典型系统故障诊断与排除8027.docx

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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.案例二典型系统故障诊断与排除本章教学目标：1、认识典型系统的工作；2、了解典典型系统统故障原原因；3、熟悉典典型系统统的故障障诊断与与排除方方法。教学重点、难难点：教学学时：教学手段：教学内容：一、齿轮箱箱故障诊诊断1.诊断目目的和对对象在机械设备备中，齿齿轮箱的的用量很很大，一一旦发生生故障，损损失严重重。齿轮运行中中的振动动现象可可反映齿齿轮箱的的运行状状态，故故采用振振动情号号进行分分析和诊诊断，将将记录下下来的齿齿轮箱振振动信号号进行FFFT(快速傅

2、傅里叶变变换)分分析处理理。2.诊断方方法及分分析方法：在现现场用振振动计和和磁带记记录仪测测试记录录了齿轮轮箱每根根传动轴轴轴承座座上的振振动信号号，表11列出三三台齿轮轮箱振动动速度均均方根值值，测试试时1#齿轮箱箱检修没没有列入入 。分析(1) 在在三级传传动的齿齿轮装置置中，输输入与输输出两级级的啮合合作用力力都要由由中间级级来承担担，所以以啮合振振动最为为强烈。啮啮合振动动的幅值值远高于于其它两两级。第第二级是是设计、制制造中应应加强的的薄 弱弱环节。但但由于没没有给予予足够的的重视，在在长期运运行中振振动过大大，使齿齿圈产生生疲劳断断裂，这这是近几几年发生生事故的的原因所所在。从从

3、目前运运行的情情况看来来，原料料磨2#齿轮箱箱的第二二级齿轮轮传动状状 况不不佳，应应加强监监测，准准备必要要的备件件。 (2) 从从综合评评定的角角度曾，原原料磨22#齿轮轮箱振动动值高于于2#和和原料密密1#的的齿轮箱箱振动。用用ISOO大型机机器振动动强度评评价标准准衡 量量，巳超超过允许许值111. 22mms。且且原料磨磨2#齿齿轮箱箱箱体温度度高于其其它齿轮轮箱l00左右，应应及时进进行检修修。 (3)原料料磨1#齿轮箱箱在运转转中存在在着调制制现象，图图154是撮撮动信号号的例频频谱，峰峰值出现现在例频频率800ms处处，调制制频繁ffM1100008002.5Hzz，恰等等于驱

4、动动电机旋旋转频率率，也等等于齿轮轮箱第一一传动铀铀的旋转转频率。应应检查第第一传动动轴的零零部件的的磨损、松松动、偏偏心等状状况，也也应检测测电机的的进行振振动状况况。这些些工作有有待今后后进一步步测试分分析，其其它两台台齿轮箱箱振动中中没有发发现调制制现象。诊断结论:(1)齿轮轮箱运行行状态监监测与故故障诊断断采用FFFT谱谱分析和和倒频谱谱分析是是有效的的。(2)三级级传动的的齿轮箱箱装置中中，应提提高第二二级传动动件的设设计和制制造要求求，以避避免过大大的二级级传动啮啮合频率率振动。二、数控机机床常见见故障的的处理 (一) 故障障的分类类 数控系统统故障分分类，按按照不同同的方法法有很

5、多多种分类类形式。（1）按照照故障性性质：系系统性故故障；随随机性故故障；（2）按照照故障类类型：机机械故障障；电气气故障；（3）按照照报警提提示：有有报警故故障；无无报警故故障；（4）按照照发生部部：数控控装置故故障；PPLC故故障； 伺伺服系统统故障；机床系系统故障障；（5）按照照破坏程程度：破破坏性故故障；非非破坏性性故障；除去以上的的分类方方法，还还有以下下的一种种分类方方法：数控机床故故障：系统故故障；外围电电路故障障；机械故故障。软件故障：1、基本参参数设置置不正确确导致的的故障2、伺服参参数不正正确导致致的故障障3、主轴参参数设置置不正确确导致的的故障4、轴参数数设置不不正确导导

6、致的故故障5、PLCC参数设设置不正正确导致致的故障障6、用户参参数设置置不正确确导致的的故障7、功能参参数设置置不正确确导致的的故障在数控系统统中与软软件相关关的故障障，主要要是由于于参数设设置不正正确、参参数不匹匹配导致致的。参数按照大大类区分分可分为为：系统统参数、机机械参数数、用户户参数。硬件故障：1、伺服放放大器故故障2、伺服电电机故障障3、检测元元件故障障在数控机床床中与系系统有关关的故障障主要集集中在驱驱动部分分，当然然也包括括一些板板卡的故故障。这这些也是是维修人人员能够够判断的的故障。4、各种系系统板卡卡的故障障外围电路故故障：1、继电器器、接触触器、接接线端子子、熔断断器2

