数控机床典型结构与维修基础知识

第五章数控机床典型结构与维修

第1节数控机床维修维护基础知识教师：李爽时间：2014/11/06目录一、数控机床操作维护规程基本内容二、数控机床主要的日常维护与保养三、数控机床点检四、数控机床常见故障分类五、数控机床故障排除原则六、数控机床维修基本步骤七、故障诊断与排除的基本方法一、数控机床操作维护规程基本内容1.1数控机床维护与保养的目的和意义（1）延长平均无故障时间,增加机床的开动率（2）便于及早发现故障隐患,避免停机损失（3）期保持数控设备的加工精度1.2数控机床维护与保养的基本要求在思想上重视维护与保养工作提高操作人员的综合素质数控机床良好的使用环境严格遵循正确的操作规程提高数控机床的开动率要冷静对待机床故障，不可盲目处理严格执行数控机床管理的规章制度一、数控机床操作维护规程基本内容1）班前清理工作场地，按日常检查卡规定项目检查各操作手柄、控制装置是否处于停机位置，安全防护装置是否完整牢靠，查看电源是否正常，并作好点检记录。2）查看润滑、液压装置的油质、油量，按润滑图表规定加油，保持油液清洁，油路畅通，润滑良好。3）确认各部正常无误后，方可空车启动设备。先空车低速运转3-5min，查看各部运转正常，润滑良好，方可进行工作。不得超负荷、超规范使用。4）工件必须装卡牢固，禁止在机床上敲击、夹紧工件。5）合理调整行程撞块，要求定位正确紧固。1.3数控机床操作维护规程基本内容一、数控机床操作维护规程基本内容6）操纵变速装置必须切实转换到固定位置，使其啮合正常，停机变速不得用反车制动变速。7）数控机床运转中要经常注意各部位情况，如有异常应立即停机处理。8）测量工件、更换工装、拆卸工件都必须停机进行。离开机床时必须切断电源。9）数控机床的基准面、导轨、滑动面要注意保护，保持清洁，防止损伤。10）经常保持润滑及液压系统清洁。盖好箱盖，不允许有水、尘、铁屑等污物进入油箱及电器装置；11）工作完毕和下班前应清扫机床设备，保持清洁，将操作手柄、按钮等置于非工作位置，切断电源，办好交接班手续。1.3数控机床操作维护规程基本内容

班前要对设备进行点检，查看有无异状，检查油箱及润滑装置的油质、油量，并按润滑图表规定加油，安全装置及电源等是否良好，确认无误后，先空车运转待润滑情况及各部正常后方可工作。下班前用约15min时间清扫擦拭设备，切断电源，在设备滑动导轨部位涂油，清理工作场地，保持设备整洁。

下一页返回上一页二、数控机床主要的日常维护与保养2.1每班维护（每班保养）

在每周末和节假日前，用1-2h较彻底地清洗设备，清除油污，达到维护的“四项要求”，并由机械员(师)组织维修组检查、评分考核，公布评分结果。下一页返回上一页二、数控机床主要的日常维护与保养2.2周未维护（周未保养）

数控机床定期维护是在维修工辅导配合下，由操作工进行的定期维修作业，按设备管理部门的计划执行。设备定期维护后要由机械员(师)组织维修组逐台验收，设备管理部门抽查，作为对车间执行计划的考核。数控机床定期维护的主要内容有如下几方面。

下一页返回上一页二、数控机床主要的日常维护与保养2.3数控机床的定期维护（定期保养）2.3.1每月维护（1）真空清扫控制柜内部；（2）检查、清洗或更换通风系统的空气滤清器；（3）检查全部按钮和指示灯是否正常；（4）检查全部电磁铁和限位开关是否正常；（5）检查并紧固全部电缆接头，并查看有无腐蚀、破损；（6）全面查看安全防护设施是否完整牢固。下一页返回上一页二、数控机床主要的日常维护与保养2.3.2每两月维护护（1）检查查并紧固液压管路接接头；（2）查看看电源电压是否正常，，有无缺相相和接地不不良；（3）检查查全部电机，并按要求求更换电刷刷；（4）液压马达有否渗漏并并按要求更更换油封；；（5）开动动液压系统统，打开放放气阀，排出油缸和和管路中空空气；（6）检查查联轴节、带带轮和带是否松动和和磨损；（7）清洗洗或更换滑滑块和导轨轨的防护毡垫。