数控机床常见故障分析与排除 (2).doc

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1、数控机床常见故障分析与排除摘要：随着电子技术和自动化技术的发展，数控技术的应用越来越广泛。以微处理器为基础，以大规模集成电路为标志的数控设备，已在我国批量生产、大量引进和推广应用，它们给机械制造业的发展创造了条件，并带来很大的效益。但同时，由于它们的先进性、复杂性和智能化高的特点，在维修理论、技术和手段上都发生了飞跃的变化。不同的数控机床其数控系统虽然在结构和性能上有所区别，但在故障诊断分析上却有一定的共性，正是在此基础上对数控机床典型故障进行维修。关键词：数控车床 维护 故障处理目录一、 数控机床的简介二、 数控机床的工作原理三、 数控机床故障常用诊断方法四、 数控机床的结构故障分析与维修五

2、、 小结参考文献目录一、 数控机床的简介数控机床是一种通过编码指令编制零件加工程序，使刀具沿着程序编制的轨迹自动定位的机床。它是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造业渗透而形成的机电一体化产品；数控机床的核心是它的控制单元即数控系统。其技术范围履盖很多领域，包括：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术：(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术：(6)软件技术等。数控机床由数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置和机床本体四大部分组成，再加上程序的输入输出设备、可编程控制器、电源等辅助部分。（1）.数控装置(数控系统的核心)由硬件和软件部分组成，接受输入代码经缓存、译码

3、、运算插补）等转变成控制指令，实现直接或通过PLC对伺服驱动装置的控制。（2）.伺服驱动装置是数控装置和机床主机之间的联接环节，接受数控装置的生成的进给信号，经放大驱动主机的执行机构，实现机床运动。（3）.检测反馈装置是通过检测元件将执行元件（电机、刀架）或工作台的速度和位移检测出来，反馈给数控装置构成闭环或半闭环系统。（4）.机床本体是数控机床的机械结构件（床身箱体、立柱、导轨、工作台、主轴和进给机构等）。二、 数控机床的工作原理数控机床是一种装有程序控制系统（数控系统）的自动化机床。该系统能够逻辑地处理具有使用号码，或其他符号编码指令（刀具移动轨迹信息）规定的程序。具体地讲，把数字化了的刀

4、具移动轨迹的信息输入到数控装置，经过译码、运算，从而实现控制刀具与工件相对运动，加工出所需要的零件的机床，即为数控机床。按照零件加工的技术要求和工艺要求，编写零件的加工程序，然后将加工程序输入到数控装置，通过数控装置控制机床的主轴运动、进给运动、更换刀具，以及工件的夹紧与松开，冷却、润滑泵的开与关，使刀具、工件和其它辅助装置严格按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作，从而加工出符合图纸要求的零件。三、 数控机床故障常用诊断方法一、数控系统的故障诊断 数控系统的故障诊断一般有故障检测、故障判断、隔离及故障定位三个阶段。第一个阶段的故障检测是对数控系统进行测试，判断是否存在故障；第二阶段是判断

5、故障性质，并分离出故障部件或模块；第三阶段是将故障定位到可以更换的模块或印制线路板上，以缩短修理时间。11 初步判别通常在资料较全时，可通过资料分析判断故障所在，或采取接口信号法，根据故障现象判别可能发生故障的部位，而后再按照故障与这一部位的具体特点，逐个部位检查，初步判别。12 报警处理a系统报警的处理：数控系统发生故障时，一般在显示屏或操作面板上给出故障报警信号和相应的信息。通常系统的操作手册中都有详细的报警信号、报警容和处理方法。由于系统的报警设置单一、齐全，维修时可根据每一报警后面给出的信息与处理办法自行处理；b机床报警和操作信息的处理：机床制造厂根据机床的电气特点，应用PLC程序，将

6、一些能反映机床接口电气控制方面的故障或操作信息以特定的标志，通过显示器给出，并可通过特定键，看到更详尽的报警说明。13 无报警或无法报警的故障处理当系统的PLC无法运行，系统已停机或系统没有报警但工作不正常时，需要根据故障发生前后的系统状态信息，运用已掌握的理论基础进行分析，做出正确的判断。二、数控机床故障诊断原则和方法（1）数控机床故障诊断原则1、先外部后内部。数控机车是集机械、液压、电气为一体的机床，故其故障的发生也我由这三者综合反映出来。维修人员应该由外向内逐一进行排查。尽量避免随意地启封、拆卸，否者会扩大故障，使机床丧失精度，降低性能。2、先机械后电气。一般说来，机械故障容易发觉，而数