7、、线路短短路、断断路3、外围设设备：冷却系系统、润润滑系统统 ；气路、油油路；换刀系系统；安全门门、电器器柜、电电气互锁锁。在数控机床床的故障障中、外外围电路路故障所所占的比比例相当当大。并并且也是是一线维维护人员员，能够够现场判判读解决决的故障障。绝大大多数停停机事件件此类故故障引起起，因此此熟练掌掌握此类类故障的的判断、排排除方法法和积累累相关经经验是一一线维护护人员所所必须的的。机械故障：1、机械元元件损坏坏。（1）导致致机床不不能够正正常运行行，时常常会出现现一些报报警。（2）会出出现异响响、异动动。2、机械整整体配置置、位置置不当或或者机械械有一些些磨耗。（1）导致致几何精精度丢失失

8、（2）导致致位置精精度丢失失(二)数控控机床的的故障诊诊断技术术故障的诊断断包括两两方面的的内容：诊和断断。诊：对是客客观状态态作检测测或测试试。断：确定故故障的性性质、程程度、类类别、部部位，并并指明故故障产生生的原因因，提供供相应的的处理对对策等。1.数控系系统自诊诊断所谓故障自自诊断技技术，就就是在硬硬件模块块、功能能部件上上各状态态测试点点（在系系统设计计制造时时设置的的）和相相应诊断断软件的的支持下下，利用用数控系系统中计计算机的的运算处处理能力力，实时时监测系系统的运运行状态态，并在在预知系系统故障障或系统统性能、系系统运行行品质劣劣化动向向时，及及时自动动发出报报警信息息的技术术

9、。 开机自自诊断 运行自自诊断 在线诊诊断 离线诊诊断 远程程诊断2、如何排排除日常常故障（1）故障障发生时时机床的的状态。 A：在什么么时间发发生的故故障？ 包括发发生故障障的具体体时间；发生时时机床运运行的状状态；发发生故障障时外部部条件如如何，包包括天气气、供电电情况等等等；了了解故障障发生的的频次。 B：故障发发生时，进进行了几几种操作作？ 机床床运行在在什么模模式；程程序运行行情况如如何；各各轴分别别处在什什么位置置；当前前正在运运行那一一个轴；机床有有没有执执行辅助助功能；能不能能够复位位消除；如果能能够复位位消除，会会不会执执行到相相同情况况下再出出现；如如果再次次出现，改改变加

10、工工参数会会不会出出现等等等。 C：故障发发生后，机机床出现现的现象象。 有无报报警；如如果没有有报警，机机床相关关的状态态是否正正确。 D：确认外外界有无无影响机机床的其其他因素素？ 电磁磁干扰；电源是是否稳定定；气源源是否稳稳定等等等（2）根据据系统的的报警信信息以及及相关资资料进行行故障诊诊断现在数控系系统都具具有强大大的故障障诊断功功能，并并能够针针对各类类故障提提供丰富富的报警警文本。对对于很多多故障，系系统都能能够诊断断出来，并并提供相相应的报报警信息息。数控控系统在在硬件上上还设置置了一些些装置，用用于系统统有故障障时指示示技术人人员方便便的诊断断故障。（3）充分分利用数数控机床

11、床上，PPLC对对于外围围电路实实时状态态的监控控功能。 结合PLLC和数数控机床床电气手手册，对对比PLLC的实实时输入入、输出出状态以以及外围围电路的的控制逻逻辑，正正确判断断外围电电路的故故障。（4）利用用PLCC梯形图图反映的的控制逻逻辑，跟跟踪那些些外围设设施出现现故障的的真正原原因。利利用梯形形图的监监控功能能，观察察那些相相关信号号是否处处于正确确的状态态。如果果有节点点处于不不正确的的状态，就就依据梯梯形图向向前向后后追踪，看看是什么么原因引引起前面面节点处处于哪一一种状态态。（5）对于于排除数数控机床床故障最最重要的的方法，就就是掌握握数控系系统及数数控机床床的工作作原理，懂

12、懂得如何何使用各各种各样样的检测测仪表、仪仪器，综综合分析析数控机机床出现现故障的的操作以以及外部部、内部部原因。进进一步通通过各种种实践机机会，进进一步掌掌握一些些排除故故障的手手法（如如：零件件互换、误误差放大大等等）。具具体到某某一个机机床，就就应该详详细阅读读其各类类说明书书，掌握握其机械械、电气气构造、组组成以及及工作原原理，根根据故障障现象分分析可能能出现故故障的部部位、环环节，并并大胆的的动手验验证。在在机床出出现故障障时还要要，详细细调查该该机床的的“病历”“病史史”。 (三) FANNUC 0i系系统常见见故障1.系统报报警信息息(1)查看看方法 当机床出出现报警警时，系系统

