数控机床故障诊断ppt课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2013-11-27,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,2024年9月3日,课程情况总体简介,授课学时,：,64,学时,课程性质：,数控,设备应用与维护、数控技术,专业的一门专业技术课,，是一门,实践,性、,综合,性很强的课程。,数控机床故障诊断与维修,项目一：数控机床故障的基本知识,项目二：数控机床的维护,项目三：数控机床的精度及性能检验,项目四：数控机床机械结构故障诊断与维修,项目五：数控机床电气伺服系统故障诊断与维修,项目六：数控机床,PLC,故障诊断与维修,项目七：,SINUMERIK 802D,系统的故障诊断及维护,项目八：,数控机床典型故障诊断实例,课程要点,：,主目录,上一页,退出,下一页,2023年9月8日课程情况总体简介授课学时： 64学时课,1,2024年9月3日,项目一 数控机床故障的基本知识,2023年9月8日项目一 数控机床故障的基本知识,2,2024年9月3日,模块一： 绪 论,2023年9月8日模块一： 绪 论,3,2024年9月3日,本课程的学习任务、要求,掌握数控机床安装调试验收的的知识、验收机床精度的方法。,熟悉数控机床的机械结构、调整方法,掌握典型数控系统的软硬件知识、具有对典型数控系统故障进行初步诊断及判断的能力,。,熟悉数控机床维修的原则方法。,2023年9月8日 本课程的学习任务、要求 掌握数控机,4,2024年9月3日,数控的人才需求,:,300,万,(,由产品的质量、数量和新产品的开发周期越来越短决定）,.,数控人才的分类：简单操作（流水线）、会编程会操作数控机床、,数控调试工、数控维修工,.,2023年9月8日 数控的人才需求:300万(由产品,5,2024年9月3日,一、数控故障诊断及维护的目的,。,技术需要,。,市场需要,。,企业的效益需要,2023年9月8日一、数控故障诊断及维护的目的。技术需要,6,数控系统的可靠性,数控机床要求有,高可靠性,.,衡量可靠性指标的有：,MTBF,平均无故障时间,MTTR,排除故障的修理时间,有效度,A,：,A=MTBF/,（,MTBF+MTTR,）,2024年9月3日,数控系统的可靠性2023年9月8日,7,2024年9月3日,对于数控机床维修而言,:,(1).,做好,预防性维修,包含日常维护,尽量,延长,MTBF,.,(2).,提高故障维修效率,尽快恢复使用,尽量,缩短,MTTR,.,2023年9月8日对于数控机床维修而言:(1).做好预防性维,8,2024年9月3日,二、数控故障诊断及维护的内容,数控机床,机床本体,电气系统,电气故障,机械故障,2023年9月8日二、数控故障诊断及维护的内容数控机床机床本,9,2024年9月3日,主轴箱的润滑和冷却,导轨副和丝杠螺母副的间隙调整、润滑,支承的预紧,液压和气动装置的压力和流量调整,机床本体的维护内容,:,2023年9月8日主轴箱的润滑和冷却机床本体的维护内容:,10,2024年9月3日,电气系统的维护内容,:,数控系统,伺服系统,强电柜及操作面板,2023年9月8日电气系统的维护内容:数控系统,11,2024年9月3日,数控机床与电缆之间的接口：,驱动电路,位置反馈电路,电源及保护电路,开关信号连接电路,2023年9月8日数控机床与电缆之间的接口：,12,2024年9月3日,1-,数控机床操作和保养不当,2-,电气系统,3-,数控系统,2023年9月8日1-数控机床操作和保养不当2-电气系统3-,13,2024年9月3日,三、数控故障诊断及维护的特点,1,）高效率的自动化设备；,2,）处于生产的重要环节；,3,）故障复杂,难于排除。,2023年9月8日三、数控故障诊断及维护的特点1）高效率的自,14,2024年9月3日,数控设备使用寿命,故障频率曲线,(,浴盆曲线,),2023年9月8日数控设备使用寿命故障频率曲线(浴盆曲线),15,数控机床属于技术密集型和知识密集型设备,从系统 的基本观点和原理出发,考察研究对象,无论是机械或电气方面的问题,都要二者兼顾,.,2024年9月3日,数控机床属于技术密集型和知识密集型设备,16,2024年9月3日,四、数控机床诊断技术的发展,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,2023年9月8日四、数控机床诊断技术的发展1.通讯诊断(远,17,2.,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。,2024年9月3日,2. 自修复系统2023年9月8日,18,2024年9月3日,3.,人工智能专家故障诊断系统,2023年9月8日3. 人工智能专家故障诊断系统,19,2024年9月3日,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。,2023年9月8日4. 人工神经元网络(ANN)诊断ANN具,20,2024年9月3日,五、对数控维修人员的要求,1.,会操作数控机床,2.,能读懂技术资料,3.,会使用相关仪器,4.,不断回顾、总结,并善于借鉴他人,5.,做好故障诊断及维护记录,2023年9月8日五、对数控维修人员的要求 1.会操作数控机,21,2024年9月3日,模块二：数控机床的故障处理,2023年9月8日模块二：数控机床的故障处理,22,2024年9月3日,一,.,故障的分类,根据机床部件、故障性质以及故障原因,做如下分类：,1,按数控机床发生故障的部件分类,2,按数控机床发生的故障的性质分类,3,按报警发生后有无报警显示分类,4,按故障发生的原因分类,2023年9月8日一. 