数控机床故障诊断与维修基本概念.doc

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1、第一章数控机床故障诊断与维修基本概念1－1数控机床的基本概念一、数控技术与数控机床1、数控技术---NC2、计算机数控---CNC3、加工中心---MC（带ATC）4、柔性加工单元---FMS（带APC）5、计算机集成制造系统---CIMS二、数控系统及组成1、数控系统的基本组成数控系统是所有数控设备的核心。数控系统的主要对象是坐标轴的位移（包括移动速度、方向、位置等），其控制信息主要来源于数控加工或运动控制程序。因此，作为数控系统最基本组成应包括：1）输入/输出装置2）数控装置3）伺服系统2、NC、CNC、SV、PLC的概念1）SV---伺服驱动（ServoDrive）按日本JIS标准规

2、定的术语，它是“以物体位置、方向、状态等作为控制量，追踪目标值的任意变化的控制机构”。作用：一是使坐标轴按照数控装置给定的速度运行；二是使坐标轴按照数控装置给定的位置定位。2）PLC---可编程序逻辑控制器（ProgrammableLogicController）或可编程序机床控制器PM（Machine）C。三、机床的组成与加工原理1、数控机床的基本组成输入/输出装置、数控装置、伺服驱动和反馈装置、辅助控制装置以及机床本体。2、数控加工原理实质应用的是“微分”原理；1）数控装置根据加工程序要求的刀具轨迹，将按机床对应的坐标轴，以最小移动量（脉冲当量）进行微分，并计算出各坐标轴需要的移动脉冲

3、数；2）通过数控装置的“插补”软件或“插补”运算器，把要求的轨迹永以“最小移动单位”为单位的等效折线拟合，并找出最接近理论轨迹的拟合折线；3）数控装置根据拟合折线的轨迹，给相应的坐标轴连续不断地分配进给脉冲，并通过伺服驱动使机床坐标轴分配的脉冲运动。由此可见：1只要数控机床的最小移动量（脉冲当量）足够小，所用的拟合折线就可以等效代替理论曲线；2只要改变坐标轴的脉冲分配方式，即可改变拟合折线的形状，从而达到改变加工轨迹的目的；3只要改变分配脉冲的频率，即可改变坐标轴（刀具）的运动速度。能同时参与插补的坐标轴数，称为联动轴数；显然，当数控机床的联动轴数越多，机床加工轮廓的性能就越强；因此，联动

4、轴的数量是衡量数控机床性能的重要技术指标之一。四、金工车间现有设备情况GSK980T数控车床4台、FANUC南通铣床2台、SIEMENS铣床1台、电火花1台、线切割1台、加工中心1台、GSK980TD数控车床示教机4套。1-2数控机床的故障类型与主要故障一、常见故障及其分类1、按故障发生的部位分类1）主机故障---指机械、润滑、冷却、排屑、液压、气动与防护等部分；因机械部件安装、调试、操作使用不当引起因导轨、主轴等运动部件的干涉、摩擦大引起因机械零件的损坏、连接不良等引起☆主机故障主要表现为传动噪声大、加工精度差、运行阻力大、机械部件动作不进行、机械部件损坏等；润滑不良、液压、气动系统的管

5、路堵塞和密封不良等；数控机床要定期维护、保养，控制和根除“三漏”现象发生可减少主机部分故障。2）电气控制系统故障---“弱电”、“强电”“弱电”指控制系统中以电子元器件、集成电路为主的控制部分；包括CNC、PLC、MDI/CRT以及伺服驱动单元、输入/输出单元等；可分为硬件故障和软件故障；“强电”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回路。发生几率要大于“弱电”。2、按故障的性质分类1）确定性故障2）随机性故障3、按故障的指示形式分类1）有报警显示的故障A、指示灯显示报警---指通过控制系统各

6、单元上的状态指示灯（一般由LED或小型指示灯组成）显示报警；B、显示器显示报警---指可以通过CNC显示器显示出报警信号和报警信息的报警；分为NC和PLC的报警；2）无报警显示的故障4、按故障产生的原因分类1）数控机床自身故障2）数控机床外部故障---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、粉尘侵入，外来振动和干扰等都是引起故障的原因；二、故障分析的基本方法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，维修人员应遵循以下两条原则：第一，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。调查故障现场，首先要

7、查看故障记录单；同时应向操作者调查、询问出现故障的全过程，充分了解发生的故障现象，以及采取过的措施等。此外，维修人员还应对现场作细致的检查，观察系统的外观内部各部分是否有异常之处：在确认数控系统通电无危险的情况下方可通电，通电后再观察系统有何异常，CRT显示的报警内容是什么等。第二，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