数控机床典型结构与维修基础知识.ppt

第五章数控机床典型结构与维修 第1节数控机床维修维护基础知识 教师 李爽时间 2014 11 06 目录 一 数控机床操作维护规程基本内容二 数控机床主要的日常维护与保养三 数控机床点检四 数控机床常见故障分类五 数控机床故障排除原则六 数控机床维修基本步骤七 故障诊断与排除的基本方法 一 数控机床操作维护规程基本内容 1 1数控机床维护与保养的目的和意义 1 延长平均无故障时间 增加机床的开动率 2 便于及早发现故障隐患 避免停机损失 3 期保持数控设备的加工精度 1 2数控机床维护与保养的基本要求 在思想上重视维护与保养工作提高操作人员的综合素质数控机床良好的使用环境严格遵循正确的操作规程提高数控机床的开动率要冷静对待机床故障 不可盲目处理严格执行数控机床管理的规章制度 一 数控机床操作维护规程基本内容 1 班前清理工作场地 按日常检查卡规定项目检查各操作手柄 控制装置是否处于停机位置 安全防护装置是否完整牢靠 查看电源是否正常 并作好点检记录 2 查看润滑 液压装置的油质 油量 按润滑图表规定加油 保持油液清洁 油路畅通 润滑良好 3 确认各部正常无误后 方可空车启动设备 先空车低速运转3 5min 查看各部运转正常 润滑良好 方可进行工作 不得超负荷 超规范使用 4 工件必须装卡牢固 禁止在机床上敲击 夹紧工件 5 合理调整行程撞块 要求定位正确紧固 1 3数控机床操作维护规程基本内容 一 数控机床操作维护规程基本内容 6 操纵变速装置必须切实转换到固定位置 使其啮合正常 停机变速不得用反车制动变速 7 数控机床运转中要经常注意各部位情况 如有异常应立即停机处理 8 测量工件 更换工装 拆卸工件都必须停机进行 离开机床时必须切断电源 9 数控机床的基准面 导轨 滑动面要注意保护 保持清洁 防止损伤 10 经常保持润滑及液压系统清洁 盖好箱盖 不允许有水 尘 铁屑等污物进入油箱及电器装置 11 工作完毕和下班前应清扫机床设备 保持清洁 将操作手柄 按钮等置于非工作位置 切断电源 办好交接班手续 1 3数控机床操作维护规程基本内容 班前要对设备进行点检 查看有无异状 检查油箱及润滑装置的油质 油量 并按润滑图表规定加油 安全装置及电源等是否良好 确认无误后 先空车运转待润滑情况及各部正常后方可工作 下班前用约15min时间清扫擦拭设备 切断电源 在设备滑动导轨部位涂油 清理工作场地 保持设备整洁 下一页 返回 上一页 二 数控机床主要的日常维护与保养 2 1每班维护 每班保养 在每周末和节假日前 用1 2h较彻底地清洗设备 清除油污 达到维护的 四项要求 并由机械员 师 组织维修组检查 评分考核 公布评分结果 下一页 返回 上一页 二 数控机床主要的日常维护与保养 2 2周未维护 周未保养 数控机床定期维护是在维修工辅导配合下 由操作工进行的定期维修作业 按设备管理部门的计划执行 设备定期维护后要由机械员 师 组织维修组逐台验收 设备管理部门抽查 作为对车间执行计划的考核 数控机床定期维护的主要内容有如下几方面 下一页 返回 上一页 二 数控机床主要的日常维护与保养 2 3数控机床的定期维护 定期保养 2 3 1每月维护 1 真空清扫控制柜内部 2 检查 清洗或更换通风系统的空气滤清器 3 检查全部按钮和指示灯是否正常 4 检查全部电磁铁和限位开关是否正常 5 检查并紧固全部电缆接头 并查看有无腐蚀 破损 6 全面查看安全防护设施是否完整牢固 下一页 返回 上一页 二 数控机床主要的日常维护与保养 2 3 2每两月维护 1 检查并紧固液压管路接头 2 查看电源电压是否正常 有无缺相和接地不良 3 检查全部电机 并按要求更换电刷 4 液压马达有否渗漏并按要求更换油封 