13、会自自动切换换到报警警画面，并并显示报报警信息息。报警信息有有两部分分组成：报警号号；报警警信息。在数控系统统上获得得的报警警信息分分为两种种。一种种是系统统报警，这这一部分分报警或或由系统统故障（软软件的硬硬件的）引引起或由由程序（格格式或内内容）引引起。这这一部分分报警号号、报警警信息由由系统厂厂商预设设。一种种是机床床报警（外外部报警警）这一一部分报报警内容容通常是是由外部部因素引引起（如如气压、各各类外部部PLCC输入信信号错误误或缺失失引起）。这这一部分分报警号号、报警警信息由由机床生生产厂商商预设。2.故障案案例一2.1机床床在运行行过程中中在出现现没有任任何报警警的情况况下停止止

14、运行。该机床是一一台四轴轴四联动动的数控控机床，机机床在运运行过程程中出现现题目所所说的意意外停止止，并且且在反复复发生几几次后机机床不能能够运行行加工程程序了。经过和操作作人员的的反复沟沟通，我我们按照照处理数数控机床床故障的的分析过过程，进进行分析析如下：（1）该机机床出现现故障的的时候，是是在加工工零件过过程中，并并且是在在旋转第第四轴的的时候出出现。（2）在出出现该故故障初期期，停止止程序运运行，复复位后还还可以重重新启动动程序。（3）经过过几次反反复以后后，机床床不能够够启动加加工程序序。（4）关闭闭系统，重重新启动动数控机机床，对对机床各各轴回原原点的操操作。三三个直线线轴都能能够

15、正确确回到原原点，但但是旋转转轴不能能够回到到原点（第第四轴根根本就能能够移动动）分析：从以以上的现现象可以以看到，该该机床出出现这样样的故障障极有可可能是第第四轴出出现了某某种问题题。出现现了第四四轴不能能够旋转转的现象象，很可可能是第第四轴刹刹车未能能松开的的原因。该该机床所所用第四四轴，采采用的是是气动刹刹车。 （5）观察察外部输输入气压压正常，证证明应该该不是外外部气压压过低引引起。其其实，如如果外部部气压过过低机床床会出现现报警的的。（6）在排排除外部部气压故故障的情情况下，我我们应该该去检查查第四轴轴刹车器器是否正正常。如如果检查查第四轴轴刹车器器要把第第四轴拆拆开，这这样的话话工

16、作量量就非常常庞大。（7）检查查第四轴轴刹车器器的信号号，观察察刹车器器的信号号是否已已经进入入到PMMC。通通过机床床电气手手册，查查询第四四轴刹车车松开到到位的信信号的地地址为XX3.44。（8）进入入系统查查看X33.4的的状态（按按照FAANUCC系统进进入PMMC 的的方法）。系系统键、PPMC、PPMCDDGN、SSTATTUS搜搜索X33.4。执执行松开开转台的的动作，观观察X33.4有有无变化化，结果果是没有有变化。（9）上面面的步骤骤证明第第四轴的的刹车松松开信号号没有到到位。（10）造造成第四四轴刹车车信号没没有到位位的原因因有好几几个，需需要我们们进一步步去分析析排查。

17、a、刹刹车器没没有松开开； b、刹刹车器松松开了，检检测开关关没有检检测到； c、检检测元件件损坏； d、从从检测元元件到接接口的电电缆损坏坏； e、PPLC故故障； f、其其他原因因。（11）打打开第四四轴外罩罩，执行行第四轴轴夹紧、放放松动作作，发现现用于检检测的接接近开关关没有亮亮。初步步怀疑是是接近开开关有问问题，或或者是连连接线有有问题。（12）通通过前面面的初步步分析，判判断为接接近开关关或者线线缆出现现故障。为为了进一一步证实实，我们们把一个个金属工工具靠近近接近开开关，结结果发现现接近开开关的等等亮了。这这一个现现象证明明接近开开关以及及相关的的线缆是是完好的的。（13）再再次