下一页返回上一页二、数控机机床主要的的日常维护护与保养2.3.3每季维护（1）清洗洗冷却液箱，更换冷却液；（2）清洗洗或更换液液压系统的的滤油器及伺服控制制系统的滤滤油器；（3）清洗洗主轴齿轮箱箱，重新注入入新润滑油油；（4）检查查联锁装置置，定时器和开开关是否正常运运行；（5）检查查继电器接触触压力是否合适，，并根据需需要清洗和和调整触点点；（6）检查查齿轮箱和传传动部件的的工作间隙隙是否合适。。下一页返回上一页二、数控机机床主要的的日常维护护与保养2.3.4每半年维护护（1）抽取取液压油液化验，根根据化验结结果，对液液压油箱进进行清洗换换油，疏通油路，清清洗或更换换滤油器器；（2）检查查机床工作台水平平，全部锁紧紧螺钉及调调整垫铁是是否锁紧，，并按要求调整水平平；（3）检查查镶条、滑滑块的调整整机构，调整间隙；（4）检查查并调整全全部传动丝杠负负荷，清洗滚动动丝杠并涂涂新油；下一页返回上一页二、数控机机床主要的的日常维护护与保养2.3.4每半年维护护（5）拆卸卸、清扫电机，加注润滑滑油脂，检检查电机轴轴承，酌情情予以更换换；（6）检查查、清洗并并重新装好好机械式联轴轴节；（7）检查查、清洗和和调整平衡系统，视情况更更换钢缆或或链条；（8）清扫扫电气柜、数数控柜及电电路板，更换维持持RAM内内容的失效效电池。要经常维护护机床各导导轨及滑动动面的清洁洁，防止拉拉伤和研伤伤，经常检检查换刀机械手及刀刀库的运行行情况，定定位情况。。下一页返回上一页二、数控机机床主要的的日常维护护与保养数控机床的的检查是及及时掌握数数控机床技技术状况的的有效手段段。对数控机床床进行精度、性能能及磨损情况的检查查，能了解解数控机床床运行的技技术状态，，及早发现故障征征兆和性能能隐患，使故障及及时得到排排除，防止止突发故障障和事故，，因此它是保保证数控机机床正常运运行的一项项重要工作作，是维修修活动的重重要信息源源，是做好好修理准备备并安排好好修理计划划的基础。。下一页返回上一页三、数控机机床的点检检日常检查是一项由操操作工人和和维修工人人每天执行行的例行维维护工作中中的—项主主要工作，，其目的是是及时发现现数控机床床运行的不不正常情况况，并予以以排除。日常点检是日常检查查的一种好好方法。所谓点检是是指，为了了维持数控控机床规定定的机能，，按照标准准要求(通通常是利用用点检卡)，对数控控机床的某某些指定部部位，通过过人的感觉觉器官(目目视、手触触、问诊、、听声、嗅嗅诊)和检检测仪器，，进行有无无异状的检检查，使各各部分的不不正常现象象能够及早早发现。下一页返回上一页三、数控机机床的点检检3.1点检的定义义（1）能早早期发现数数控机床的的隐患和劣劣化程度，，以便采取取有效措施施，及时加加以消除，避免因因突发故障障而影响产产量和质量量，增加维维修费用，，缩短寿命命；妨碍安全卫生。。（2）可以以减少故障障重复出现现，提高开开动率。（3）可以以使操作工工人交接班班内容具体体化、规格格化，易于于执行。（4）可以以对单台数数控机床的的运转情况况积累资料料，便于分分析、摸索索维修规律律。因此点检是是一项非常常重要的工工作，它是是数控机床床管理的重重要基础工工作，是编制维维修计计划的的重要要依据据。下一页页返回上一页页三、数数控机机床的的点检检3.2点检的的作用用(1)定点点确定维维护点点(2)定标对维护护点制制订标标准(3)定期期定出检检查周周期(4)定项项明确检检查项项目(5)定人人落实到到人3.3点检的的内容容三、数数控机机床的的点检检(6)定法法检查方方法检查步步骤(8)记录录详细做做记录录内容容与时时间(7)检查查(9)处理理能处理理的则则做处处理(10)分分析分析找找出薄薄弱环环节3.3点检的的内容容三、数数控机机床的的点检检(1)日常常点检检(2)专职职点检检(3)生产产点检检机床的的关键键部位位和重重要部部位定定点检检计划划。