数控机床故障诊断与维修课件

数控机床故障诊断与维修第一章 绪论一、数控机床的组成 数控机床由数控装置、伺服驱动装置、检测反响装置和机床本体四大局部组成，再加上程序的输入/输出设备、可编程控制器、电源等辅助局部。1.数控装置(数控系统的核心)由硬件和软件局部组成，接受输入代码经缓存、译码、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。一、数控机床的组成 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.检测反响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，反响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、数控机床故障诊断 1.故障的根本概念 故障数控机床全部或局部丧失原有的功能。故障诊断在数控机床运行中，根据设备的故障现象，在掌握数控系统各局部工作原理的前提下，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。二、数控机床故障诊断 2.故障的分类 1从故障的起因分类 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。非关联性故障和系统本身结构与制造无关的故障。2从故障发生的状态分类 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。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。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，机床平安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。平安性故障机床平安保护系统在不需要动作时发生动作，引起机床不能起动。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 MTTR排除故障的修理时间 平均有效度A：A=MTBF/MTBF+MTTR数控设备使用寿命故障频率曲线 4.数控机床维修的特点 1数控机床是高投入、高精度、高效率的自动化设备；2一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；3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。四、数控诊断技术的开展 1.通讯诊断(远程、海外诊断 用户机床的通讯口通过 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；有一定的局限性四、数控诊断技术的开展 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：实用但本钱比较高，而且只适合总线结构的CNC系统。四、数控诊断技术的开展 3.人工智能专家故障诊断系统 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。这种方法将被诊断的系统的病症作为网络的输入，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学习所得到的知识以分布的方式隐存在网络上，每个输出神经元对应着一个故障原因。五、课程的根本要求与特点熟悉数控机床各组成局部的工作原理与结构确立数控机床故障诊断的根本思路与实施诊断的步骤及本卷须知掌握常用测试仪器的使用方法通过理论和实训环节的教学，能实施对数控机床的故障分析和诊断。课程涉及内容广，故障检测、分析难度高第二章第二章 数控机床维护及故障诊断数控机床维护及故障诊断第一节 数控机床的验收与精度检测第二节 数控机床的维护第三节 数控机床的故障处理第四节 数控系统故障诊断的方法第五节 数控机床的抗干扰第一节第一节 数控机床的验收与精度检测数控机床的验收与精度检测一、数控机床的验收一、数控机床的验收1.机床性能主轴性能手动操作手动操作高、中、低三挡转速连续进高、中、低三挡转速连续进行五次正、反转的起动、停止，检验其行五次正、反转的起动、停止，检验其动作的灵活性和可靠性。观察功率、转动作的灵活性和可靠性。观察功率、转速、主轴的准停及机床的振动情况。速、主轴的准停及机床的振动情况。一、数控机床的验收一、机床性能一、机床性能进给性能进给性能 通通过过回回原原点点、手手动动操操作作和和手手动动数数据据输输入入方方式式操操作作，检检验验正正、反反向向的的低、中、高低、中、高 速速的的进进给给运运动动的的起起动动、停停止止、点点动动等等动动作作的的平平稳稳性性和和可可靠靠性性。并并检检查回原点的准确性和可靠性，软、硬限位是否确实查回原点的准确性和可靠性，软、硬限位是否确实 可靠。可靠。一、数控机床的验收一、机床性能一、机床性能自动换刀性能自动换刀性能 通通过过手手动动和和M06指指令令自自动动运运行行，检检验验换换刀刀的的可可靠靠性性、灵灵活活性性和和平平稳性并测定换刀时间是否符合要求。稳性并测定换刀时间是否符合要求。机床噪声机床噪声 主轴箱、冷却风扇、液压油泵等噪声小于主轴箱、冷却风扇、液压油泵等噪声小于85分贝。分贝。一、数控机床的验收一、数控机床的验收二、数控功能二、数控功能指令功能指令功能指令的功能实现及准确性指令的功能实现及准确性操操作作功功能能检检验验回回原原点点、执执行行程程序序、进进给给倍倍率率、急急停停等等功功能能的的准准确确性性CRT显示功能显示功能检验位置、程序、各种菜单显示功能检验位置、程序、各种菜单显示功能三、连续空载运行三、连续空载运行 进行进行816小时的空载自动连续运行小时的空载自动连续运行一、数控机床的验收四、验收检查工程四、验收检查工程数控系统外观检查各局部破损、碰伤数控系统外观检查各局部破损、碰伤控制柜元器件的紧固检查接插件、接线端子、元器件的固定控制柜元器件的紧固检查接插件、接线端子、元器件的固定输入电源电压、相序确实认输入电源电压、相序确实认检查直流输出电压检查直流输出电压24V、5V确认数控系统与机床侧的接口确认数控系统与机床侧的接口确认数控系统各参数的设定最正确性能确认数控系统各参数的设定最正确性能二、精度检验二、精度检验1.1.