《第7章 數(shù)控機(jī)床故障診斷》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《第7章 數(shù)控機(jī)床故障診斷（40頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、數(shù)控機(jī)床位置檢測(cè)裝置故障診斷數(shù)控機(jī)床位置檢測(cè)裝置故障診斷 7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 概述概述數(shù)控機(jī)床的機(jī)械故障診斷數(shù)控機(jī)床的機(jī)械故障診斷 數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的故障診數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的故障診斷斷 1.系統(tǒng)的可靠性數(shù)控機(jī)床除了具有高精度、高效率和高技術(shù)的要求外，還應(yīng)該具有高可靠性。衡量的指標(biāo)有： MTBF平均無故障時(shí)間 MTTR排除故障的修理時(shí)間 平均有效度A：A=MTBF/（MTBF+MTTR）7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.1 概概述述一、數(shù)控機(jī)床的可靠性與故障一、數(shù)控機(jī)床的可靠性與故障 數(shù)控設(shè)備使用壽命故障頻率曲線如右圖2.數(shù)控機(jī)床故障診斷的重要性數(shù)控機(jī)床

2、是一個(gè)融機(jī)、電、液等技術(shù)于一體的復(fù)雜系統(tǒng)，因此在使用過程中不可避免會(huì)出現(xiàn)故障，及時(shí)確定和排除故障對(duì)提高機(jī)床的工作效率、延長機(jī)床的使用壽命以及保證產(chǎn)品質(zhì)量具有極其重要的意義。7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.1 概概述述一、數(shù)控機(jī)床的可靠性與故障一、數(shù)控機(jī)床的可靠性與故障 根據(jù)故障出現(xiàn)的必然性和偶然性 系統(tǒng)性故障 隨機(jī)性故障 故障產(chǎn)生時(shí)有無自診斷顯示 有報(bào)警顯示故障 無報(bào)警顯示故障 以有無破壞性 破壞性故障 非破壞性故障 硬件故障 永久性的故障 間發(fā)性故障 軟件故障 編程故障 參數(shù)設(shè)置不當(dāng)故障 7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.1 概概述述二、數(shù)控機(jī)床常見故障分類

3、二、數(shù)控機(jī)床常見故障分類 1. 故障現(xiàn)場(chǎng)充分調(diào)查1）故障調(diào)查（1）機(jī)床在什么情況下出現(xiàn)故障（2）故障產(chǎn)生時(shí)有什么外觀現(xiàn)象（3）故障產(chǎn)生后操作者采取了哪些措施2）故障診斷如果故障現(xiàn)場(chǎng)還保持著，維修人員最好按下列步驟進(jìn)行：（1）觀查是否有報(bào)警顯示，如有報(bào)警顯示，則較容易判斷故障，但是排除故障則是另一回事。（2）用自診斷功能觀察發(fā)現(xiàn)故障。（3）檢查零件加工程序有無錯(cuò)誤。（4）觀察CNC系統(tǒng)，主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)印制電路板上的指示燈有無不正常顯示。7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.1 概概述述三、數(shù)控機(jī)床故障診斷的流程三、數(shù)控機(jī)床故障診斷的流程 2. 排除可能引起故障的諸多因素維修人員應(yīng)遵循以

4、下兩條原則： l）充分調(diào)查故障現(xiàn)場(chǎng) 2）認(rèn)真分析故障的原因 分析故障時(shí)，維修人員也不應(yīng)局限于CNC部分，而是要對(duì)機(jī)床強(qiáng)電、機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等方面都作詳細(xì)的檢查并進(jìn)行綜合判斷，達(dá)到確診和最終排除故障的目的。 7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.1 概概述述三、數(shù)控機(jī)床故障診斷的流程三、數(shù)控機(jī)床故障診斷的流程 3. 確定故障產(chǎn)生原因的方法1）直觀法2）利用CNC系統(tǒng)自診斷功能3）利用狀態(tài)顯示診斷功能4）利用印制電路板上的監(jiān)測(cè)端子5）同類對(duì)調(diào)法6）部件替換法4. 數(shù)控機(jī)床預(yù)防性維護(hù)預(yù)防性維護(hù)其工作內(nèi)容主要包括下列幾方面的工作：（1）人員安排 （2）建規(guī)建檔（3）日常保養(yǎng) 7 7 數(shù)控機(jī)

