第1章机床故障诊断与维修基础PPT讲稿.ppt

第1章机床故障诊断与维修基础第1页，共50页，编辑于2022年，星期日目录1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念11.2数控机床故障分析与处理数控机床故障分析与处理2 1.3数控机床故障诊断与维护技术的发展数控机床故障诊断与维护技术的发展3第2页，共50页，编辑于2022年，星期日1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念v1.1.1数控机床故障诊断及维护的目的数控机床故障诊断及维护的目的数控机床综合应用了计算机、自动控制、精密测量、现代机械制造和数据通信等多种技术，是机械加工领域中典型的机电一体化设备，适于多品种、中小批量的复杂零件的加工。数控机床作为实现柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)和未来工厂自动化(FA)的基础已成为现代制造技术中不可缺少的设备，因此得到了巨大的发展。第3页，共50页，编辑于2022年，星期日1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念 要发挥数控机床的效率，就要求机床开动率高，这对数控机床提出了可靠性要发挥数控机床的效率，就要求机床开动率高，这对数控机床提出了可靠性的要求。可靠性是体现产品耐用和可靠程度的一种性能。他是在设计时赋予产品的要求。可靠性是体现产品耐用和可靠程度的一种性能。他是在设计时赋予产品的。的。v可靠性的定义是：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。v衡量可靠性的主要指标是平均无故障工作时间(MeanTimeBetweenFailures，MTBF)：MTBF=总工作时间总工作时间/总故障次数总故障次数第4页，共50页，编辑于2022年，星期日1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念v数控机床的故障诊断与维修是数控机床使用过程中重要的组成部分，也是目前制约数控机床发挥作用的因素之一，因此学习数控机床故障诊断与维修的技术和方法有重要的意义。数控机床的生产厂商加强数控机床的故障诊断与维修的力量，可以提高数控机床的质量，有利于数控机床的推广和使用。数控机床的使用单位培养掌握数控机床的故障诊断与维修的技术人员，有利于提高数控机床的使用率。随着数控机床的推广和使用，培养更多的掌握数控机床故障诊断与维修的高素质人才的任务也越来越迫切。第5页，共50页，编辑于2022年，星期日1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念v1.1.2故障与故障发生规律故障与故障发生规律v1.故障定义故障定义数控机床故障(Fault)是指数控机床丧失了达到自身应有功能的某种状态，它包含两层含义：一是数控机床功能降低，但是没有完全丧失功能，产生故障的原因可能是自然寿命、工作环境的影响、性能参数的变化、误操作等因素；二是故障加剧，数控机床已不能保证其基本功能，这称为失效(Failure)。在数控机床中，个别零件失效不至于影响整机的功能，关键零件失效会导致整机丧失功能。第6页，共50页，编辑于2022年，星期日1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念 2.2.故障发生规律：故障发生规律：故障发生规律：故障发生规律：数控机床在其使用寿命周期数控机床在其使用寿命周期内故障频率遵循一定的规律，内故障频率遵循一定的规律，整个寿命周期大致可分为三整个寿命周期大致可分为三个阶段，即初始使用阶段，个阶段，即初始使用阶段，相对稳定阶段、寿命终了阶相对稳定阶段、寿命终了阶段。段。如图所示。三个阶段如图所示。三个阶段的故障特点见下表的故障特点见下表第7页，共50页，编辑于2022年，星期日1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念阶段时间故障特点产生原因初始使用期(T1)约1年1.