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浅谈自动化机床的故障排除技术来源：中国论文下载中心 11-02-11 16:09:00 作者：潘强 编辑：studa090420 -论文关键词：数控机床故障排除分析 论文摘要：数控机床电气系统故障的调查、分析与诊断的过程也就是故障的排除过程，一旦查明了原因，故障也就几乎等于排除了。因此故障分析诊断的方法十分重要。 一、故障的调查与分析 这是排故的第一阶段，是非常关键的阶段，主要应作好下列工作： 1、询问调查在接到机床现场出现故障要求排除的信息时，首先应要求操作者尽量保持现场故障状态，不做任何处理，这样有利于迅速精确地分析故障原因。 2、现场检查到达现场后，首先要验证操作者提供的各种情况的准确性、完整性，从而核实初步判断的准确度。由于操作者的水平，对故障状况描述不清甚至完全不准确的情况不乏其例，因此到现场后仍然不要急于动手处理，重新仔细调查各种情况，以免破坏了现场，使排故增加难度。 3、故障分析根据已知的故障状况按上节所述故障分类办法分析故障类型，从而确定排故原则。由于大多数故障是有指示的，所以一般情况下，对照机床配套的数控系统诊断手册和使用说明书，可以列出产生该故障的多种可能的原因。 4、确定原因对多种可能的原因进行排查从中找出本次故障的真正原因，这时对维修人员是一种对该机床熟悉程度、知识水平、实践经验和分析判断能力的综合考验。 5、排故准备有的故障的排除方法可能很简单，有些故障则往往较复杂，需要做一系列的准备工作，例如工具仪表的准备、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采购甚至排故计划步骤的制定等等。 下面把电气故障的常用诊断方法综列于下。 (1)直观检查法这是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的检查。 询问向故障现场人员仔细询问故障产生的过程、故障表象及故障后果，并且在整个分析判断过程中可能要多次询问。 目视总体查看机床各部分工作状态是否处于正常状态(例如各坐标轴位置、主轴状态、刀库、机械手位置等)，各电控装置(如数控系统、温控装置、润滑装置等)有无报警指示，局部查看有无保险烧煅，元器件烧焦、开裂、电线电缆脱落，各操作元件位置正确与否等等。 (2)仪器检查法使用常规电工仪表，对各组交、直流电源电压，对相关直流及脉冲信号等进行测量，从中找寻可能的故障。例如用万用表检查各电源情况，及对某些电路板上设置的相关信号状态测量点的测量，用示波器观察相关的脉动信号的幅值、相位甚至有无，用PLC编程器查找PLC程序中的故障部位及原因等。 (3)信号与报警指示分析法 硬件报警指示这是指包括数控系统、伺服系统在内的各电子、电器装置上的各种状态和故障指示灯，结合指示灯状态和相应的功能说明便可获知指示内容及故障原因与排除方法。 软件报警指示如前所述的系统软件、PLC程序与加工程序中的故障通常都设有报警显示，依据显示的报警号对照相应的诊断说明手册便可获知可能的故障原因及故障排除方法。 (4)接口状态检查法现代数控系统多将PLC集成于其中，而CNC与PLC之间则以一系列接口信号形式相互通讯联接。有些故障是与接口信号错误或丢失相关的，这些接口信号有的可以在相应的接口板和输入/输出板上有指示灯显示，有的可以通过简单操作在CRT屏幕上显示，而所有的接口信号都可以用PLC编程器调出。 (5)参数调整法数控系统、PLC及伺服驱动系统都设置许多可修改的参数以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配，而且更是使机床各项功能达到最佳化所必需的。因此，任何参数的变化(尤其是模拟量参数)甚至丢失都是不允许的；而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化会打破最初的匹配状态和最佳化状态。此类故障多指故障分类一节中后一类故障，需要重新调整相关的一个或多个参数方可排除。 (6)备件置换法当故障分析结果集中于某一印制电路板上时，由于电路集成度的不断扩大而要把故障落实于其上某一区域乃至某一元件是十分困难的，为了缩短停机时间，在有相同备件的条件下可以先将备件换上，然后再去检查修复故障板。 鉴于以上条件，在拔出旧板更换新板之前一定要先仔细阅读相关资料，弄懂要求和操作步骤之后再动手，以免造成更大的故障。 转贴于 中国论文下载中心 1 2 下一页 尾页(7)交叉换位法当发现故障板或者不能确定是否故障板而又没有备件的情况下，可以将系统中相同或相兼容的两个板互换检查，例如两个坐标的指令板或伺服板的交换从中判断故障板或故障部位。