5、床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.1 概概述述三、數(shù)控機(jī)床故障診斷的流程三、數(shù)控機(jī)床故障診斷的流程 1.主傳動(dòng)鏈的維護(hù)（1）熟悉數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)鏈的結(jié)構(gòu)、性能和主軸調(diào)整方法，嚴(yán)禁超性能使用。（2）使用帶傳動(dòng)的主軸系統(tǒng)，聲定期調(diào)整主軸驅(qū)動(dòng)帶的松緊程度，防止因帶打滑造成的丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象。（3）注意觀察主軸箱溫度，檢查主軸潤滑恒溫油箱，調(diào)節(jié)溫度范圍，防止各種雜質(zhì)進(jìn)入油箱，及時(shí)補(bǔ)充油量。每年更換一次潤滑油，并清洗過濾器。（4）經(jīng)常檢查壓縮空氣氣壓，調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)要求值，足夠的氣壓才能使主軸錐孔中的切屑和灰塵清理干凈，保持主軸與刀柄連接部位的清潔。（5）對(duì)采用液壓系統(tǒng)平衡主軸箱重量的結(jié)構(gòu)，需定期觀察液壓系統(tǒng)的壓力

6、，油壓低于要求值時(shí)，要及時(shí)調(diào)整。7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.2數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的機(jī)機(jī)械械故故障障診診斷斷 一、數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷與維修一、數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷與維修2.主傳動(dòng)系統(tǒng)的常見故障及排除方法1）主軸發(fā)熱 主軸軸承損傷或軸承不清潔 主軸前端蓋與主軸箱體壓蓋研傷 軸承潤滑油脂耗盡或涂抹太多 電機(jī)與主軸連接的皮帶過松 皮帶表面過油2）主軸在強(qiáng)力切削時(shí)停轉(zhuǎn) 皮帶使用過久失效 摩擦離合器調(diào)整過松或磨損 7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.2數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的機(jī)機(jī)械械故故障障診診斷斷 一、數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷與維修一、數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)故

7、障診斷與維修3）主軸噪聲 缺少潤滑 小帶輪與大帶輪傳動(dòng)不平穩(wěn) 齒輪嚙合間隙不均勻或齒輪損壞 傳動(dòng)軸承損壞或傳動(dòng)軸彎曲 4）主軸沒有潤滑油循環(huán)或潤滑不足 油泵轉(zhuǎn)向不正確或間隙太大 吸油管沒有插人油箱的油面下面 油管和濾油器堵塞 潤滑油壓力不足 7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.2數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的機(jī)機(jī)械械故故障障診診斷斷 一、數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷與維修一、數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷與維修3.主傳動(dòng)系統(tǒng)故障維修舉例【工程實(shí)例7-1】故障現(xiàn)象：加工中心主軸定位不良，引發(fā)換刀過程發(fā)生中斷。分析及處理過程：某數(shù)控加工中心主軸定位不良，引發(fā)換刀過程發(fā)生中斷。開始時(shí)，出現(xiàn)的次數(shù)不很多

8、，重新開機(jī)后又能工作，但故障反復(fù)出現(xiàn)。經(jīng)在故障出現(xiàn)后，對(duì)機(jī)床進(jìn)行了仔細(xì)觀察，才發(fā)現(xiàn)故障的真正原因是主軸在定向后發(fā)生位置偏移，且主軸在定位后如用手碰一下（和工作中在換刀時(shí)當(dāng)?shù)毒卟迦胫鬏S時(shí)的情況相近），主軸則會(huì)產(chǎn)生相反方向的漂移。檢查電氣單元無任何報(bào)警，該機(jī)床的定位采用的是編碼器，從故障的現(xiàn)象和可能發(fā)生的部位來看，電氣部分的可能性比較??；機(jī)械部分又很簡(jiǎn)單，最主要的是聯(lián)接，所以決定檢查聯(lián)接部分。在檢查到編碼器的聯(lián)接時(shí)發(fā)現(xiàn)編碼器上聯(lián)接套的緊定螺釘松動(dòng)，使聯(lián)接套后退造成與主軸的聯(lián)接部分間隙過大使旋轉(zhuǎn)不同步。將緊定螺釘按要求固定好后故障消除。7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.2數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)

9、床床的的機(jī)機(jī)械械故故障障診診斷斷 一、數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷與維修一、數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷與維修1.滾珠絲杠螺母副的維護(hù)與故障診斷1）滾珠絲杠螺母副的維護(hù)（1）軸向間隙的調(diào)整 （2）支承軸承的定期檢查 （3）滾珠絲杠副的潤滑 （4）滾珠絲杠的防護(hù) 2）滾珠絲杠副的故障診斷（1）滾珠絲杠螺母副噪聲 絲杠支承軸承的壓蓋壓合情況不好 絲杠支承軸承可能破壞 電機(jī)與絲杠聯(lián)軸器松動(dòng) 絲杠潤滑不良 滾珠絲杠螺母副滾珠有破損 7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.2數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的機(jī)機(jī)械械故故障障診診斷斷 二、進(jìn)給部件故障診斷二、進(jìn)給部件故障診斷 （2）滾珠絲杠運(yùn)動(dòng)不靈活 軸向預(yù)加載