故障率较高，无规律，随着时间推移，故障率很快下降；2.一般为非品质故障，多为安装不良或元器件、插接件松动、或设备对环境的不适应引起3、多为电气、液压、冷却、润滑方面的小故障1.机械零件存在磨合期，电气元件和装置经受交变负荷及外界干扰存在不适应期；2.操作者对数控编程与操作不熟练引起；3.运输过程振动引起元件、插接件松动；3.现场安装不良引起。相对运行稳定期(T2)7-10年 元器件器质性故障仍较少，故障率低且运行平稳。一些易损件失效引起。寿命终了期(T3)8-11年以后1.故障率较高，有规律，随着时间推移，故障率上升很快；2.渐发性和器质性故障见多。由于元器件的磨损、老化、腐蚀引起器件品质下降或到了使用寿命引起。第8页，共50页，编辑于2022年，星期日1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念v1.1.2故障与故障发生规律故障与故障发生规律v3.故障发生规律对维修指导意义故障发生规律对维修指导意义：(1)设备初始使用期由于很少有器质性故障，出现故障也多为设备不适性小故障，设备初始使用期由于很少有器质性故障，出现故障也多为设备不适性小故障，一般好解决。如数控系统出现硬件引起的报警提示，一般不要去怀疑元器品一般好解决。如数控系统出现硬件引起的报警提示，一般不要去怀疑元器品质问题，而应查接线，接口是否有松动或其它不良情况。质问题，而应查接线，接口是否有松动或其它不良情况。(2)正常运行时，故障率很低且几近相等，一般不需很多备件库存，只需存储一些易正常运行时，故障率很低且几近相等，一般不需很多备件库存，只需存储一些易损件，即可满足生产需求；损件，即可满足生产需求；(3)在设备进入磨损期前安排大在设备进入磨损期前安排大(项项)修，并开始考虑备件库存，当费用太高，可考虑报废更新修，并开始考虑备件库存，当费用太高，可考虑报废更新设备设备(4)为确定设备为确定设备“三包期三包期”一年和设备折旧年限提供理论依据。一年和设备折旧年限提供理论依据。第9页，共50页，编辑于2022年，星期日1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念v1.1.3数控机床常见故障及其分类数控机床常见故障及其分类:数控系统是高度自动化、高度集成的系统。其加工条件、类型及工件等因素复杂多变，所以故障种类多、随意性大。数控机床和数控加工设备故障有多种分类，分类的目的是从数控机床故障不同的侧面对故障进行分析和研究。数控机床故障大致可以分为以下几大类：第10页，共50页，编辑于2022年，星期日1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念故障分类故障分类按故障的性质分类按故障的性质分类按故障发生的部位分类按故障发生的部位分类按故障产生的原因分类按故障产生的原因分类按故障的指示形式分类按故障的指示形式分类第11页，共50页，编辑于2022年，星期日1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念一按故障发生的部位分类一按故障发生的部位分类:v 主机故障主机故障：数控机床的主机通常指组成数控机床的机械、润滑、冷却、排屑、液压、气动与防护等部分。主机常见的故障主要有：1）因机械部件安装、调试、操作使用不当等原因引起的机械传动故障2）因导轨、主轴等运动部件的干涉、摩擦过大等原因引起的故障3）因机械零件的损坏、联结不良等原因引起的故障，等等返回第12页，共50页，编辑于2022年，星期日1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念v 电气控制系统故障：电气控制系统故障：从所使用的元器件类型上根据通常习惯，电气控制系统故障通常分为“弱电”故障和“强电”故障两大类”:“弱电”部分是指控制系统中以电子元器件、集成电路为主的控制部分。数控机床的弱电部分包括CNC、PLC、MDI/CRT以及伺服驱动单元、输为输出单元等。