这种交叉换位法应特别注意，不仅硬件接线的正确交换，还要将一系列相应的参数交换，否则不仅达不到目的，反而会产生新的故障造成思维的混乱，一定要事先考虑周全，设计好软、硬件交换方案，准确无误再行交换检查。 (8)特殊处理法当今的数控系统已进入PC基、开放化的发展阶段，其中软件含量越来越丰富，有系统软件、机床制造者软件、甚至还有使用者自己的软件，由于软件逻辑的设计中不可避免的一些问题，会使得有些故障状态无从分析，例如死机现象。对于这种故障现象则可以采取特殊手段来处理，比如整机断电，稍作停顿后再开机，有时则可能将故障消除。维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律或者其他有效的方法。 二、电气维修与故障的排除 电气故障的分析过程也就是故障的排除过程，因此电气故障的一些常用排除方法在上一节的分析方法中已综合介绍过了，本节则列举几个常见电气故障做一简要介绍，供维修者参考。 1、电源电源是维修系统乃至整个机床正常工作的能量来源，它的失效或者故障轻者会丢失数据、造成停机。重者会毁坏系统局部甚至全部。西方国家由于电力充足，电网质量高，因此其电气系统的电源设计考虑较少，这对于我国有较大波动和高次谐波的电力供电网来说就略显不足，再加上某些人为的因素，难免出现由电源而引起的故障。 2、数控系统位置环故障 位置环报警。可能是位置测量回路开路；测量元件损坏；位置控制建立的接口信号不存在等。 坐标轴在没有指令的情况下产生运动。可能是漂移过大；位置环或速度环接成正反馈；反馈接线开路；测量元件损坏。 3、机床坐标找不到零点。可能是零方向在远离零点；编码器损坏或接线开路；光栅零点标记移位；回零减速开关失灵。 4、机床动态特性变差，工件加工质量下降，甚至在一定速度下机床发生振动。这其中有很大一种可能是机械传动系统间隙过大甚至磨损严重或者导轨润滑不充分甚至磨损造成的；对于电气控制系统来说则可能是速度环、位置环和相关参数已不在最佳匹配状态，应在机械故障基本排除后重新进行最佳化调整。 5、偶发性停机故障。这里有两种可能的情况：一种情况是如前所述的相关软件设计中的问题造成在某些特定的操作与功能运行组合下的停机故障，一般情况下机床断电后重新通电便会消失；另一种情况是由环境条件引起的，如强力干扰(电网或周边设备)、温度过高、湿度过大等。这种环境因素往往被人们所忽视，例如南方地区将机床置于普通厂房甚至靠近敞开的大门附近，电柜长时间开门运行，附近有大量产生粉尘、金属屑或水雾的设备等等。这些因素不仅会造成故障，严重的还会损坏系统与机床，务必注意改浅论车削加工中的振动与控制来源：中国论文下载中心 11-02-11 16:00:00 作者：兰文清 编辑：studa090420 -【摘要】在机械加工中产生的振动都具有受迫振动和自激振动，与机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的动态特性有关。详细分析了车削加工中振动的主要类型及产生的原因、振动的危害，并从刀具、夹具、切削工艺等方面提出了减小或消除振动的措施。 【关键词】车削低频振动;高频振动;消除措施 【Abstract】In the machine process creation of vibration all have is forced a vibration and from arouse vibration, and tool machine, tongs, knife and work piece the dynamic state characteristic of craft system for constitute relevant.Detailed analysis the car pare to process medium vibration of main type and creation of reason, vibration of endanger, and from the knife, tongs, sliced to pare crafts etc. to put forward to let up or cancellation vibration of measure. 【Key words】The car pare low frequency vibration;High frequency vibration;Cancellation measure 前言 在车削过程中产生的振动，不仅干扰了正常的切削过程，严重影响了加工件的表面质量，还会缩短机床及刀具使用寿命。