对生产产运行行中的的数控控机床床进行行点检检。机床的的一般般部位位进行行点检检。3.4点检的的分类类三、数数控机机床的的点检检现代维维修管管理体体系的的核心心。日常点点检专职点点检生产点点检数控机机床故故障隐隐患专职点点检表表故障信信息卡卡日常点点检表表生产点点检表表综合分分析数控机机床检检修卡卡检修处处理3.5点检的的地位位三、数数控机机床的的点检检优点是是可以以把出出现的的故障障和性性能的的劣化化消灭在在萌芽芽状态态，防止止过修修或欠欠修。。缺点是是定期期点检检工作作量大大。3.6点检的的优点点三、数数控机机床的的点检检3.7点检的的缺点点序号点检内容1检查电源电压2检查气源压力3检查液压回路4检查润滑是否正常5冷却过滤有无堵塞6主轴定位与换刀动作7主轴孔内有无铁屑8机床罩壳及周围场地1--31日3.8点检表表的举举例三、数数控机机床的的点检检2022/12/1224数控机机床是是一种种技术术复杂杂的机机电一一体化化设备备，其其故障障发生生的原原因一一般都都比较较复杂杂，这这给故故障诊诊断和和排除除带来来不少少困难难。为为了便便于故故障分分析和和处理理，本本节按按故障部部件、、故障障性质质及故故障原原因等等对常见见故障障作了了如下下分类类。四、数数控机机床常常见故故障分分类2022/12/12251、主主机故故障：：数控机机床的的主体部分，，主要要包括括机械、、润滑滑、冷冷却、、排屑屑、液液压,气气动与与防护护等装置。。2、电电气故故障电气故故障分分弱电故故障与与强电电故障障：4.1按按数控控机床床发生生故障障的部部件分分类四、数数控机机床常常见故故障分分类2022/12/12261、系系统性性故障障系统性性故障障，通通常是是指只只要满满足一一定的的条件件或超超过某某一设设定的的限度度，工工作中中的数数控机机床必必然会会发生生的故故障。。2、随随机性性故障障随机性性故障障，通通常是是指数数控机机床在在同样样的条条件下下工作作时只只偶然然发生生一次次或两两次的的故障障。有有的文文献上上称此此为“软故障障”。4.2按按数控控机床床发生生的故故障性性质分分类四、数数控机机床常常见故故障分分类2022/12/12271、有有报警警显示示的故故障这类故故障又又可分分为硬件报报警显显示与与软件件报警警显示示两种。。2、无无报警警显示示的故故障4.3按故障障发生生后有有无报报警显显示分分类四、数数控机机床常常见故故障分分类2022/12/12281.数数控装装置故故障2.进进给伺伺服系系统故故障3.主主轴系系统故故障4.刀刀架、、刀库库、工工作台台故障障等等等。4.4按故障障发生生的部部位分分类：：四、数数控机机床常常见故故障分分类2022/12/12291.确认故障障现象，调查查故障现场，，充分掌握故故障信息。2.根据所掌掌握故障信息息，明确故障障的复杂程度度并列出故障障部位的全部部疑点。3.分析故障障原因，制定定排除故障的的方案。4.检测故障障，逐级定位位故障部位。。5.故障的排排除。6.解决故障后的的资料的整理理。五、数控机床床故障的排除思路和和原则5.1数控机床故障障的排除思路路2022/12/12301.先方案后后操作（或先先静后动）2.先安检后后通电3.先软件后后硬件4.先外部后后内部5.先机械后后电气6.先公用后后专用7.先简单后后复杂8.先一般后后特殊5.2故障的排除应应遵循的原则则五、数控机机床故障的排除思路路和原则2022/12/1231一般可以将将维修工作作分为：修前准备、、现场工作作与修后档档案工作等三个阶段段。1、诊断与与维修前的的准备工作作：（1）修前前技术准备备：要充分分掌握信息息与寻找故故障特征。。