“弱电”故障又有硬件故障与软件故障之分硬件故障是指上述各部分的集成电路芯片、分立电子元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。软件故障是指在硬件正常情况下所出现的动作错误、数据丢失等故障，常见的有加工程序出错，系统程序和参数的改变或丢失，计算机运算出错等。“强电”部分是指控制系统中的主回路或高压、大功率回路中的继电器、接触器、开关、熔断器、电源、变压器、电动机、电磁铁、行程开关等电气元器件及其所组成的控制电路。这部分的故障虽然维修、诊断较为方便，但由于它处于高压、大电流工作状态，发生故障的几率要高于“弱电”部分必须引起维修人员的足够的重视。返回第13页，共50页，编辑于2022年，星期日1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念二按故障的性质分类二按故障的性质分类:v 系统性故障系统性故障:系统性故障是指控制系统主机中的硬件损坏或只要满足一定的条件，数控机床必然会发生的故障。这一类故障现象在数控机床上最为常见，但由于它具有一定的规律，因此也给维修带来了方便.系统性故障具有不可恢复性，故障一旦发生，如不对其进行维修处理，机床不会自动恢复正常但只要找出发生故障的根本原因，维修完成后机床立即可以恢复正常。正确的使用与精心维护是杜绝或避免故障发生的重要措施。返回第14页，共50页，编辑于2022年，星期日1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念v 随机性故障随机性故障:随机性故障是指数控机床在工作过程中偶然发生的故障。此类故障的发生原因较隐蔽，很难找出其规律性，故常称之为“软故障”，随机性故障的原因分析与故障诊断比较困难，一般而言，故障的发生往往与部件的安装质量、参数的设定、元器件的品质、软件设计不完善、工作环境的影响等诸多因素有关。随机性故障有可恢复性，故障发生后，通过重新开机等措施，机床通常可恢复正常，但在运行过程中，又可能发生同样的故障。加强数控系统的维护检查，确保电气箱的密封，可靠的安装、连接，正确的接地和屏蔽是减少、避免此类故障发生的重要措施。返回第15页，共50页，编辑于2022年，星期日1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念三按故障的指示形式分类三按故障的指示形式分类:v 有报警显示的故障有报警显示的故障:数控机床的故障显示可分为指示灯显示与显示器显示两种情况：1）指示灯显示报警指示灯显示报警是指通过控制系统各单元上的状态指示灯（一般由LED发光管或小型指示灯组成）显示的报警根据数控系统的状态指示灯，即使在显示器故障时，仍可大致分析判断出故障发生的部位与性质，因此在维修、排除故障过程中应认真检杳这些状态指示灯的状态。2）显示器显示报警显示器显示报警是指可以通过CNC显示器显示出报警号和报警信息的报警。由于数控系统一般都具有较强的自诊断功能，如果系统的诊断软件以及显示电路工作正常，一旦系统出现故障，可以在显示器上以报警号及文本的形式显示故障信息。数控系统能进行显示的报警少则几十种，多则上千种，它是故障诊断的重要信息。返回第16页，共50页，编辑于2022年，星期日1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念v 无报警显示的故障无报警显示的故障:这类故障发生时机床与系统均无报警显示，其分析诊断难度通常较大需要通过仔细、认真的分析判断才能予以确认。特别是对于一些早期的数控系统，由于系统本身的诊断功能不强，或无PLC报警信息文本，出现无报警显示的故障情祝则更多对于无报警显示故障，通常要具体情况具体分析，根据故障发生前后的变化进行分析判断，原理分析法与PLC程序分析法是解决无报警显示故障的主要方法返回第17页，共50页，编辑于2022年，星期日1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念四按故障产生的原因分类四按故障产生的原因分类:v数控机床自身故障这类故障的发生是由于数控机床自身的原因所引起的，与外部使用环境条件无关数控机床所发生的极大多数故障均属此类故障。