毕业论文数控机床常见故障实用诊断技术及维修方法25152283bfhr.docx
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1、新疆工程程学院毕毕业论文文题 目 数控机机床常见见故障实实用诊断断技术及及维修方方法学 生 马继继凯学 号 00912203专业班级级 CCAD009-110系院名称称 机机械工程程系指导教师师 陆陆亦工20122年5月22日新疆工业业高等专专科学校校机械工工程系毕毕业设计计(论文文)任务务书学生姓名名专业班级级设计(论论文)题目接受任务务日期年月日完成任务务日期年月日指导教师师指导教师师单位设计(论论文)内内容目标标设计(论论文)要要求论文指导导记录参考资料料注:此表表发给学学生后由由指导教教师填写写,学生生按此表表要求开开展毕业业设计(论论文)工工作。新疆工业业高等专专科学校校机械工工程系
2、毕毕业设计计(论文文)成绩绩表学 生 姓 名名专业班级级设计(论论文)题题目指导教师师(签名名)指导教师师单位指导教师评语评阅成绩绩: 评阅阅教师签签字:年月日答辩记录成绩: 提提问教师师签字:年月日数控车床床常见故故障的维维修与处处理及维维护摘要:119522年,计计算机技技术应用用到了机机床上,在在美国诞诞生了第第一台数数控机床床。从此此,传统统机床产产生了质质的变化化。近半半个世纪纪以来,数数控系统统经历了了两个阶阶段和六六代的发发展。数数控技术术的应用用不但给给传统制制造业带带来了革革命性的的变化,使使制造业业成为工工业化的的象征,而而且随着着数控技技术的不不断发展展和应用用领域的的扩
3、大,它它对关系系国计民民生的一一些重要要行业(IIT、汽汽车、轻轻工、医医疗等)的的发展也也起着越越来越重重要的作作用(因因为这些些行业所所需装备备的数字字化已是是现代发发展的大大趋势)。数控机床是机电一体化在机械加工领域中的典型产品,具有高精度、高效率和高适应性的特点。数控机床已在我国批量生产、大量引进和推广使用,它们给机械制造业的发展创造了条件,并带来了很大的经济效益。由于机床数控系统的先进性、复杂性和智能化高的特点,若其任何部分发生故障与失效现象,都会使数控机床停机,从而造成生产停顿。因此,对数控车床的故障进行诊断与排除就显得十分必要。而在数控车床的故障进行诊断与排除问题中,数控系统的故
4、障的处理所占的比例是主要部分的。关键词:数控车床床,维护护,故障障处理第一章 绪论论一、数控控机床的的概念数控(NNC)机机床是一一种通过过编码指指令编制制零件加加工程序序,使刀刀具沿着着程序编编制的轨轨迹自动动定位的的机床。它它是以数数控系统统为代表表的新技技术对传传统机械械制造业业渗透而而形成的的机电一一体化产产品;数数控机床床的核心心是它的的控制单单元即数数控系统统。其技技术范围围履盖很很多领域域,包括括:(11)机械械制造技技术;(2)信信息处理理、加工工、传输输技术:(3)自动控控制技术术;(44)伺服服驱动技技术;(5)传传感器技技术:(6)软软件技术术等二、数控控机床的的组成数控
5、机床床由数控控装置、伺伺服驱动动装置、检检测反馈馈装置和和机床本本体四大大部分组组成,再再加上程程序的输输入/输输出设备备、可编编程控制制器、电电源等辅辅助部分分。1.数控控装置(数控系系统的核核心)由由硬件和和软件部部分组成成,接受受输入代代码经缓缓存、译译码、运运算插补补)等转转变成控控制指令令,实现现直接或或通过PPLC对对伺服驱驱动装置置的控制制。2.伺服服驱动装装置是数数控装置置和机床床主机之之间的联联接环节节,接受受数控装装置的生生成的进进给信号号,经放放大驱动动主机的的执行机机构,实实现机床床运动。3.检测测反馈装装置是通通过检测测元件将将执行元元件(电电机、刀刀架)或或工作台台
