机械数控机床原理第08章工程课件

第第8章章 数控机床的维护数控机床的维护8.1 数控机床的维护概述数控机床的维护概述8.2 故障诊断的方法故障诊断的方法 8.3 数控机床机械故障诊断数控机床机械故障诊断 8.4 控制系统故障诊断控制系统故障诊断8.5 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断8.1 数控机床的维护概述数控机床的维护概述 延长元器件的寿命和零部件的磨损周延长元器件的寿命和零部件的磨损周期，预防各种故障，提高数控机床的平均期，预防各种故障，提高数控机床的平均无故障工作时间和使用寿命无故障工作时间和使用寿命。8.1.1 数控机床使用中应注意的问题数控机床使用中应注意的问题1数控机床的使用环境数控机床的使用环境 对对于于数数控控机机床床最最好好使使其其置置于于有有恒恒温温的的环环境境和和远远离离震震动动较较大大的的设设备备（如如冲冲床床）和和有有电磁干扰的设备。电磁干扰的设备。2电源要求电源要求3数控机床应有操作规程数控机床应有操作规程 进进行行定定期期的的维维护护、保保养养，出出现现故故障障注注意意记录保护现场等。记录保护现场等。4数控机床不宜长期封存数控机床不宜长期封存5注注意意培培训训和和配配备备操操作作人人员员、维维修人员及编程人员修人员及编程人员8.1.2 数控系统的维护数控系统的维护1严格遵守操作规程和日常维护制度严格遵守操作规程和日常维护制度2防止灰尘进入数控装置内防止灰尘进入数控装置内 漂浮的灰尘和金属粉末容易引起元器漂浮的灰尘和金属粉末容易引起元器件间绝缘电阻下降，从而出现故障甚至损件间绝缘电阻下降，从而出现故障甚至损坏元器件。坏元器件。3定时清扫数控柜的散热通风系统定时清扫数控柜的散热通风系统4经常监视数控系统的电网电压经常监视数控系统的电网电压 电网电压范围在额定值的电网电压范围在额定值的85110。5定期更换存储器用电池定期更换存储器用电池6数控系统长期不用时的维护数控系统长期不用时的维护 经常给数控系统通电或使数控机床运经常给数控系统通电或使数控机床运行温机程序。行温机程序。7备用电路板的维护备用电路板的维护8.1.3 机械部件的维护机械部件的维护1刀库及换刀机械手的维护刀库及换刀机械手的维护 用用手手动动方方式式往往刀刀库库上上装装刀刀时时，要要保保证装到位，检查刀座上的锁紧是否可靠；证装到位，检查刀座上的锁紧是否可靠；严严禁禁把把超超重重、超超长长的的刀刀具具装装入入刀刀库库，防防止止机机械械手手换换刀刀时时掉掉刀刀或或刀刀具具与与工工件件、夹夹具等发生碰撞；具等发生碰撞；采用顺序选刀方式须注意刀具放置采用顺序选刀方式须注意刀具放置在刀库上的顺序是否正确。其他选刀方式在刀库上的顺序是否正确。其他选刀方式也要注意所换刀具号是否与所需刀具一致，也要注意所换刀具号是否与所需刀具一致，防止换错刀具导致事故发生；防止换错刀具导致事故发生；注意保持刀具刀柄和刀套的清洁；注意保持刀具刀柄和刀套的清洁；经常检查刀库的回零位置是否正确，经常检查刀库的回零位置是否正确，检查机床主轴回换刀点位置是否到位，并检查机床主轴回换刀点位置是否到位，并及时调整，否则不能完成换刀动作；及时调整，否则不能完成换刀动作；开机时，应先使刀库和机械手空运开机时，应先使刀库和机械手空运行，检查各部分工作是否正常，特别是各行，检查各部分工作是否正常，特别是各行程开关和电磁阀能否正常动作。行程开关和电磁阀能否正常动作。