数控机床故障诊断与维修知识竞答.ppt

数控机床故障诊断与维修 知识竞答 2020 3 27 1 1 主机主机是数控机床的本体 主要由各种机械部件组成 包括底座 床身 主轴箱 进给机构等 2 数控装置数控装置是数控机床的控制核心 一般由一台专用计算机构成 3 驱动装置驱动装置是数控机床执行机构的驱动部件 包括主轴电动机 进给伺服电动机等 4 辅助装置辅助装置是数控机床的一些配套部件 如自动排屑部件 自动对刀部件 工作台 安全防护装置 自动检测装置等 2020 3 27 2 1 数控机床的由哪些四部分组成 10分 2020 3 27 3 数控机床特别适用于加工小批量且形状复杂 要求精度高的零件 由于数控加工是一种程序控制过程 使其相应形成了以下几个特点 1 自动化程度高 可以减轻工人的劳动强度 2 加工精度高 加工质量稳定可靠 重复性好 3 加工生产率高 4 对零件加工的适应性强 灵活性好 能加工形状复杂的零件 5 有利于生产管理的现代化 2 数控机床的特点有哪些 10分 2020 3 27 4 按伺服系统的类型可分为 开环伺服系统 半闭环伺服系统和闭环伺服系统 3 数控机床按伺服系统的类型可分为哪些类型 2020 3 27 5 可靠性是指在规定的工作条件 环境温度 湿度 使用条件及使用方法等 下 产品执行其功能长时间稳定工作而不发生故障的能力 可靠性的曲线变化规律 俗称 浴盆曲线 4 机床可靠性的概念 其变化规律是怎样的 10分 2020 3 27 6 1 平均无故障时间 MeanTimeBetweenFailure 5 数控机床可靠性常用的标准有哪几个 2 平均修复时间 MeanTimeToRepair 影响数控机床可靠性的因素 包括设计 包装 运输 安装 使用等全过程 3 有效度 6 数控机床维修的原则有哪些 充分利用数控系统的自诊断功能 如系统的开机诊断 运行诊断 PLC的监控功能 同时在检测故障过程中还应掌握以下原则 1 先静后动 2 先外部后内部 3 先机械后电气 4 先公用后专用 5 先简单后复杂 6 先一般后特殊 2020 3 27 7 7 数控机床故障诊断与维修的一般方法 一 装置自诊断法 二 观察检查法 三 备件替换法 四 电路板参数测试对比法 五 功能程序测试法 六 参数检查法 七 逻辑线路追踪法 原理分析法 八 用可编程控制器进行PLC中断状态分析法 九 接口状态显示诊断法 十 测量比较法 十一 升温 降温法 十二 其它方法 2020 3 27 8 NC侧 包括CNC系统的硬件和软件 与CNC系统连接的外围设备如显示器 MDI面板等 MT侧 则包括机床机械部分及其液压 气压 冷却 润滑 排屑等辅助装置 机床操作面板 继电器线路 机床强电线路等 PMC处于NC与MT之间 对NC和MT的输入 输出信号进行处理 MT侧顺序控制的最终对象随数控机床的类型 结构 辅助装置等的不同而有很大的差别 2020 3 27 9 8 常把数控机床分为 NC侧 和 MT侧 即机床侧 两大部分 NC侧 包括哪些部分 MT侧 包括哪些 2020 3 27 10 划分优先级别是为了处理一些宽度窄的脉冲信号 这些信号包括紧急停止信号以及进给保持信号 第一级顺序程序每8ms执行一次 这8ms中的其他时间用来执行第二级顺序程序 如果第二级顺序程序很长的话 就必须对它进行划分 划分得到的每一部分与第一级顺序程序共同构成8ms的时间段 梯形图的循环周期是指将PMC程序完整执行一次所需要的时间 9 PMC顺序程序按优先级别分为两部分 第一级和第二级顺序程序 划分优先级别是为了处理一些宽度窄的脉冲信号 这些信号包括哪些信号 10 PMC顺序程序的地址表明了信号的位置 这些地址包括对机床的输入输出信号和对CNC的输入 输出信号 内部继电器 计数器 保持型继电器 数据表等 每一地址由地址号 每8个信号 和位号 0到7 组成 可在符号表中输入数据表明信号名称与地址之间的关系 地址有以下种类 不同类别地址符号也不相同 问 X Y F G R分别表示什么信号 2020 3 27 11 X 由机床至PMC的输入信号 MT PMC Y 由PMC至机床的输出信号 PMC MT F 由NC至PMC的输入信号 CNC PMC G 由PMC至NC的输出信号 PMC CNC R 内部继电器D 非易失性存储器 11 如图2 10所示 当分别执行加工指令M03 M04 M05时 R300 3 R300 4 R300 5的状态是什么 F7 0的状态是什么 