数控机床故障诊断与维修第章节2

2017/10/9,#,第二章 数控机床机械结构的故障诊断与维修,数控机床故障诊断与维修,舟山职业技术学校,舟山技师学院（筹）,舟山职业技术学校,舟山技师学院（筹）,第二章：数控机床机械结构的故障诊断与维修,2.1,数控机床机械结构的主要组成,2.2,数控机床的主传动系统,2.3,数控机床的进给系统,2.4,自动换刀装置,2.5,回转工作台,2.6,数控机床的液压与气动装置,舟山职业技术学校,舟山技师学院（筹）,第,二,章：数控机床机械结构的故障诊断与维修,2.4,自动换刀装置,为进一步提高数控机床的加工效率，数控机床正向着工件在一台机床一次装夹即可完成多道工序或全部工序加工的方向发展，因此出现了各种类型的加工中心机床，如车削中心、镗铣加工中心、钻削中心等。这类多工序加工的数控机床在加工过程中要使用多种刀具，因此必须有自动换刀装置，以便选用不同刀具，完成不同工序的加工工艺。,各类数控机床的自动换刀装置的结构取决于机床的类型、工艺范围、使用刀具的种类和数量。数控机床常用的自动换刀装置的类型、特点、适用范围见表,2-5,。,表,25,自动换刀装置类型,类别形式,特 点,适用范围,转塔式,回转刀架,多为顺序换刀，换刀时间短、结构简单紧凑、容纳刀具较少。,各种数控车床，数控车削加工中心,转塔头,顺序换刀，换刀时间短，刀具主轴都集中在转塔头上，结构紧凑。但刚性较差，刀具主轴数受限制。,数控钻、镗、铣床,刀塔式,刀具与主轴,之间直接换刀,换刀运动集中，运动部件少，但刀库容量受限。,各种类型的自动换刀数控机床。尤其是对使用回转类刀具的数控镗、铣床类立式、卧式加工中心机床。,要根据工艺范围和机床特点，确定刀库容量和自动换刀装置类型。,用机械手配合,刀库进行换刀,刀库只是选刀运动，机械手进行换刀运动，刀库容量大,舟山职业技术学校,舟山技师学院（筹）,第,二,章：数控机床机械结构的故障诊断与维修,排刀式刀架一般用于小规格数控车床，以加工棒料为主的机床较为常见。它的结构形式为夹持着各种不同用途刀具的刀夹沿着机床的,X,坐标轴方向排列在横向滑板或一种称之为快换台板上。刀具典型布置方式如图,2-35,所示。,2.4.1,排刀式刀架,图,235,排刀式刀架布置图,舟山职业技术学校,舟山技师学院（筹）,第,二,章：数控机床机械结构的故障诊断与维修,经济型数控车床方刀架是在普通车床四方刀架的基础上发展的一种自动换刀装置，功能和普通四方刀架一样，有四个刀位，能装夹,4,把不同功能的刀具，方刀架回转,90,时，刀具交换一个刀位，但方刀架的回转和刀位号的选择是由加工程序指令控制如图,2-37,所示,2.4.2,经济型数控车床方刀架,舟山职业技术学校,舟山技师学院（筹）,第,二,章：数控机床机械结构的故障诊断与维修,图,2-38,为数控车床的转塔回转刀架它适用于盘类零件的加工。在加工轴类零件时，可以换用四方回转刀架。,2.4.3,一般转塔回转刀架,舟山职业技术学校,舟山技师学院（筹）,第,二,章：数控机床机械结构的故障诊断与维修,2.4.4,刀库的形式,刀库用于存放刀具，它是自动换刀装置中主要部件之一。其容量、布局和具体结构对数控机床的设计有很大影响。,根据刀库存放刀具的数目和取刀方式，刀库可设计成多种形式。,图,2-39,所示为常见的几种刀库形式。单盘式刀库,图,2-39a,d,存放的刀具数目,般为,15,40,把，为适应机床主轴的布局，刀库上刀具轴线可以按不同方向配置，如轴向、径向或斜向。,图,2-39d,是刀具可作,90,翻转的圆盘刀库，采用这种结构可以简化取刀动作。单盘式的结构简单，取刀也很方便，因此应用广泛。当刀库存放刀具的数目要求较多时，若仍采用单圆盘刀库，则刀库直径增加太大而使结构庞大。为了既能增大刀库容量而结构又较紧凑，研制了各种形式的刀库。,如图,2-39e,为鼓轮弹仓式,(,又称刺猬式,),刀库，其结构十分紧凑，在相同的空间内，它的刀库容量最大，但选刀和取刀的动作较复杂。