2滚珠丝杠副的维护滚珠丝杠副的维护 定定期期检检查查、调调整整丝丝杠杠螺螺母母副副的的轴轴向向间隙，保证反向传动精度和轴向刚度；间隙，保证反向传动精度和轴向刚度；定定期期检检查查丝丝杠杠支支撑撑与与床床身身的的连连接接是是否否松松动动以以及及支支撑撑轴轴承承是是否否损损坏坏。如如有有以以上上问题要及时紧固松动部位，更换支撑轴承；问题要及时紧固松动部位，更换支撑轴承；采采用用润润滑滑脂脂的的滚滚珠珠丝丝杠杠，每每半半年年清清洗洗一一次次丝丝杠杠上上的的旧旧油油脂脂，更更换换新新油油脂脂。用用润润滑滑油油润润滑滑的的滚滚珠珠丝丝杠杠，每每天天机机床床工工作作前前加油一次；加油一次；注注意意避避免免硬硬质质灰灰尘尘或或切切屑屑进进入入丝丝杠杠防防护护罩罩和和工工作作过过程程中中碰碰击击防防护护罩罩，防防护护装装置一有损坏要及时更换。置一有损坏要及时更换。3主传动链的维护主传动链的维护 定期调整主轴驱动带的松紧程度；定期调整主轴驱动带的松紧程度；防止各种杂质进入油箱。每年更换防止各种杂质进入油箱。每年更换一次润滑油；一次润滑油；保持主轴与刀柄连接部位的清洁。保持主轴与刀柄连接部位的清洁。需及时调整液压缸和活塞的位移量；需及时调整液压缸和活塞的位移量；要及时调整配重。要及时调整配重。4液压系统维护液压系统维护 定期过滤或更换油液；定期过滤或更换油液；控制液压系统中油液的温度；控制液压系统中油液的温度；防止液压系统泄漏；防止液压系统泄漏；定期检查清洗油箱和管路；定期检查清洗油箱和管路；执行日常点检查制度。执行日常点检查制度。5气动系统维护气动系统维护 清除压缩空气的杂质和水分；清除压缩空气的杂质和水分；检查系统中油雾器的供油量；检查系统中油雾器的供油量；保持系统的密封性；保持系统的密封性；注意调节工作压力；注意调节工作压力；清洗或更换气动元件、滤芯；清洗或更换气动元件、滤芯；8.2 故障诊断的方法故障诊断的方法 8.2.1 故障分类故障分类1有报警显示的故障有报警显示的故障（1）硬件报警显示的故障）硬件报警显示的故障（2）软件报警显示的故障）软件报警显示的故障2无报警显示的故障无报警显示的故障8.2.2 检测故障的原则检测故障的原则检测排除故障时应掌握以下一些原则。检测排除故障时应掌握以下一些原则。1先外部后内部先外部后内部2先机械后电气先机械后电气3先静后动先静后动4先公用后专用先公用后专用5先简单后复杂先简单后复杂6先一般后特殊先一般后特殊8.2.3 故障诊断一般步骤故障诊断一般步骤1调查现场，充分掌握信息调查现场，充分掌握信息2分析故障原因分析故障原因 采用归纳法和演绎法。采用归纳法和演绎法。归纳法是从故障原因出发搜索其功能归纳法是从故障原因出发搜索其功能联系，调查原因对结果的影响。联系，调查原因对结果的影响。演绎法是从所发生的故障现象出发，演绎法是从所发生的故障现象出发，对故障原因进行分割式分析的方法。对故障原因进行分割式分析的方法。分析故障原因时应注意以下几点：分析故障原因时应注意以下几点：充分调查现场；充分调查现场；思路要开阔；思路要开阔；预预测测故故障障原原因因并并拟拟订订检检查查内内容容、步步骤和方法；骤和方法；8.2.4 常用的故障诊断技术常用的故障诊断技术1开机自诊断 数控系统通电后，自诊断软件对系统中最关键的硬件和控制软件诊断。2运行自诊断 数控系统正常工作时，内部诊断程序，对系统本身、PLC、位置伺服单元与数控装置相连的其他外部装置进行测试、检查。3脱机诊断脱机诊断 停止加工和停机检查，这就叫脱机诊断。停止加工和停机检查，这就叫脱机诊断。