数控机床故障处理及诊断方法PPT课件

1、2、数控系统的日常维护都有那些？ 1严格遵循操作规程 2防止数控装置过热 3经常监视数控系统的电网电压 4定期检查和更换直流电动机的电刷 5防止尘埃进入数控装置内 6存储器用电池定期检查和更换 7数控系统长期不用时的维护第1页/共32页第二节第二节 数控机床故障处理及诊断方法数控机床故障处理及诊断方法一一. .故障的基本概念故障的基本概念 故障数控机床全部或部分丧失原有的功能。 故障诊断技术“在设备运行中或基本不拆卸全部设备的情况下,掌握设备运行状态,判定产生故障的部位和原因,并预测预报未来状态的技术”.它是防止事故的有效措施,也是设备维修的重要依据.第2页/共32页二、数控机床常见故障的分类

2、二、数控机床常见故障的分类 1 1、按数控机床发生故障的部件分类、按数控机床发生故障的部件分类1 1、机床本体故障、机床本体故障 包括：机械、润滑、冷却、排屑、液压、包括：机械、润滑、冷却、排屑、液压、气动与防护装置。气动与防护装置。2 2、电气故障、电气故障电气故障分为弱电故障与强电故障电气故障分为弱电故障与强电故障 弱电故障弱电故障主要指主要指CNCCNC装置、装置、PLCPLC控制器、控制器、CRTCRT显示器以及伺服单元、显示器以及伺服单元、I/OI/O装置等电子电路装置等电子电路所引起的故障。所引起的故障。 强电故障强电故障是指继电器、接触器、开关、熔是指继电器、接触器、开关、熔断器

3、、电源变压器、电磁铁、行程开关等元器件，断器、电源变压器、电磁铁、行程开关等元器件，以及由其所组成的电路发生的故障。以及由其所组成的电路发生的故障。第3页/共32页2、按数控机床发生故障的性质分类、按数控机床发生故障的性质分类 1 、系统性故障 通常指只要满足一定的条件或超过某一设定，工作中的数控机床必然会发生的故障 2、随机性故障 通常指数控机床在同样的条件下工作时偶然发生的一次或两次故障。有的文件也叫“软故障”。第4页/共32页3、按数控机床发生故障时有无报警显示分类、按数控机床发生故障时有无报警显示分类 1、有报警显示的故障 硬件报警显示的故障：硬件报警显示指各单元装置上的警示灯（一般有

4、LED发光管或小型指示灯组成）有指示。 软件报警显示的故障：显示屏（CRT）上显示出来的报警号和报警信息。 2、无报警显示的故障 这类故障发生时无任何硬件或软件的报警显示，因此分析诊断难度较大，对于这类故障，通常要具体情况具体分析，要根据故障发生的前后变化状态进行分析判断。第5页/共32页4、按数控机床发生故障的原因分类、按数控机床发生故障的原因分类 1 1、数控机床自身的故障、数控机床自身的故障 这类故障一般由数控机床自身的原因引起的，与外部使用环境条件无关。这类故障一般由数控机床自身的原因引起的，与外部使用环境条件无关。 2 2、数控机床外部的故障、数控机床外部的故障 这类故障是由外部原因

5、造成的。这类故障是由外部原因造成的。第6页/共32页5、按故障的严重程度分类、按故障的严重程度分类 危险性故障数控系统发生故障时，机床安全保护系统在需要动作时，因故障失去保护动作，造成人身或设备事故。 安全性故障机床安全保护系统在不需要动作时发生动作，引起机床不能起动。第7页/共32页 6 6 按故障发生的性质分类按故障发生的性质分类 软件故障软件故障程序编制错误、参数设置不正确、机床操作失误等引起。程序编制错误、参数设置不正确、机床操作失误等引起。 硬件故障硬件故障电子元器件、润滑系统、限位机构、换刀系统、机床本体等硬件电子元器件、润滑系统、限位机构、换刀系统、机床本体等硬件损坏造成。损坏造

6、成。 干扰故障干扰故障由于系统工艺、线路设计、电源地线配置不当等以及工作环境的由于系统工艺、线路设计、电源地线配置不当等以及工作环境的恶劣变化而产生。恶劣变化而产生。第8页/共32页 按按故障发生的部位故障发生的部位分为数控装置故障，进给伺服分为数控装置故障，进给伺服系统故障，主轴系统故障，刀架、刀库、工作台系统故障，主轴系统故障，刀架、刀库、工作台故障等。故障等。 按按故障发生的状态故障发生的状态分类分类 突然故障突然故障发生前无故障征兆，使用不当。发生前无故障征兆，使用不当。 渐变故障渐变故障发生前有故障征兆，逐渐严重。发生前有故障征兆，逐渐严重。 从从故障的起因故障的起因分类分类 关联性

7、故障关联性故障和系统的设计、结构或性能和系统的设计、结构或性能等缺陷有关而造成（分固有性和随机性）。等缺陷有关而造成（分固有性和随机性）。 非关联性故障非关联性故障和系统本身结构与制造无和系统本身结构与制造无关的故障。关的故障。第9页/共32页三、在检测排除故障中应该掌握以下原则：三、在检测排除故障中应该掌握以下原则： 1 先方案后操作（先静后动） 维修人员碰到机床故障后，应先静下心来，考虑解决方案后再动手。维修人员本身要做到这一点，不可盲目动手，应先询问机床操作人员故障发生的过程及状态，阅读机床说明书、图样资料后，放可动手查找和处理故障。第10页/共32页 2 先检查后通电 先在机床断电的静