几何精度检验静态精度检验几何精度检验静态精度检验是综合反映机床关键零部件经组装后的综是综合反映机床关键零部件经组装后的综合几何形状误差。有各坐标轴的相互垂直合几何形状误差。有各坐标轴的相互垂直度、台面的平行度、主轴的轴向和径向跳度、台面的平行度、主轴的轴向和径向跳动等检验工程。动等检验工程。2.2.定位精度检验定位精度检验是测量机床各坐标轴在数控系统控制下所是测量机床各坐标轴在数控系统控制下所能到达的位置精度。能到达的位置精度。有直线运动定位精度、直线运动重复定位精度、直线运动的原点复归精度、直线运动失动量、回转工作台的定位精度、回转工作台的重复分度精度、数控回转工作台的失动量、回转工作台的原点复归精度等。3.切削精度检验对数控车床外圆车削直径、圆度端面车削平面度螺纹车削螺距积累误差等第二节第二节 数控机床的维护数控机床的维护一、点检一、点检点点检检按按有有关关维维护护文文件件的的规规定定，对对数数控控机机床床进进行行定定点点、定定时时的的检检查查和维护和维护点检要求和内容点检要求和内容 专职点检专职点检重点设备、部位设备部门重点设备、部位设备部门 日常点检日常点检一般设备的检查及维护车间一般设备的检查及维护车间 生产点检生产点检开机前检查、润滑、日常清洁、开机前检查、润滑、日常清洁、紧固等工作操作者紧固等工作操作者二、数控系统的日常维护二、数控系统的日常维护机床电气柜的散热通风门上热交换器或轴流风扇对控制柜的内外进行空气循环。少开柜门纸带阅读机的定期维护对光电头、纸带压板定期进行防污处理支持电池的定期更换在机床断电期间，有电池供电保持存储在COMS器件内的机床数据二、数控系统的日常维护二、数控系统的日常维护检测反响元件的维护光电编码器、接近开关、行程开关与撞块、光栅等元件的检查和维护备用电路板的定期通电备用电路板应定期装到CNC系统上通电运行，长期停用的数控机床也要经常通电，利用电器元件本身的发热来驱散电气柜内的潮气。保证电器元件性能的稳定可靠。三、诊断常用的仪器仪表及工具三、诊断常用的仪器仪表及工具 1.1.仪器仪表仪器仪表万用表可测电阻、交、直流电压、电流 指针式：有测量过程 数字式：直接读数相序表可检查直流驱动装置输入电流的 相序双踪示波器检查信号波形钳形电流表不断线检测电流三、诊断常用的仪器仪表及工具三、诊断常用的仪器仪表及工具脉冲发生笔与逻辑测试笔 对芯片或功能电路板的输入注入逻辑电平脉冲，用逻辑测试笔检测输出电平，以判别其功能正常与否。机械故障诊断仪 对机械故障进行检测、分析与诊断。2.工具 “+、“一螺丝刀、钳子、镊子、烙铁等 四、诊断用技术资料四、诊断用技术资料数控机床生产厂家必须向用户提供安装、使用与维修有关的技术资料，主要有：数控机床电气使用说明书数控机床电气原理图数控机床电气连接图数控机床结构简图数控机床参数表数控机床PLC控制程序四、诊断用技术资料四、诊断用技术资料数控系统操作手册数控系统编程手册数控系统安装与维修手册伺服驱动系统使用说明书 数控机车的技术资料对故障分析与诊断 非常重要，必须认真仔细地阅读，并对照机床实物，做到心中有数。一旦机床 发生故障，再进行分析的同时查阅资料。第三节第三节 故障处理故障处理 一、故障软故障由调整、参数设置或操作不当引起在使用初期发生较多，不熟悉硬故障由数控机床控制、检测、驱动、液气、机械装置的硬件失效引起 二、故障处理对策 除非出现影响设备或人身平安的紧急情况，不要立即切断机床的电源。应保持故障现场。从机床外观、CRT显示的内容、主板或驱动装置报警灯等方面进行检查。可按系统复位键，观察系统的变化，报警是否消失。如消失，说明是随机性故障或是由操作错误引起的。如不能消失，把可能引起该故障的原因罗列出来，进行综合分析、判断，必要时进行一些检测或试验，到达确诊故障的目的。复位后，故障不能消失，可从以下几方面进行调查：1.检查机床的运行状态机床故障时的运行方式CRT显示的内容报警信号和报警号驱动装置、变频器等显示的报警指示故障时轴的定位误差刀具轨迹是否正常辅助机能的运行状态2.检查加工程序及操作情况是否为新编制的加工程序刀具补偿指令及补偿量是否正确故障是否与换刀有关故障是否与进给速度有关操作者的情况新手3.检查系统的输入电压输入电压的波动，电压值是否在正常范围附近有否使用大电流的装置4.检查环境状态CNC周围的温度状况控制柜热交换器、轴流风扇工作情况系统周围的振动情况附近有否高频干扰源5.检查机床状况熔丝是否已熔断故障前是否修理过机床或设置过参数机床是否已调整好在运行过程中是否改变过工作方式机床是否正处于急停、锁住状态速度倍率开关是否设为零进给保持按钮是否被按下间隙补偿量是否适宜机床各信号电缆有否破损信号线和电源线是否分开走线屏蔽线接地是否正确第三节第三节 数控系统故障诊断方法数控系统故障诊断方法一、诊断步骤和要求 故障检测确定有否故障1.故障诊断 故障判断确定故障性质 故障定位确定故障部位2.故障诊断要求：故障检测方法简便有效使用的诊断仪器少而实用故障诊断的所需的时间尽可能短二、常用故障诊断方法二、常用故障诊断方法1.直观法望闻问切问机床的故障现象、加工状况等看CRT报警信息、报警指示灯、熔丝断否、元器件烟熏烧焦、电容器膨胀变形、开裂、保护器脱扣、触点火花等听异常声响铁芯、欠压、振动等闻电气元件焦糊味及其它异味摸发热、振动、接触不良等二、常用故障诊断方法二、常用故障诊断方法2.CNC系统的自诊断功能开机自诊断系统内部自诊断程序通电后动执行对CPU、存储器、总线和I/O等模块及功能板、CRT、软盘等外围设备进行功能测试，确定主要硬件能正常工作。