变化，而引起工作中心频率偏移，使其工作不正常。而仅仅是滤波或者是去藕，到可以随便一些。电解电容在焊接时要注意极性，否则耐压值会降低很多，出现事故。在带通滤波电路中也严格要求电容的容量，否则带宽会发生变化，而222.电阻的替代在线性电路中，多采用精密电阻，替代时注意精度等级及电阻的阻值。在数字电路中，除了振荡、定时、分压的电阻阻值要求较高外，其余电路只要满足功率即可，多采用金属膜的电阻。

2.电阻的替代233、半导体器件的替代半导体器件拆卸前要记录下各极的位置，在取下器件后，再一次确认器件是否损坏，并记录型号，制造厂家。如果没有这种器件，要查找手册，记录下此器件的主要参数，然后根据这些主要参数来找替代品。这些主要参数有如下数种:3、半导体器件的替代24

PNP还是NPN，材料是锗还是硅，是三极管还是场效应管，是开关管还是放大管。特性是非常重要的，但是处在不同电路中也不一定就必须具备，因此，要仔细分析，尽可能满足代换条件，譬如说，增大散热面积可提高最大直流耗散功率Pcm。用高频管来代替低频管，PNP还是NPN，材料是锗还是硅，是三极管还是场效应管，是25用开关管来代替高频管，用低放大倍数的管子组成达林顿电路，来代替高放大倍数的管子，用单电压器件来代替双电压器件。这些都是灵活的，主要目的是满足电路对器件的要求，使电路正常工作。用开关管来代替高频管，用低放大倍数的管子组成达林顿电路，来代264.集成电路的替代替代前要准确无误地确认原集成电路已损坏，才拆下集成电路片子。集成电路拆下后，损坏机率非常大。4.集成电路的替代277、数控机床维修队人员的要求a:熟练掌握想操作技能、熟悉编程、了解数控系统工作原理与结构组成b:熟读数控机床各种说明书C:熟练使用传统及现代智能仪器仪表d:借鉴他人经验e:做好记录，分析故障原因及排除方法，归类存档为以后故障诊断提供技术依据7、数控机床维修队人员的要求288、数控机床修理技术的发展1、通信诊断2、自修复修通3、专家故障诊断系统4、人工神经网络8、数控机床修理技术的发展291.通信诊断

通信诊断也称远距离诊断或“海外诊断”。用户只需把CNC系统中的专用“‘通信接口”连接到普通电话线上，维修中心的专用通信诊断计算机的“数据电话”也连接到电话线路上。由通信诊断计算机向各用户CNC系统发送诊断程序，并将测试数据送回诊断计算机进行分析并得出结论，最后又将诊断结论和处理方法通知用户。1.通信诊断30SIEMENS公司生产的数控系统就具有这种诊断功能。通信诊断不仅用于故障发生之后对数控系统进行诊断，而且还可用作用户的定期预防性诊断，只需按预定的时间对机床作一系列试运行检查，将检查数据通过电话线送人维修中心的计算机进行分析处理，维修人员不必亲临现场，就可发现系统可能出现的故障隐患。SIEMENS公司生产的数控系统就具有这种诊断功能。通信诊断312.自修复系统自修复系统就是在系统内设置备用模块，在数控系统的软件中装有自修复程序。当软件在运行时一旦发现某一个模块有故障时，系统一方面将故障信息显示在CRT上，同时自动寻找是否有备用模块，若有备用模块，系统能自动使故障模块脱机而接通备用模块，从而使系统较快地进人正常工作状态。2.自修复系统323、专家故障诊断系统3、专家故障诊断系统33