5 开动液压系统 打开放气阀 排出油缸和管路中空气 6 检查联轴节 带轮和带是否松动和磨损 7 清洗或更换滑块和导轨的防护毡垫 下一页 返回 上一页 二 数控机床主要的日常维护与保养 2 3 3每季维护 1 清洗冷却液箱 更换冷却液 2 清洗或更换液压系统的滤油器及伺服控制系统的滤油器 3 清洗主轴齿轮箱 重新注入新润滑油 4 检查联锁装置 定时器和开关是否正常运行 5 检查继电器接触压力是否合适 并根据需要清洗和调整触点 6 检查齿轮箱和传动部件的工作间隙是否合适 下一页 返回 上一页 二 数控机床主要的日常维护与保养 2 3 4每半年维护 1 抽取液压油液化验 根据化验结果 对液压油箱进行清洗换油 疏通油路 清洗或更换滤油器 2 检查机床工作台水平 全部锁紧螺钉及调整垫铁是否锁紧 并按要求调整水平 3 检查镶条 滑块的调整机构 调整间隙 4 检查并调整全部传动丝杠负荷 清洗滚动丝杠并涂新油 下一页 返回 上一页 二 数控机床主要的日常维护与保养 2 3 4每半年维护 5 拆卸 清扫电机 加注润滑油脂 检查电机轴承 酌情予以更换 6 检查 清洗并重新装好机械式联轴节 7 检查 清洗和调整平衡系统 视情况更换钢缆或链条 8 清扫电气柜 数控柜及电路板 更换维持RAM内容的失效电池 要经常维护机床各导轨及滑动面的清洁 防止拉伤和研伤 经常检查换刀机械手及刀库的运行情况 定位情况 下一页 返回 上一页 二 数控机床主要的日常维护与保养 数控机床的检查是及时掌握数控机床技术状况的有效手段 对数控机床进行精度 性能及磨损情况的检查 能了解数控机床运行的技术状态 及早发现故障征兆和性能隐患 使故障及时得到排除 防止突发故障和事故 因此它是保证数控机床正常运行的一项重要工作 是维修活动的重要信息源 是做好修理准备并安排好修理计划的基础 下一页 返回 上一页 三 数控机床的点检 日常检查是一项由操作工人和维修工人每天执行的例行维护工作中的 项主要工作 其目的是及时发现数控机床运行的不正常情况 并予以排除 日常点检是日常检查的一种好方法 所谓点检是指 为了维持数控机床规定的机能 按照标准要求 通常是利用点检卡 对数控机床的某些指定部位 通过人的感觉器官 目视 手触 问诊 听声 嗅诊 和检测仪器 进行有无异状的检查 使各部分的不正常现象能够及早发现 下一页 返回 上一页 三 数控机床的点检 3 1点检的定义 1 能早期发现数控机床的隐患和劣化程度 以便采取有效措施 及时加以消除 避免因突发故障而影响产量和质量 增加维修费用 缩短寿命 妨碍安全卫生 2 可以减少故障重复出现 提高开动率 3 可以使操作工人交接班内容具体化 规格化 易于执行 4 可以对单台数控机床的运转情况积累资料 便于分析 摸索维修规律 因此点检是一项非常重要的工作 它是数控机床管理的重要基础工作 是编制维修计划的重要依据 下一页 返回 上一页 三 数控机床的点检 3 2点检的作用 1 定点 确定维护点 2 定标 对维护点制订标准 3 定期 定出检查周期 4 定项 明确检查项目 5 定人 落实到人 3 3点检的内容 三 数控机床的点检 6 定法 检查方法 检查步骤 8 记录 详细做记录内容与时间 7 检查 9 处理 能处理的则做处理 10 分析 分析找出薄弱环节 3 3点检的内容 三 数控机床的点检 1 日常点检 2 专职点检 3 生产点检 机床的关键部位和重要部位定点检计划 对生产运行中的数控机床进行点检 机床的一般部位进行点检 3 4点检的分类 三 数控机床的点检 现代维修管理体系的核心 日常点检 专职点检 生产点检 数控机床故障隐患 专职点检表 故障信息卡 日常点检表 生产点检表 综合分析 数控机床检修卡 检修处理 3 5点检的地位 