7、控系统的故障的诊断难度较大。在故障的检修之前，首先排除机械的故障。21 直观法主要采用目测、手摸、通电等实用方法。22 仪器测量比较法。当系统发生故障后，采用常规电工检测仪器，按系统电路图及机床电路图对故障部分的电压、电源、脉冲信号等进行实测，将正常值与故障时的值相比较，可以分析出故障的原因及故障的所在位置。23 用可编程序控制器进行PLC中断状态分析可编程序控制器发生故障时，其中断原因以中断堆栈的方式记忆。使用编程器可以在系统停止状态下，调出中断堆栈和块堆栈，按其所指示的原因查明故障所在。24 诊断备板置换法。现代数控系统大都采用模块化设计，按功能不同划分不同模块，可以根据模块的功能与故障现

8、象，初步判断出可能的故障模块，用诊断备件将其替换，这样可迅速判断出有故障的模块。利用备用的电路板来替换有故障疑点的模板，这是一种陕速而简便的判断故障原因的方法，常用于CNC系统的功能模块，如CRT模块、存储器模块等。例如有一数控系统开机后即无显示，即可判断CRT模块是否有故障。需要注意的是，备板置换前，应检查有关电路，以免由于短路而造成好板损坏，同时还应检查试验板上的选择开关和跨接线是否与原模板一致，有些模板还要注意板上电位器的调整。四、 数控机床的结构故障分析与维修（1）进给运动系统（滚珠丝杠螺母副）的故障诊断a、丝杠螺母润滑不良1) 分油器是否分油2) 油管是否堵塞b、滚珠丝杠副噪声1)

9、滚珠丝杠轴承压盖压合不良2) 滚珠丝杠润滑不良3) 滚珠破损4) 电动机与滚珠丝杠联轴器松动（2）刀架、刀库及换刀装置故障诊断a、转塔刀架没有抬起动作1) 控制系统是否有T指令输出信号2)抬起电磁铁断线或抬起阀杆卡死3)压力不够4)抬起液压缸研损或密封损坏 5)与转塔抬起联接的机械部分研损b、转塔不正位1)转位盘上的撞块与选位开关松动，使转塔到位时传输信号超期或滞后2)上下联接盘与中心轴花键间隙过大产生位移偏差大，落下时易碰牙顶， 引起不到位3)转位凸轮与转位盘间隙过大4)凸轮在轴上窜动5)转位凸轮轴的轴向预紧力过大或有机械干涉c、转塔转位不停1)两计数开关不同时计数或复置开关损坏（三）常见伺

10、服系统故障及诊断a、伺服超差机床的实际进给值与指令值之差超过限定的允许值1)检查CNC控制系统与驱动放大模块之间CNC控制系统与位置2)检测器之间驱动放大器与伺服电机之间的边线是否正确、可靠3)检查位置检测器的信号及相关的D/A转换电路是否有问题4)检查驱动放大器电压是否有问题5)检查电动机轴与传动机械间是否配合良好，是否有松动或间隙存在6)检查位置环增益是否符合要求，若不符合要求对有关的电位器应予以调整b、机床停止时，有关进给轴振动1)检查高频脉动信号并观察其波形及振幅，若不符合应调节有关电位器2)检查伺服放大器速度环的补偿功能，若不符合应调节补偿用电位器3)检查位置检测用编码盘的轴、联轴节

11、、齿轮系是否啮合良好c、机床运行时声音不好，有摆动现象1)检查测速发电机换向器表面是否光滑、清洁，电刷与换向器间是否接触良好2)检查伺服放大器速度环的补偿功能，若不符合应调节补偿用电位器3)检查伺服放大器位置环增益是否符合要求，若不符合要求对有关的电位器应予以调整4)检查位置检测器与联轴节间的装配是否有松动5)检查由位置检测器来的反馈信号的波形及D/A转换后的波形幅度 五、小结：本文从数控机床故障的产生论述到数控机床故障的解决。可以清楚地知道数控机床是技术含金量很高的设备，在使用过程中要严格遵照使用要求。设备出现问题后，要及时冷静地进行故障诊断，寻找合适的方法解决问题。机床修理人员要注重实践，

12、在实践中不断提高自己的水平，要多问、多阅读、多观察、多思考、多实践、多讨论交流、多总结。只有当自身的水平提高了，数控机床的修理过程才能更迅速，才能更好地提高工作效率，多创效益。参考文献1龚仲华，数控机车故障诊断与维修500例，北京：机械工业出版社出，2005 2世界机床发展的五大趋势，中国数控技术网3周明德，微型计算机系统原理及应用（第四版），机械工业出版社，2004 4数控加工技术概述，中国数控技术网，2003 5数控编程及其发展，中国数控技术网，2003 6王风蕴、张超英，数控原理与典型数控系统，北京：高等教育出版社出版2003 7刘永久，数控机车故障诊断与维修技术，北京；机械工业出版社出版，2005 8王润孝、秦观生，机床数控原理与系统，西北工业大学出版社2000.9