10、荷太大 絲杠與導(dǎo)軌不平行 螺母軸線與導(dǎo)軌不平行 絲杠彎曲變形（3）滾珠絲杠螺母副傳動(dòng)不良：滾珠絲杠螺母副潤滑狀況不良 （4）加工曲面有刀痕：各軸反向間隙過大 2. 導(dǎo)軌副的維護(hù)及故障檢測(cè)1）導(dǎo)軌副的維護(hù)（1）間隙調(diào)整；（2）滾動(dòng)導(dǎo)軌的預(yù)緊；（3）導(dǎo)軌副的潤滑；（4）導(dǎo)軌的防護(hù)。7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.2數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的機(jī)機(jī)械械故故障障診診斷斷 二、進(jìn)給部件故障診斷二、進(jìn)給部件故障診斷 2）導(dǎo)軌副的故障診斷 導(dǎo)軌研傷 導(dǎo)軌上移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)不良或不能移動(dòng) 加工面接刀處不平 3. 進(jìn)給系統(tǒng)故障維修舉例 【工程實(shí)例7-2】進(jìn)給軸頻繁報(bào)警的故障維修故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套FAGOR

11、 8025MG，型號(hào)為XK5038-1的數(shù)控機(jī)床，機(jī)床頻繁出現(xiàn)進(jìn)給軸報(bào)警，多則一天一次，少則56天一次，停機(jī)斷電半小時(shí)后開機(jī)又正常。7.2數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的機(jī)機(jī)械械故故障障診診斷斷 7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 二、進(jìn)給部件故障診斷二、進(jìn)給部件故障診斷 1. 刀庫與換刀機(jī)械手的維護(hù)要點(diǎn)l）嚴(yán)禁把超重、超長的刀具裝入刀庫，防止在機(jī)械手換刀時(shí)掉刀或刀具與工件、夾具等發(fā)生碰撞。2）順序選刀方式必須注意刀具放置在刀庫中的順序要正確，其他選刀方式也要注意所換刀具是否與所需刀具一致，防止換錯(cuò)刀具導(dǎo)致事故發(fā)生。3）用手動(dòng)方式往刀庫上裝刀時(shí)，要確保裝到位、裝牢靠，井檢查刀座上的鎖緊裝置是否可

12、靠。4）經(jīng)常檢查刀庫的回零位置是否正確，檢查機(jī)床主軸回?fù)Q刀點(diǎn)位置是否到位，發(fā)現(xiàn)問題要即時(shí)調(diào)整否則不能完成換刀動(dòng)作。5）要注意保持刀具刀柄和刀套的清潔。6）開機(jī)時(shí)，應(yīng)先使刀庫和機(jī)械手空運(yùn)行，檢查各部分工作是否正常，特別是行程開關(guān)和電磁閥能否正常動(dòng)作、檢查機(jī)械手液壓系統(tǒng)的壓力是否壓常，刀具在機(jī)械手上鎖緊是否可靠，發(fā)現(xiàn)不正常時(shí)應(yīng)及時(shí)處理。7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.2數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的機(jī)機(jī)械械故故障障診診斷斷 三、自動(dòng)換刀部件故障診斷三、自動(dòng)換刀部件故障診斷 2. 刀庫與換刀機(jī)械手的故障診斷1）普通刀架不能鎖緊 刀架反轉(zhuǎn)信號(hào)沒有輸出 刀架鎖緊時(shí)間過短 機(jī)械故障2）刀具交換時(shí)掉

13、刀：換刀時(shí)主軸箱沒有回到換刀點(diǎn)或換刀點(diǎn)漂移；機(jī)械手抓刀時(shí)沒有到位就開始拔刀3）刀庫換刀動(dòng)作不能完成 松刀感應(yīng)開關(guān)或電磁閥損壞或失靈 壓力不足，液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題，液壓缸因液壓系統(tǒng)壓力 不足或漏油而不動(dòng)作，或行程不到位 PLC調(diào)試出錯(cuò)，換刀條件不滿足 主軸系統(tǒng)出錯(cuò) 7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.2數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的機(jī)機(jī)械械故故障障診診斷斷 三、自動(dòng)換刀部件故障診斷三、自動(dòng)換刀部件故障診斷 4）刀具夾緊后不能松開，主軸刀柄取不下來 松刀力不夠 氣液壓閥松或者拉力氣缸損壞 拉桿行程不夠或者拉桿位置變動(dòng) 7：24錐為自鎖與非自鎖的臨界點(diǎn) 刀具松夾彈簧過緊 液壓缸壓力和行程不夠5）刀