由此产生的噪音甚至可能影响到操作者工作情绪，对正常工作的开展带来一定负面影响；而为了减少振动，往往不得不减少加工时的进刀量，从而降低了生产率。本人通过在工作中对这一现象不断观察、分析、实践、总结，取得了一些效果，现提出一些看法供大家探讨。 1. 振动的分类一般来讲，在机械加工中产生的振动都具有受迫振动和自激振动，与机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统的动态特性有关。在消除机床回转组件(如电机、工件、旋转轴等)和传动系统(如皮带轮、滚动轴承、液压传动系统的压力脉冲等)的振动后，车削加工中的振动主要是不随车削速度变化的自激振动，主要是车削过程中工件系统的弯曲振动(其频率接近工件的固有频率的低频振动)和车刀的变形产生的弯曲振动(其振动频率接近车刀的固有频率的高频振动)。 2. 振动原因分析低频振动的振动频率较低，通常发出的噪音比较低沉，振动较为剧烈，在加工表面留下的振动痕迹深而宽。在低频振动时通常工件系统和刀架系统都在振动，它们时而趋远，时而趋近，产生大小相等方向相反的作用和反作用力。在振动过程中，当工件与刀具趋远时，切削力F趋远与工件位移方向相同，所做之功为正值，系统获得输入能量E(+)，当工件趋近刀具时，切削力F趋近与工件位移方向相反，所做之功为负值，系统消耗能量E(-)，在车削过程中，由于各种因素的影响都可能引起切削力周期性的变化，并使F趋远F趋近，E(+)E(-)，即在每一振动周期中，切削力对工件(或刀具)所做之正功总是大于它对工件(或刀具)所做之负功，从而使工件(或刀具)获得能量补充产生自激振动。 在车削过程中，影响切削力周期性地变化，并使F退出F切人的情况有以下几个因素： 2.1切削与刀具相对运动产生的摩擦力。在加工韧性钢材时径向切削分力F开始随切削速度的增加而增大，自某一速度开始，随切削速度的增加而下降。据切削原理可知，径向切削分力Fv主要取决于切削与刀具相对运动产生的摩擦力，即切削与刀具前刀面的摩擦力。摩擦力具有随摩擦速度的增加而下降的特性，即负摩擦特性。在机械系统中，具有负摩擦特性的系统容易激发切削振动。 2.2再生切削时因工件在前一转时振动留下的痕迹引起切削厚度周期性的变化，从而影响切削力的周期变化。一般说，后转(后次)切削的振纹相对于前转(前次)切削的振纹总不同步，它们在相位上总有一个差值，在一个振动周期中，对振纹曲线Yn =Ycost，Y n(t)在相位上滞后于前次的Yn-1(t)即0 F趋近，而产生了振动。因此，除了增加系统沿Y方向的刚度及阻尼外，设法减少切削分力Fy及任何阻止工件与刀具沿Y方向的相对位移的因素，通常都能减弱或消除振动。主要可采(1)车削时，一般当v=3070mmin速度范围内，容易产生振动，因此选择车削速度时应避开出现切削力随速度下降的中速区，在高速或低速范围进行切削，自振极不易产生。 (2)应尽量避免宽而薄的切屑的切削，否则极易产生振动。在许可的情况下(如机床有足够的刚度，足够的电机功率，工件表面粗糙度参考值要求较低时等)，适当增大进给量和减小切削深度也有助于抑制振动。 (3)适当增大刀具前角可减小Fy力，从而减弱振动。但在切削速度较高的范围内，前角对振动的影响将减弱，所以高速下采用负前角切削，不致产生强烈的振动。通常采用双前角消振刀，利用图1前面的宽度f来控制刀具和切削的接触长度，可显著减小切削力，从而抑制振动。低速时10，高速时00，1与2之间相差15 (4)当切削深度和进给量不变时，随着主偏角K增大，切削分力Fy减少。因此，适当增大刀具主偏角，可以消除或减小振动。(5)刀具后角太大或刀刃过分锋利，刀具切人工件时，容易产生振动。当后角减小到23时，振动有明显的减弱。在刀具后面磨出一段负倒棱，如图2所示，约01-03mm负倒棱，可以减小径向切削力和抑制振动。 (6)刀架系统如果有负刚度是时，容易“啃人”工件产生振动。因此，尽可能避免刀架系统的负刚度对车削产生的振动。 3.2工件系统和刀架系统的刚度不是产生低频振动的主要原因，可采取下面的措施来消除或减小振动： (1)用三爪或四爪夹紧工件时尽可能使工件回转中心和主轴回转中心的同轴度误差最小，避免工件倾斜而断续切削或不均匀切削造成切削力的周期性变化所产生的振动。 (2)加工细长轴时用跟刀架、中心架可以增加切削过程稳定性。 (3)在车削时采用弹性顶尖而不采用死顶尖，避免顶力过大造成工件弯曲或顶力大小起不到支承作用使工件摆动，并注意尾座套筒悬伸不能过长。 (4)定期检查中拖板和大拖板、小刀架与中拖板之间燕尾导轨的接触情况，调整好斜镶条间隙，避免刀架移动时出现爬行。另外，可以用刮研联结表面，增强联结刚度等方法来提高结构系统的抗振性。 (5)合理安排主切削力的方向，比如在切断和工件反转切削时，由于切削力的方向与系统最大刚度方向趋于一致会提高系统的稳定性。 3.3高频振动振动频率很高，产生的噪音尖锐刺耳，在加工件表面留下的痕迹细而密，振动时只是刀具本身在振动，而工件及机床部件却很稳定。其产生的主要原因是由于后刀面磨损较大，刀具后面与工件之间摩擦的下降性能引起的，消除或减小高频振动的措施主要有：(1)减小车刀悬伸长度。 (2)加强车刀及刀杆的抗弯刚度。 (3)及时更换后刀面磨损较大的刀具。 (4)装刀具时，应保证刀杆与工件旋转中心垂直，紧固时要施力均匀，避免刀杆受力不平衡而弯曲产生振动。 (5)使用减振装置。 4. 结束语通过这一系列针对车削过程中产生的不同振动，在分析产生振动的原因后采取响应的措施，可明显减小车削过程中的振动，提高了工件表面质量和劳动生产率，延长了刀具的使用寿命。 参考文献 1陈宇车工技师、技能M北京：中国劳动和社会保障出版社2003 2彭德荫车工工艺与技能训练M北京：中国劳动社会保障出版社，2001取下面几种措施： 液压油的选择与使用注意事项来源：中国论文下载中心 10-12-20 11:52:00 编辑：studa20 -摘要:液压油是一种润滑油,用作液压传动系统中的工作介质。结合工作中使用液压油的实际经验,阐述了液压油的选择方法,并提出在使用中的注意事项,仅供同行借鉴和参考。 关键词:液压油;选择;使用;注意事项 据统计资料表明,液压系统出现的各类故障,有60%70%与液压油有关,液压油在液压系统中很重要。液压油就是利用液体压力能的液压系统使用的液压介质,在液压系统中起着能量传递、系统润滑、防腐、防锈、冷却等作用1-2。对于液压油来说,首先应满足液压装置在工作温度下与启动温度下对液体黏度的要求,由于油的黏度变化直接与液压动作、传递效率和传递精度有关,还要求油的黏温性能和剪切安定性应满足不同用途所提出的各种需求。另外,液压油要对液压系统金属和密封材料有良好的配伍性和过滤性;具有抗腐蚀能力和抗磨损能力以及抗空气夹带和起泡倾向;热稳定性及氧化安定性要好;具用破乳化性;对于某些特殊用途,还应具有耐燃性和对环境不造成污染(如易于生物降解和无毒性)。液压油根据用途和特性一般分为矿油型液压油、合成烃液压油、抗燃液压油、清净液压油、可生物降解液压油等类型3-4。 1液压油应满足的要求 在选用液压油时应满足下列几项要求:一是黏温性能好。在使用温度范围内,油液黏度随温度的变化越小越好。二是具有良好的润滑性。油液在规定的范围内应具有足够的油膜强度,以免产生干摩擦。三是具有良好的化学稳定性。油液应不易氧化变质,以防止产生沉淀物而影响系统的正常工作;防止氧化后油液变为酸性,对金属表面起腐蚀作用。四是质量应纯净,不含各种杂质,并有良好的抗泡沫性。五是闪点要高,凝固点要低。 2液压油选择 液压油的选择首先要考虑的是油液的黏度问题,即根据泵的种类、工作温度、系统速度和工作压力首先确定适用黏度范围,然后再选择合适的液压油品种。合理选择液压油,对于延长液压装置的使用寿命、提高工作效率、避免各类液压事故的发生都有重要意义。液压油的选择包括两方面的内容,即品种选择和黏度选择。根据工作环境和工况条件选择液压油的品种在选用液压设备所使用的液压油时,应从工作压力、工作温度、工作环境等方面综合考虑和判断。 2.1工作压力 主要对液压油的润滑性即抗磨性提出要求。高压系统的液压元件特别是液压泵中处于边界润滑状态的摩擦副,由于正压力加大、速度高而使摩擦磨损条件较为苛刻,必须选择润滑性即抗磨性、极压性优良的HM油。按液压系统和油泵工作压力选用液压油,压力16 MPa用L-HM、L-HV液压油。液压系统的工作压力一般以其主油泵额定或最大压力为标志。主要对液压油的润滑性即抗磨性提出要求。高压系统的液压元件特别是液压泵中处于边界润滑状态的摩擦副,由于正压力加大,速度高而使摩擦磨损条件较为苛刻,必须选择润滑性即抗磨性、极压性优良的HM油。按液压系统和油泵工作压力选用液压油,压力16 MPa用L-HM、L-HV液压油。液压系统的工作压力一般以其主油泵额定或最大压力为标志。 转2.2工作温度 系指液压系统液压油在工作时的温度,其主要对液压油的黏温性和热安定性提出要求,工作温度-1090 用L-HH、L-HL、L-HM液压油、低于-10 用L-HV、L-HS,工作温度90 选用优质的L-HM、L-HV、L-HS。环境温度和操作温度一般关系为:液压设备在车间厂房,正常工作温度比环境温度高1525 ;液压设备在温带室外,高2538 ;在热带室外日照下,高4050 。 2.3工作环境 一方面考虑液压设备工作的环境是室内还是室外,地下或水上,以及是否处于冬夏温差大的寒区、内陆沙漠区等工作环境;另一方面若液压系统靠近300