2020 3 27 12 R300 3 R300 4 R300 5的状态为1 从而实现主轴正转 反转及主轴停止自动控制 其中F7 0为M码选通信号 F1 3为移动指令分配结束信号 F10为FANUC0i系统M码输出信号地址 12 如下图所示 执行加工指令M04时 R300 0 R300 1 R300 2 R300 3 R300 4 R300 5 R300 6 R300 7的状态是什么 2020 3 27 13 R300 0 R300 2 R300 3 R300 4 R300 5 R300 6 R300 7都为0 R300 1 1 13 如要使下列计数器计数的初始值为0 作为加计数器 取上升沿进行计数 没有复位信号 则R0 0 R0 1 R0 3的状态分别是什么 2020 3 27 14 R0 0 0 R0 1 0 R0 3 0 14 对于位型和位轴型参数 每个数据号由几位组成 5分 8位 15 参数号 1001 1023这一类参数主要用于设定什么参数 2020 3 27 15 各轴的移动单位 各轴的控制方式 伺服轴的设定 各轴的运动方式等 16 参数号 1201 1280这一类参数主要设定什么参数 机床的坐标系的设定 原点的偏移 工件坐标系的扩展等 17 参数号 1401 1465这一类参数涉及机床哪些参数设定 2020 3 27 16 这一类参数涉及机床各轴在各种移动方式 模式下的移动速度的设定 包括快移极限速度 进给极限速度 手动移动速度的设定等 18 参数号 3620 3627数控机床具有对螺距误差进行电气补偿的功能 在使用这样的功能时 系统要求对哪些参数进行设置 2020 3 27 17 数控机床具有对螺距误差进行电气补偿的功能 在使用这样的功能时 系统要求对补偿的方式 补偿的点数 补偿的起始位置 补偿的间隔等参数进行设置 19 存储器的电池电压偏低 可以检查存储卡上的检查端子 检查电池电压 该电压正常为4 5V 当低于多少电压时 可能会造成系统RAM的存储报警 3 6V 20 华中数控系统的基本组成有哪些部分 2020 3 27 18 1 输入输出装置2 数控装置 3 伺服单元和驱动装置 4 主轴驱动系统 5 可编程控制器 6 测量装置 21 串口通讯的参数主要包括 2020 3 27 19 串口通讯的参数主要包括 串口号 数据位长度 停止位 奇偶校验位和传输的波特率 22 串口通讯传输的波特率 传输数据时采用的传输速度 单位 字节 秒 共有十四个可取的数值 从小到大依次为 300b s 600b s 1200b s 1800b s 2400b s 3600b s 4800b s 7200b s 9600b s 14400b s 19200b s 38400b s 57600b s 115200b s 默认值为 2020 3 27 20 默认值为38400 2020 3 27 21 2020 3 27 21 23 主轴的旋转精度的概念 主轴的旋转精度是指装配后 在无载荷 低速转动条件下测量主轴前端和距离前端300mm处的径向圆跳动和端面圆跳动值 24 直流驱动装置有和调速两种形式 直流驱动装置有晶闸管和脉宽调制PWM调速两种形式 2020 3 27 22 2020 3 27 22 25 为满足数控机床对主轴驱动的要求 主轴电动机必须具备下述功能 1 输出功率大 2 在整个调速范围内速度稳定 且恒功率范围宽 3 在断续负载下电动机转速波动小 过载能力强 4 加速时间短 5 电动机温升低 6 振动 噪声小 7 电动机可靠性高 寿命长 易维护 8 体积小 质量轻 2020 3 27 23 CNC系统与安川变频器的信号流程 主轴正转信号 1 11 主轴反转信号 2 11 用于手动操作 JOG状态 和自动状态 自动加工M03 M04 M05 中 实现主轴的正转 反转及停止控制 系统故障输入 3 11 系统复位信号 4 11 26 CNC到变频器的信号 主轴电动机速度模拟量信号 13 17 主轴点动信号 7 11 2020 3 27 24 变频器故障输入信号 19 20 CNC系统与安川变频器的信号流程 27 变频器到CNC的信号 主轴速度到达信号 26 27 主轴零速信号 25 27 2020 3 27 25 主轴速度表的信号 主轴负载表的信号 28 变频器到机床侧的信号 29 如下图所示 如要使KM4主触点接通 则HNC 21中08 09引脚的状态为 2020 3 27 26 CNC系统可能没有速度控制信号输出 