14、具不能夾緊主軸，不能拉上刀柄 拉桿行程不夠 ；松刀接近開關(guān)位置變動(dòng) ；拉桿頭部損壞 ；閥未動(dòng)做、卡死或者未上電 ；拉釘未擰緊或者型號(hào)選擇不正確 ；碟形彈簧位移量太小 ；刀具夾緊彈簧上螺母松動(dòng) 。7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.2數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的機(jī)機(jī)械械故故障障診診斷斷 三、自動(dòng)換刀部件故障診斷三、自動(dòng)換刀部件故障診斷 1.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)液壓系統(tǒng)維護(hù)：（1）定期對(duì)油箱內(nèi)的油液進(jìn)行取樣化驗(yàn)，檢查油液質(zhì)量，定期過濾或更換油液。（2）定期檢查冷卻器和加熱器的工作性能，控制液壓系統(tǒng)中油液的溫度在標(biāo)誰要求內(nèi)。（3）定期檢查、更換密封件，防止液壓系統(tǒng)泄漏。（4）定期檢查、清洗或更換液壓件

15、、濾芯，定期檢查清洗油箱和管路。2.氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的維護(hù)：（1）選用合適的過濾器，清除壓縮空氣中的雜質(zhì)和水分（2）注意檢查系統(tǒng)中油霧器的供油量，保證空氣中含有適量的潤滑油來潤滑氣動(dòng)元件防止生銹、磨損造成空氣泄露和元件動(dòng)作失靈。（3）定期檢查更換密封件，保持系統(tǒng)的密封性。（4）注意調(diào)節(jié)工作壓力，保證氣動(dòng)裝置具有合適的工作壓力和運(yùn)動(dòng)速度。（5）定期檢查、清洗或更換氣動(dòng)元件、濾芯。7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.2數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床的的機(jī)機(jī)械械故故障障診診斷斷 四、液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的故障診斷四、液壓與氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的故障診斷 1.光柵尺：1）防污；2）防振。2.光電脈沖編碼

16、器：1）防振和防污；2）連接松動(dòng)。3.感應(yīng)同步器：對(duì)感應(yīng)同步器的維護(hù)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：1）安裝時(shí)，必須保持定尺和滑尺相對(duì)平行，且定尺固定螺栓不得超過尺面，調(diào)整間隙在0.090.15mm為宜。 2）不要損壞定尺表面耐切削液涂層和滑尺表面一層帶絕緣層的鋁箔，否則會(huì)腐蝕厚度較小的電解銅箔。3）接線時(shí)要分清滑尺的正弦繞組和余弦繞組，其阻值基本相同，這兩個(gè)繞組必須分接入勵(lì)磁電壓。4.旋轉(zhuǎn)變壓器7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.3數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床位位置置檢檢測(cè)測(cè)裝裝置置故故障障診診斷斷一、位置檢測(cè)元件的維護(hù)一、位置檢測(cè)元件的維護(hù) 對(duì)旋轉(zhuǎn)變壓器的維護(hù)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：1）接線時(shí)，定子上有相等匝數(shù)

17、的勵(lì)磁繞組和補(bǔ)償繞組，轉(zhuǎn)子上也有相等匝數(shù)的正弦繞組和余弦繞組，但轉(zhuǎn)子和定子的繞組阻值卻不同，一般定子電阻阻值稍大，有時(shí)補(bǔ)償繞組自行短接或接入一個(gè)阻抗。 2）由于結(jié)構(gòu)上與繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)相似，因此，炭刷磨損到一定程度后要更換。5.磁柵尺對(duì)磁柵尺的維護(hù)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：1）不能將磁性膜刮壞，防止鐵屑和油污落在磁性標(biāo)尺和磁頭上，要用脫脂棉蘸酒精輕輕地擦其表面。2）不能用力拆裝或撞擊磁性標(biāo)尺和磁頭，否則會(huì)使磁性減弱或使磁場(chǎng)紊亂。3）接線時(shí)要分清磁頭上激磁繞組和輸出繞組，前者繞在磁路截面尺寸較小的橫臂上，后者繞在磁路截面尺寸較大的豎桿上。7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.3數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床

18、床位位置置檢檢測(cè)測(cè)裝裝置置故故障障診診斷斷一、位置檢測(cè)元件的維護(hù)一、位置檢測(cè)元件的維護(hù) 1.輸出信號(hào) 一是電壓或電流正弦信號(hào)，其中EXE為脈沖整形插值器； 二是TTL電平信號(hào)。 2.EXE信號(hào)處理 1）通道放大器 2）整形電路 3）報(bào)警電路 4）細(xì)分電路 3.故障診斷 當(dāng)出現(xiàn)位置環(huán)開環(huán)報(bào)警時(shí)，將J2連接器脫開，在CNC系統(tǒng)的一側(cè)，把J2連接器上的十5V線同報(bào)警線ALM連在一起，合上數(shù)控系統(tǒng)電源，根據(jù)報(bào)警是否再現(xiàn)，便可迅速判斷出故障的部位是在測(cè)量裝置還是在CNC系統(tǒng)的接口板上。 7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.3數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床位位置置檢檢測(cè)測(cè)裝裝置置故故障障診診斷斷二、位置檢

