数控设备故障诊断与维修

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1、华中（步进电动机）开环控制Fc（伺服电动机）闭环控制1952年3月第一台三坐标数控铣床用于火箭零件的制造加工中心：一种具有自动换刀装置的数控铣床CA6140车床，第一次重大改进，卧式，最大工件直径400mm数字控制NC（numericalcontrol）数控技术（numericalcontroltechnology）数控机床（numericalcontrolmachinetools）数控系统（numericalcontrolsystem）计算机数控系统（computernumericalcontrol）加工中心（m

2、achinecenter）直接数字控制系统（directnumericalcontrol）计算机集成制造系统（computerintegratedmanufacturingsystem）数控装置（cnc）随机存储器（RAM）断电信息丢失只读存储器（ROM）F数控机床报警显示MESSAGEH数控机床报警显示ALM故障：数控机床全部或者部分丧失原有功能故障诊断：在数控机床运行中，根据设定故障现象，在掌握数控系统前提下，对现行状态进行分析，并辅以必要的检测手段，查明故障部位和原因，提出有效维修政策。分类：根据发生部分1数

3、控装置2进给伺服系统3主轴系统4刀架，刀库，工作台按必然性和偶然性分1.系统性故障：只要满足某一条件，必然会出现的故障2.随机性故障：在同等条件下，偶然会出现一次或两次的故障有无自诊断显示1.有报警显示：硬件报警显示和软件报警显示2.无报警显示发生时有无破坏性：1.破坏性2.非破坏性发生时在硬件上还是软件上1.硬件2.软件故障特点：某故障发生率随机床使用长短而不同磨合期9—14个月稳定期6-8年老化期2年数控系统的可靠性：在规定的工作条件下，机床维持某功能的长时间稳定工作而不产生故障的能力衡量机床可靠性的主要指标：

4、平均无故障工作时间MTBFMTBF=总工作时间除以总故障次数（必须大于2000小时）MTTR（平均修复时间）衡量数控机床可靠性和可维修性的指标是平均有效度AA=MTBF／(MTBF+MTTR)A越接近1，适用性越好故障诊断应遵循的原则：1.先外部后内部2.先机械后电气3.先静后动4.先公用后专用5.先简单后复杂6.先一般后特殊CNC的诊断方法：1.启动诊断（FUNAC）2.在线诊断3.离线诊断（通讯诊断，自修复系统，具有AI人工智能功能的专家故障诊断功能）故障诊断发展方向：1.通讯诊断（远程，海外）特点：简单，但有

5、一定局限性2.自诊断修复系统，特点：成本比较高，且只适合总线结构的CNC系统3.人工智能专家故障诊断系统4.人工神经元网络（ANN）诊断5.“基于行为”的智能化长诊断技术（BFD）6.“虚拟现实”（VR）在故障诊断系统中的应用滚珠丝杠螺母副的故障诊断故障现象故障原因噪音大丝杠支撑轴承损坏或压善压合不好，联轴器松动，润滑不良或丝杠副滚珠有破损丝杠运动不灵活轴向预紧力太大，丝杠和导轨不平行，导轨丝杠弯曲变形丝杠副滚珠润滑不良机械故障的原因：机床在运行过程中，机械零部件受到力，摩擦以及磨损等诸多因素的作用，使其零部件偏离

6、或丧失原有功能故障与机械诊断：数控机床在机械结构上和普通机床不同，在于传动链的缩短，传动部件的精度高，机械维护面更广，主轴进给。轴、导轨和丝杠，刀库和换刀装置，液压和气动等数控系统故障诊断三阶段：1.故障检测2.故障判断及隔离3.故障定位诊断方法：1.直观法（火花，亮光）2.CNC系统的自诊断法1.数据和状态检查（接口检查和参数检查）1.报警指示灯显示故障2.备板置换法（替换法）3.交换法（将功能相同的模板单元相互交换）4.敲击法5.测量比较法机械维护点检：就是按照有关文件的规定对数控机床进行定点定时的检查和维护从

7、点检内容和要求上看可以分为：1专职点检2日常点检3生产点检日常维护：1.备用电路板的定期通电2.机床电器柜的散热通风3.纸袋阅读机的定期维护4.支持电池的定期更换5.检测反馈原件维护（光电编码器，接近开关撞块，光栅元件）主轴部件：结构：组成高精度轴承主传动（24—2400rpmin无极调速）螺纹切削和主轴：主轴脉冲编码器三种传动形式：齿轮传动、带传动、电机直接启动主轴主轴故障诊断：故障现象故障原因主轴发热轴承损坏或不清洁，轴承油脂耗尽或油脂过多，轴承间隙过小主轴强力切削停转电机与主轴传动的皮带过松，皮带表面有油，离

8、合器松润滑油泄露润滑油过量，密封件损伤或失效，管件损坏主轴噪声（震动）缺少润滑，皮带轮动平衡不佳，带轮过紧，齿轮磨损和啮合间隙过大，轴承损坏主轴没有或润滑不足油泵转向不正确，油管或滤油器堵塞，油压不足刀具不能夹紧蝶型弹簧位移量太小，刀具松，夹弹簧上的螺母松动刀具夹紧后不能松开刀具夹紧弹簧压合过紧，液压缸压力和行程不合理