主轴驱动装置故障 主轴电动机故障 变频器输出端子U V W不能提供电源 造成此种情况可能有以下原因 报警 频率指定源和运行指定源的参数是否设置正确 智能输入端子的输入信号是否正确 2020 3 27 27 30 华中数控主轴变频系统中主轴电机不转的原因为 31 注1 整机必须可靠接地 接地电阻小于4欧 并在控制柜内最近的位置接入PE接地排 各器件应单独接到接地排上 接地排采用不低于3毫米厚的铜板制作 保证良好接触 导通 2020 3 27 28 注2 各线在磁环上绕3到5圈 注3 电源线进入变压器的位置各相对地接高压 2000V 瓷片电容 可非常明显的减少电源线进入的干扰 脉冲 浪涌 注4 采用低通滤波器 减少工频电源上的高频干扰信号 注5 进给驱动装置的控制电源可以由另外的隔离变压器供电 也可以从伺服变压器取一相电源供电 注意 在接触器前端 注6 大电感负载 交流接触器线圈 接触器直接控制启 停的三相异步电机 交流电磁阀线圈等 要采用RC 灭弧器 吸收高压反电动势 抑制干扰信号 注7 虚线框内为非必须的抗干扰措施 2020 3 27 29 2020 3 27 30 位移检测系统能够测量的最小位移量称为分辨率 32 分辨率的概念 5分 数控机床对位置检测装置有如下要求 受温度 湿度的影响小 工作可靠 能长期保持精度 抗干扰能力强 在机床执行部件移动范围内 能满足精度和速度的要求 使用维护方便 适应机床工作环境 成本低 33 数控机床对位置检测装置的要求 1 脉冲编码器出现故障 此时应重点检查速度检测单元上的反馈线端子上的电压是否在某几点电压下降 如有下降表明脉冲编码器不良 更换编码器 2020 3 27 31 34 引发机械振荡 加 减速时 故障的常见原因有哪些 2 脉冲编码器十字联轴节可能损坏 导致轴转速与检测到的速度不同步 更换联轴节 3 测速发电机出现故障 修复 更换测速发电机 维修实践中 测速发电机电刷磨损 卡阻故障较多 应拆开测速发电机 小心将电刷拆下 在细砂纸上打磨几下 同时清扫换向器的污垢 再重新装好 2020 3 27 32 35 直线型位置检测装置有哪些 列出三个 2020 3 27 33 36 机床的主轴部件应满足哪些方面的要求 主轴的回转精度 部件的结构刚度和抗振性 运转温度和热稳定性以及部件的耐磨性和精度保持能力等 对于数控机床尤其是自动换刀数控机床 为了实现刀具在主轴上的自动装卸与夹持 还必须有刀具的自动夹紧装置 主轴准停装置和主轴孔的清理装置等结构 2020 3 27 34 37 主轴滚动轴承的预紧的概念 38 轴承预紧的方法 所谓轴承预紧 就是使轴承滚道预先承受一定的载荷 不仅能消除间隙而且还使滚动体与滚道之间发生一定的变形 从而使接触面积增大 轴承受力时变形减少 抵抗变形的能力增大 1 轴承内圈移动 2 修磨座圈或隔套 39 主轴的密封有和密封两种形式 40 接触式密封主要有和密封 2020 3 27 35 41 主轴发热的原因有 42 目前 数控机床进给系统中的机械传动装置常用的有如下几种 2020 3 27 36 43 数控机床进给系统中的机械传动装置和器件具有什么特点 滚珠丝杠螺母副 导轨滑块副 静压蜗杆 蜗轮条 预加载荷双齿轮齿条及直线电动机 高寿命 高刚度 无间隙 高灵敏度和低摩擦阻力等特点 44 滚珠丝杠传动按预加负载形式分 可分为哪些预紧方式 可分为单螺母无预紧 单螺母变位导程预紧 单螺母加大钢球径向预紧 双螺母垫片预紧 双螺母差齿预紧 双螺母螺纹预紧 数控机床上常用双螺母垫片式预紧 其预紧力一般为轴向载荷的1 3 45 安装方式对滚珠丝杠副承载能力 刚性及最高转速有很大影响 滚珠丝杠螺母副在安装时应满足以下要求 2020 3 27 37 1 滚珠丝杠螺母副相对工作台不能有轴向窜动 2 螺母座孔中心应与丝杠安装轴线同心 3 滚珠丝杠螺母副中心线应平行于相应的导轨 4 能方便地进行间隙调整 预紧和预拉伸 46 滚珠丝杠副预紧的目的是什么 2020 3 27 38 是为了消除丝杠与螺母之间的间隙和施加预紧力 以保证滚珠丝杠反向传动精度和轴向刚度 在数控机床进给系统中使用的滚珠丝杠螺母副的预紧方法有修磨垫片厚度 锁紧双螺母消隙 齿差式调整方法等 广泛采用的是双螺母结构消隙 47 滚珠丝杠副预紧的方法有哪些 48 导轨副按接触面的摩擦性质可以分为 5分 2020 3 27 39 滑动导轨 静压导轨和滚动导轨 49 导轨预紧是为了提高滚动导轨的刚度 预紧的方式有哪些