例运行中的故障信息提示发生故障在CRT上报警信息，查阅维修手册确定故障原因及排除方法。不唯一，信息丰富那么准确FANUC 10TE系统的数控机床，开机后CRT显示：FS107E 1399BROM TEST：ENDRAM TEST 未通过测试故障可能：参数丧失、支持电池失效或接触不良等二、常用故障诊断方法二、常用故障诊断方法3.数据和状态检查CNC系统的自诊断不但能在CRT上显示故障报警信息，而且还能以多页“诊断地址和“诊断数据的形式提供机床参数和状态信息接口检查参数检查接口检查系统与机床、系统与PLC、机床与PLC的输入/输出信号，接口诊断功能可将所有开关量信号的状态显示在 CRT上，“1表示通，“0表示断。利用状态显示可以检查数控系统是否将信号输出到机床侧，机床侧的开关信号是否已输入到系统，从而确定故障是在机床测还是在系统侧。例：NCP400L数控车床接口状态接口检查38C0H 0 0 1 1 0 0 1 0二、常用故障诊断方法二、常用故障诊断方法参数检查数控机床的机床参数是经一系列的试验和调整而获得的重要参数，是机床正常运行的保证。包括有增益、加速度、轮廓监控及各种补偿值等。当机床长期闲置不用或受到外部干扰会使数据丧失或发生数据混乱，机床将不能正常工作。可调出机床参数进行检查、修改或传送。二、常用故障诊断方法二、常用故障诊断方法4.报警指示灯显示故障除CRT软报警外，还有许多“硬件报警指示灯，分布在电源、主轴驱动、伺服驱动I/O装置上，由此可判断故障的原因。5.备板置换法替代法用同功能的备用板替换被疑心有故障的模板。故障被排除或范围缩小注意：断电状态下/选择开关/跨线一致二、常用故障诊断方法二、常用故障诊断方法六、将功能相同的模板或单元相互交换，观察故障的转移情况，就能快速判断故障的部位。系统X驱动Y驱动X电机Y电机二、常用故障诊断方法二、常用故障诊断方法七、敲击法数控系统是由各种电路板组成，电路板上、接插件等处有虚焊或接口槽接触不良都会引起故障。可用绝缘物轻轻敲打疑点处，假设出现，那么敲击处很可能就是故障部位。八、升温法设备运行较长时间或环境温度较高时，机床就会出现故障，可用电吹风、红外灯照射可疑的元件或组件。确定故障点。二、常用故障诊断方法二、常用故障诊断方法九.功能程序测试法当数控机床加工造成废品而无法确定是编程、操作不当还是数控系统故障时，或是闲置时间较长的数控机床重新投入使用时。将G G、M M、S S、T T、F F功能的全部指令编写一个试验程序并运行在这台机床，可快速判断哪个功能不良或丧失。二、常用故障诊断方法二、常用故障诊断方法十、隔离法隔离法是将某些控制回路断开，从而到达缩小查找故障区域的目的。例：某加工中心，在JOG方式下，进给平稳，但自动那么不正常。首先要确定是NC故障还是伺服系统故障，先断开伺服速度给定信号，用电池电压作信号，故障依旧。说明NC系统没有问题。进一步检查是Y轴夹紧装置出故障。二、常用故障诊断方法二、常用故障诊断方法十一、测量比较法为了检测方便，在模板或单元上设有检测端子，用万用表、示波器等仪器对这些端子的电平或波形进行测试，将测试值与正常值进行比较，可以分析和判断故障的原因和及故障的部位。各种故障诊断方法各有特点，要根据故障现象的特点灵活的组合应用。第四节 电源的维护与保养1.电源的组成：三相输入线路、熔断器、电源开关、电源变压器、控制变压器、断路器、各种继电器、接触器等。2.通过电源配置提供给数控机床所需要的各种电源，以满足不同负载的要求。一般有：380V、220V、200V、24V以及5V等。第四节 电源的维护与保养2.维护保养内容三相电源的电压值是否正常，有否偏相所有电气连接是否良好各类开关是否有效各继电器、接触器是否正常工作检验热继电器、电弧抑制器等保护器件是否有效检查电气柜防尘滤网、冷却风扇是否正常第五节 数控机床的抗干扰一、电磁波干扰电火花、中、高频电加热设备的电源都会产生强烈的电磁波，通过空间传播被附近的数控系统所接受，如果能量足够就会干扰数控机床的正常工作。远离这些设备二、供电线路干扰输入电压过压或欠压引起电源报警而停机电源波形畸变*引起错误信息会导致CPU停止运行第五节 数控机床的抗干扰三、信号传输干扰数控信号在传递过程中受到外界的干扰串模干扰干扰电压叠加在有用信号上，由绝缘不良、漏电阻及供电线路等引入。共模干扰干扰电压对二根或以上信号线的干扰大小相等、相位相同。装置的 共模抑制比较高，影响不大。当不平衡 时，一局部转为串模。四、抗干扰措施1.减少供电线路的干扰数控机床远离具有中、高频电源的设备数控机床不要和大功率且频繁起、停的设备在同一供电干线上在电源电压波动较大的地区，加稳压电源动力线和信号线分开走线信号线采用屏蔽线或双绞线控制线和电源线相交时，要采用直角相交四、抗干扰措施2.减少机床控制中的干扰压敏电阻保护浪涌吸收器可对线路中的瞬变、尖蜂等噪声进行保护阻容保护交流接触器和电机频繁起停时，因电磁感应会在机床电路中产生浪涌或尖蜂，可抑制、吸收干扰噪声续流二极管保护直流电感元件在断电时，在线圈着将产生较大的感应电动势并联的二极管可减少对控制电路的干扰四、抗干扰措施3.屏蔽技术电磁、静电屏蔽信号线采用屏蔽线铜质网状、穿在铁质蛇皮管或铁管中关键元件或组件采用金属容器屏蔽4.保证“接地良好“接地是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术措施。电网的许多干扰都市通过“接地对机床起作用的。信号地用来提供电信号的基准电压0V框架地是以平安性及防止外来噪声和内部噪声为目的的地线系统。它是装置的面板、单元的外壳、操作板及各装置间接口的屏蔽线系统地是将框架地和大地相连接 接地要可靠接地电阻应小于10欧姆 接地线要粗应大于电源线的截面积 数控机床的地线系统第三章 数控机床机械结构故障诊断第一节 数控机床机械故障诊断方法第二节 主轴部件第三节 滚珠丝杠螺母副第四节 导轨副第五节 刀库及换刀装置第六节 液压与气压传动系统第三章 数控机床机械结构故障诊断 一、故障与故障诊断一、故障与故障诊断 数控机床在机械结构上和普通机床不同点在于传动链缩短，传动部件的精度高，机械维护的面更广。