8.2.5 故障诊断方法故障诊断方法1观察检测法观察检测法2升温降温法升温降温法3敲击法敲击法4对比法对比法5原理分析法原理分析法8.3 数控机床机械故障诊断数控机床机械故障诊断 简易诊断技术简易诊断技术 精密诊断技术精密诊断技术 利用先进测试手段进行精确的定量检测分析利用先进测试手段进行精确的定量检测分析。8.3.1 数控机床机械故障诊断方法数控机床机械故障诊断方法8.3.2 典型机械部件的故障诊断方法典型机械部件的故障诊断方法1主轴部件主轴部件2滚珠丝杠副滚珠丝杠副3刀架、刀库及换刀装置刀架、刀库及换刀装置8.4 控制系统故障诊断控制系统故障诊断1电池报警故障电池报警故障2键盘故障键盘故障3熔丝故障熔丝故障4刀位参数的更换刀位参数的更换5控制系统的控制系统的“NOT READY”（没准备好）故障（没准备好）故障6机床参数的修改机床参数的修改8.5 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断8.5.1 常见伺服系统故障及诊断常见伺服系统故障及诊断1伺服超差伺服超差 所所谓谓伺伺服服超超差差，即即机机床床的的实实际际进进给给值值与与指指令令值值之之差差超超过过限限定定的的允允许许值值。对对此此类类问问题应做如下检查：题应做如下检查：检查数控系统设置的允许伺服偏差是检查数控系统设置的允许伺服偏差是否太小；否太小；检查检查CNC控制系统与驱动放大模块之控制系统与驱动放大模块之间，间，CNC控制系统与位置检测之间，驱动放控制系统与位置检测之间，驱动放大器与伺服电机的连线是否正确、可靠；大器与伺服电机的连线是否正确、可靠；检查位置检测器的信号及相关的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；转换电路是否有问题；检查驱动放大器输出电压是否有问检查驱动放大器输出电压是否有问题，若有问题，应予以修理或更换；题，若有问题，应予以修理或更换；检查电动机轴与传动机械间是否配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；合良好，是否有松动或间隙存在；检查位置增益是否符合要求。若不检查位置增益是否符合要求。若不符合要求，对有关的电位器应予以调整。符合要求，对有关的电位器应予以调整。2机床停止时，有关进给轴振动机床停止时，有关进给轴振动 检查高频脉冲信号，观察其波形及检查高频脉冲信号，观察其波形及波幅，若不符合要求应调节有关电位器；波幅，若不符合要求应调节有关电位器；检查伺服放大器速度环的补偿功能。检查伺服放大器速度环的补偿功能。若不合适，应调节补偿用电位器；若不合适，应调节补偿用电位器；检查位置检测用编码盘的轴、联轴检查位置检测用编码盘的轴、联轴节、齿轮系是否啮合良好了，有无松动现节、齿轮系是否啮合良好了，有无松动现象，若有问题应予以修复；象，若有问题应予以修复；3机床运行时声音不好，有摆动现象机床运行时声音不好，有摆动现象 先检查测速电机换向器表面是否光先检查测速电机换向器表面是否光滑、清洁，电刷与换向器是否接触良好，滑、清洁，电刷与换向器是否接触良好，因为问题往往多出现在这里，若有问题应因为问题往往多出现在这里，若有问题应及时进行清理或修整；及时进行清理或修整；检查伺服放大部分速度环节的功能，检查伺服放大部分速度环节的功能，若不合适应予以调整；若不合适应予以调整；检查伺服放大器位置环增益，若有检查伺服放大器位置环增益，若有问题应调节有关电位器；问题应调节有关电位器；检查位置检测器与联轴节间的装配检查位置检测器与联轴节间的装配是否松动；是否松动；检查由位置检测器来的反馈信号的检查由位置检测器来的反馈信号的波形波形D/A转换后的波形幅度。若有问题，转换后的波形幅度。