（2）常用用维修工具具与仪器的的准备（3）备件件准备2、现场工工作：（1）现场场调查1）与操作作员面对面面地询问与与调查；2）机床外外观检查与与工作地环环境调查；；3）无报警警故障或无无故障现象象记录时在在无危险的的情况下可可重演故障。。（2）根据据机理现象象，判断类类型（3）确定定步骤（4）合理理测试、故故障定位（5）排除除故障、恢恢复设备六、数控机机床维修的的基本步骤骤6.1故障诊断步步骤与要求求六、数控机机床维修的的基本步骤骤6.1故障诊断步步骤与要求求3、修后档档案工作诊断与维修修结束后必必须给出诊诊断结果报报告与维修修报告。维维修报告中中包括诊断断与维修时时的调查与与检查记录录。2022/12/1233数控机床发发生故障时时，操作人人员应首先先停止机床床，保护现现场，然后后对故障进进行尽可能能详细的记记录，并及及时通知维维修人员。。故障的记记录可为维维修人员排排除故障提提供第一手手材料，应应尽可能详详细。记录录内容最好好包括下述述几个方面面：（1）故障障发生时的的情况记录录1）发生故故障时的机机床型号，，采用的控控制系统型型号，系统统的软件版版本号。2）故障的的现象，发发生故障的的部位，以以及发生故故障时机床与控制制系统的现现象，如：是否异异常声音、、烟、味等等3）发生故故障时系统统所处的操操作方式，，如：AUTO/SINGLE、MDI、STEP、HANDLE、JOG、HOME等。六、数控机机床维修的的基本步骤骤6.2故障记录2022/12/12344）如故障障在自动方方式下发生生，则应记记录发生故故障时的加加工程序号号，出现故故障的程序序段号，加加工时采用用的刀具号号以及刀具具的位置等等。5）若故障障发生在精精度超差或或轮廓误差差过大时，，应记录被被加工工件件号，并保保留不合格格工件。6）在发生生故障时，，若系统有有报警显示示，则应记记录报警显显示情况与与报警号。。7）通过诊诊断画面，，记录机床床故障时所所处的工作作状态。如：系统是是否在执行行M、S、、T等功能能？系统是进入入暂停状态态或是急停停状态？系统坐标轴轴是否出于于“互锁”状态？进给倍率是是否为0%？。。。。。。。六、数控机机床维修的的基本步骤骤6.2故障记录2022/12/12358）记录发发生故障时时，各坐标标轴的位置置跟随误差差的值。9）记录发发生故障时时，各坐标标轴的移动动速度、移移动方向，，主轴转速速、转向，，等等。六、数控机机床维修的的基本步骤骤6.2故障记录2022/12/1236问—机床的故障障现象、加加工状况等等看—CRT报警警信息、报报警指示灯灯、熔丝断断否、元器器件烟熏烧烧焦、电容容器膨胀变变形、开裂裂、保护器器脱扣、触触点火花等等听—异常声响（（铁芯、欠欠压、振动动等）闻—电气元件焦焦糊味及其其它异味摸—发热、振动动、接触不不良等7.1直观观法（望闻闻问切）七、故障诊诊断与排除除的基本方方法2022/12/1237开机自诊断断—系统内部自自诊断程序序通电后动动执行对CPU、存存储器、总总线和I/O等模块块及功能板板、CRT、软盘等等外围设备备进行功能能测试，确确定主要硬硬件能正常常工作。充分利用数数控系统的的自诊断功功能，根据据CRT上显显示的报警警信息及各各模块上的的发光二极极管等器件件的指示，，可判断出出故障的大大致原因。。进一步利用用系统的自自诊断功能能，还能显显示系统与与各部分之之间的接口口信号状态态，找出故故障的大致致部位，它它是故障诊诊断过程中中最常用、、有效的方方法之一。。7.2系系统自自诊断断法七、故故障诊诊断与与排除除的基基本方方法2022/12/1238如：FANUC10TE系统统的数数控机机床，，开机机后CRT显示示：FS107E1399BROMTEST：：ENDRAMTEST未未通过过测试试故障可可能：：参数丢丢失、、支持持电池池失效效或接接触不不良等等七、故故障诊诊断与与排除除的基基本方方法7.2系系统自自诊断断法2022/12/1239CNC系统统的自自诊断断不但但能在在CRT上上显示示故障障报警警信息息，而而且还还能以以多页页“诊断地地址”和“诊断数数据”的形式式提供供机床床参数数和状状态信信息。