主轴、进给轴、导轨和丝杠、刀库和换刀装置、液压和气动等。熟悉机械故障的特征，掌握数控机床机械故障的诊断的方法和手段。还要注意数控机床机电之间的内在联系。第一节 数控机床机械故障诊断方法1.1.机械故障的原因机械故障的原因 机床在运行过程中，机械零部件受到力、机床在运行过程中，机械零部件受到力、热热、摩摩擦擦以以及及磨磨损损等等诸诸多多因因素素的的作作用用，使使其其领领部部件件偏偏离离或或丧丧失失原有的功能。原有的功能。2.2.机械故障诊断机械故障诊断 机机床床运运行行状状态态的的识识别别、运运行行状状态态的的信信号号获获取取、特特征征参参数数的的分分析析，故障性质的判断和故障部位确实定。故障性质的判断和故障部位确实定。第一节 数控机床机械故障诊断方法二、二、机械故障诊断的方法机械故障诊断的方法实用诊断技术问、听、看、闻、摸、查实用诊断技术问、听、看、闻、摸、查振动、噪声测试振动、噪声测试(幅值大小、频率结构幅值大小、频率结构油液分析磨粒成分、型貌、数量油液分析磨粒成分、型貌、数量温度测试外表温度及变化规律温度测试外表温度及变化规律超声、超声、X X射线探伤机件内部缺陷射线探伤机件内部缺陷专家诊断系统专家的经验、数据专家诊断系统专家的经验、数据第一节 数控机床机械故障诊断方法1.1.实用诊断技术实用诊断技术问问操操作作者者渐渐/突突发发、故故障障现现象象、加加工工件件的的情情况况、传传动动系系统统的的运运动动和动力、润滑、保养和检修情况和动力、润滑、保养和检修情况看看机机床床的的转转速速变变化化、工工件件的的外外表表粗粗糙糙度度和和振振纹纹、颜颜色色伤伤痕痕等等明明显显病症病症听听机床运转声强弱、频率上下等机床运转声强弱、频率上下等闻闻润滑油脂氧化蒸发油烟气焦糊气润滑油脂氧化蒸发油烟气焦糊气第一节 数控机床机械故障诊断方法1.1.实用诊断技术实用诊断技术触触用用手手感感来来判判别别机机床床的的故故障障温温升升、振振动动、伤伤痕痕和和波波纹纹、爬爬行行、松紧松紧 实实用用诊诊断断技技术术在在机机械械故故障障的的诊诊断断中中具具有有实实用用简简便便、快快速速有有效效的的特特点点，但但诊诊断断效效果果的的好好坏坏在在很很大大程程度度上上要要凭凭借借维维修修技技术术人人员员的的经经验，而且有一定的局限性，对一些疑难故障难以奏效。验，而且有一定的局限性，对一些疑难故障难以奏效。二、机械故障诊断的方法 2.2.机械振动检测诊断法机械振动检测诊断法 以机床振动作为信息源，在机床运行过程中获取信号，对信号作各种处理和分析，通过某些特征量的变化来判别有无故障、根据由以往诊断经验形成的一些判据来确定故障的性质并综合一些其他依据来进一步确定故障的部位。具有实用可靠、判断准确的特点2.机械振动检测诊断法诊断过程诊断过程1 1阅被诊断设备的技术资料，分析传动关系、计算传动件的特征值；阅被诊断设备的技术资料，分析传动关系、计算传动件的特征值；2 2获取信号、信号调理与处理；获取信号、信号调理与处理；3 3信号分析、故障判断部位、性质。信号分析、故障判断部位、性质。故障振动信号分类故障振动信号分类 1 1平稳性故障信号平稳性故障信号 2 2冲击性故障信号冲击性故障信号 2.机械振动检测诊断法 1 1平稳性故障信号机械结构在正弦周期性力信号、复杂周期性力信号和准周期性力信号轴弯曲、偏心、滚子失圆等渐变性故障作用下产生的响应信号。特点：响应信号的频率成分与鼓励信号的频率成分相同。频谱为有限根谱线，而且能量集中在故障的特征频率及其倍频上。2.机械振动检测诊断法2 2冲击性故障信号冲击性故障信号 机械结构在周期性冲击力作用下的脉冲响机械结构在周期性冲击力作用下的脉冲响 应，他与冲击信号本身有很大的不同。应，他与冲击信号本身有很大的不同。特点：信号能量短时间释放，其频谱为无特点：信号能量短时间释放，其频谱为无 穷根谱线，间隔等于脉冲发生的频率。能穷根谱线，间隔等于脉冲发生的频率。能 量集中于基频。量集中于基频。2.机械振动检测诊断法信号分析方法信号分析方法 1)1)时域分析法直观时域分析法直观 了了解解信信号号的的幅幅值值和和时时间间的的关关系系，确确定定振振动动的的程程度度，设设备备是是否否有有故故障障及及严严重重程程度度。不不能能确确定定故故障障部部位位特特征征量量的的统统计计分分析析、相相关关分分析析等、均值、有效值、均方根值、方差等。等、均值、有效值、均方根值、方差等。2.机械振动检测诊断法信号分析方法信号分析方法 2)2)频域分析法(了解信号的频率结构，寻找故障源)幅值谱分析-应用傅里叶变换、傅里叶傅里叶积分将时域信号变为频域信号。功率谱分析-在频域中对信号能量或功率分布情况的描述。滤波谱-分析平稳性故障信号 解调谱-分析冲击性故障信号2.机械振动检测诊断法测试仪器系统2.机械振动检测诊断法诊断实例诊断实例 1了了解解设设备备的的运运行行状状态态：设设备备在在运运行行中中有有什什么么异异常常情情况况，不不同同速速度度档位有什么区别。档位有什么区别。2得得到到设设备备的的有有关关资资料料：设设备备的的传传动动系系统统图图、轴轴承承分分布布图图等等技技术术资资料，并对其进行分析。料，并对其进行分析。3计计算算传传动动链链和和传传动动件件的的特特征征频频率率：计计算算传传动动链链，计计算算各各传传动动件件的的特征频率系数。特征频率系数。对设备进行诊断测试对设备进行诊断测试1放置测振、测速传感器位置、信号要放置测振、测速传感器位置、信号要 求一般选振动或噪声较大的部位；求一般选振动或噪声较大的部位；2连接仪器系统；连接仪器系统；3开动被测设备；开动被测设备；4调节测速电平、显示主轴转速并记录；调节测速电平、显示主轴转速并记录；5从较高频段开始测试，逐渐到较低频段，从较高频段开始测试，逐渐到较低频段，并调节放大器的增益，使信号处于最正确状并调节放大器的增益，使信号处于最正确状 态；态；6记录、打印测试结果。