19、測(cè)裝置的故障診斷二、位置檢測(cè)裝置的故障診斷 【工程實(shí)例7-5】某數(shù)控立式銑床配備FANUC 3M數(shù)控系統(tǒng)，位置檢測(cè)裝置為與伺服電動(dòng)機(jī)同軸連接的編碼器。故障現(xiàn)象：在運(yùn)行過程中Z軸產(chǎn)生31號(hào)報(bào)警。故障分析及處理：查維修手冊(cè)，31號(hào)報(bào)警為誤差寄存器內(nèi)容大于規(guī)定值，根據(jù)31號(hào)報(bào)警提示，將誤差寄存器的設(shè)定極限值放大，即將對(duì)應(yīng)的參數(shù)由2000改為5000，然后用手搖脈沖發(fā)生器給Z軸發(fā)移動(dòng)指令，又發(fā)生32號(hào)報(bào)警，32號(hào)報(bào)警表示誤差寄存器的內(nèi)容超過32767，或數(shù)模轉(zhuǎn)換指令值超過了-8192+8191的范圍。進(jìn)一步定位故障是在Z軸控制單元還是在編碼器上，采用交換法，將Z軸和Y軸驅(qū)動(dòng)裝置和反饋信號(hào)同時(shí)互換，發(fā)現(xiàn)

20、同樣的故障現(xiàn)象出現(xiàn)在Y軸上，這說明Z軸控制單元沒問題，故障出現(xiàn)在與Z軸伺服電動(dòng)機(jī)同軸連接的編碼器上。 7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 三、位置檢測(cè)裝置的故障診斷舉例三、位置檢測(cè)裝置的故障診斷舉例 7.3數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床位位置置檢檢測(cè)測(cè)裝裝置置故故障障診診斷斷1. 常用主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)介紹1）FANUC公司主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)三個(gè)系列交流主軸電動(dòng)機(jī) :S系列電動(dòng)機(jī)，額定輸出功卒范圍1.537kw；H系列電動(dòng)機(jī)，額定輸出功率范圍1.5 22kw；P系列電動(dòng)機(jī)，額定輸出功率范圍3.7 37kw。交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)為：采用微處理器控制技術(shù)，進(jìn)行矢量計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)最佳控制；主回路采用晶體管PWM逆

21、變器，使電動(dòng)機(jī)電流非常接近正弦波形；具有主軸定向控制、數(shù)字和模擬輸入接口等功能。7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.4數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)的的故故障障診診斷斷一、主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷一、主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷 2）SIEMEN公司主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直流主軸電動(dòng)機(jī)：IGG5、IGF5、IGL5和IGH5四個(gè)系列，與這四個(gè)系列電動(dòng)機(jī)配套的6RA24、6RA27系列驅(qū)動(dòng)裝置采用晶閘管控制。交流主軸電動(dòng)機(jī)：IPH5和IPH6兩個(gè)系列，功率范圍為3100kW。驅(qū)動(dòng)裝置為6SC650系列交流主軸驅(qū)動(dòng)裝量或6SC6llA（SIMODRIV611A）主軸驅(qū)動(dòng)模塊，主回路采用晶體管SPWM

22、變頻控制的方式，具有能量再生制動(dòng)功能。 7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.4數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)的的故故障障診診斷斷一、主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷一、主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷 2. 主軸伺服系統(tǒng)的故障形式及診斷方法主軸伺服系統(tǒng)故障通常有三種表現(xiàn)形式：一是在CRT或操作面板上顯示報(bào)警內(nèi)容或報(bào)警信息；二是在主軸驅(qū)動(dòng)裝置上用報(bào)警燈或數(shù)碼管顯示主軸驅(qū)動(dòng)裝 置的故障；三是主軸工作不正常，但無任何報(bào)警信息。1）外界干擾由于受電滋干擾，屏蔽和接地措施不良，主軸轉(zhuǎn)速指令信號(hào)或反饋信號(hào)受到干擾，使主軸驅(qū)動(dòng)出現(xiàn)隨機(jī)和無規(guī)律性的波動(dòng)。判別有無干擾的方法是：當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速指令為零時(shí)，主軸仍往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，