若有问题，应进行修理或更换。应进行修理或更换。4飞车现象（即通常所说的失控）飞车现象（即通常所说的失控）位置传感器或速度传感器的信号反相，位置传感器或速度传感器的信号反相，或者电枢线接反了，即整个系统不是负反馈或者电枢线接反了，即整个系统不是负反馈而变成正反馈了；而变成正反馈了；速度指令给的不正确；速度指令给的不正确；位置传感器或速度传感器的反馈信号没位置传感器或速度传感器的反馈信号没有接或者是有接线断开情况；有接或者是有接线断开情况；CNC控制系统或伺服控制板有逻辑故障；控制系统或伺服控制板有逻辑故障；电源板有故障而引起的逻辑混乱。电源板有故障而引起的逻辑混乱。5所有的轴均不运动所有的轴均不运动 用户保护性操作，如急停按钮、制用户保护性操作，如急停按钮、制动装置等没有释放，或有关运动的相应开动装置等没有释放，或有关运动的相应开关不正确；关不正确；主电源熔丝熔断；主电源熔丝熔断；由于过载保护用断路器动作或监控由于过载保护用断路器动作或监控用继电器的触点未接触好，呈常开状态而用继电器的触点未接触好，呈常开状态而使伺服放大部分信号没有发出。使伺服放大部分信号没有发出。6电动机过热电动机过热 滑板运行时其摩擦力或阻力太大；滑板运行时其摩擦力或阻力太大；热保护继电器脱扣，电流设定错误；热保护继电器脱扣，电流设定错误；励磁电流太低或永磁式电机失磁时，励磁电流太低或永磁式电机失磁时，为获得所需力矩也可引起电枢电流增高而为获得所需力矩也可引起电枢电流增高而使电动机发热；使电动机发热；切削条件恶劣，刀具反做用力太大切削条件恶劣，刀具反做用力太大引起电动机电流增高；引起电动机电流增高；运动夹紧、制动装置没有充分释放，运动夹紧、制动装置没有充分释放，使电动机过载；使电动机过载；由于齿轮传动系统的损坏或传感器由于齿轮传动系统的损坏或传感器有问题，所产生的噪声进入伺服系统而引有问题，所产生的噪声进入伺服系统而引发的周期性噪声，可使电机过热；发的周期性噪声，可使电机过热；电动机本身内部匝间短路而引起的电动机本身内部匝间短路而引起的过热；过热；有风扇冷却的电动机，若风扇损坏，有风扇冷却的电动机，若风扇损坏，也可使电动机过热。也可使电动机过热。7机床定位精度不准机床定位精度不准 首先检查测速发电机换向器的表面光首先检查测速发电机换向器的表面光滑状况以及电刷的磨合状况，若有问题，应滑状况以及电刷的磨合状况，若有问题，应修整或更换；修整或更换；检测高频脉冲波形的波幅、频率及波检测高频脉冲波形的波幅、频率及波形是否符合要求，若不合适应予以调整；形是否符合要求，若不合适应予以调整；检查切削条件是否合理，刀刃是否损检查切削条件是否合理，刀刃是否损坏，若有问题需改变加工状态或更换刀具；坏，若有问题需改变加工状态或更换刀具；检查机械传动部分反向间隙，若不检查机械传动部分反向间隙，若不合适应调整或进行软件上的反向间隙补偿；合适应调整或进行软件上的反向间隙补偿；检查位置检测信号的振幅是否合适，检查位置检测信号的振幅是否合适，并进行必要调整；并进行必要调整；检查机床的振动状况，如机床水平检查机床的振动状况，如机床水平状态是否符合要求，机床地基是否有振动，状态是否符合要求，机床地基是否有振动，主轴旋转时机床是否振动。主轴旋转时机床是否振动。8.5.2 主轴伺服系统的故障及诊断主轴伺服系统的故障及诊断8.5.3 进给伺服系统故障及诊断进给伺服系统故障及诊断 可在可在CRT上显示出其故障信息、代码；上显示出其故障信息、代码；利用伺服单元板上发光二极管显示的故障；利用伺服单元板上发光二极管显示的故障；没有任何报警指示的故障。没有任何报警指示的故障。