v数控机床外部故障这类故障是由于外部原因所造成的。供电电压过低、过高，波动过大：电源相序不正确或三相输入电压的不平衡；环境温度过高：有害气体、潮气、粉尘授入：外来振动和干扰等都是引起故障的原因。返回第18页，共50页，编辑于2022年，星期日1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念v1.1.4设备维护概念设备维护概念数控机床中的各种零件到达磨损极限的经历各不相同，无论从技术角度还是经济角度考虑，都不能只规定一种修理即更换全部磨损零件，但也不能规定过多，而影响数控机床有效使用时间。通常将修理划分为3种，即大修、中修、和小修。第19页，共50页，编辑于2022年，星期日1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念v1.1.4设备维护概念设备维护概念 1.大修大修数控机床大修主要是根据数控机床的基准零件已到磨损极限，电子器件的性能已严重下降，而且大多数易损零件也用到规定时间，数控机床的性能已全面下降而确定。大修时需将数控机床全部解体，一般需要将数控机床拆离基础，在专用场所进行。大修包括修理基准件，修复或跟换所有磨损或已到期的零件，校正坐标，恢复精度及各项技术性能，重新油漆。此外，结合大修可进行必要的改装。第20页，共50页，编辑于2022年，星期日1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念v1.1.4设备维护概念设备维护概念2.中修中修中修与大修不同，不涉及基准零件的修理，主要修复或更换已磨损或已到期的零件，校正坐标，恢复精度及各项技术性能，只需要局部解体，并且仍然在现场进行。第21页，共50页，编辑于2022年，星期日1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念v1.1.4设备维护概念设备维护概念 3.小修小修小修重要内容是更换易损零件，排除故障，调整精度，可能发生局部不太复杂的拆卸工作，在现场进行，以保证数控机床正常运转。第22页，共50页，编辑于2022年，星期日1.1数控机床故障诊断与维护基本概念数控机床故障诊断与维护基本概念v1.1.4设备维护概念设备维护概念 上述3种修理的工作范围、内容及工作量各不相同，在组织数控机床维修工作时应予以明确区分。大修与中、小修，其工作目的与经济性质是完全不同的。中、小修的主要目的在于维持数控机床的现有性能，保持正常运转状态。通过中、小修之后，数控机床原有价值不发生增减变化，属于简单再生产性质。而大修的目的在于恢复原有一切性能在更换重要部件时，并不都是等价更新、还可能有部分技术改造性质的工作，从而引起数控机床原有价值发生变化，属于扩大再生产性质。因此，大修与中、小修的款项来源应是不同的。第23页，共50页，编辑于2022年，星期日1.2数控机床故障分析与处理数控机床故障分析与处理v1.2.1数控机床故障特点：数控机床故障特点：数控机床一般由CNC装置、输入、输出装置、伺服驱动系统、可编程控制器、机床本体等组成。数控机床的各部分有着密切联系。CNC装置将数控机床的加工程序信息按两类控制量分别输出：一类是连续控制量，送往伺服驱动系统；另一类是离散的开关量，送往机床电器和逻辑控制装置。伺服驱动系统位于CNC装置与机床之间，它一方面通过电信号与机床连接，另一方面通过伺服电机、检测元件与机床的传动部件连接。机床电器、逻辑控制装置的形式可以是继电器控制线路、也可以是可编程控制器控制线路，它接受CNC装置发出的开关命令，主要完成主轴启停、工件装夹、工作台交换、换刀、冷却、润滑、液压及其它机床辅助功能的控制。另外还要将主轴启停结束、工件夹紧、工作台交换结束、换刀到位等信号传送回CNC装置。数控机床本身的复杂性使其故障具有复杂性和特殊性。引起故障的原因是多方面的，有些故障的现象是机械方面的，但引起故障的原因却是电气方面的；有些故障的现象是电气方面的，但引起故障的原因却是机械方面的，还有些是机械和电气两方面共同作用的结果。因此对数控机床故障诊断时，要重视机床各部分的交接点的检查。