1、接口检检查2、参数检检查七、故故障诊诊断与与排除除的基基本方方法7.2系系统自自诊断断法2022/12/1240接口检检查—系统与与机床床、系系统与与PLC、、机床床与PLC的输输入/输出出信号号，接接口诊诊断功功能可可将所所有开开关量量信号号的状状态显显示在在CRT上上，“1”表示通通，“0”表示断断。利用状状态显显示可可以检检查数数控系系统是是否将将信号号输出出到机机床侧侧，机机床侧侧的开开关信信号是是否已已输入入到系系统，，从而而确定定故障障是在在机床床测还还是在在系统统侧。。例：NCP400L数控控车床床接口口状态态七、故故障诊诊断与与排除除的基基本方方法7.2系系统自自诊断断法2022/12/124138C0H001100102022/12/1242案例：：1）某某数控控车床床，上上电后后，发发指令令X轴轴不能能运动动，且且没有有报警警，经经检查查发现现是X轴指指令线线电缆缆插头头松脱脱。2）某某数控控铣床床，Y轴一一启动动就出出现跟跟踪误误差过过大而而报警警停机机。经经检查查发现现位置置控制制环反反馈元元件光光栅电电缆由由于运运动中中受力力而拉拉伤断断裂，，造成成反馈馈信号号所致致。七、故故障诊诊断与与排除除的基基本方方法7.2系系统自自诊断断法2022/12/12433）某某数控控车床床，控控制面面板显显示消消失，，经检检查面面板电电源熔熔断丝丝烧断断，而而其内内部无无短路路现象象，更更换熔熔丝后后，故故障消消失，，显示示恢复复正常常。4）某某加工工中心心在安安装调调试后后不久久，X轴运运动时时偶尔尔出现现报警警，指指示实实际位位置与与指令令不一一致。。采用用直观观法发发现X轴编编码器器外壳壳因被被撞而而变形形，故故怀疑疑该编编码器器已损损坏，，调换换一个个新编编码器器后上上述故故障排排除。。七、故故障诊诊断与与排除除的基基本方方法7.2系系统自自诊断断法2022/12/12445)某加加工中心心，X轴轴电动机机忽然出出现异常常震动声声，马上上停机，，将电机机与丝杠杠分开，，试车时时仍然振振动，可可见振动动不是由由机械传传动的原原因所造造成。为为区分是是伺服单单元故障障，还是是电机故故障，采采用Y轴轴伺服单单元控制制X轴电电机，还还是振动动，所以以判断为为电机故故障，将将该电机机修复后后，故障障排除。。6）某加加工中心心在安装装调试后后不久，，Z轴运运动时偶偶尔出现现报警，，指示实实际位置置与指令令不一致致。采用直观观法发现现Z轴编编码器外外壳因被被撞而变变形，故故怀疑该该编码器器已损坏坏，调换换一个新新编码器器后上述述故障排排除。七、故障障诊断与与排除的的基本方方法7.2系系统自自诊断法法2022/12/1245数控系统统的参数数是经过过一系列列试验、、调整而而获得的的重要数数据。参参数通常常是存放放在由电电池保持持的RAM中，，一旦电电池电压压不足或或系统长长期不通通电或外外部干扰扰会使参参数丢失失或混乱乱，从而而使系统统不能正正常工作作。当机机床长期期闲置或或无缘无无故出现现不正常常现象或或有故障障而无报报警时，，就应根根据故障障特征，，检查和和校对有有关参数数。7.3参数数检查法七、故障诊断断与排除的基基本方法2022/12/1246对于经过长时时间运行的数数控机床，由由于机械传动动部件磨损，，电气元件性性能变化或调调换零部件所所引起的变化化，也需对有有关参数进行行调整。有些些故障往往是是由于未及时时修改某些不不适应的参数数值所造成。。7.3参数数检查法七、故障诊断断与排除的基基本方法2022/12/1247功能程序测试试法是将所修数控控系统的G、、M、S、T、F功能的的全部使用指指令编成一个个试验程序，，并穿成纸带带或存储在硬硬盘、电子盘盘、软盘上。。