故障的分类 根据机床部件、故障性质,23,2024年9月3日,二、故障处理对策,除非出现影响设备或人身安全的紧急情况，不要立即切断机床的电源。应保持故障现场。,按系统,复位,键,报警消失,偶然性故障,报警不消失,综合判断,找出原因,.,2023年9月8日二、故障处理对策 除非出现影,24,2024年9月3日,按复位后，故障不能消失，从以下方面,进行调查：,1.,检查机床的运行状态,机床故障时的运行方式,MDI/CRT,显示的内容,各报警状态指示的信息,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,CRT,显示有无报警及相应的报警号,2023年9月8日按复位后，故障不能消失，从以下方面,25,2024年9月3日,2.,检查加工程序及操作情况,是否为新编制的加工程序,故障是否发生在子程序部分,检查程序单和,CNC,内存中的程序,程序中是否有增量运动指令,程序段跳步功能是否正确使用,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,故障是否与螺纹切削有关,操作者的训练情况（新手）,2023年9月8日2.检查加工程序及操作情况,26,3.,检查故障的出现率和重复性,故障发生的时间和次数,加工同类工件故障出现的概率,将引起故障的程序段重复执行多次,观察故障的重复性,2024年9月3日,3.检查故障的出现率和重复性2023年9月8日,27,4.,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,2024年9月3日,4.检查系统的输入电压2023年9月8日,28,5.,检查环境状态,CNC,周围的温度状况,电气控制柜空气过滤器的状况,系统周围是否有振动源引起系统的振动,2024年9月3日,5.检查环境状态2023年9月8日,29,6.,外部因素,故障前是否修理或调整机床,故障前是否修理或调整,CNC,系统,机床附近有无干扰源,使用者是否调整过,CNC,系统的参数,CNC,系统以前是否发生过同样故障,2024年9月3日,6.外部因素2023年9月8日,30,7.,检查运行情况,在运行过程中是否改变过工作方式,系统是否处于急停、锁住状态,熔丝是否已熔断,机床是否做好运行准备,系统是否处于报警状态,方式选择开关设定是否正确,速度倍率开关是否设定为零,进给保持按钮是否被按下,2024年9月3日,7.检查运行情况2023年9月8日,31,8.,检查机床状况,机床是否调整好,运行过程中是否有振动产生,刀具状况是否正常,间隙补偿量是否合适,工件测量是否正确,机床各信号电缆是否有破裂和损伤,信号线和电源线是否分开走线,2024年9月3日,8.检查机床状况2023年9月8日,32,9.,检查接口情况,屏蔽线接地是否正确,电源线和,CNC,系统内部电缆是否分开安装,继电器接触器的线圈和电动机等处是否加装有噪声抑制器,2024年9月3日,9.检查接口情况2023年9月8日,33,2024年9月3日,模块三： 数控机床故障诊断的方法,2023年9月8日模块三： 数控机床故障诊断的方法,34,一、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）,2024年9月3日,一、诊断步骤和要求 2023年9月8日,35,2.,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,2024年9月3日,2.故障诊断要求：2023年9月8日,36,3.,故障诊断原则,先外部后内部,先机械后电气,先静后动,先公用后专用,先简单后复杂,先一般后特殊,2024年9月3日,3.故障诊断原则2023年9月8日,37,例：一台,FANUC 0T,数控车床,Z,轴回零不准，常常是由于降速挡块位置走动所造成。一旦出现这一故障，应先检查挡块，再检查编码器、位置控制等环节,2024年9月3日,2023年9月8日,38,2024年9月3日,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,2023年9月8日二、常用故障诊断方法1.直观法（望闻问切）,39,2024年9月3日,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,:,2023年9月8日2.CNC系统的自诊断功能开机自诊断系统,40,2024年9月3日,FANUC 10TE,系统的数控机床，开机,后,CRT,显示：,FS107E 1399B,ROM TEST,：,END,RAM TEST,未通过测试,故障可能：参数丢失、支持电池失效,或接触不良等,.,2023年9月8日FANUC 10TE系统的数控机床，开机,41,2024年9月3日,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,2023年9月8日3.数据和状态检查,42,2024年9月3日,二、常用故障诊断方法,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。,例：,NCP400L,数控车床接口状态,2023年9月8日二、常用故障诊断方法 接口检查系统,43,2024年9月3日,接口检查,2023年9月8日接口检查,44,2024年9月3日,38C0H 0 0 1 1 0 0 1 0,2023年9月8日38C0H 0 0 1,45,2024年9月3日,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。