第24页，共50页，编辑于2022年，星期日1.2数控机床故障分析与处理数控机床故障分析与处理v1.2.2 故障查找过程中应关注的元器件：故障查找过程中应关注的元器件：1.易氧化与腐蚀的易氧化与腐蚀的：电易污染的：传感器（光栅/光电头/电机整流子/编码器）、接触器的铁芯截面、过滤器、风道、低压控制电器。2.易击穿的易击穿的：电容器、大功率管（晶闸管）。3.易老化与有寿命问题的：易老化与有寿命问题的：存储器电池及其电路、光电池、光电阅读器的读带、继电器以及高频接触器等。4.动/电磁开关、继电器与接触器触头、接插件接口、保险丝卡座、接地点等。5.易磨损的易磨损的：测速发电机的碳刷、电动机的电刷、离合器的摩擦片、轴承、齿轮副、高频动作的接触器。第25页，共50页，编辑于2022年，星期日1.2数控机床故障分析与处理数控机床故障分析与处理v1.2.2 故障查找过程中应关注的元器件故障查找过程中应关注的元器件.6.易疲劳失效的：易疲劳失效的：含有弹簧元器件的弹性失效、常拖动弯曲的电缆断线等。7.易松动移位的元件：易松动移位的元件：机械手的传感器、定位机构位置开关、编码器、测速发电机等。8.易造成卡死的元器件：易造成卡死的元器件：因润滑不良等而造成不能到位接触-热继电器/位置开关/电磁开关/电磁阀。9.易温升的：易温升的：伺服放大回路中的大功率元器件；诸如稳压器与稳压电源、变压器、继电器接触器、电动机等具有线圈的元器件。10.易泄露的部件：易泄露的部件：冷却液、润滑油、液压回路等的泄露不仅使本身工作故障，还会流入电器引发电器故障。第26页，共50页，编辑于2022年，星期日1.2数控机床故障分析与处理数控机床故障分析与处理v1.2.3数控机床维修的基本条件数控机床维修的基本条件v数数控控机机床床是是一一种种综综合合应应用用了了计计算算机机技技术术、自自动动控控制制技技术术、精精密密测测量量技技术术和和机机床床设设计计等等先先进进技技术术的的典典型型机机电电一一体体化化产产品品，其其控控制制系系统统复复杂杂、价价格格昂昂贵贵，因因此此它它对对维维修修人人员员素素质质、维维修修资资料料的的准准备备、维维修修仪仪器器的的使使用用等等方方面提出了比普通机床更高的要求。面提出了比普通机床更高的要求。资料参照书本资料参照书本 第27页，共50页，编辑于2022年，星期日1.2数控机床故障分析与处理数控机床故障分析与处理v1.2.41.2.4障诊断与维修的一般步骤与原则障诊断与维修的一般步骤与原则 1.数控机床维修诊断与维修步骤数控机床维修诊断与维修步骤数控机床故障诊断一般包括三个步骤：第一个步骤是故故障障检检测测。其主要内容为对数控机床进行检查与测试，确认机床是否存在故障。第二个步骤是故故障障判判定定及及隔隔离离。其主要内容为判断故障的性质，以缩小产生故障的范围，分离出故障的部件或模块。第三个步骤是故故障障定定位位及及排排除除。将故障定位到产生故障的模块或元器件，及时排除故障或更换元件。第28页，共50页，编辑于2022年，星期日1.2数控机床故障分析与处理数控机床故障分析与处理v1.2.41.2.4障诊断与维修的一般步骤与原则障诊断与维修的一般步骤与原则数控机床发生故障时，为了进行故障诊断，找出产生故障的根本原因，维修人员应注意以下几点：v当数控机床出现故障时，不要急于动手盲目处理，应遵循先静后动原则，充分调查故障现场这是维修人员取得维修第一手材料的一个重要手段。v认真分析故障的原因。数控系统虽有各种报警指示灯或自诊断程序，但不可能诊断出发生故障的确切部位。而且同一故障、同一报警可以有多种起因，在分析故障的起因时，一定要开阔思路，尽可能考虑各种因素v分析故障时，维修人员也不应局限于CNC部分，而是要对机床强电、机械、液压、气动等方面都作详细的检查，并进行综合判断，达到确诊和最终排除故障的目的。第29页，共50页，编辑于2022年，星期日1.2数控机床故障分析与处理数控机床故障分析与处理v1.2.41.2.4障诊断与维修的一般步骤与原则障诊断与维修的一般步骤与原则 2.故障诊断与维修应遵循的原则故障诊断与维修应遵循的原则 (1)先外部后内部先外部后内部现代数控系统的可靠性越来越高，数控系统本身的故障率越来越低，而大部分故障的发生则是非系统本身原因引起的。