6、的速度度和位移移检测出出来,反反馈给数数控装置置构成闭闭环或半半闭环系系统。4.机床床本体是是数控机机床的机机械结构构件(床床身箱体体、立柱柱、导轨轨、工作作台、主主轴和进进给机构构等)。三、数控控诊断技技术的发发展 1.通通讯诊断断(远程程、海外外诊断)用户机床床的通讯讯口通过过电话线线和维修修中心的的专用通通讯诊断断计算机机相连。计算机发诊断程序 用户测试数据 计算机诊断结果和处理方法 用户特点:实实用简便便;有一一定的局局限性。2.自修修复系统统 当诊断断软件发发现数控控机床在在运行中中某一模模块有故故障时,系系统在CCRT上上显示的的同时,自动动寻找备备用模块块并接上上。特点:实实用但
7、成成本比较较高,而而且只适适合总线线结构的的CNCC系统。3. 人人工智能能专家故故障诊断断系统4. 人人工神经经元网络络(ANNN)诊诊断 ANNN具有联联想、容容错、记记忆、自自适应、自自学习和和处理复复杂多模模式故障障等特点点。这种种方法将将被诊断断的系统统的症状状作为网网络的输输入,将按一一定数学学模型所所求得的的故障原原因作为为网络的的输出并并且神经经网络将将经过学学习所得得到的知知识以分分布的方方式隐存存在网络络上,每个输输出神经经元对应应着一个个故障原原因。第二章 数数控机床床故障常常用诊断断方法一、对故故障常识识的了解解1.故障障的基本本概念故障数数控机床床全部或或部分丧丧失原
8、有有的功能能。故障诊断断在数控控机床运运行中,根根据设备备的故障障现象,在在掌握数数控系统统各部分分工作原原理的前前提下,对对现行的的状态进进行分析析,并辅辅以必要要检测手手段,查查明故障障的部位位和原因因。提出出有效的的维修对对策。2.故障障的分类类1)从故故障的起起因分类类关联性故故障和系统统的设计计、结构构或性能能等缺陷陷有关而而造成(分分固有性性和随机机性)。 非关联联性故障障和系统统本身结结构与制制造无关关的故障障。2)从故故障发生生的状态态分类突然故障障发生前前无故障障征兆,使使用不当当。渐变故障障发生前前有故障障征兆,逐逐渐严重重。3)按故故障发生生的性质质分类软件故障障程序编编
9、制错误误、参数数设置不不正确、机机床操作作失误等等引起。硬件故障障电子元元器件、润润滑系统统、限位位机构、换换刀系统统、机床床本体等等硬件损损坏造成。干扰故障障由于系系统工艺艺、线路路设计、电电源地线线配置不不当等以以及工作作环境的的恶劣变变化而产产生。4)按故故障的严严重程度度分类危险性故故障数控系系统发生生故障时时,机床床安全保保护系统统在需要要动作时时,因故障失失去保护护动作,造造成人身身或设备备事故。安全性故故障机床安安全保护护系统在在不需要要动作时时发生动动作,引引起机床床不能起起动。3.数控控系统的的可靠性性数控机床床除了具具有高精精度、高高效率和和高技术术的要求求外,还还应该具具
10、有高可可靠性。衡量的指指标有: MTTBF平均无无故障时时间 MTTTR排除故故障的修修理时间间平均有效效度A: A=MTBBF/(MMTBFF+MTTTR)4.数控控机床维维修的特特点1)数控控机床是是高投入入、高精精度、高高效率的的自动化化设备;2)一些些重要设设备处于于关键的的岗位和和工序,因因故障停停机时,影影响产量量和质量量;3)数控控机床在在电气控控制系统统和机械械结构比比普通机机床复杂杂,故障障检测和和诊断有有一定的的难度。二、对人人员的基基本要求求a.应熟熟悉掌握握数控机机床的操操作技能能,熟悉悉编程工工作,了了解数控控系统的的基本工工作原理理与结构构组成;b必须须详细熟熟读数