,舟山职业,技,技术学校,舟山技师,学,学院（筹,）,）,第,二,章：数控,机,机床机械,结,结构的故,障,障诊断与,维,维修,刀库的主,要,要故障有,：,：刀库不,能,能转动或,转,转动不到,位,位；刀库,的,的刀套不,能,能夹紧，,刀,刀具、刀,库,库上不到,位,位等。,(1),刀库不能,转,转动或转,动,动不到位,，,，刀库不,能,能转动的,可,可能原因,有,有：联,接,接电动机,轴,轴与蜗杆,轴,轴的联轴,器,器松动；,变频器,故,故障，应,查,查变频器,的,的输入输,出,出电压正,常,常与否；,PLC,无控制输,出,出，可能,是,是接口板,中,中的继电,器,器失效；,机械连,接,接过紧或,黄,黄油粘涩,；,；电网,电,电压过低,(,不应低于,370V),。,刀库转动,不,不到位的,可,可能原因,有,有：电机,转,转动故障,，,，传动机,构,构误差。,(2),刀套不能,夹,夹紧刀具,可,可能,原,原因是刀,套,套上的调,整,整螺母松,动,动，或弹,簧,簧太松，,造,造成卡紧,力,力超重，,刀,刀具超重,。,。,(3),刀套上下,不,不到位,可,可能原,因,因是装置,调,调整不当,或,或加工误,差,差过大而,造,造成拨叉,位,位置不正,确,确；因限,位,位开关安,装,装不准或,调,调整不当,而,而造成反,馈,馈信号错,误,误。,2.4.5,刀库的故,障,障,舟山职业,技,技术学校,舟山技师,学,学院（筹,）,）,第,二,章：数控,机,机床机械,结,结构的故,障,障诊断与,维,维修,(1),刀具夹不,紧,紧 可,能,能原因有,气,气泵气压,不,不足，增,压,压漏气，,刀,刀具卡紧,气,气压漏气,，,，刀具松,开,开弹簧上,的,的螺帽松,动,动。,(2),刀具夹紧,后,后松不开,可,可能,原,原因有松,锁,锁刀的弹,簧,簧压合过,紧,紧，应调,节,节松锁刀,弹,弹簧上的,螺,螺钉，使,最,最大载荷,不,不超过额,定,定数值。,(3),刀具从机,械,械手中脱,落,落 应,检,检查刀具,是,是否超重,，,，机械手,卡,卡紧锁是,否,否损坏或,没,没有弹出,来,来。,(4),刀具交换,时,时掉刀,换,换刀时,主,主轴箱没,有,有回到换,刀,刀点或换,刀,刀点漂移,，,，机械手,抓,抓刀时没,有,有到位，,就,就开始拔,刀,刀，都会,导,导致换刀,时,时掉刀。,(5),机械手换,刀,刀速度过,快,快或过慢,可,可能,是,是因气压,太,太高或太,低,低和换刀,气,气阀节流,开,开口太大,或,或太小,。,2.4.6,换刀机械,手,手故障,舟山职业,技,技术学校,舟山技师,学,学院（筹,）,）,第,二,章：数控,机,机床机械,结,结构的故,障,障诊断与,维,维修,刀库乱刀,故,故障处理,方,方法,故障原因,：,：,1,）,PMC,参数丢失,或,或系统记,忆,忆值与实,际,际不符；,2,）换刀装,置,置拆修；,3,）操作者,误,误操作；,具体处理,方,方法：,1,）手动方,式,式使刀库,回,回到原位,位,位置，即,1,号刀座对,应,应换刀位,置,置；,2,）通过系,统,统,PMC,参数画面,，,，初始化,数,数据表，,数,数据表的,D000,设定为,0,，,D001,D024,设定值分,别,别为,1,、,2,、,3-24,进行设定,；,；,3,）通过系,统,统,PMC,参数画面,刀,刀库计数,器,器初始化,设,设定为,23,；,4,）系统,MDI,方式下，,把,把实际刀,具,具送回到,刀,刀库中。,换刀,过,过程中出,现,现碰刀的,处,处理,2.4.7,加工中心,自,自动换刀,装,装置常见,故,故障分析,舟山职业,技,技术学校,舟山技师,学,学院（筹,）,）,第,二,章：数控,机,机床机械,结,结构的故,障,障诊断与,维,维修,2.5,回转工作,台,台,为了扩大,数,数控机床,的,的加工性,能,能，适应,某,某些零件,加,加工的需,要,要，数控,机,机床的进,给,给运动，,除,除,X,、,Y,、,Z,三个坐标,轴,轴的直线,进,进给运动,之,之外，还,可,可以有绕,X,、,Y,、,Z,三个坐标,轴,轴的圆周,进,进给运动,，,，这分别,称,称,A,、,B,、,C,轴。