由于数控机床是集机械、液压、电气为一体的机床，其故障的发生也会由这三者综合反映出来。当数控机床发生故障后，维修人员通过望、闻、听、问等方法，由外部向内部逐个进行检查。因系统外部的故障主要是由于检测开关、液压元件、气动元件、电气执行元件、机械装置等出现问题而引起的。因此应首先检查外部的开关、插件连接情况，因其接触不良造成信号传递失灵，是产生数控机床故障的重要因素。通过检查这些部位可迅速排除较多的故障。尽量避免随意地启封、拆卸，否则会扩大故障，使机床丧失精度、降低性能。第30页，共50页，编辑于2022年，星期日1.2数控机床故障分析与处理数控机床故障分析与处理v1.2.41.2.4障诊断与维修的一般步骤与原则障诊断与维修的一般步骤与原则 2.故障诊断与维修应遵循的原则故障诊断与维修应遵循的原则 (2)先机械后电气先机械后电气一般来说，机械故障易察觉，而数控系统及电气故障的诊断难度要大些。根据经验，数控机床的故障中有很大一部分是由机械动作失灵引起的。首先应注意排除机械性故障，往往可以达到事半功倍的效果。第31页，共50页，编辑于2022年，星期日1.2数控机床故障分析与处理数控机床故障分析与处理v1.2.41.2.4障诊断与维修的一般步骤与原则障诊断与维修的一般步骤与原则 2.故障诊断与维修应遵循的原则故障诊断与维修应遵循的原则 (3)先静后动先静后动先在机床断电的静止状态，通过了解、观察、测试、分析，确认通电后不会造成故障扩大、发生事故后，方可给机床通电。在运行状态下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。而对通电后会发生破坏性故障的，必须先排除危险后，方可通电。第32页，共50页，编辑于2022年，星期日1.2数控机床故障分析与处理数控机床故障分析与处理v1.2.41.2.4障诊断与维修的一般步骤与原则障诊断与维修的一般步骤与原则 2.故障诊断与维修应遵循的原则故障诊断与维修应遵循的原则 (4)先公用后专用先公用后专用公用性的问题往往影响全局，而专用性的问题只影响局部。如机床的几个进给轴都不能运动，这时应先检查和排除各轴公用的CNC、PLC、电源、液压等公用部分故障，然后再设法排除某轴的局部问题。又如电网或主电源故障是全局的，因此一般因首先检查电源部分，看熔丝是否正常，直流电压输出是否正常。总之，只有先解决影响一大片的主要矛盾，局部的、次要的矛盾才能有可能迎刃而解。第33页，共50页，编辑于2022年，星期日1.2数控机床故障分析与处理数控机床故障分析与处理v1.2.41.2.4障诊断与维修的一般步骤与原则障诊断与维修的一般步骤与原则 2.故障诊断与维修应遵循的原则故障诊断与维修应遵循的原则 (5)先简单后复杂先简单后复杂当出现多种故障互相交织，一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。往往简单问题解决后，难度大的问题也可能变得容易,或在排除简单故障时受到启发，对复杂故障的认识更清晰，从而有了解决办法。第34页，共50页，编辑于2022年，星期日1.2数控机床故障分析与处理数控机床故障分析与处理v1.2.41.2.4障诊断与维修的一般步骤与原则障诊断与维修的一般步骤与原则 2.故障诊断与维修应遵循的原则故障诊断与维修应遵循的原则 (6)先一般后特殊先一般后特殊在排除某一故障时，要先考虑最常见的可能原因，然后再分析很少发生的特殊原因。例如某台FANUC数控车床Z轴不能回零，常见原因为减速开关失灵或与挡块的相对位置不正确有关，而编码器则很少出现故障。应先检查减速开关与挡块是否正常。在排除这一可能性后再查编码器及反馈线等环节。第35页，共50页，编辑于2022年，星期日1.2数控机床故障分析与处理数控机床故障分析与处理v1.2.41.2.4障诊断与维修的一般步骤与原则障诊断与维修的一般步骤与原则 2.故障诊断与维修应遵循的原则故障诊断与维修应遵循的原则 (7)先软件后硬件先软件后硬件由于数控机床是程序控制加工的机床，当出现故障时，如有软件引起的可能性时，应先查程序、参数设置是否正确，在排除软件因素后再检查硬件故障。