记录、打印测试结果。传动链 30/60 27/30 27/57 特征系数 4.69 140.2.35 63.33 2.1 57 1.0特征频率 3.58 107.4 1.79 48.32 1.61 43.5 0.763 故障诊断分析1由主轴转频计算各传动件的特征频率；2对照计算值和测试结果，由前述机械故障诊断知识进行分析，判断故障的部位和故障性质。得出诊断结果。第二节 主轴部件主轴部件的性能要求主轴部件的性能要求 高高回回转转精精度度、足足够够的的功功率率输输出出、刚刚度度、抗抗振振性性、温温升升以以及及自自动动变速、准停和自动换刀等要求。变速、准停和自动换刀等要求。主轴部件的结构主轴部件的结构 成成组组高高精精度度轴轴承承滚滚动动/静静压压/磁磁力力/陶陶瓷瓷及及其其配配置置、轴轴承承间间隙隙调调整和润滑密封以及满足工件的自动装夹要求整和润滑密封以及满足工件的自动装夹要求 第二节 主轴部件主轴的维护特点 1.主轴润滑 减少摩擦、带走热量，磨损和热变形-循环润滑方式：液压泵供油强力润滑和 油脂润滑-油气润滑方式：定时定量把油雾送进轴 承空隙中-喷注润滑方式：较大流量的恒温油喷注 到主轴轴承大容量恒温油箱第二节 主轴部件2.防泄露 主轴故障诊断主轴故障诊断故障现象故障原因故障现象故障原因1.主轴发热轴承损伤或不清洁、轴承油主轴发热轴承损伤或不清洁、轴承油 脂耗尽或油脂过多、轴承间脂耗尽或油脂过多、轴承间 隙过小隙过小2.主轴强力电机与主轴传动的皮带过松、主轴强力电机与主轴传动的皮带过松、切削停转皮带外表有油、离合器松切削停转皮带外表有油、离合器松3.润滑油泄漏润滑油过量、密封件损伤或润滑油泄漏润滑油过量、密封件损伤或失效、管件损坏失效、管件损坏 主轴故障诊断主轴故障诊断故障现象故障原因故障现象故障原因4.主轴噪声缺少润滑、皮带轮动平衡主轴噪声缺少润滑、皮带轮动平衡 振动振动 不佳、带轮过紧、齿轮磨不佳、带轮过紧、齿轮磨 损或啮合间隙过大、轴承损或啮合间隙过大、轴承 损坏损坏5.主轴没有或主轴没有或 油泵转向不正确、油管或油泵转向不正确、油管或 润滑缺乏润滑缺乏 滤油器堵塞、油压缺乏滤油器堵塞、油压缺乏第二节 主轴部件主轴故障诊断主轴故障诊断故障现象故障原因故障现象故障原因6.刀具不能 蝶形弹簧位移量太小、刀 夹紧 具松夹弹簧上螺母松动7.刀具夹紧后 刀具松夹弹簧压合过紧、不能松开 液压缸压力和行程不够第三节 滚珠丝杠螺母副滚珠丝杠螺母副的维护1.轴向间隙的调整 保证反向传动精度和轴向刚度垫片调隙式、螺纹调隙式、齿差调隙式 2.支承轴承的定期检查 定期检查丝杠支承与床身的连接是否有松动以及轴承是否损坏第三节 滚珠丝杠螺母副滚珠丝杠螺母副的维护 3.滚珠丝杠副的润滑 润滑剂油/脂可提高耐磨性和传动效 率工作前/半年 4.滚珠丝杠的防护 防止硬质灰尘或切屑污物的进入，可采用防护罩或防护套管等 滚珠丝杠螺母副的故障诊断 故障现象故障原因故障现象故障原因1.1.噪声大 丝杠支承轴承损坏或压盖压合 不好、联轴器松动、润滑不良 或丝杠副滚珠有破损2.丝杠运动 轴向预紧太大、丝杠或螺母轴不灵活 线与导轨不平行、丝杠弯曲第四节 导轨副导轨副的维护1.间隙调整保证导轨面之间合理的间隙，小摩擦力大、磨损，大运动失去准确性和平稳性、失去导向精度2.滚动导轨的预紧提高刚度、消除间隙3.导轨的润滑降低摩擦系数、减少磨损、防止导轨面锈蚀。润滑方式：人工加油油杯供油、压力油润滑润滑油：粘度变化小、润滑性好、油膜刚度第四节 导轨副4.导轨的防护防止切屑、磨粒或冷却液散落在导轨上而引起磨损、擦伤、和锈蚀，导轨面上应有可靠的防护装置。常用的有刮板式、卷帘式和叠层式防护罩。需要经常进行清理和保养。导轨故障诊断3.导轨故障诊断 故障现象故障原因故障现象故障原因1.导轨研伤 地基与床身水平有变化使局部 载荷过大、长期短工件加工局 部磨损严重、导轨润滑不良、导轨材质不佳、刮研不符和要 求、导轨维护不良落入赃物3.导轨故障诊断 故障现象故障原因故障现象故障原因2.移动部件 导轨面研伤、导轨压板研伤、镶条与导轨间隙太小3.加工面在 导轨直线度超差、工作台塞接刀处不平 铁松动或塞铁弯度过大、机 床水平度差使导轨发生弯曲第五节 刀库及换刀装置刀库与换刀机械手的维护要点刀库与换刀机械手的维护要点1.严禁把超重、超长的刀具装入刀库，防止 机械手换刀时掉刀或发生碰撞2.不管什么方式选刀时，刀具号要和刀库上 所需刀具一致3.手动方式放往刀库上装刀时，要确保装到 位、装牢靠。刀座上的锁紧也要可靠第五节 刀库及换刀装置刀库与换刀机械手的维护要点刀库与换刀机械手的维护要点4.经常检查刀库的回零位置是否正确，主轴经常检查刀库的回零位置是否正确，主轴 回换刀点位置到位，及时调整回换刀点位置到位，及时调整5.要保持刀具刀柄和刀套的清洁要保持刀具刀柄和刀套的清洁6.开机时，应先使刀库和机械手空运行，检开机时，应先使刀库和机械手空运行，检 查各局部工作是否正常行程开关、电磁查各局部工作是否正常行程开关、电磁 阀、液压系统的压力等阀、液压系统的压力等第五节 刀库及换刀装置刀库与换刀机械手的故障诊断刀库与换刀机械手的故障诊断 故障主要表现在：刀库运动故障、定位误差过大、机械手夹持刀柄不稳定和机械手运动误差过大等 故障现象故障现象 故障原因故障原因1.刀库刀套不 刀套上的调整螺母位置不对 能卡紧刀具2.刀库不能旋转 电机和蜗杆轴联轴器松动第五节 刀库及换刀装置刀库与换刀机械手的故障诊断刀库与换刀机械手的故障诊断 故障现象故障现象 故障原因故障原因3.刀具从机械 刀具超重、机械手卡紧销损 手中脱落 坏或没有弹出来4.刀具交换时 换刀时主轴没有回到换刀点 掉刀5.换刀速度过 气压太高或太低和节流阀开 快或过慢 口太大或太小第六节 液压与气压传动系统 一、液压传动系统 1.