第4章华中系统数控机床的故障诊断与维修.ppt

开始,Start,开始,重点、难点,1.了解华中世纪星数控系统的特点。2.掌握华中数控机床的故障分类、维修步骤和维修方法。3.掌握华中数控机床软件、硬件故障分析，以及运行中的故障排除方法。,4.1华中世纪星HNC-21/22数控系统,华中数控系统采用工业微机作为硬件平台开放式体系结构的创新技术路线，充分利用PC软、硬件的丰富资源，解决了硬件制造可靠性差的“瓶颈”问题，华中数控具备较强的系统配套能力，可生产HNC-21/22与HNC-18i/19i等高档、中档、普及型数控系统，全数字交流伺服主轴系统、全数字交流伺服驱动系统等产品。目前华中数控已派生出了十多种系列三十多个产品，广泛用于车、铣、加工中心、磨、锻、齿轮、仿形、激光加工、玻璃加工、纺织机械等设备。,4.1.1华中世纪星HNC-21/22数控系统,“世纪星”系列数控系统（HNC-21/22T、HNC-21/22M）采用先进的开放式体系结构，内置嵌入式工业PC，配置8.4/或10.4/彩色液品显示屏和通用工程面板，集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口、内嵌式PLC接口于一体，采用电子盘程序存储方式以及软驱、DNC、以太网等程序交换功能、具有低价格、高性能、配置灵活、结构紧凑、易于使用、可靠性高的特点。主要应用于车、铣、加工中心等各类数控机床的控制。,4.1.2华中世纪星HNC-18i/19i数控系统,华中世纪星HNC-18i/19i系列数控系统（HNC-18iT/19iT、HNC-18iM/19iM采用先进的开放式体系结构，内置嵌入式工业PC，配置5.7/（18i系列）/彩色（19i系列）液晶显示屏和通用工程面板，集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口、内嵌式PLC接口于一体，采用电子盘程序存储方式以及CF卡、DNC、以太网等程序交换功能、具有低价格、高性能、结构紧凑、易于使用、可靠性高的特点。主要应用于各类车、铣数控机床的控制。,4.1.3华中世纪星全数字交流伺服驱动单元,4.3.1HSV-16全数字交流伺服驱动单元HSV-16是武汉华中数控股份有限公司继HSV-9型、HSV-11型之后，推出的一款全数字交流伺服驱动单元。该驱动将电源模块和驱动模块集成为一体，具有结构小巧、使用方便、可靠性高等特点。4.3.2HSV-20D全数字交流伺服驱动单元HSV-20D是继HSV-9HSV-11HSV-16之后，推出的一款全数字交流伺服驱动器，该驱动器具有结构紧凑，使用方便，可靠性高等特点。,2.按故障的性质分类（1）确定性故障（2）随机性故障3.按故障的指示形式分类（1）有报警显示的故障（2）无报警显示的故障4.按故障产生的原因分类（1）数控机床自身故障（2）数控机床外部故障,4.2.2故障分析的基本方法,故障分析是进行数控机床维修的第一步，通过故障分析，一方面可以迅速查明故障原因排除故障，同时也可以起到预防故障的发生与扩大的作用.1.常规分析法常规分析法是对数控机床的机、电、液等部分进行的常规检查2.动作分析法动作分析法是通过观察、监视机床实际动作，判定动作不良部位并由此来追溯故障根源的一种方法。3.状态分析法状态分析法是通过监测执行元件的工作状态，判定故障原因的一种方法.4.操作、编程分析法操作、编程分析法是通过某些特殊的操作或编制专门的测试程序段，确认故障原因的一种方法。,4.3华中系统数控机床的维修步骤,4.3.1故障记录记录内容包括下述几个方面：1.故障发生时的情况记录.2.故障发生的频繁程度记录.3.故障的规律性记录.4.故障时的外界条件记录.,4.3.2维修前的检查,检查内容如下:1.机床的工作状况检查.2.机床运转清况检查.3.机床和系统之间连接清况的检查.4.CNC装置的外观检查.,4.3.3故障诊断的基本方法,数控机床发生故障时，为了进行故障诊断，找出产生故障的根本原因，维修人员应遵循以下二条原则。（1）充分调查故障现场这是维修人员取得维修第一手材料的一个重要手段，调查故障现场，首先要查看故障记录单；同时应向操作者调查、询问出现故障的全过程，充分了解发生的故障现象，以及采取过的措施等。（2）认真分析故障的原因。