导图社区 项目五数控车床的故障诊断与维修(1)
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项目五:数控车床的故障诊断与维修
任务一:数控机床的故障诊断与维修概述
一、数控机床的组成
机械装置:机械装置能在数控机床上自动地完成各种切削加工。
数控系统:数控系统能根据输入数据和反馈数据插补出理想的运动轨迹，然后指导机械装置按此运动轨迹运动，从而加工出所需要的零件。
伺服系统:伺服系统能对数控机床的进给伺服和主轴伺服进行控制，并能把来自数控系统的指令转换成机械装置的直线位移或角位移运动。
辅助控制装置:辅助控制装置能充分保证数控机床发挥其功能，常用的辅助控制装置包括:气动与液压装置、排屑装置、冷却与润滑装置、回转工作台、防护装置、照明装置等多种装置。
二:数控机床常见故障类型
按故障发生部位分类
主机故障
机械
润滑
冷却
排屑
液压
气动
防护
电气故障
弱电部分故障::指数控系统，可编程控制器(PlC)伺服系统等部分发生的故障
强电部分故障:是指继电器，接触器，开关，熔断器，电源变压器，电动机，电磁铁，行程开关等电气元件及其所组成的电路发生的故障
按故障性质分类
确定性故障:指只要满足一定的条件，数控车床就必然会发生的故障
随机性故障:指数控机床在工作过程中偶然发生的故障
按故障指示形式分类
有报警显示故障：通过数控系统的CRT显示器显示出报警号或报警信息的故障
无报警显示故障：指当故障发生时指示灯与显示器均无报警显示的故障
三:数控机床的故障诊断知识
数控机床的诊断步骤
检查
分析排除
先外部 后内部
先机械 狗电气
先简单后复杂
先一般后特殊
数控机床故障诊断的常用方法
直观法
自诊断功能法
参数检查法
功能程序测试法
替换法
原理分析法
项目二:数控机床机械装置的故障诊断与维修
一 :数控机械装置的组成
主轴部件
滚珠丝杠副
导轨副
自动换刀装置
二:主轴部件的常见故障与维修方法
主轴部件的组成
主轴
主轴轴承
工件
卡盘
主轴定向准停机械
故障原因
加工精度达不到要求
维修方法
检查对机床精度有影响的各部位 特别是导轨副，并按出厂精度要求重新修整或修复
重新安装调平紧固
切削振动大
更换轴承
紧固连接螺钉
主轴箱 噪音大
重做动平衡
修复或更换轴承校直传动轴
齿轮和轴承损坏
修复或更换零件
重新调整预紧力 并且之润滑充足
主轴无变速
检测并调整工作压力
检修清洗电磁阀
主轴不转动
调整或维修卡盘
检修保护开关或更换
三:滚珠丝杠副的故障诊断与维修方法
滚珠丝杠副的循环方式
内循环:是在循环过程中滚珠丝杠脱离接触的方式
外循环:在循环过程中始终保持接触的方式
2.滚珠丝杠副的常见故障及维修方法
加工表面粗糙度度值高
更换损坏轴承
加润滑油 排除热滑故障
反向误差大加工精度不稳定
重新调整一用00.3mm 塞尺塞不入为合格
重新紧固并用百分表反复反复测试
滚珠丝杠在运转中转矩过大
更换丝杠
调整润滑油路
丝杠螺母润滑不良
检查定量分油器
检查故障排除
滚珠丝杠副噪声大
更换滚珠
拧紧丝杠联轴器
导轨副的故障诊断与维修方法
组成
油嘴
刮油器
端盖
滑块
螺旋盖
导轨
钢珠
钢珠保持器
防尘片
导轨研伤
提高导轨精加工质量
加强机床保养，保护好机床防护装置
加工出来的 零件表面不平
调整导轨直线度
调整机床安装水平度
五:自动换刀装置的故障诊断与维修方法
靠机械手在机床主轴与刀库之间自动交换刀具
通过主轴与刀库的相对运动而直接交换刀具
刀库不能转动
调整螺钉
拧紧联轴器
刀套不到位
调整或重新安装限位开关
更换符合刀套
刀库不能夹紧
关紧增压泵
旋紧螺母
项目三:数控机床数控系统的故障诊断与维修
数控系统组成
数控系统是数字控制系统的简称
.硬件结构
微机基本系统
操作面板
控制接口
. CRT显示器
MDl键盘
动能建
控制面板
软件结构
输入数据处理程序
插补计算程序
管理程序
诊断程序
数控系统硬件结构的常见故障与维修方法
CRT不显示
显示系统有问题
数控系统有问题
维修方法: ①查看CPU的状态指示灯显示， 若只有第一一个灯亮，则说明显示系统有 问题。这时可检查电源对CRT显示器的供电情况，如果供电不良，川更换电池:检查视频信号电线连接是否良好，若视频信号电线接线不良，则进行正确接线:检查输入/输出接口上的CRT显示器控制回路是否良好，若CRT显示器控制回路不良，则更换输入/输出接口:检查CRT显示器是否良好，若CRT显示器不良，则更换CRT显示器。 ②若CPU的状态指示灯显示其他状态，则说明数控系统有问题。这时可能是印制电路板不良，可更换印制电路板。
手动和自动操作均无效
数控系统处于急停状态
复位信号接通
进给倍率为0
轴互锁信号接通
将外部复位信号置0
调整进给轴倍率波段开关或检修系统
更换控制面板上的状态键，并正确路线
位置坐标显示变化
输入了数控机床锁住信号
检查并更改相应程序
手动操作无效
控制面板上的状态键及接线故障