第36页，共50页，编辑于2022年，星期日1.2数控机床故障分析与处理数控机床故障分析与处理v1.2.5数控机床维修中注意事项数控机床维修中注意事项v一、与检查操作有关的警告：一、与检查操作有关的警告：1、在拆开外罩的情况下检查机床操作时，为避免由于误动作而引起工件掉落或损坏刀尖并造成碎屑伤人，应进行不装工件的空运转。并检查操作时操作者要站在安全的地方。2、在电器柜门打开时检查机床操作时。切勿触碰电器柜中带有高压标志的高压部分，以免造成电击。在开始任何操作检查之前，要确认在高压部分装有防护装置。3、切勿在未事先进行机床操作检查时加工工件。在开始生产运行之前要确保机床在进行试生产时机床操作正确。第37页，共50页，编辑于2022年，星期日1.2数控机床故障分析与处理数控机床故障分析与处理v1.2.5数控机床维修中注意事项数控机床维修中注意事项v一、与检查操作有关的警告：一、与检查操作有关的警告：4、在操作机床之前要充分检查所输入的数据，用错误的数据操作机床会引起机床工作不正常，对工件或机床本身造成损害，甚至伤及操作者。5、确保以规定的进给速度用于预定的操作。一般来说对于每一个机床有一个可达到的最大进给速度，参照随机床提供的说明书，确定最大的进给速度。6、当采用刀具补偿功能时要彻底检查补偿方向和补偿量，如果用煤油正确设定的补偿数据操作机床的话，可能会导致动作异常，甚至造成损坏。第38页，共50页，编辑于2022年，星期日1.2数控机床故障分析与处理数控机床故障分析与处理v1.2.5数控机床维修中注意事项数控机床维修中注意事项v二、维修中注意的问题：二、维修中注意的问题：1.数控机床在故障查找时，在不出现破坏性故障时，应尽量让机床处于通电状态，保留现场以便更好收集故障信息。2.实施维修时，应断电操作，特别要注意有些模块或元器件断电后还有余电，切不可立即用手去摸。3.更换用来维持存储器中零件程序、参数不丢失的电池必须在通电状态下进行。4.数控机床的电缆线两端都有接头，插拔这些带接头电缆线必须在断电状态下进行，带电插拔容易导致模块接口电路烧毁。第39页，共50页，编辑于2022年，星期日1.2数控机床故障分析与处理数控机床故障分析与处理v1.2.5数控机床维修中注意事项数控机床维修中注意事项v二、维修中注意的问题：二、维修中注意的问题：5.在对机床实施解体之前，应在线缆两端做好标记，注意拆下的电线、元器件、零件应摆放好，小零件应放在一个盒子里，以防丢失。动手过程中更要做好记录，尤其是对于电气元件的安装位置、导线号、机床参数、调整值等都必须做好明显的标记，以便恢复。维修完成后，应做好“收尾“工作，如：将机床、系统的罩壳、紧固件安装到位；将电线、电缆整理整齐等。6.在系统维修时应特别注意：数控系统中的某些模决是需要电池支持其中内容的，对于这些电路板和模块切忌随使插拔；更不可以在不了解元器件作用的情况下随意调换数控系统、伺服驱动等部件中的器件、设定端子，任意调整电位器位置，任意改变设定值，以避免产生更严重的后果。第40页，共50页，编辑于2022年，星期日1.3数控机床故障诊断与维护技术的发展数控机床故障诊断与维护技术的发展维修技术人员通过故障诊断计算机向用户发送诊断程序，并指导用户配合诊断程序进行有关的测试工作，同时接收测试数据。在故障诊断计算机上建立被诊断数控机床的模型，对测试数据进行分析以确定故障发生的原因，再将故障诊断的结论和处理方法通知用户。通信诊断是CNC生产单位维修部门采用的一种诊断方法，如图1-2所示，它借助网络通信手段将用户的CNC装置的专用接口与维修部门的故障诊断计算机连接。第41页，共50页，编辑于2022年，星期日1.3数控机床故障诊断与维护技术的发展数控机床故障诊断与维护技术的发展v1.3.2 数控设备的自诊断数控设备的自诊断 自诊断功能是数控系统的自诊断报警系统功能，它可以帮助维修自诊断功能是数控系统的自诊断报警系统功能，它可以帮助维修人员查找故障，是数控机床故障诊断与维修的十分重要的手段。自人员查找故障，是数控机床故障诊断与维修的十分重要的手段。自诊断功能按诊断的时间的先后可以分为启动诊断、在线诊断和离线诊断功能按诊断的时间的先后可以分为启动诊断、在线诊断和离线诊断。