数控机床故障诊断与维护.ppt

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1、数控机床故障诊断与维护第一章绪论第一章绪论学习内容数控机床的组成和特点数控机床诊断的意义数控机床故障诊断技术及发展学习目标熟悉常见故障的类型了解数控机床各部分的作用及特点掌握数控机床故障诊断方法数控机床故障诊断的内容和故障分类第一章绪论1.1数控机床的组成1.1.1数控机床的组成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。数控系统数控驱动装置数控装置数控机床数控反馈装置第一章绪论数控系统的核心。由硬件和软件部分组成，接受输入代码经缓存、译码、运算插补）等转变成控制指

2、令，实现直接或通过PLC对伺服驱动装置的控制。1）数控装置2）伺服驱动装置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。第一章绪论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。3）检测反馈装置4）机床本体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。第一章绪论1.2数控机床故障诊断的意义1.2.1数控机床故障诊断和维修的必要性第一章绪论1.3数控机床故障诊断1.3.1故障的基本概念故障—数控机床全部或部分丧失原有的

3、功能。故障诊断—在数控机床运行中，根据设备的故障现象，在掌握数控系统各部分工作原理的前提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测手段，查明故障的部位和原因。提出有效的维修对策。第一章绪论1.3.2故障的分类1）按故障的起因分类非关联性故障—和系统本身结构与制造无关的故障。关联性故障—和系统的设计、结构或性能等缺陷有关而造成（分固有性和随机性）。2）按故障的发生的状态分类突然故障—发生前无故障征兆，使用不当。渐变故障—发生前有故障征兆，逐渐严重。第一章绪论3）按故障发生的性质分类软件故障—程序编制错误、参数设置不正确、机床操作失误等引起。硬件故障—电子

4、元器件、润滑系统、限位机构、换刀系统、机床本体等硬件损坏造成。干扰故障—由于系统工艺、线路设计、电源地线配置不当等以及工作环境的恶劣变化而产生。第一章绪论4）按故障的严重程度分类危险性故障—数控系统发生故障时，机床安全保护系统在需要动作时，因故障失去保护动作，造成人身或设备事故。安全性故障—机床安全保护系统在不需要动作时发生动作，引起机床不能起动。第一章绪论1.3.3数控系统的可靠性数控机床除了具有高精度、高效率和高技术的要求外，还应该具有高可靠性。衡量的指标有：MTBF—平均无故障时间。MTBF=总故障时间/总故障次数MTTR—排除故障的修理时间平

5、均有效度A：A=MTBF/（MTBF+MTTR）第一章绪论数控设备使用寿命—故障频率曲线第一章绪论1.3.4数控机床维修的特点数控机床是高投入、高精度、高效率的自动化设备；一些重要设备处于关键的岗位和工序，因故障停机时，影响产量和质量；数控机床在电气控制系统和机械结构比普通机床复杂，故障检测和诊断有一定的难度。第一章绪论1.4数控诊断技术1.4.1自诊断技术1）开机自诊断（启动诊断）数控系统通电至正常运行准备状态为止。使用系统内部自诊断软件诊断内容系统中关键的硬件和控制软件系统配置：如CPU、RAM、ROM等芯片，MDI、CRT、I/O等模块检测结果

6、通过CRT显示。启动诊断过程不结束，系统不能投入运行第一章绪论2）运行自诊断（在线诊断）数控系统正常工作时，运行内部诊断程序，对系统本身、PLC、位置伺服单元以及与数控装置相连的其它外部装置进行自动测试、检查，并显示相关的状态信息和故障信息。诊断内容接口显示，CNC和PLC，CNC与机床、PLC与机床、CNC内部和状态第一章绪论报警类型过热报警系统报警存储器报警伺服报警行程开关报警编程/设定报警，操作、编程错误引起的软故障印刷电路板间的连接故障报警第一章绪论3）离线诊断用离线诊断软件，一般与CNC系统控制软件装在CNC系统中，可调用，在CRT上观察诊

7、断结果。第一章绪论1.4.2诊断技术的发展1）通讯诊断（远程、海外诊断）用户机床的通讯口通过电话线和维修中心的专用通讯诊断计算机相连。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：实用简便；有一定的局限性第一章绪论2）自修复系统当诊断软件发现数控机床在运行中某一模块有故障时，系统在CRT上显示的同时，自动寻找备用模块并接上。特点：实用但成本比较高，而且只适合总线结构的CNC系统。第一章绪论3）人工智能专家故障诊断系统第一章绪论4）人工神经元网络(ANN)诊断ANN具有联想、容错、记忆、自适应、自学习和处理复杂多模式故障等特点。这

8、种方法将被诊断的系统的症状作为网络的输入，将按一定数学模型所求得的故障原因作为网络的输出，并且神经网络将经过