专家系统是一个或一组能在某些特定领域内，应用大量的专家知识和推理方法求解复杂问题的一种人工智能计算机程序。专家系统主要包括两大部分，即知识库和推理机。其中知一识库中存放着求解问题所需的知识，推理机负责使用知识库中的知识去解决实际问题。知识库的建造需要知识工程师和领域专家相互合作把领域专家的知识和经验整理出来，并用系统的知识方法存放在知识库中。专家系统是一个或一组能在某些特定领域内，应用大量的专家知识34当解决问题时，用户为系统提供一些已知数据，就可从系统处获得专家水平的结论。从数控机床故障诊断的内容看，故障诊断专家系统用于故障监测、故障分析和决策处理三个方面。在ＦＡＮＵＣ１５系统中，已将专家故障诊断系统用于故障诊断。在使用时，操作者以简单的会话问答方式，通过数控系统上的ＭＤＩ／ＣＲＴ操作，就能如同专家亲临现场一样，诊断出系统的故障。当解决问题时，用户为系统提供一些已知数据，就可从系统处获得专354、人工神经元网络诊断人工神经元网络，简称神经网络，是人们在对人脑思维研究的基础上，用数学方法将其简化、抽象并模拟，能反映人脑基本功能特性的一种并行分布处理连接网络模型。由于神经元网络具有联想、容错、记忆、自适应、自学习和处理复杂多模式故障的优点，是数控机床故障诊断新的发展途径。将神经网络和专家系统结合起来，发挥两者各自的优点，更有助于数控机床的故障诊断。4、人工神经元网络诊断369、常用仪器仪表1、测量用仪表（1）交流电压表，用于测量交流电源电压，测量误差应在土2%以内。(2)直流电压表，用于测量直流电源电压，电压表的最大量程分别为10V和30V，误差应在上2%以内，用数字式电压表更好。(3)相序表，在维修晶闸管直流驱动装置时，检查二相输人电源的相序。(4）示波器，频带宽度应在5MHZ以上，双通道，便于波形的比较。(5)万用表,，机械式和数字式，其中机械式应是必备的。9、常用仪器仪表37

(6)钳形电流表：在不断线的情况下，用于测量电动机的驱动电流。（7）机外编程器：用于监控PLC的I/O状态和梯形图(8)振动检测仪:用于检测机床的振动情况，如电子听诊器及频谱分析仪等。2、工具1)“十”字形螺钉旋具，大、中、小号各种规格。2)“一”字形螺钉旋具，大、中、小号各种规格。

(6)钳形电流表：在不断线的情况下，用于测量电动机的383、使用仪器注意事项万用表和示波器是维修时经常要用到的仪器，使用时要特别注意，因为印制线路板上元件的密度是很高的，元件间的间隙很小，一不小心会将表笔与其他元件相碰，可能引起短路，甚至造成元件损坏。在使用示波器时，要注意被测电路是否能与地相连，否则应将示波器作浮地处理，以免引起元器件不必要的损坏。3、使用仪器注意事项391、数控机床维护的目的是什么?2、数控机床故障维修的特点是什么?3、从数控机床组成来看，数控机床故障维修及维护有哪些内容？1、数控机床维护的目的是什么?40上节内容回顾:1、可靠性的定义2、衡量可靠性常用指标3、关联性故障、非关联性故障定义及二者区别4、故障产生规律曲线（画图并说明）5、数控机床故障诊断的方法有哪些？上节内容回顾:41本节课内容：1、维修的定义2、维修的意义3、数控机床维修的内容及特点4、数控机床维修的技术资料5、数控机床的现场修理6、修理中元器件的替代本节课内容：421、维修的定义：包含两方面的含义：维护和修理a:正确的使用、日常维护，以有效延长MTBFb:故障修理，尽快回复，以缩短平均修复时间坚持做好对机床的日常维护保养工作才可以延长元器件的使用寿命，延长机械部件的磨损周期，防止意外恶性事故的发生，争取机床长时间稳定工作；也才能充分发挥数控机床的加工优势，达到数控机床的技术性能，确保数控机床能够正常工作，因此，这无论是对数控机床的操作者，还是对数控机床的维修人员来说，数控机床的维护与保养就显得非常重要，我们必须高度重视。1、维修的定义：432、数控机床维修的意义技术需要市场需要企业的效益需要数控机床维修工作不仅创造了实际价值，更重要的也创造了社会价值，具有广泛的社会意义。2、数控机床维修的意义443、数控机床维修的内容及特点（1）维修的内容数控机床的组成？