23、調(diào)整零速平衡和漂移補(bǔ)償也不能消除故障。7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.4數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)的的故故障障診診斷斷一、主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷一、主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷 2）過載切削用量過大，頻繁正、反轉(zhuǎn)等均可引起過載報(bào)警。具體表現(xiàn)為主軸電動(dòng)機(jī)過熱、主軸驅(qū)動(dòng)裝置顯示過電流報(bào)警等。 3）主軸定位抖動(dòng)主軸準(zhǔn)停用于刀具交換、精鏜退刀及齒輪換擋等場(chǎng)合，有三種實(shí)現(xiàn)方式：（1）機(jī)械準(zhǔn)?？刂?由帶V形槽的定位盤和定位用的液壓缸配合動(dòng)作。（2）磁性傳感器的電氣準(zhǔn)?？刂瓢l(fā)磁體安裝在主軸后端，磁傳感器安裝在主軸箱上，其安裝位置決定了主軸的準(zhǔn)停點(diǎn)，發(fā)磁體和磁傳感器之間的間隙為（1.50.5

24、）mm。（3）編碼器型的準(zhǔn)停控制 通過主軸電動(dòng)機(jī)內(nèi)置安裝或在機(jī)床主軸上直接安裝一個(gè)光電編碼器來實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)?？刂疲瑴?zhǔn)停角度可任意設(shè)定。上述準(zhǔn)停均要經(jīng)過減速的過程，如減速或增益等參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，均可引起定位抖動(dòng)。 7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.4數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)的的故故障障診診斷斷一、主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷一、主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷 4）主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給不匹配要執(zhí)行每轉(zhuǎn)進(jìn)給的指令，主軸必須有每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖的反饋信號(hào)，一般情況下為主軸編碼器有問題。 5）轉(zhuǎn)速偏離指令值當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速超過技術(shù)要求所規(guī)定的范圍時(shí)，要考慮：電動(dòng)機(jī)過載；CNC系統(tǒng)輸出的主軸轉(zhuǎn)速模擬量（通常為010V）沒

25、有達(dá)到與轉(zhuǎn)速指令對(duì)應(yīng)的值；測(cè)速裝置有故障或速度反饋信號(hào)斷線；主軸驅(qū)動(dòng)裝置故障。 6）主軸異常噪聲及振動(dòng)首先要區(qū)別異常噪聲及振動(dòng)發(fā)生在主軸機(jī)械部分還是在電氣驅(qū)動(dòng)部分區(qū)別方法。7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.4數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)的的故故障障診診斷斷一、主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷一、主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷 7）主軸電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)CNC系統(tǒng)至主軸驅(qū)動(dòng)裝置除了轉(zhuǎn)速模擬量控制信號(hào)外，還有使能控制信號(hào)，一般為DC24V繼電器線圈電壓。檢查 CNC系統(tǒng)是否有速度控制信號(hào)輸出。檢查使能信號(hào)是否接通。通過CRT觀察I/O狀態(tài)，分析機(jī)床PLC梯形圖（或流程圖），以確定主軸的啟動(dòng)條件，如潤滑、

26、冷卻等是否滿足。主軸驅(qū)動(dòng)裝置故障。主軸電動(dòng)機(jī)故障。7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.4數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)的的故故障障診診斷斷一、主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷一、主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷 3. 直流主軸驅(qū)動(dòng)的故障診斷1）控制回路控制回路采用電流反饋和速度反饋的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，其中內(nèi)環(huán)是電流環(huán)，外環(huán)是速度環(huán)。主軸電動(dòng)機(jī)為它勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)，勵(lì)磁繞組與電樞繞組無聯(lián)接關(guān)系，由另一路直流電源供電。2）主電路數(shù)控機(jī)床直流主軸電動(dòng)機(jī)由于功率較大，且要求正、反轉(zhuǎn)及停止迅速，故驅(qū)動(dòng)裝置往往采用三相橋式反并聯(lián)邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)，這樣在制動(dòng)時(shí)，除了縮短制動(dòng)時(shí)間外，還能將主軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成

27、電能送回電網(wǎng)。7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.4數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)的的故故障障診診斷斷一、主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷一、主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷 【工程實(shí)例7-6】某加工中心采用直流主軸電動(dòng)機(jī)、邏輯無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)。故障原因：當(dāng)用M03指今起動(dòng)時(shí)有“咔、咔”的沖擊聲，電動(dòng)機(jī)換向片上有輕微的火花，起動(dòng)后，無明顯的異常現(xiàn)象；用M05指令使主軸停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，換向片上出現(xiàn)強(qiáng)烈的火花，同時(shí)伴有“叭、叭”的放電聲，隨即交流回路的保險(xiǎn)絲熔斷?；鸹ǖ膹?qiáng)烈程度與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)，轉(zhuǎn)速越高，火花趨大，起動(dòng)時(shí)的沖擊聲也越明顯。用急停方式停止主軸，換向片上沒有任何火花。分析及處理過程：該機(jī)床