三 数控机床的点检 优点是可以把出现的故障和性能的劣化消灭在萌芽状态 防止过修或欠修 缺点是定期点检工作量大 3 6点检的优点 三 数控机床的点检 3 7点检的缺点 3 8点检表的举例 三 数控机床的点检 2020 3 8 24 数控机床是一种技术复杂的机电一体化设备 其故障发生的原因一般都比较复杂 这给故障诊断和排除带来不少困难 为了便于故障分析和处理 本节按故障部件 故障性质及故障原因等对常见故障作了如下分类 四 数控机床常见故障分类 2020 3 8 25 1 主机故障 数控机床的主体部分 主要包括机械 润滑 冷却 排屑 液压 气动与防护等装置 2 电气故障电气故障分弱电故障与强电故障 4 1按数控机床发生故障的部件分类 四 数控机床常见故障分类 2020 3 8 26 1 系统性故障系统性故障 通常是指只要满足一定的条件或超过某一设定的限度 工作中的数控机床必然会发生的故障 2 随机性故障 随机性故障 通常是指数控机床在同样的条件下工作时只偶然发生一次或两次的故障 有的文献上称此为 软故障 4 2按数控机床发生的故障性质分类 四 数控机床常见故障分类 2020 3 8 27 1 有报警显示的故障这类故障又可分为硬件报警显示与软件报警显示两种 2 无报警显示的故障 4 3按故障发生后有无报警显示分类 四 数控机床常见故障分类 2020 3 8 28 1 数控装置故障2 进给伺服系统故障3 主轴系统故障4 刀架 刀库 工作台故障等等 4 4按故障发生的部位分类 四 数控机床常见故障分类 2020 3 8 29 1 确认故障现象 调查故障现场 充分掌握故障信息 2 根据所掌握故障信息 明确故障的复杂程度并列出故障部位的全部疑点 3 分析故障原因 制定排除故障的方案 4 检测故障 逐级定位故障部位 5 故障的排除 6 解决故障后的资料的整理 五 数控机床故障的排除思路和原则 5 1数控机床故障的排除思路 2020 3 8 30 1 先方案后操作 或先静后动 2 先安检后通电3 先软件后硬件4 先外部后内部5 先机械后电气6 先公用后专用7 先简单后复杂8 先一般后特殊 5 2故障的排除应遵循的原则 五 数控机床故障的排除思路和原则 2020 3 8 31 一般可以将维修工作分为 修前准备 现场工作与修后档案工作等三个阶段 1 诊断与维修前的准备工作 1 修前技术准备 要充分掌握信息与寻找故障特征 2 常用维修工具与仪器的准备 3 备件准备2 现场工作 1 现场调查1 与操作员面对面地询问与调查 2 机床外观检查与工作地环境调查 3 无报警故障或无故障现象记录时在无危险的情况下可重演故障 2 根据机理现象 判断类型 3 确定步骤 4 合理测试 故障定位 5 排除故障 恢复设备 六 数控机床维修的基本步骤 6 1故障诊断步骤与要求 六 数控机床维修的基本步骤 6 1故障诊断步骤与要求 3 修后档案工作诊断与维修结束后必须给出诊断结果报告与维修报告 维修报告中包括诊断与维修时的调查与检查记录 2020 3 8 33 数控机床发生故障时 操作人员应首先停止机床 保护现场 然后对故障进行尽可能详细的记录 并及时通知维修人员 故障的记录可为维修人员排除故障提供第一手材料 应尽可能详细 记录内容最好包括下述几个方面 1 故障发生时的情况记录1 发生故障时的机床型号 采用的控制系统型号 系统的软件版本号 2 故障的现象 发生故障的部位 以及发生故障时机床与控制系统的现象 如 是否异常声音 烟 味等3 发生故障时系统所处的操作方式 如 AUTO SINGLE MDI STEP HANDLE JOG HOME等 六 数控机床维修的基本步骤 6 2故障记录 2020 3 8 34 4 如故障在自动方式下发生 