3、数控机床维修的内容及特点45a:对机床本体：主轴部件、滚珠丝杠副、导轨副、刀库、换刀装置、液压与气动装置维护比修理更加重要b:对数控装置、伺服驱动装置、强电装置：变压器、机床电器开关、驱动电动机、板卡、接口电路、电子元器件维护、修理、替代a:对机床本体：主轴部件、滚珠丝杠副、导轨副、刀库、换刀装置46（2）数控机床维修的特点故障规律产生曲线：（2）数控机床维修的特点47a:早期故障期：故障无规律可循加强对机床的监控，勤记录，定期对机床进行机电调整，一保证设备各种运行参数处于技术规范之内b:偶发故障期：做好设备的运行记录，以备排除故障参考。每隔半年对设备作一次机电综合检测和复校，c:耗损故障期：故障具有规律性做好设备运行记录a:早期故障期：故障无规律可循484、数控机床维修技术资料技术资料是分析故障的依据，是解决问题的前提条件，重视技术资料的收集及日常管理。技术资料包括：a:设备的安装调试资料b:设备的使用操作资料c:维修资料4、数控机床维修技术资料49维修资料：设备厂商编制的维修手册数控系统厂商提供的有关资料设备的电器图纸机械维修资料有过液压系统的维修调整资料气动部分的维修调整资料润滑系统的维修资料冷却部分的维修资料有关安全维修资料设备使用过程中的维修资料设备厂商编制的维修手册505、数控机床的现场修理a:修理前的准备阶段b:现场修理阶段c:修理后的处理阶段d:建立修理档案5、数控机床的现场修理511、准备阶段包括现场调研、故障信息采集根据了解到得情况预先分析故障出现的原因部位，并携带有关工具与技术资料、备件、仪器等1、准备阶段52现场修理阶段修理工作的核心部分现场修理:对数控机床出现的故障进行诊断与检测、分析判断故障原因，找出故障位置,更换故障部件，更换损坏的元器件，通过调整和试机，使数控系统或数控机床恢复正常工作的工作过程现场修理阶段53现场修理分为两部分：（1）故障的诊断：现场修理的首要任务有外到内的检查故障的位置（2）故障的修理定位故障后换件现场修理分为两部分：54修理后的处理工作向操作人员说明本次故障的操作原因，并告知正确的使用要求与操作方法及数控机床维护保养和一般故障的分析判断方法，使操作者能够正确、科学的处理一些简单的故障修理后的处理工作55建立修理档案（1）技术档案：和设备相关的技术资料（2）故障档案：操作者记录故障日期、时间、设备的工作方式、故障前后现象、显示器的状态、报警等情况。维修人员记录排除故障中的故障原因分析过程，故障排除方法，修理时间，并将故障形式做出编号，建立故障档案建立修理档案56故障档案建立的意义：有利于维修人员不断地总结经验，提高故障分析能力；不仅可以提高重复故障的修理速度，还可以分析设备的故障率及可修复性；通过分析某种故障频繁发生的原因，有利于纠正原设计中火替换元件的一些不当之处。故障档案建立的意义：575、修理中的注意事项（1）取出电路板时，应记录器对应的位置，连接电缆号。（2）电烙铁应放在顺手位的前方，并远离修理电路板（3）测量电阻式应断开电源（4）保护好阻焊膜（5）不应随意切断印刷电路5、修理中的注意事项58（6）在没有确定故障元件的情况下，不应随意拆换元件（7）拆卸元件应用吸锡器，切忌硬取（8）更换新的器件，引脚应做适当处理（9）记录线路上的开关、跳线位置、不应随意改变（10）查清电路板的电源配置及种类，根据检查需要可分别供电和全部供电（11）检查中有粗到细，逐步缩小检查范围，并做好记录（6）在没有确定故障元件的情况下，不应随意拆换元件596、修理中元器件的替代替代的意义：

缩短修理时间、提高设备的有效度，缩短了MTTR对修理人员的要求：熟练识别元器件标志6、修理中元器件的替代60元器件替代注意事项：1.电容器的替代电容主要是容量与耐压，其次考虑介质材料。这两个主要参数是要求满足的，但在振荡电路中要求电容的介质损耗要小，否则振不起来。在定时电路中，要求电容的容量值要精确，否则会引起定时不准。元器件替代注意事项：61在带通滤波电路中也严格要求电容的容量，否则带宽会发生变化，而引起工作中心频率偏移，使其工作不正常。而仅仅是滤波或者是去藕，到可以随便一些。电解电容在焊接时要注意极性，否则耐压值会降低很多，出现事故。在带通滤波电路中也严格要求电容的容量，否则带宽会发生变化，而622.电阻的替代在线性电路中，多采用精密电阻，替代时注意精度等级及电阻的阻值。在数字电路中，除了振荡、定时、分压的电阻阻值要求较高外，其余电路只要满足功率即可，多采用金属膜的电阻。