28、的主軸電動(dòng)機(jī)有兩種制動(dòng)方式：電阻能耗制動(dòng)，只用于急停?；仞佒苿?dòng)用于正常停機(jī)（M05）。主軸直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)邏輯無環(huán)流可逆控制系統(tǒng)，任何時(shí)候不允許正、反兩組晶閘管同時(shí)工作，制動(dòng)過程為“本橋逆變-電流為零-反橋逆變制動(dòng)”。根據(jù)故障特點(diǎn)，急停時(shí)無火花，而用M05時(shí)有火花，說明故障與逆變電路有關(guān)。反橋逆變時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，導(dǎo)通的晶閘管始終承受著正向電壓，這時(shí)晶閘管觸發(fā)控制電路必須在適當(dāng)時(shí)刻使導(dǎo)通的晶閘管受到反壓而被迫關(guān)斷。若是漏發(fā)或延遲了觸發(fā)脈沖，已導(dǎo)通的晶閘管就會(huì)因得不到反壓而繼續(xù)導(dǎo)通，并逐漸進(jìn)入整流狀態(tài)，其輸出電壓與電動(dòng)勢(shì)成順極性串聯(lián)，造成短路，引起換向片上出現(xiàn)火花、熔絲熔斷的故

29、障。7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.4數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)的的故故障障診診斷斷一、主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷一、主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷 4.交流主軸驅(qū)動(dòng)的故障診斷1）交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也有模擬式和數(shù)字式兩種類型，交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，具有如下特點(diǎn)：由于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用微處理器和現(xiàn)代控制理論進(jìn)行控制，因此其運(yùn)行平穩(wěn)、振動(dòng)和噪聲小。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般都具有再生制動(dòng)功能，在制動(dòng)時(shí)，既可將能量反饋回電網(wǎng)，起到節(jié)能的效果，又可以加快啟制動(dòng)速度。2）主軸通用變頻器故障為了保證驅(qū)動(dòng)器安全、可靠地運(yùn)行，在主軸伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障和異常等情況時(shí)，設(shè)置了較多的保護(hù)功能，這些保護(hù)功能與主

30、軸驅(qū)動(dòng)器的故障檢測(cè)與維修密切相關(guān)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)故障時(shí)，可以根據(jù)保護(hù)功能的情況分析故障原因。7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.4數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)的的故故障障診診斷斷一、主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷一、主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷 通用變頻器常見故障及處理 加速中過流 過流 恒速中過流 減速中或停車時(shí)過流 停車中過壓 加速中過壓 過壓 恒速中過壓 減速中過壓 低壓 變頻器過熱 變頻器過載 電動(dòng)機(jī)過載 電動(dòng)機(jī)過轉(zhuǎn)矩 7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.4數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)的的故故障障診診斷斷一、主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷一、主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷 1.故障

31、形式 1）超程 2）過載 3）竄動(dòng) 4）爬行 5）振動(dòng) 6）伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn) 7）位置誤差 8）漂移 9）回參考點(diǎn)故障7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.4數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)的的故故障障診診斷斷二、進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障及診斷二、進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障及診斷 2.故障定位1）模塊交換法2）外接參考電壓法3.進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的故障診斷1）直流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)（1）CRT有報(bào)警顯示的故障（2）報(bào)警指示燈指示的報(bào)警（3）無報(bào)警顯示的故障 機(jī)床失控 機(jī)床振動(dòng) 定位精度低 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)噪聲過大 伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)（4）直流伺服電動(dòng)機(jī)的維護(hù)7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.4數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床伺伺

32、服服系系統(tǒng)統(tǒng)的的故故障障診診斷斷二、進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障及診斷二、進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障及診斷 2）交流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)（1）交流伺服電動(dòng)機(jī)的基本檢查；（2）交流伺服電動(dòng)機(jī)的安裝注意點(diǎn)；（3）交流伺服電動(dòng)機(jī)常見的故障；（4）交流電動(dòng)機(jī)維護(hù)。3）步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)常見如下故障： （1）電動(dòng)機(jī)過熱報(bào)警； （2）工作中，尖叫后不轉(zhuǎn)，具體情況為加工或運(yùn)行過程中，驅(qū)動(dòng)器或步進(jìn)電動(dòng)機(jī)發(fā)出刺耳的尖叫聲；（3）工作過程中停車，在工作正常的狀況下，發(fā)生突然停車的故障。（4）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)失步或多步，此故障引起的可能現(xiàn)象是工作過程中，配置步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的某軸突然停頓，而后，又繼續(xù)走動(dòng)。 7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診