进给轴方向选择信号没有输入
进给速度参数设定不正确
更换控制面板上的状态键，并正确接线
修改进给速度参数设定值
手摇脉冲发生器操作无效
手摇脉冲发生器及接线故障
数控系统未在手摇脉冲发生器工作状态
更换手摇脉冲发生器的轴选择开关并正确接线
自动操作无效
循环启动按钮及接线故障
进给暂停按钮及接线故障
更换循环启动按钮并正确接线
更换进给暂停按钮并正确接线
数控系统软件结构的常见故障与维修方法
1.数控系统软件结构的故障原因
操作失误
供电电池电压不足
信号干扰
程序复杂
程序错误
子主题
数控系统软件结构得维修方法
更换参数或程序
清除程序后在重新输入
设置硬件复位按钮或硬件复位信号，使继电器、定时器，计数器等硬件强制复位
关掉数控机床总电源开关，然后再重新开机，以排除故障
任务四:数控机床伺服系统的常见故障与维修方法
一 主轴伺服系统的故障诊断与维修
1.常用主轴伺服系统
主轴变频调速系统
直流主轴伺服系统
交流主轴伺服系统
主轴伺服系统的常见故障与维修方法
主轴波动
由于电磁干扰，屏蔽器干扰和接地措施不良，主轴转速指令信号或反馈信号受到干扰
维修方法:使主轴转速指令为零，若主轴仍往复转动，且进行相应调整也不能消除故障，则此时有干扰，检查机电设备旁边是否有可引起干扰的物品和接地是否正确。
主轴过载
故障原因:主轴切削用量过大，频繁的正，反转变速
维修方法:停止数控机床运行，待主轴电动机冷却后在运行，同时减小主轴切削用量和正，反频率
主轴准停不稳
故障原因:主轴准停控制的减速过程参数设置不当。 采用位置编码器作为检测元件时，定位液压缸活塞的限位开关失灵。 采用磁传感器作为检测元件时，磁体和磁传感器之间的间隙发生变化或磁传感器失灵。
维修方法:修改参数设置 更改限位开关 更换磁传感器
主轴异常声响及震动
故障原因:一般是主轴电动机回路故障，如保险丝熔断，晶体管损坏等
机械装置或印制电路板故障
机械装置故障或印制电路板接触不良
维修方法:更换主轴电动机回路的保险丝、晶体管等。 突然关闭主轴电动机，观察主轴电动机在自由停转过程中是否有异常噪声。若有噪声，则可认定是机械装置故障，可能是轴箱与床身的连接螺钉松动，轴承预紧力不够，润滑不良等原因，可采取拧紧螺钉，重新对轴承进行预紧，添加润滑油等维修方法;若无噪声，则可能是印制电路板的故障，应检查并维修印制电路板故障。 检查振动周期是否与主轴的转速有关。若有关，则可能是机械装置故障，应检查并维修机械装置故障;若无关，则可能是速度控制回路的印制电路板接触不良或主轴驱动装置调整不当，应重新连接速度控制回路线路或调整主轴驱动装置。
主轴电动机不转
故障原因:润滑，冷却等条件不满足要求
维修方法:检查信号是否接通，可通过CRT显示器观察信号输入，输出状态，分析数控机床plc梯形图以确定主轴的启动条件，使润滑，冷却等条件满足要求
主轴转速多少与进给不匹配
故障原因:主轴编码器故障
维修方法:观察 CRT显示器上主轴编码器的指令状态，若状态异常，可更换编码器，或用每分钟进给代替每转进给指令来执行程序
二:进给伺服系统的故障诊断与维修
定义:是指以机械执行部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统
组成:由位置控制元件，速度控制元件机械执行元件，伺服电动机，检测与反馈装置组成
2.进给伺服系统的常见故障与维修方法
超程
故障原因:进给运动超过了软件设定的限位值，限位开关故障
维修方法:根据数控系统说明书调整
伺服电动机过热
故障原因:负载过大
伺服电动机轴承故障
编码器内的热保护器故障
维修方法:测量伺服电动机的电流是否超过额定值，若超过。则可能堵在过大，需要调整切削条件，减轻机床负载，若不超过，则可能是其他故障没有可以调整驱动器与伺服电动机配合，更换伺服电动机轴承，更换编码器内的热保护器
驱动器与伺服电动机配合不当
伺服电动机震动
故障原因:伺服电动机故障 增益太高 系统参数设定错误
维修方法:确认振动周期与进给速度是否成比例变化，若成比例变化，则可能是伺服电动机故障或增益太高，这时应维修伺服电动机或调整曾毅，若不成比例变化，则可能是与位置控制有关的参数设定错误，这时应修改参数设定
定位误差大
故障原因:位置误差设置错误 输入电源电压太低 位置环增益太小 接触不良
维修方法:修改位置误差设置 调大输入电源电压，但不要超过额定电压 增大位置环增益 检查伺服电动机信号线盒动机线等连接是否松动，若松动则拧紧
初始位置变动
故障原因:接触不良 参数设定错误 速度控制单元故障
维修方法:拧紧伺服电动机动力线或伺服电动机个检测元件间的连接线 调整数控系统中初始位置补偿半生设置 维修速度控制单元
机床失控(飞车现象)
故障原因:位置传感器或速度传感器的指令反相，绕组线或接触不良 速度指令不正确 电源故障
维修方法:检查位置传感器或速度传感器的接线，纠正错误接线并拧紧 检查速度控制程序并调整 维修电源故障