则应记录发生故障时的加工程序号 出现故障的程序段号 加工时采用的刀具号以及刀具的位置等 5 若故障发生在精度超差或轮廓误差过大时 应记录被加工工件号 并保留不合格工件 6 在发生故障时 若系统有报警显示 则应记录报警显示情况与报警号 7 通过诊断画面 记录机床故障时所处的工作状态 如 系统是否在执行M S T等功能 系统是进入暂停状态或是急停状态 系统坐标轴是否出于 互锁 状态 进给倍率是否为0 六 数控机床维修的基本步骤 6 2故障记录 2020 3 8 35 8 记录发生故障时 各坐标轴的位置跟随误差的值 9 记录发生故障时 各坐标轴的移动速度 移动方向 主轴转速 转向 等等 六 数控机床维修的基本步骤 6 2故障记录 2020 3 8 36 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 7 1直观法 望闻问切 七 故障诊断与排除的基本方法 2020 3 8 37 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 充分利用数控系统的自诊断功能 根据CRT上显示的报警信息及各模块上的发光二极管等器件的指示 可判断出故障的大致原因 进一步利用系统的自诊断功能 还能显示系统与各部分之间的接口信号状态 找出故障的大致部位 它是故障诊断过程中最常用 有效的方法之一 7 2系统自诊断法 七 故障诊断与排除的基本方法 2020 3 8 38 如 FANUC10TE系统的数控机床 开机后CRT显示 FS107E1399BROMTEST ENDRAMTEST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 七 故障诊断与排除的基本方法 7 2系统自诊断法 2020 3 8 39 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 1 接口检查2 参数检查 七 故障诊断与排除的基本方法 7 2系统自诊断法 2020 3 8 40 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 七 故障诊断与排除的基本方法 7 2系统自诊断法 2020 3 8 41 38C0H00110010 2020 3 8 42 案例 1 某数控车床 上电后 发指令X轴不能运动 且没有报警 经检查发现是X轴指令线电缆插头松脱 2 某数控铣床 Y轴一启动就出现跟踪误差过大而报警停机 经检查发现位置控制环反馈元件光栅电缆由于运动中受力而拉伤断裂 造成反馈信号所致 七 故障诊断与排除的基本方法 7 2系统自诊断法 2020 3 8 43 3 某数控车床 控制面板显示消失 经检查面板电源熔断丝烧断 而其内部无短路现象 更换熔丝后 故障消失 显示恢复正常 4 某加工中心在安装调试后不久 X轴运动时偶尔出现报警 指示实际位置与指令不一致 采用直观法发现X轴编码器外壳因被撞而变形 故怀疑该编码器已损坏 调换一个新编码器后上述故障排除 七 故障诊断与排除的基本方法 7 2系统自诊断法 2020 3 8 44 5 某加工中心 X轴电动机忽然出现异常震动声 马上停机 将电机与丝杠分开 试车时仍然振动 可见振动不是由机械传动的原因所造成 为区分是伺服单元故障 还是电机故障 采用Y轴伺服单元控制X轴电机 还是振动 所以判断为电机故障 将该电机修复后 故障排除 6 某加工中心在安装调试后不久 Z轴运动时偶尔出现报警 指示实际位置与指令不一致 采用直观法发现Z轴编码器外壳因被撞而变形 故怀疑该编码器已损坏 调换一个新编码器后上述故障排除 七 故障诊断与排除的基本方法 7 2系统自诊断法 