通常,数,数控机床,的,的圆周进,给,给运动，,可,可以实现,精,精确的自,动,动分度改,变,变工件相,对,对于主轴,的,的位置，,以,以便分别,加,加工各个,表,表面，这,对,对箱体类,零,零件的加,工,工带来了,便,便利。对,于,于自动换,刀,刀多工序,数,数控机床,来,来说，回,转,转工作台,已,已成为一,个,个不可缺,少,少的部件,。,。,数控机床,中,中常用的,回,回转工作,台,台有分度,工,工作台和,数,数控工作,台,台,。,舟山职业,技,技术学校,舟山技师,学,学院（筹,）,）,第,二,章：数控,机,机床机械,结,结构的故,障,障诊断与,维,维修,2.5.1,鼠牙盘式,分,分度工作,台,台,鼠牙盘式,分,分度工作,台,台主要由,工,工作台面,底,底座、夹,紧,紧液压缸,、,、分度液,压,压缸和鼠,牙,牙盘等零,件,件组成，,其,其结构如,图,图,2-54,所示。,2.5.2,数控回转,运,运动工作,台,台,数控回转,运,运动工作,台,台能实现,进,进给运动,，,，它在结,构,构上和数,控,控机床的,进,进给驱动,机,机构有许,多,多共同之,点,点。如图,2-55,所示为闭,环,环数控旋,转,转工作台,结,结构图。,舟山职业,技,技术学校,舟山技师,学,学院（筹,）,）,第,二,章：数控,机,机床机械,结,结构的故,障,障诊断与,维,维修,2.5.3,回转工作,台,台的常见,故,故障及排,除,除方法,回转工作,台,台的常见,故,故障及排,除,除方法如,表,表,2-6,所示。,故障现象,故障原因,排除方法,工作台没有抬起动作,控制系统没有抬起信号输入,检查控制系统是否有抬起信号输出,抬起液压阀卡住没有动作,修理或清除污物，更换液压阀,液压压力不够,检查油箱内油是否充足，并重新调整压力,抬起液压缸研损或密封损坏,修复研损部位或更换密封圈,与工作台连接的机械部分研损,修复研损部位或更换零件,工作台不转位,工作台抬起或松开完成信号没有发出,检查信号开关是否失效，更换失效开关,控制系统没有转位信号输入,检查控制系统是否有转位信号输出,与电动机或齿轮相联的胀紧套松动,检查胀紧套联接情况，拧紧胀紧套压紧螺钉,液压转台的转位液压缸研损或密封损坏,修复研损部位或更换密封圈,液压转台的转位液压阀卡住没有动作,修理或清除污物，更换液压阀,工作台支承面回转轴及轴承等机械部分研损,修复研损部位或更换新的轴承,故障现象,故障原因,排除方法,工作台转位分度不到位，发生顶齿或错齿,控制系统输入的脉冲数不够,检查系统输入的脉冲数,机械传动系统间隙太大,调整机械传动系统间隙，轴向移动蜗杆，或更换齿轮、锁紧胀紧套等,液压转台的转位液压缸研损，未转到位,修复研损部位,转位液压缸前端的缓冲装置失效，死挡铁松动,修复缓冲装置，拧紧死挡铁螺母,闭环控制的圆光栅有污物或裂纹,修理或清除污物，或更换圆光栅,工作台不夹紧，定位精度差,控制系统没有输入工作台夹紧信号,检查控制系统是否有夹紧信号输出,夹紧液压阀卡住没有动作,修理或清除污物，更换液压阀,液压压力不够,检查油箱内油是否充足，并重新调整压力,与工作台相连接的机械部分研损,修复研损部位或更换零件,上下齿盘受到冲击松动，两齿牙盘间有污物，影响定位精度,重新调整固定,修理或清除污物,闭环控制的圆光栅有污物或裂纹，影响定位精度,修理或清除污物，或更换圆光栅,舟山职业,技,技术学校,舟山技师,学,学院（筹,）,）,第,二,章：数控,机,机床机械,结,结构的故,障,障诊断与,维,维修,2.6,数控机床,的,的液压与,气,气动装置,现代数控机,床,床在实现,整,整机的全,自,自动化控,制,制中，除,数,数控系统,外,外，还需,要,要配备液,压,压和气动,装,装置来辅,助,助实现整,机,机的自动,运,运行功能,