2.电阻的替代633、半导体器件的替代半导体器件拆卸前要记录下各极的位置，在取下器件后，再一次确认器件是否损坏，并记录型号，制造厂家。如果没有这种器件，要查找手册，记录下此器件的主要参数，然后根据这些主要参数来找替代品。这些主要参数有如下数种:3、半导体器件的替代64

PNP还是NPN，材料是锗还是硅，是三极管还是场效应管，是开关管还是放大管。特性是非常重要的，但是处在不同电路中也不一定就必须具备，因此，要仔细分析，尽可能满足代换条件，譬如说，增大散热面积可提高最大直流耗散功率Pcm。用高频管来代替低频管，PNP还是NPN，材料是锗还是硅，是三极管还是场效应管，是65用开关管来代替高频管，用低放大倍数的管子组成达林顿电路，来代替高放大倍数的管子，用单电压器件来代替双电压器件。这些都是灵活的，主要目的是满足电路对器件的要求，使电路正常工作。用开关管来代替高频管，用低放大倍数的管子组成达林顿电路，来代664.集成电路的替代替代前要准确无误地确认原集成电路已损坏，才拆下集成电路片子。集成电路拆下后，损坏机率非常大。4.集成电路的替代677、数控机床维修队人员的要求a:熟练掌握想操作技能、熟悉编程、了解数控系统工作原理与结构组成b:熟读数控机床各种说明书C:熟练使用传统及现代智能仪器仪表d:借鉴他人经验e:做好记录，分析故障原因及排除方法，归类存档为以后故障诊断提供技术依据7、数控机床维修队人员的要求688、数控机床修理技术的发展1、通信诊断2、自修复修通3、专家故障诊断系统4、人工神经网络8、数控机床修理技术的发展691.通信诊断

通信诊断也称远距离诊断或“海外诊断”。用户只需把CNC系统中的专用“‘通信接口”连接到普通电话线上，维修中心的专用通信诊断计算机的“数据电话”也连接到电话线路上。由通信诊断计算机向各用户CNC系统发送诊断程序，并将测试数据送回诊断计算机进行分析并得出结论，最后又将诊断结论和处理方法通知用户。1.通信诊断70SIEMENS公司生产的数控系统就具有这种诊断功能。通信诊断不仅用于故障发生之后对数控系统进行诊断，而且还可用作用户的定期预防性诊断，只需按预定的时间对机床作一系列试运行检查，将检查数据通过电话线送人维修中心的计算机进行分析处理，维修人员不必亲临现场，就可发现系统可能出现的故障隐患。SIEMENS公司生产的数控系统就具有这种诊断功能。通信诊断712.自修复系统自修复系统就是在系统内设置备用模块，在数控系统的软件中装有自修复程序。当软件在运行时一旦发现某一个模块有故障时，系统一方面将故障信息显示在CRT上，同时自动寻找是否有备用模块，若有备用模块，系统能自动使故障模块脱机而接通备用模块，从而使系统较快地进人正常工作状态。2.自修复系统723、专家故障诊断系统3、专家故障诊断系统73

专家系统是一个或一组能在某些特定领域内，应用大量的专家知识和推理方法求解复杂问题的一种人工智能计算机程序。专家系统主要包括两大部分，即知识库和推理机。其中知一识库中存放着求解问题所需的知识，推理机负责使用知识库中的知识去解决实际问题。知识库的建造需要知识工程师和领域专家相互合作把领域专家的知识和经验整理出来，并用系统的知识方法存放在知识库中。专家系统是一个或一组能在某些特定领域内，应用大量的专家知识74当解决问题时，用户为系统提供一些已知数据，就可从系统处获得专家水平的结论。从数控机床故障诊断的内容看，故障诊断专家