驱动对象液压卡盘静压导轨液压拨叉变速液压液压缸主轴箱的液压平衡液压驱动机械手和主轴上松刀液压缸等第六节 液压与气压传动系统 一、液压传动系统 2.液压系统的维护要点控制油液污染，保持油液清洁80%故障控制液压系统中油液的温升效率、压力、速度、动作可靠、泄漏、氧化控制液压系统的泄漏提高液压元件零部件的加工精度、元件和管道的安装质量以及提高密封件的质量和定期更换。第六节 液压与气压传动系统 2.液压系统的维护要点防止液压系统振动和噪声螺钉松动、管接头松脱而引起泄漏严格执行日常点检制度液压故障有隐蔽性、可变性和难于判断性的特点严格执行定期紧固、清洗、过滤和更换制度防止松动、污染、堵塞、磨损等情况的发生第六节 液压与气压传动系统3.液压系统的点检元件和管接头是否有泄漏液压泵和液压马达运转时有否异常噪声液压缸移动时是否正常平稳液压系统的各点压力是否正常和稳定油液的温度是否在允许范围内电气控制及换向阀工作是否灵敏可靠油箱内油量是否在标线范围内第六节 液压与气压传动系统 3.液压系统的点检定期对油箱内的油液进行检验、过滤、更换。定期检查和紧固重要部位的螺钉和接头定期检查、更换密封件定期检查、清洗或更换滤芯和液压元件定期检查清洗油箱和管道第六节 液压与气压传动系统 二、气动系统 1.驱动对象数控机床主轴锥孔的吹气和开关防护门主轴的松刀实现机械手的动 例：某加工中心气动原理图第六节 液压与气压传动系统 二、气动系统 2.气动系统维护的要点保证供给洁净的压缩空气水分、油分、粉尘保证空气中含有适量的润滑油使气动控制和执行元件适度的润滑 采用压缩空气调理装置第六节 液压与气压传动系统 2.气动系统维护的要点保持气动系统的密封性漏气将增加能量的消耗、导致供气压力下降甚至气动元件工作失常，使用仪表或肥皂水捡漏保证气动元件中运动零件的灵敏度使用油雾别离器别离油雾保证气动装置具有适宜的工作压力和运动速度第六节 液压与气压传动系统 3.气动系统的点检与定检管路系统点检主要内容是对冷凝水和润滑油的管理，还要检查供气压力是否正常、有无漏气等气动元件的定检主要内容是彻底处理系统的漏气现象更换密封元件、处理管接头或联接螺钉松动，定期检查测量仪表、平安阀和压力继电器等第四章 伺服系统故障诊断第一节 主轴驱动系统 主轴驱动系统、故障形式、故障诊断第二节 进给伺服系统 进给驱动系统、伺服系统结构形式、故障诊断第三节 位置检测装置 检测装置的维护、位置检测的故障诊断第四章 伺服系统故障诊断伺服：工作台电机的运动速度和距离完全按CNC的指令行动，准确无误 摩擦力切削力、润滑、温度和设备控制方法：三环结构位置环外环：输入信号为CNC的指令和位置检测器反响的位置信号速度环中环：输入信号为位置环的输出和测速发电机经反响网络处理信号第四章 伺服系统故障诊断电流环内环：输入信号为速度环的输出信号和经电流互感器得到的电流信号在三环系统中，位置环的输出是速度环的输入；速度环的输出是电流环的输入；电流环的输出直接控制功率变换单元，这三个环的反响信号都是负反响第四章 伺服系统故障诊断第一节 主轴驱动系统一般主轴要求：速度大范围连续可调、恒功率范围宽伺服主轴要求：有进给控制和位置控制主轴变速形式：电动机带齿轮换档降速、增大传动比、增大主轴转矩；电动机通过同步齿带或皮带驱动主轴恒功率、机械传动简单第四章 伺服系统故障诊断一、常用主轴驱动系统介绍FANUC公司主轴驱动系统 主要采用交流主轴驱动系统，有S、H、P三个系列1.537 1.522 3.737 kW 主要特点：1采用微处理控制技术 2主回路采用晶体管PWM逆变器 3具有主轴定向控制、数字和模拟输入 第四章 伺服系统故障诊断一、常用主轴驱动系统介绍SIEMENS公司主轴驱动系统 直流主轴电动机：有1GG5、1GF5、1GL5和1GH5四个系列及配套的6RA24、6RA27系列驱动装置晶闸管 交流主轴电动机：有1PH5和1PH6两个系列3100kW及配套的6SC650、6SC611A系列的主轴驱动模块第四章 伺服系统故障诊断二、主轴伺服系统的故障形式及诊断方法 主轴伺服系统发生故障时，有三种表现 形式：在CRT或操作面板上显示报警内容或报警信息在主轴驱动装置上用报警灯或数码管显示故障无任何故障报警信息第四章 伺服系统故障诊断 主轴伺服系统常见故障有：外界干扰：屏蔽和接地措施不良时，主轴转速或反响信号受电磁干扰，使主轴驱动出现随机和无规律的波动。判别方法，使主轴转速指令为零再看主轴状态过载：切削用量过大，频繁正、反转等均可引起过载报警。具体表现为电动机过热、主轴驱动装置显示过电流报警等 主轴伺服系统常见故障有：主轴定位抖动 主轴准停用于刀具交换、精镗退刀及齿轮换档等场合，有三种实现形式：1机械准停控制V形槽和定位液压缸 2磁性传感器的电气准停控制 图 3编码器型的准停控制准停角度可任意 上述准停均要经减速，减速或增益等参数设置不当；限位开关失灵；磁性传感器间隙变化或失灵都会引起定位抖动磁性传感器主轴准停装置1.磁性传感器2.发磁体3.主轴4.支架5.主轴箱 主轴伺服系统常见故障有：主轴转速与进给不匹配:当进行螺纹切削或用每转进给指令切削时，会出现停止进给、主轴仍然运转的故障。主轴有一个每转一个脉冲的反响信号，一般为主轴编码器有问题。可查CRT报警、I/O编码器状态或用每分钟进给指令代替转速偏离指令值：主轴实际转速超过所规定的范围时要考虑，电机过载、CNC输出没有到达与转速指令对应值、测速装置有故障、主轴驱动装置故障 主轴伺服系统常见故障有：主轴异常噪声及振动：电气驱动在减速过程中发生、振动周期与转速无关；主轴机械恒转速自由停车、振动周期与转速有关主轴电动机不转：CNC是否有速度信号输出；使能信号是否接通、CTR观察I/O状态、分析PLC梯形图以确定主轴的启动条件润滑、冷却；主轴驱动故障；主轴电机故障第四章 伺服系统故障诊断三、主轴直流驱动的故障诊断1.控制电路 控制回路采用电流反响和速度反响的双闭环调速系统，内环是电流环，外环是速度环。调速特点是速度环的输出是电流环的输入，可以根据速度指令电压和转速反响电压的差值及时控制电动机的转矩。