18、执行行转台松松紧动作作，观察察该结构构能否正正常运行行。通过过几次动动作发现现，每一一次夹紧紧放松机机构都能能够正常常运行，但但是用于于检测的的接近开开关还是是不亮。（14）根根据接近近开关的的工作原原理，开开关和被被检测物物体的距距离是有有一定距距离要求求，如果果距离不不正确可可能会导导致开关关不能够够正常检检测。那那么有可可能是接接近开关关距离被被测部件件过远，于于是调整整接近开开关的距距离。将将距离缩缩小以后后，发现现接近开开关灯可可以亮了了。打开开机床，各各轴回原原点，运运行加工工程序，机机床能够够正常运运行。（15）安安装后第第四轴外外罩，机机床正常常运行。但但是当机机床运行行了十几

19、几分钟后后，机床床再次出出现前述述故障。（16）根根据前面面的分析析，我们们可以把把故障点点基本上上集中到到接近开开关和被被检物上上。再次次打开外外壳，经经过仔细细检查，发发现联接接再刹车车器上，供供接近开开关检测测的一个个螺母，从从刹车器器上松开开了。将将这个螺螺母拧紧紧，并锁锁死。机机床再次次投入运运行没有有发生故故障。3.进给驱驱动的故故障诊断断(1)直流流进给驱驱动晶闸管管调速是是利用速速度调节节器对晶晶闸管的的导通角角进行控控制，通通过改变变导通角角的大小小来改变变电枢两两端的电电压，从从而达到到调速的的目的(2)交流流进给驱驱动因采用用交流同同步电动动机，驱驱动装置置实质上上是一个

20、个电子换换向的直直流电动动机驱动动装置PWM驱动动控制线线路简图图FANUCC系统进进给驱动动故障表表示方式式：(1)CRRT有报报警显示示的故障障报警号40004457伺伺服系统统错误报报警报警号70027704过过热报警警机床切削条条件差及及机床摩摩擦力矩矩增大，引引起主回回路中的的过载继继电器动动作切削时伺服服电机电电流太大大或变压压器本身身故障，引引起变压压器热控控开关动动作伺服电机电电枢内部部短路或或绝缘不不良等，引引起变压压器热控控开关动动作(2)报警警指示灯灯指示的的报警（77个灯）BRK无无熔丝断断路器切切断报警警HVAL过电压压报警HCAL过电流流报警（伴伴有4001号报报警

21、）OVC过过载报警警（4001或7702报报警）LVAL欠压报报警TGLS速度反反馈信号号断线报报警DCAL放电报报警(3)无报报警显示示的故障障机床失控：速度反反馈信号号为正反反馈信号号机床振动：与位置置有关的的系统参参数设定定错误 检测装装置有故故障（随随进给速速度）定位精度低低：传动链链误差大大；伺服服增益太太低电动机运行行噪声过过大：换向器器的表面面粗糙度度过低、油油液灰尘尘等侵入入电刷或或换向器器、电动动机轴向向窜动等等6SC6110交流流进给驱驱动系统统三、万能卧卧式铣床床电气控控制故障障与维修修(以X61132铣铣床为例例)X61322铣床的的运动要要求：主轴能正、反反转运动动，

22、主轴轴变速时时，主轴轴电动机机瞬时冲冲动一下下，以利利于齿轮轮的啮合合；主轴轴能制动动停车。工作台上下下、左右右、前后后6个方方位均可可移动，且且可实现现手动、自自动和快快速移动动。(一)电气气线路分分析1.主电路路分析 该该机床有有三台电电动机MM1、MM2、MM32.控制电电动机的的控制(1)M11的启动动 SBB5-KKM1吸吸合-主主触头闭闭合，MM1启动动(2)主轴轴电动机机的停车车制动(3)主轴轴的变速速冲动控控制2.工作台台进给电电动机的的控制将电源开关关QSll台上，启启动主轴轴电动机机Ml，接接触器KKMl吸吸合并自自锁，进进给控制制电动机机M3启启动。(1)工作作台向上上、

23、下、左左、右、前前、后运运动的控控制通路路分别是是: 向向上:66KMII 9 SAA3 3 100 SQQ2 2 155 SQQ1 2 133 SAA3 1 166 SQQ4 1 199 KMM3线圈圈 2OO KMM2 211向下:6 KMMl 9 SAA3 3 100 SQQ2 2 155 SQQ1 2 133 SAA3 1 166 SQQ3 1 KMMZ线圈圈 188 KMM3 211向左:9 SQQ5 2 111 SQQ4 2 122 SQQ3 2 133 SAA3 1 166 SQQ2 1 199 KMM3线圈圈20 KMMZ 211向右:9 SQQ5 2 SQQ4 2 SQQ3