诊断。第42页，共50页，编辑于2022年，星期日1.3数控机床故障诊断与维护技术的发展数控机床故障诊断与维护技术的发展v1.3.2 数控设备的自诊断数控设备的自诊断启动诊断启动诊断是指数控系统从通电开始到进入正常运行准备为止，系统内部诊断程序自动执行的诊断。启动诊断主要对CNC装置中最关键的硬件和系统控制软件进行诊断，例如CPIJ、存储器、软盘驱动器、手动数据输入(CRTMDI)单元、总线和输入输出(IO)单元等，甚至能对某些重要的芯片是否插装到位、规格型号是否正确进行诊断。如果检测到故障，CNC装置通过监视器或数码管显示故障的内容。自动诊断过程没有结束时，数控机床不能运行。第43页，共50页，编辑于2022年，星期日1.3数控机床故障诊断与维护技术的发展数控机床故障诊断与维护技术的发展v1.3.2 数控设备的自诊断数控设备的自诊断在线诊断在线诊断是指数控系统在工作状态下，通过系统内部的诊断程序和相应的硬件环境，对数控机床运行的正确性进行的诊断。CNC装置和内置PLC分别执行不同的诊断任务。CNC装置主要通过对各种数控功能和伺服系统的检测，检查数控加工程序是否有语法错误和逻辑错误。通过对位置、速度的实际值相对指令值的跟踪状态来检测伺服系统的状态，若跟踪误差超过了一定限度，表明伺服系统发生了故障。通过对工作台实际位置与位置边界值的比较，检查工作台运行是否超出范围。内置PLC主要检测数控机床的开关状态和开关过程，例如对限位开关、液压阀、气压阀和温度阀等工作状态的检查，对机床换刀过程、工作台交换过程的检测，对各种开关量的逻辑关系的检测等。第44页，共50页，编辑于2022年，星期日1.3数控机床故障诊断与维护技术的发展数控机床故障诊断与维护技术的发展v1.3.2 数控设备的自诊断数控设备的自诊断在线诊断按显示可以分为状态显示状态显示和故障信息显示故障信息显示两部分。状态显示状态显示包括接口状态显示和内部状态显示。接口状态是以二进制“l”和“0”表示信号的有无，在监视器上显示CNC装置与PLC、PIC与机床之间的接口信息传递是否正常。内部状态显示涉及机床较多的部分，例如复位状态显示、由外部原因造成不执行指令的状态显示等。故障信息显示故障信息显示涉及很多故障内容，CNC系统对每一条故障内容赋予一个故障编号(报警号)。当发生故障时，CNC装置对出现的故障按其紧迫性进行判断，在监视器上显示最紧急的故障报警号和相应的故障内容说明。第45页，共50页，编辑于2022年，星期日1.3数控机床故障诊断与维护技术的发展数控机床故障诊断与维护技术的发展v1.3.3 数控专家系统的应用数控专家系统的应用专家诊断系统又称智能诊断系统。专家诊断系统又称智能诊断系统。它将专业技术人员、专家的知识和维修技术人员的经验整理出来，运用推理的方法编制成计算机故障诊断程序库。专家诊断系统主要包括知识库和推理机两部分。知识库中以各种规则形式存放着分析和判断故障的实际经验和知识，推理机对知识库中的规则进行解释，运行推理程序，寻求故障原因和排除故障的方法。操作人员通过CRTMDI用人机对话的方式使用专家诊断系统。操作人员输入数据或选择故障状态，从专家诊断系统处获得故障诊断的结论。FANUC15系统中引入了专家诊断功能.第46页，共50页，编辑于2022年，星期日1.3数控机床故障诊断与维护技术的发展数控机床故障诊断与维护技术的发展专家系统专家系统第47页，共50页，编辑于2022年，星期日1.3数控机床故障诊断与维护技术的发展数控机床故障诊断与维护技术的发展v1.3.4自修复系统v自修复系统是在CNC装置中配备备用功能模块和自修复功能程序，在正常情况下备用模块不参与工作。当某一模块发生故障时，监视器显示出它的故障信息，CNC装置断开故障模块，接通备用模块。CincinnatiMilacron公司的950CNC系统具有自修复系统功能第48页，共50页，编辑于2022年，星期日练习与思考题练习与思考题1什么是数控机床的故障?简述故障的发生规律?它对生产有何时指导意义?2叙述故障分类方法3数控机床故障有何特点?4维修过程中应关注哪些器件?第49页，共50页，编辑于2022年，星期日第50页，共50页，编辑于2022年，星期日