11、控控机床有有关的各各种说明明书,了了解有关关规格、操操作说明明、维修修说明,以以及系统统的性能能、结构构布局、电电缆连接接、电气气原理图图和机床床PLCC梯形图图等;C除会会用传统统仪器仪仪表工具具外,还还应具备备使用多多通道示示波器、逻逻辑分析析仪和频频谱分析析仪等现现代化、智智能化仪仪器的技技能;d在完完成一次次故障诊诊断及排排除故障障过程后后,应能能对诊断断排除故故障工作作,进行行总结;e能做做好故障障诊断及及维护记记录,分分析故障障产生的的原因及及排除故故障的方方法,归归类存档档;f知识识面广,掌掌握计算算机技术术、模拟拟与数字字电路基基础、自自动控制制与电机机拖动、检检测技术术及机械
12、械加工工工艺方面面的基础础知识与与具备一一定的外外语水平平。三、对排排故手段段的要求求a准备备好常用用备品、配配件并随随时可以以得到微微电子元元器件的的实际供供应;b必要要的维修修工具、仪仪器、仪仪表、接接线、微微机等;C 完完整资料料、手册册、线路路图、维维修说明明书(包包括CNNC操作作说明书书)以及及接口、调调整与诊诊断、PPLC说说明书等等:四、 排排故前的的准备工工作接到用户户的直接接要求后后,应尽尽可能直直接与用用户联系系,以便便尽快地地获取现现场及故故障信息息。如数数控机床床的进给给与主轴轴驱动型型号、报报警指示示或故障障现象、用用户现场场有无备备件等。五、 现现场排故故与维修修
13、对数控机机床出现现的故障障(主要要是数控控系统部部分)进进行诊断断,找出出故障部部位过程程的关键键是诊断断,即对对系统或或外围线线路进行行检测,确确定有无无故障,并并对故障障定位指指出故障障的确切切位置。从从整机定定位到插插线板,在在某些场场合下要要定位到到元器件件。第三章 机床数数控系统统故障诊诊断及其其诊断方方法一、数控控系统的的故障诊诊断数控系统统的故障障诊断一一般有故故障检测测、故障障判断、隔隔离及故故障定位位三个阶阶段。第第一个阶阶段的故故障检测测是对数数控系统统进行测测试,判判断是否否存在故故障;第第二阶段段是判断断故障性性质,并并分离出出故障部部件或模模块;第第三阶段段是将故故障
14、定位位到可以以更换的的模块或或印制线线路板上上,以缩缩短修理理时间。11 初步判判别通常在资资料较全全时,可可通过资资料分析析判断故故障所在在,或采采取接口口信号法法,根据据故障现现象判别别可能发发生故障障的部位位,而后后再按照照故障与与这一部部位的具具体特点点,逐个个部位检检查,初初步判别别。12 报警处处理a系统统报警的的处理:数控系系统发生生故障时时,一般般在显示示屏或操操作面板板上给出出故障报报警信号号和相应应的信息息。通常常系统的的操作手手册中都都有详细细的报警警信号、报报警内容容和处理理方法。由由于系统统的报警警设置单单一、齐齐全,维维修时可可根据每每一报警警后面给给出的信信息与处
15、处理办法法自行处处理;b机床床报警和和操作信信息的处处理:机机床制造造厂根据据机床的的电气特特点,应应用PLLC程序序,将一一些能反反映机床床接口电电气控制制方面的的故障或或操作信信息以特特定的标标志,通通过显示示器给出出,并可可通过特特定键,看看到更详详尽的报报警说明明。13 无报警警或无法法报警的的故障处处理当系系统的PPLC无无法运行行,系统统已停机机或系统统没有报报警但工工作不正正常时,需需要根据据故障发发生前后后的系统统状态信信息,运运用已掌掌握的理理论基础础进行分分析,做做出正确确的判断断。二、数控控机床故故障诊断断原则和和方法(1)数数控机床床故障诊诊断原则则1)先外外部后内内部
16、。数数控机车车是集机机械、液液压、电电气为一一体的机机床,故故其故障障的发生生也我由由这三者者综合反反映出来来。维修修人员应应该由外外向内逐逐一进行行排查。尽尽量避免免随意地地启封、拆拆卸,否否者会扩扩大故障障,使机机床丧失失精度,降降低性能能。2)先机机械后电电气。一一般说来来,机械械故障容容易发觉觉,而数数控系统统的故障障的诊断断难度较较大。在在故障的的检修之之前,首首先排除除机械的的故障。3)先静静后动。先先在机车车断电的的静止状状态下,通通过了解解,观察察测试,分分析确认认为非破破坏性故故障,必必须先排排除危险险后,方方可以通通电。4)先简简单后复复杂。当当出现多多种故障障相互交交织掩