24、2 SAA3 1 SQQ1 l KMM2线圈圈 KMM3 211工作台向前前、后运运动其通通路与工工作台上上、下运运动相同同，只是是借助机机械联锁锁机构将将垂直传传动丝杠杠的离合合器脱开开，而将将横向传传动丝杠杠的离合合器YCC4接通通，从而而实现工工作台的的前、后后运动。(2)工作作台进给给变速时时的冲动动控制在改变工作作台进给给速度时时，为了了使齿轮轮易于啮啮合，进进给电动动机M33需要瞬瞬间冲动动一下。其其变速冲冲动控制制通路如如下：6 KKMl 9SA33一310SQ22一215SQ11一213SQ33一212SQ44一211SQ55一114KM22线圈118KM3321。(3)工作作

25、台快速速移动 其动作过程程是:按按下快速速移动按按钮SBB3(或或SB44)，接接触器KKM4线线圈获电电吸合，KKM4在在直流电电路中的的常闭触触点(1102一一1077)断开开，迸给给电磁离离合器YYC2脱脱离。KKM4在在直流电电路中的的常开触触点(1102一一1077)闭合合，快速速移动电电磁离合合器YCC3通电电，接通通快速移移动传动动链，工工作台按按指定方方向快速速移动。当当松开快快速移动动按钮SSB3(或SBB4)时时，接触触器KMM4因线线圈断电电而释放放。快速速移动电电磁离合合器YCC3因KKM4的的常开触触点(1102一一1077)断开开脱离，进进给电磁磁离合器器YC22因

26、KMM4的常常闭触点点(1002一1108)闭合而而接通进进给传动动链，工工作台以以原速度度和方向向继续移移动。(二)常见见电气控控制故障障维修(1)按停停止按钮钮后主轴轴不停根据对主轴轴电动机机控制电电路的分分析可知知，故障障的可能能原因有有:接触器KMM1主触触头故障障 如如发生熔熔焊等，以以致无法法分断主主轴电动动机的电电源。主轴制动离离合器YYC1线线圈未通通电，其其可能原原因是常常开触点点1099一1110末闭闭合或离离合器YYC1故故障。(2)主轴轴变速时时无冲动动过程发生此故障障有两个个原因。第第一个原原因，也也是主要要原因行行程开关关SQ66的常开开触头SSQ6一一1闭合合后接

27、触触不好;第二个个原因是是主轴变变速手柄柄上机械械顶销末末碰上主主轴冲动动行程开开关SQQ6。对对这两个个部位检检查，确确定故障障部位修修复即可可。(3)工作作台各个个方向都都不能进进给此故障发生生的主要要原因主主要是接接触器主主触头接接触不良良，电动动机接线线脱落和和绕组断断路等。检查方法:用万用用表先检检查控制制回路电电压是否否正常;若正常常，可扳扳动操纵纵手柄至至任一运运动方向向，观察察其相关关接触器器是否吸吸合;若若吸合，则则断定控控制回路路正常;这时着着重检查查电动机机主回路路。(4)工作作台前后后进给正正常，但但左、石石不能进进给由于工作台台向前、向向后进给给正常，证证明进给给电动

28、机机M3主主回路和和接触器器KM22或KMM3及行行程开关关SQ11-2、SSQ2-2、SSQ3-1、SSQ4-1的工工作都正正常，因因此最可可能的故故障原因因是3个个行程开开关的33副触头头SQ33-2、SSQ4-2、SSQ5-2，这这3副触触头只要要有一副副接触不不良或损损坏，就就会使工工作台向向左或向向右不能能迸给。检查方法：用万用用表分别别测量这这3副测测头之间间的电压压，以判判断哪对对触头损损坏。其其中SQQ6是变变速瞬间间冲动开开关，它它常因变变速时手手柄扳动动过猛而而损坏。(5)工作作台不能能快速进进给发生这种故故障的常常见原因因是牵引引电磁铁铁电路不不通，线线圈损坏坏或机械械卡死，检检查方法法:1.按下“快速”按钮SSB3(SM)时，应应首先观观察接触触器KMM4与快快速电磁磁离合器器YC33是否吸吸合，若若KM44末能吸吸合，应应检查KKM4线线圈两端端是否有有电压，有有电压不不能吸合合，是接接触器线线圈损坏坏，更换换即可；无电压压则是SSB3(或SBB4)，KKM4等等的连线线有松脱脱或接触触不良，应应检查修修复。2.若接触触器KMM4吸合合，快速速电磁离离合器仍仍未吸合合，则应应检查其其接线端端是否有有电压，若若无电压压，是接接触器KKM4主主触头接接触不良良或其进进出端连连线松脱脱；有电电压不能能吸合，则则是电磁磁离合器器线圈损损坏应检检查更换换。