在故障诊断时时运行这个程程序，可快速速判定哪个功功能不良或丧丧失。功能程程序测试法常常应用于以下下场合：7.4功能程程序测试法七、故障诊断断与排除的基基本方法2022/12/12481.机床加工工造成废品而而一时无法确确定是编程，，操作不当、、还是数控系系统故障时；；2.数控系统统出现随机性性故障，一时时难以区别是是外来干扰，，还是系统稳稳定性不好。。如不能可靠靠地执行各加加工指令，可可连续循环执执行功能测试试程序来诊断断系统的稳定定性；3.闲置时间间较长的数控控机床在投入入使用时或对对数控机床进进行定期检修修时。7.4功能程程序测试法七、故障诊断断与排除的基基本方法2022/12/1249现代数控系统统大都采用模块化设计，按功能不同同划分为不同同的模块，随随着现代数控控技术的发展展，电路的继继承规模越来来越大，技术术也越来越复复杂，按照常规的方方法，很难把把故障定位在在一个很小的的区域，而一一旦系统发生生故障利用此此方法可缩短短停机时间，，快速找到故故障板。7.5交换法法（备件替换换法）七、故障诊断断与排除的基基本方法2022/12/1250将具有相同功功能的两块板板互相交换（（一块好的，，一块被怀疑疑是坏的），，观察故障现现象是否随之之转移，还是是故障依旧来来判断被怀疑疑板。这些板板是指印刷线路板、、模块、集成成电路芯片或或元器件。若没有备用用电路板或组组件，可把故障区与无无故障区的相相同的电路板板或组件互相相交换，然后观察故故障排除及转转移情况，也也可得到确诊诊。注意：2022/12/12511）必须须断电后后才能更更换电路路板或组组件。2）有些些电路板板，例如如PLC的I/O板上上有地址址开关，，交换时时要相应应改变设设置值。。3）有些些电路板板上有跳跳线及桥桥接调整整电阻、、电容，，也应与与原板相相同，方方可交换换。4）模块块的输入入输出必必须相同同。以驱驱动器为为例，型型号要相相同，若若不同，，则要考考虑接口口、功率率的影响响，避免免故障扩扩大。2022/12/1252在数控系系统中往往往有型型号完全全相同的的电路板板、模块块、集成成电路和和其它零零部件。。我们可可将相同同部分互互相交换换，观察察故障转转移情况况，以快快速确定定故障部部位。当当数控系系统某个个轴运动动不正常常，如爬爬行、抖抖动、时时动时不不动、一一个方向向动另一一个方向向不动等等故障时时，常采采用换轴法来确定故故障部位位。2022/12/1253例如，某某数控车车床，X轴不动动，其它它功能正正常。故故采用交交换法进进行如下下：首先，判判断故障障可能在在系统、、驱动器器或电机机，其次次，将步步进电机机驱动电电缆交换换，X向正常常，Z向向电机不不动，说说明电机机正常，，系统到到驱动器器信号也也正常。。由此可可判断原原X轴驱驱动器损损坏，需需拆开机机箱检修修。闭环环和半闭闭环数控控还应考考虑位置置和速度度反馈。。2022/12/1254有些故障障，如轴轴抖动、、爬行，，一时难难以区分分是数控控部分，，还是伺伺服系统统或机械械部分造造成，常常可采用用隔离法．．将机电电分离，，数控与与伺服分分离，或或将位置置闭环分分离作开开环处理理.这样复杂杂的问题题就化为为简单，，就能较较快地找找到故障障原因．．7.6隔隔离离法七、故障障诊断与与排除的的基本方方法2022/12/1255人为地将将元器件件温度升升高（应应注意器器件的温温度参数数）或降降低，加加速一些些温度特特性较差差的元器器件产生生“病症”或使“病症”消除来寻寻找故障障原因。。7.7升升降温温法七、故障障诊断与与排除的的基本方方法2022/12/1256本方法是是以正确确的电压压、电平平或波形形与异常常的相比比较来寻寻找故障障部位。。有时还还可以将将正常部部分试验验性地造造成“故障”或报警（（如断开开连线，，拔去组组件），，看其是是否和相相同部分分产生的