17、盖盖,一时时无从下下手时,先先先解决决容易的的问题,后后解决难难度较大大的问题题。往往往简单的的解决了了,难度度大 问问题也简简单化了了。21 直观法法主要采用用目测、手手摸、通通电等实实用方法法。22 仪器测测量比较较法当系统发发生故障障后,采采用常规规电工检检测仪器器,按系系统电路路图及机机床电路路图对故故障部分分的电压压、电源源、脉冲冲信号等等进行实实测,将将正常值值与故障障时的值值相比较较,可以以分析出出故障的的原因及及故障的的所在位位置。23 用可编编程序控控制器进进行PLLC中断断状态分分析可编程序序控制器器发生故故障时,其其中断原原因以中中断堆栈栈的方式式记忆。使使用编程程器可以
18、以在系统统停止状状态下,调调出中断断堆栈和和块堆栈栈,按其其所指示示的原因因查明故故障所在在。24 诊断备备板置换换法现代数控控系统大大都采用用模块化化设计,按按功能不不同划分分不同模模块,可可以根据据模块的的功能与与故障现现象,初初步判断断出可能能的故障障模块,用用诊断备备件将其其替换,这这样可迅迅速判断断出有故故障的模模块。利利用备用用的电路路板来替替换有故故障疑点点的模板板,这是是一种陕陕速而简简便的判判断故障障原因的的方法,常常用于CCNC系系统的功功能模块块,如CCRT模模块、存存储器模模块等。例例如有一一数控系系统开机机后即无无显示,即即可判断断CRTT模块是是否有故故障。需需要注
19、意意的是,备备板置换换前,应应检查有有关电路路,以免免由于短短路而造造成好板板损坏,同同时还应应检查试试验板上上的选择择开关和和跨接线线是否与与原模板板一致,有有些模板板还要注注意板上上电位器器的调整整。25 利用系系统的自自诊断功功能判断断现代数控控系统尤尤其是全全功能数数控系统统具有很很强的自自诊断能能力,通通过实施施时监控控系统各各部分的的工作,及及时判断断故障,给给出报警警信息,并并做出相相应的动动作,避避免事故故发生。然然而有时时当硬件件发生故故障时,就就无法报报警,有有的数控控系统可可通过发发光管不不同的闪闪烁频率率或不同同的组合合做出相相应的指指示,这这些指示示配合使使用就可可帮
20、助我我们准确确地诊断断出故障障模板的的位置。26 交换法法在数控机机床中,常常有功能能相同的的模块或或单元,将将相同模模块或单单元互相相交换,观观察故障障转移的的情况,就就能快速速确定故故障的部部位。这这种方法法常用于于伺服进进给驱动动装置的的故障检检查,也也可用于于两台相相同数控控系统间间相同模模块的互互换。27 敲击法法数控系统统由各种种电路板板组成,每每块电路路板上会会有很多多焊点,任任何虚焊焊或接触触不良都都可能出出现故障障。若用用绝缘物物轻轻敲敲打不良良疑点的的电路板板、接插插件或元元器件时时,若故故障出现现,则故故障很可可能就在在敲击的的部位。对对上述故故障诊断断方法有有时要用用几
21、种方方法同时时进行故故障综合合分析,快快速诊断断出故障障的部位位,从而而能快速速排除故故障。第四章 数数控系统统故障排排除方法法的应用用一、初始始化复位位法一般情况况下,由由于瞬时时故障引引起的系系统报警警,可用用硬件复复位或开开关系统统电源依依次来清清除故障障,若系系统工作作存贮区区由于掉掉电,拔拔插线路路板或电电池欠压压造成混混乱,则则必须对对系统进进行初始始化清除除,清除除前应注注意作好好数据拷拷贝记录录,若初初始化后后故障仍仍无法排排除,则则进行硬硬件诊断断。二、参数数更改,程程序更正正法系统参数数是确定定系统功功能的依依据,参参数设定定错误就就可能造造成系统统的故障障或某功功能失效效
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