在速度差值大时，转矩大，速度变化快，转速尽快到达给定值，当转速接近给定值时，转矩自动减小，防止超调第四章 伺服系统故障诊断三、主轴直流驱动的故障诊断2.主电路 数控机床直流主轴电动机由于功率较大，切要求正、反转及停止迅速，驱动装置采用三相桥式反并联逻辑无环流可逆变调速系统，在制动时，除了缩短制动时间，还能将主轴旋转的机械能转变成电能送回电网。还利用逻辑电路，使一组晶闸管工作时，另一组的触发脉冲被封锁，切断两组之间流通的电流 例：某加工中心采用直流主轴电动机、逻辑无环可逆调速系统。当用M03指令起动时有“咔、咔的冲击声，电动机换向片上有轻微的火花，起动后无明显的异常现象；用M05指令使主轴停止时，换向片上出现强烈的火花，同时伴有“叭、叭的放电声，随即交流回路的保险丝熔断。火花的强烈程度和电动机的转速成正比。但假设用急停方式停止主轴，换向片上没有任何火花。分析诊断：急停电阻能耗制动；正常停机回馈制动。在任何时候不允许正、反两组同时工作，有火花说明逆变电路有故障。例：某加工中心主轴在运转时抖动，主轴箱噪声增大，影响加工质量。经检查主轴箱和直流主轴电动机正常，把检查转到主轴电机的控制系统。测得的速度指令信号正常，而速度反响信号出现不应有的脉冲信号，问题出在速度检测元件上，经检查，测速发电机碳刷完好，但换向器因碳粉堵塞，而造成一绕组断路，使测得的反响信号出现规律性的脉冲，导致速度调节系统调节不平稳，使驱动系统输出的电流忽大忽小，从而造成电动机轴的抖动。用酒精清洗换向器，彻底消除碳粉，即可排除故障第四章 伺服系统故障诊断四、主轴交流驱动的故障诊断一6SC650系列主轴交流驱动系统1.驱动装置的组成原理图1.驱动装置的组成主轴驱动系统第四章 伺服系统故障诊断2.故障诊断故障代码 当交流主轴驱动变频器在运行中发生故障，变频器面板上的数码管会以代码的形式提示故障的类型。辅助诊断 除故障代码外，在控制和I/O模块还有测试插座，作为辅助诊断的手段通过测试，可进一步判断变频器是否缺相以及过电流等故障 变频器的操作和显示面板I/O 模块上的测试插座 1 接线端子2 I/O模块3 电流测试插孔测电机相电流测直流回路电流测电机总电流6SC650 系列变频器局部代码表故障代码 故障名称 故障原因 F11 转速控制开环 1 编码器电缆未接好；无实际转速值 ;4 电机缺相工作；等 F12 过电流 1 变频器有短路故障 ;5 转矩设定值过高；等 F14 电动机过热 1 电动机过载 2 电动机电流过大；等二主轴通用变频器第二节 进给伺服系统任务 完成CNC对各坐标轴的位置控制组成 进给驱动、位置检测及机械传动装置工作过程 程序指令经插补运算得位置指令 同时将检测到的实际位置信号反响数控系统构成半或闭环控制系统，是外环为位置环内环为速度环的控制系统位置检测 光栅、光电编码器、感应同步器、旋转变压器和磁栅等速度监测 测速发电机和光电编码器等第二节 进给伺服系统一、常见进给驱动系统1.直流进给驱动系统FANUC公司直流进给驱动系统 小惯量L、中惯量M系列直流伺服电动机 采用PWM速度控制单元 大惯量H系列直流伺服电动机，采用晶闸 管速度控制单元 均有过速、过流、过载等多种保护功能第二节 进给伺服系统一、常见进给驱动系统1.直流进给驱动系统SIEMENS公司直流进给驱动系统 1HU系列多种规格的永磁式直流伺服电动机，与电机配套的速度控制单元有6RA20晶体管PWM控制和6RA26晶闸管控制两个系列。也均有过速、过流、过载等多种保护功能第二节 进给伺服系统一、常见进给驱动系统2.交流进给驱动系统FANUC公司交流进给驱动系统 驱动装置：晶体管PWM控制的 系列交流驱动单元 电动机：S、L、SP和T系列永磁式三相交流同步电动机第二节 进给伺服系统SIEMENS公司交流进给驱动系统 驱动装置：晶体管PWM控制的6SC610和6SC611A系列交流进给驱动模块，还有用于数字伺服驱动的611D系列 电动机：1FT5和1FT6系列永磁式三相交流同步电动机3.步进驱动系统 802S数控系统配STEPDRIVE步进驱动装 置及IMP5五相步进电动机第二节 进给伺服系统二、伺服系统结构形式 伺服系统不同的结构形式，主要表达在检测信号的反响形式上，以带编码器的伺服电动机为例：方式1转速反响与位置反响信号处理别离方式2编码器同时作为转速和位置检测，处理均在数控系统中完成方式3编码器方式同上，处理方式不同方式4数字式伺服系统方式一方式二方式三方式四第二节 进给伺服系统三、进给伺服系统的故障形式及诊断方法故障出现后的表现方式：CRT、驱动单元、无1.常见故障超程进给运动超过软限位或硬限位，CRT过载进给运动的负载过大、频繁正反转以及传动链润滑不良等引起，CRT及伺服驱动单元都会有报警信息窜动测速信号或速度控制信号不稳定、接线接触不良等引起三、进给伺服系统的故障形式及诊断方法常见故障：爬行发生在起动加速段或低速进给时，一般是由于进给传动链的润滑不良、伺服系统增益过低及负载过大、联轴器松动等引起振动与进给速度有关，速度环增益太高或速度反响有故障；与速度无关，位置环增益太高或位置反响有故障；在加速过程中产生，减速时间设定过小三、进给伺服系统的故障形式及诊断方法常见故障：伺服电动机不转数控系统速度信号是否输出；使能信号是否接通；冷却润滑条件是否满足；电磁制动是否释放；驱动单元故障；伺服电动机故障位置误差系统设置的允差过小；伺服增益设置不当；位置检测装置有污染；进给传动链累积误差过大；主轴箱垂直运动时平衡装置不稳三、进给伺服系统的故障形式及诊断方法漂移当指令值为零时，坐标轴仍移动从而造成位置误差。通过漂移补偿和驱动单元上的零速调整来消除回参考点故障有找不到和找不准参考点两种故障，前者主要是回参考点减速开关产生的信号或零标志脉冲信号失效所致，可用示波器检测信号；后者是参考点开关挡快位置设置不当引起，只要重新调整即可三、进给伺服系统的故障形式及诊断方法2.