分析故障时，维修人员也不应局限于CNC部分，而是要对机床强电、机械、液压、气动等方面都作详细的检查，并进行综合判断，达到确认和最终排除故障的目的。,4.4.2加工运行中故障分析,下面结合实例来分析一下运行、加工过程中遇到的问题。1.机床在加工较复杂的曲面时经常会有停顿现象2.用G02或G03加工圆弧，在过象限的位置出现停顿3.伺服电机缓慢转动发生零漂4.打开抱闸时，垂直轴自动下滑5.程序校验或启动时报错,4.4.3华中数控系统的在线故障诊断系统,在线诊断系统的特征是设备诊断和加工过程诊断的一体化，形成了一个系统。在线设备诊断和加工诊断系统，如图4.10所示，可以灵活地适应监视点的规模大小和信号的聚散程度。根据监视点的多少可以组配成大型、小型诊断装置，也可以适应监视点的多少和运转信号的分散或集中，将设备诊断系统（简易振动诊断、精密振动诊断）和加工诊断系统（数据收集和分析功能、电流诊断、行程诊断、加载诊断）组配成一个系统。华中铣削数控系统故障检测的多种途径和方法，其中有些故障是机、电、液故障的综合，可以在不同的情况下，采用不同的诊断方法。,4.4.4软件环境设置故障,一.华中型数控系统软、硬件的构成及特点1.系统硬件构成二.系统软件构成华中型铣削数控系统软件部分主要包含如下内容。（1）底层软件：运动控制与硬件管理。（2）上层软件：人机交互与程序解释，HCNC.EXE或HCNC99.EXE。（3）参数文件：系统参数与数据。（4）数据文件：刀具信息与断电保护信息，数据文件BARM*.DAT。（5）数控系统设备驱动程（3）参数文件：系统参数与数据。（6）PLC程序和嵌入式输入/输出开关量逻辑控制程序,4.4.4软件环境设置故障,三.系统设置（1）华中型数控系统要求在MS-DOS下运行，在系统运行盘（通常为C盘或A盘）根目录下的DOS配置文件CONFIG.SYS中应该如下所示：MS-DOS配置文件CONFIG.SYS的内容。DEVICEHIGH=文件路径HIMEM.SYSDEVICEHIGH=文件路径EMM386.EXEDOS=HIGH，UMBFILES=40（2）数控系统配置文件NCBIOS.CFG的内容包括：设备驱动程序PLC程序指定NC的运行环境自动运行加工程序自动运行加工程序,4.4.4软件环境设置故障,4.环境设置的故障：（1）系统不能进入，造成死机。（2）系统能够进入，但进入之前会显示几排“CANTOPEN”，进入系统后也有“出错”报警。（3）进入系统后，查看参数索引时，系统显示“无任何参数结构数据文件”。（4）进入系统后，有“出错”报警，报警内容显示各种参数丢失。（5）进入系统后，有“出错”报警，报警内容显示刀具表丢失等内容。（6）使用G代码固定循环指令时，系统会报程序号出错。（7）系统运行中不能正确显示汉字或在编辑程序时会停止工作。,4.6华中数控系统的数控机床软件补偿原理,4.6.1华中数控系统的螺距补偿原理：数控机床软件补偿的基本原理是：数控机床在机床坐标系中，无其他补偿的条件下，在轴线测量行程内将测量行程等分为若干段，测量出各目标位置Pi的平均位置偏差xi，把平均位置偏差反向叠加到数控系统的插补指令上。4.6.2华中数控系统的反向间隙补偿原理：反向间隙补偿又称为齿隙补偿。机械传动链在改变转向时，反向间隙的存在会引起伺服电动机的空转而无工作台的实际运动(称失动)。反向间隙补偿原理是在无补偿的条件下，在轴线测量行程内将测量行程等分为若干段，测量出各目标位置Pi的平均反向差值B作为机床的补偿参数输入系统。,4.6.3误差补偿的适用范围,从数控机床进给传动装置的结构和数控系统的三种控制结构可知，误差补偿对半闭环控制系统和开环控制系统具有显著的效果，可明显提高数控机床的定位精度和重复定位精度。,4.6.4步距规测量定位精度的方法,定位精度和重复定位精度的测量仪器有激光干涉仪、线纹尺、步距规。其中用步距规测量定位精度因其操作简单而在批量生产中被广泛应用。测量间距按下式确定：P=iP+k式中：P为测量间距；K在各目标位置取不同的值，以获得全测量行程上各目标位置的不均匀间隔，保证周期误差被充分采样。1.步距规测量。（如图4.15）,4.6.5补偿实例,1.测试步骤：(1)在首次测量前，开机进入系统(2)编制步距规的测量程序(3)将步距规置于工作台中间位置(4)使工作台沿X轴向回零，Y轴置于行程中间位置(5)将波段开关置于“单段”，进给修调置于“10