2020 3 8 45 数控系统的参数是经过一系列试验 调整而获得的重要数据 参数通常是存放在由电池保持的RAM中 一旦电池电压不足或系统长期不通电或外部干扰会使参数丢失或混乱 从而使系统不能正常工作 当机床长期闲置或无缘无故出现不正常现象或有故障而无报警时 就应根据故障特征 检查和校对有关参数 7 3参数检查法 七 故障诊断与排除的基本方法 2020 3 8 46 对于经过长时间运行的数控机床 由于机械传动部件磨损 电气元件性能变化或调换零部件所引起的变化 也需对有关参数进行调整 有些故障往往是由于未及时修改某些不适应的参数值所造成 7 3参数检查法 七 故障诊断与排除的基本方法 2020 3 8 47 功能程序测试法是将所修数控系统的G M S T F功能的全部使用指令编成一个试验程序 并穿成纸带或存储在硬盘 电子盘 软盘上 在故障诊断时运行这个程序 可快速判定哪个功能不良或丧失 功能程序测试法常应用于以下场合 7 4功能程序测试法 七 故障诊断与排除的基本方法 2020 3 8 48 1 机床加工造成废品而一时无法确定是编程 操作不当 还是数控系统故障时 2 数控系统出现随机性故障 一时难以区别是外来干扰 还是系统稳定性不好 如不能可靠地执行各加工指令 可连续循环执行功能测试程序来诊断系统的稳定性 3 闲置时间较长的数控机床在投入使用时或对数控机床进行定期检修时 7 4功能程序测试法 七 故障诊断与排除的基本方法 2020 3 8 49 现代数控系统大都采用模块化设计 按功能不同划分为不同的模块 随着现代数控技术的发展 电路的继承规模越来越大 技术也越来越复杂 按照常规的方法 很难把故障定位在一个很小的区域 而一旦系统发生故障利用此方法可缩短停机时间 快速找到故障板 7 5交换法 备件替换法 七 故障诊断与排除的基本方法 2020 3 8 50 将具有相同功能的两块板互相交换 一块好的 一块被怀疑是坏的 观察故障现象是否随之转移 还是故障依旧来判断被怀疑板 这些板是指印刷线路板 模块 集成电路芯片或元器件 若没有备用电路板或组件 可把故障区与无故障区的相同的电路板或组件互相交换 然后观察故障排除及转移情况 也可得到确诊 注意 2020 3 8 51 1 必须断电后才能更换电路板或组件 2 有些电路板 例如PLC的I O板上有地址开关 交换时要相应改变设置值 3 有些电路板上有跳线及桥接调整电阻 电容 也应与原板相同 方可交换 4 模块的输入输出必须相同 以驱动器为例 型号要相同 若不同 则要考虑接口 功率的影响 避免故障扩大 2020 3 8 52 在数控系统中往往有型号完全相同的电路板 模块 集成电路和其它零部件 我们可将相同部分互相交换 观察故障转移情况 以快速确定故障部位 当数控系统某个轴运动不正常 如爬行 抖动 时动时不动 一个方向动另一个方向不动等故障时 常采用换轴法来确定故障部位 2020 3 8 53 例如 某数控车床 X轴不动 其它功能正常 故采用交换法进行如下 首先 判断故障可能在系统 驱动器或电机 其次 将步进电机驱动电缆交换 X向正常 Z向电机不动 说明电机正常 系统到驱动器信号也正常 由此可判断原X轴驱动器损坏 需拆开机箱检修 闭环和半闭环数控还应考虑位置和速度反馈 2020 3 8 54 有些故障 如轴抖动 爬行 一时难以区分是数控部分 还是伺服系统或机械部分造成 常可采用隔离法 将机电分离 数控与伺服分离 或将位置闭环分离作开环处理 这样复杂的问题就化为简单 就能较快地找到故障原因 7 6隔离法 七 故障诊断与排除的基本方法 2020 3 8 55 人为地将元器件温度升高 应注意器件的温度参数 或降低 加速一些温度特性较差的元器件产生 病症 或使 病症 消除来寻找故障