当机床长期闲置不用或受到外部,干扰会使数据丢失或发生数据混乱，机床,将不能正常工作。,2023年9月8日二、常用故障诊断方法参数检查,46,2024年9月3日,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。,2023年9月8日4.报警指示灯显示故障,47,2024年9月3日,5.,备板置换法（替代法）,用同功能的备用板替换被怀疑有故障的模板。,注意：断电状态下,/,选择开关,/,跨线一致,2023年9月8日5.备板置换法（替代法）,48,2024年9月3日,6,、交换法,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。例,:,系统,X,驱动,Y,驱动,X,电机,Y,电机,2023年9月8日6、交换法系统X驱动Y驱动X电机Y电机,49,2024年9月3日,7,、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，若出现，则敲击处很可能就是故障部位。,2023年9月8日7、敲击法,50,2024年9月3日,8,、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。,2023年9月8日8、测量比较法,51,总之,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。,2024年9月3日,总之,各种故障诊断方法各有特点，要根据故障现象的特,52,2024年9月3日,模块四 数控机床的抗干扰,2023年9月8日 模块四 数控机床的抗干,53,2024年9月3日,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）,2023年9月8日一、电磁波干扰 电火花、中、高频电加热,54,2024年9月3日,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,电源波形畸变所引起错误信息会导致,CPU,停止运行,2023年9月8日二、供电线路干扰输入电压过压或欠压引起电源,55,2024年9月3日,三、信号传输干扰,串模干扰,干扰电压叠加在有用信号上,.,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。,2023年9月8日三、信号传输干扰串模干扰干扰电压叠加在有,56,2024年9月3日,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,2023年9月8日四、抗干扰措施1.减少供电线路的干扰,57,2024年9月3日,2.,减少机床控制中的干扰,压敏电阻保护（浪涌吸收器）,阻容保护,续流二极管保护,2023年9月8日2.减少机床控制中的干扰,58,2024年9月3日,2023年9月8日,59,2024年9月3日,2023年9月8日,60,2024年9月3日,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,.,2023年9月8日3.屏蔽技术（电磁、静电屏蔽）,61,4.,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。,2024年9月3日,4.保证“接地”良好2023年9月8日,62,2024年9月3日,信号地,用来提供电信号的基准电压（,0V,）,框架地,是以安全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,2023年9月8日信号地用来提供电信号的基准电压（0V）,63,接地的要求,:,接地要可靠（接地电阻应小于,100,欧姆）,接地线要粗（应大于电源线的截面积）,2024年9月3日,接地的要求:2023年9月8日,64,2024年9月3日,2023年9月8日,65,2024年9月3日,2023年9月8日,66,2024年9月3日,模块五 数控机床故障诊断的,常用仪器与技术资料,2023年9月8日模块五 数控机床故障诊断的,67,一、诊断常用的仪器仪表及工具,1.,仪器仪表,万用表,可测电阻、交直流电压、电流,相序表,可检查直流驱动装置输入电流的相序,示波器,检查信号波形,2024年9月3日,一、诊断常用的仪器仪表及工具2023年9月8日,68,1.,仪器仪表,钳形电流表,不断线检测电流,振动检测仪,可测机床振动情况,检脉冲发生笔与逻辑测试笔,检测输出电平,以判别其功能正常与否,.,2024年9月3日,1.仪器仪表2023年9月8日,69,2.,工具,“,+,”,、,“,一,”,螺丝刀,钳子,镊子,烙铁等,.,2024年9月3日,2. 工具2023年9月8日,70,2024年9月3日,万用表,示波器,相序表,2023年9月8日万用表示波器相序表,71,2024年9月3日,频谱分析仪,交直流钳形表,2023年9月8日频谱分析仪交直流钳形表,72,2024年9月3日,二、诊断用技术资料,数控机床生产厂家提供的技术资料有：,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,2023年9月8日二、诊断用技术资料数控机床生产厂家提供的技,73,2024年9月3日,数控机床生产厂家提供的技术资料有：,数控机床,PLC,控制程序,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,2023年9月8日数控机床生产厂家提供的技术资料有：,74,此课件下载可自行编辑修改，供参考！,部分内容来源于网络，如有侵权请与我联系删除！,此课件下载可自行编辑修改，供参考！,