故障定位模块交换法 X和Y的驱动单 元一样，当一轴 发生故障时，用 另一轴代替看故 障的转移情况三、进给伺服系统的故障形式及诊断方法2.故障定位为确定是否伺服单元和伺服电动机故障，可以脱开位置环，检查速度环。有干电池和变阻器组成直流回路 四、进给驱动的故障诊断驱动结构模块式四、进给驱动的故障诊断驱动结构单元式四、进给驱动的故障诊断驱动方式直流PWM和晶闸管驱动方式、交流变频控制方式、步进电机驱动方式1.直流进给驱动 PWM调速是利用脉宽调制器对大功率晶体管的开关时间进行控制。将速度控制信号转换成一定频率的电压，加到直流伺服电机电枢的两端，通过对方波宽度的控制改变电枢两端的平均电压，从而到达控制电枢电流，进而控制伺服电动机转速的目四、进给驱动的故障诊断1.直流进给驱动晶闸管调速是利用速度调 节器对晶闸管的导通角进行控制，通过改 变导通角的大小来改变电枢两端的电压，从而到达调速的目的2.交流进给驱动因采用交流同步电动机，驱动装置实质上是一个电子换向的直流电 动机驱动装置PWM驱动控制线路简图FANUC系统进给驱动故障表示方式：1.CRT有报警显示的故障报警号400457伺服系统错误报警报警号702704过热报警机床切削条件差及机床摩擦力矩增大，引起主回路中的过载继电器动作切削时伺服电机电流太大或变压器本身故障，引起变压器热控开关动作伺服电机电枢内部短路或绝缘不良等，引起变压器热控开关动作FANUC系统进给驱动故障表示方式：2.报警指示灯指示的报警7个灯BRK无熔丝断路器切断报警HVAL过电压报警HCAL过电流报警伴有401号报警OVC过载报警401或702报警LVAL欠压报警TGLS速度反响信号断线报警DCAL放电报警FANUC系统进给驱动故障表示方式：3.无报警显示的故障机床失控 速度反响信号为正反响信号机床振动 与位置有关的系统参数设定错误 检测装置有故障随进给速度定位精度低 传动链误差大；伺服增益太低电动机运行噪声过大 换向器的外表粗糙度过低、油液灰尘等侵入电刷或换向器、电动机轴向窜动等6SC610交流进给驱动系统第三节 位置检测装置位置环是外环，其指令脉冲来自NC经插补运算包含对伺服系统位置和速度的要求位置环是伺服系统中重要的一环，检测元件的精度直接影响机床的位置精度闭环常用光栅，半闭环常用编码器故障形式是在CRT上显示报警号和信息 轮廓误差、静态误差监视报警和测量装置监控报警第三节 位置检测装置一、位置检测装置的维护1.光栅 透射光栅与反射光栅光栅输出信号：二个相位和一个零标志维护注意点 防污冷却液轻微结晶、水雾、通入低压压缩空气、无水酒精轻檫 防振不能敲击防止光学元件损坏第三节 位置检测装置一、位置检测装置的维护2.光电脉冲编码器输出信号：二个相位和一个零标志维护注意点 防振和防污内部松动和信号丧失 联结松动影响位置精度、进给运动的不稳定、伺服电机的换向而引起振动第三节 位置检测装置一、位置检测装置的维护3.感应同步器组成：定尺和滑尺上面具有矩形绕组维护注意点 在安装时必须保持定尺和滑尺的相对平行、不要损坏尺上耐切削液涂层和带绝缘层的铝箔、滑尺接线要分清SIN和COS 绕组第三节 位置检测装置一、位置检测装置的维护4.旋转变压器输出电压与转子的角位移有固定的函数关 系维护注意点 定子和转子阻值不同不要接错、碳刷磨损要及时更换1.电机轴2.测速发电机6.小齿轮7.旋转变压器8.安装板10.大齿轮11.防护罩第三节 位置检测装置一、位置检测装置的维护5.磁栅尺组成：磁性标尺、磁头和检测电路维护注意点 不能 将磁性膜刮坏、不能用力和撞击磁性标尺和磁头防止磁性减弱或磁场紊乱、在接线时要分清磁头上激磁绕组和输出绕组第三节 位置检测装置二、位置检测的故障诊断SIEMENS数控位控模块与检测装置的连接1.输出信号(有两种形式电压或电流正弦信号/TTL电平信号 机床在运动过程中，从扫描单元输出三组信号，两组增量信号和一组基准信号第三节 位置检测装置二、位置检测的故障诊断2.EXE信号处理通道放大器整形电路报警电路细分电路第三节 位置检测装置 二、位置检测的故障诊断 3.故障诊断 当出现位置环开环报警时，将J2连接器脱开，在CNC系统的一侧，把J2连接器上的5V线同报警线ALM连在一起，合上数控电源，根据报警是否再现，可迅速判断出故障的部位是在测量装置还是在CNC系统的接口板上。在测量装置的话，可再测J1连接器上有无信号输入，可将故障定位在光栅或EXE电路 例 一卧式加工中心，采用SINUMERIK8系统，带EXE光栅测量装置。运行中出现114号报警，同时伴有113号报警。分析：114号电缆断线或与地短路；信号丧失 检查：外观检查和测量；信号漏读检查信号源和传输系统光源和光学系统 实际：灯泡外表呈毛玻璃状、指示光栅外表也有一层雾状物第五章 数控机床I/O控制的故障第一节 数控机床PLC的功能第二节 PLC输入/输出元件第三节 数控机床PLC控制的 故障诊断第五章 数控机床I/O控制的故障第一节 数控机床PLC的功能一、PLC与外部信息的交换1.机床至PLC机床侧的开关量信号通过I/O单元至PLC2.PLC至机床PLC控制机床的信号通过PLC的开关量输出接口送到机床侧3.CNC至PLC由CNC直接送入到PLC的存放器4.PLC至 CNC第五章 数控机床I/O控制的故障二、数控机床PLC的功能1.机床操作面板控制2.机床外部开关输入信号控制3.输出信号控制4.伺服控制主轴和伺服驱动装置的使能控制5.报警处理控制6.软盘驱动装置控制7.转换控制第二节 PLC输入/输出元件一、输入元件1.控制开关按钮、可锁开关、急停开关 和转换开关等2.行程开关直动、滚动、微动式3.接近开关电感、电容、磁感应、光电、霍尔式等4.压力开关液压油在波纹管或橡皮膜的压力5.温控开关利用热敏元件第五章 数控机床I/O控制的故障第二节 PLC输入/输出元件失效形式：不能闭和或断开、接触不良、撞块诊断检查：弹簧有否卡死、测量接触电阻、调整检查方式：金属片接近开关，看开关输出故障原因：开关坏、电源故障第二节 PLC输入/输出元件