33、斷 7.4數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)的的故故障障診診斷斷二、進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障及診斷二、進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障及診斷 （5）運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻，有抖動(dòng)，反映在加工中是加工的工件有振紋，表面光潔度差。 （6）電動(dòng)機(jī)定位不準(zhǔn)。反映在加工中的故障就是加工工件尺寸有問題。經(jīng)驗(yàn)總結(jié) 數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)故障診斷及處理一般常見的有以下幾種：（1）修理或更換元器件。（2）重新安裝或插接相關(guān)的聯(lián)接狀況。（3）調(diào)整相關(guān)參數(shù)。數(shù)控系統(tǒng)、PLC 及伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都設(shè)置許多可修改的參數(shù)以適應(yīng)不同機(jī)床、不同工作狀態(tài)的要求這些參數(shù)不僅能使各電氣系統(tǒng)與具體機(jī)床相匹配, 而且更是使機(jī)床各項(xiàng)功能達(dá)到最佳化所必需的。因此, 任何參數(shù)的變化(尤其

34、是模擬量參數(shù))甚至丟失都是不允許的; 而隨機(jī)床的長期運(yùn)行所引起的機(jī)械或電氣性能的變化, 會(huì)打破最初的匹配狀態(tài)和最佳化狀態(tài), 需要重新調(diào)整相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)給予排除。這種方法對(duì)維修人員的要求是很高的, 不僅要對(duì)具體系統(tǒng)主要參數(shù)十分了解, 既知曉其地址熟悉其作用, 而且要有較豐富的電氣調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.4數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)的的故故障障診診斷斷二、進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障及診斷二、進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障及診斷 （4） 特殊處理法。當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)已進(jìn)入 PC 機(jī)、開放化的發(fā)展階段, 其中軟件含量越來越豐富, 有系統(tǒng)軟件、機(jī)床制造者軟件、甚至還有使用者自己的軟

35、件, 由于軟件邏輯的設(shè)計(jì)中不可避免的一些問題, 使得有些故障狀態(tài)無從分析, 例如死機(jī)現(xiàn)象。對(duì)于這種故障現(xiàn)象可以采取特殊手段來處理, 如整機(jī)斷電, 稍作停頓后再開機(jī), 有時(shí)就可將故障消除。維修人員可以在自己的長期實(shí)踐中摸索其規(guī)律或者其他有效的方法。當(dāng)故障分析結(jié)果集中于某一印制電路板上時(shí), 由于電路集成度的不斷擴(kuò)大, 要把故障落實(shí)于其上某一區(qū)域乃至某一元件是十分困難的, 為了縮短停機(jī)時(shí)間, 在有相同備件的條件下, 可以先將備件換上, 然后再去檢查修復(fù)故障板。但在拔出舊板更換新板之前, 一定要先仔細(xì)閱讀相關(guān)資料, 弄懂要求和操作步驟之后再動(dòng)手, 以免造成更大的故障。 7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)

36、床的故障診斷 7.4數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)的的故故障障診診斷斷二、進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障及診斷二、進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障及診斷 1.一般PLC故障診斷及處理1）根據(jù)報(bào)警號(hào)診斷故障2）根據(jù)動(dòng)作順序診斷故障3）根據(jù)控制對(duì)象的工作原理診斷故障4）根據(jù)PLC的1/O狀態(tài)診斷故障 5）通過PLC梯形圖診斷故障2.動(dòng)態(tài)跟蹤梯形圖診斷故障經(jīng)驗(yàn)總結(jié) PLC程序法檢測(cè)數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)故障PLC程序法的步驟如下：（1）按PLC報(bào)警號(hào)或程序停止的環(huán)節(jié)，找出報(bào)警點(diǎn)的輸入與輸出點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的標(biāo)志位、計(jì)數(shù)器或計(jì)時(shí)器；（2）查找與報(bào)警點(diǎn)有關(guān)的所有的程序段/塊梯形圖或動(dòng)作控制流程圖，獲得相關(guān)信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)邏輯狀態(tài)；（3）調(diào)用診斷畫面

37、或編輯器，讀取相關(guān)的實(shí)時(shí)狀態(tài)；（4）將兩種信號(hào)狀態(tài)對(duì)比，判斷出異常信號(hào)位置即為故障點(diǎn)；（5）查出故障點(diǎn)對(duì)應(yīng)的元器件，進(jìn)行故障點(diǎn)測(cè)試；（6）排除故障。 7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.4數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)的的故故障障診診斷斷三、三、PLC檢測(cè)伺服系統(tǒng)故障及處理檢測(cè)伺服系統(tǒng)故障及處理 習(xí)題與思考題:7-1 7-2 7-3 7-4 7-5 7-6 7-7 7-8 7-9 7-10 7-117 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷 7.4數(shù)數(shù)控控機(jī)機(jī)床床伺伺服服系系統(tǒng)統(tǒng)的的故故障障診診斷斷三、三、PLC檢測(cè)伺服系統(tǒng)故障及處理檢測(cè)伺服系統(tǒng)故障及處理 7 7 數(shù)控機(jī)床的故障診斷數(shù)控機(jī)床的故障診斷