8、止状态下，通过观察、测试、分析，确定为非恶性循环性故障或非破坏性故障后，方可给机床通电；在机床运行状态下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。对恶性的破坏性故障，必须先排除危险后方可通电，在运行的工况下进行动态诊断。第11页/共32页 3 先软件后硬件 当发生故障的机床通电后，应先检查数控系统的软件工作是否正常。有些故障可能是软件的参数丢失或者是操作人员的使用方式、操作方法不当造成的。切忌一上来就大拆大卸，以免造成更严重的后果。第12页/共32页 4 4先外部后内部先外部后内部 数控机床是集机、电、液等为一体的机械设备，其故障必然要从机械、液压、电数控机床是集机、电、液等为一体的机械设备，其

9、故障必然要从机械、液压、电气这三项综合反映出来，维修时应有外向内逐一检查，尽量避免随意启封、拆卸。气这三项综合反映出来，维修时应有外向内逐一检查，尽量避免随意启封、拆卸。因为不恰当的大拆大卸，往往会扩大故障，使机床元气大伤，丧失精度，降低性因为不恰当的大拆大卸，往往会扩大故障，使机床元气大伤，丧失精度，降低性能。能。第13页/共32页 5先机械后电气 数控机床是一种自动化程度高，技术复杂的先进机械设备。一般来讲，机械故障容易察觉，而数控系统故障诊断则难度要大些。大量的实验表明，数控机床故障中很大部分是由于机械动作失灵引起的。所以在检修以前，首先排除机械性的故障，往往可以达到事半功倍的效果。第1

10、4页/共32页 6 6 先公用后专用先公用后专用 公用性的问题往往会影响全局，而专用性的问题只影响局部，只有先解决影公用性的问题往往会影响全局，而专用性的问题只影响局部，只有先解决影响面大的主要矛盾，局部的、次要的矛盾才有可能迎刃而解。响面大的主要矛盾，局部的、次要的矛盾才有可能迎刃而解。 7 7 先简单后复杂先简单后复杂 先解决容易的部分，后解决难度较大的部分。先解决容易的部分，后解决难度较大的部分。 8 8 先一般后特殊先一般后特殊 先考虑最常见的问题，然后再分析很少发生的特殊原因。先考虑最常见的问题，然后再分析很少发生的特殊原因。第15页/共32页四、故障处理对策 除非出现影响设备或人身

11、安全的紧急情况，不要立即切断机床的电源。应保持故障现场。 从机床外观、CRT显示的内容、主板 或驱动装置报警灯等方面进行检查。可按系统复位键，观察系统的变化，报警是否消失。如消失，说明是随机性故障或是由操作错误引起的。 如不能消失，把可能引起该故障的原因罗列出来，进行综合分析、判断，必要时进行一些检测或试验，达到确诊故障的目的。第16页/共32页复位后，故障不能消失，可从以下几方面进行调查：1.检查机床的运行状态 机床故障时的运行方式 CRT显示的内容（报警信号和报警号） 驱动装置、变频器等显示的报警指示 故障时轴的定位误差 刀具轨迹是否正常 辅助机能的运行状态第17页/共32页2.检查加工程

12、序及操作情况 是否为新编制的加工程序 刀具补偿指令及补偿量是否正确 故障是否与换刀有关 故障是否与进给速度有关 操作者的情况（新手）3.检查系统的输入电压 输入电压的波动，电压值是否在正常范围 附近有否使用大电流的装置第18页/共32页4.检查环境状态 CNC周围的温度状况 控制柜热交换器、轴流风扇工作情况 系统周围的振动情况 附近有否高频干扰源5.检查机床状况 熔丝是否已熔断 故障前是否修理过机床或设置过参数 机床是否已调整好第19页/共32页 在运行过程中是否改变过工作方式 机床是否正处于急停、锁住状态 速度倍率开关是否设为零 进给保持按钮是否被按下 间隙补偿量是否合适 机床各信号电缆有否

13、破损 信号线和电源线是否分开走线 屏蔽线接地是否正确第20页/共32页4、数控系统故障诊断方法一、诊断步骤和要求 故障检测（确定有否故障）1.故障诊断 故障判断（确定故障性质） 故障定位（确定故障部位）2.故障诊断要求： 故障检测方法简便有效 使用的诊断仪器少而实用 故障诊断的所需的时间尽可能短第21页/共32页二、常用故障诊断方法二、常用故障诊断方法1.直观法（望闻问切） 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、接触不良等第2

14、2页/共32页2.CNC系统的自诊断功能 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。例 运行中的故障信息提示发生故障在CRT上报警信息，查阅维修手册确定故障原因及排除方法。（不唯一，信息丰富则准确）第23页/共32页3.数据和状态检查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 接口检查 参数检查第24页/共32页 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

15、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。第25页/共32页 参数检查数控机床的机床参数是经一系列的试验和调整而获得的重要参数，是机床正常运行的保证。包括有增益、加速度、轮廓监控及各种补偿值等。当机床长期闲置不用或受到外部干扰会使数据丢失或发生数据混乱，机床将不能正常工作。可调出机床参数进行检查、修改或传送。第26页/共32页4.报警指示灯显示故障除CRT软报警外，还有许多“硬件”报警指示灯，分布在电源、主轴驱动、伺服驱动I/O装置上，由此可判断故障的原因。5.备板置换

16、法（替代法）用同功能的备用板替换被怀疑有故障的模板。（故障被排除或范围缩小）注意：断电状态下/选择开关/跨线一致第27页/共32页6、交换法 将功能相同的模板或单元相互交换，观察故障的转移情况，就能快速判断故障的部位。7、敲击法 数控系统是由各种电路板组成，电路板上、接插件等处有虚焊或接口槽接触不良都会引起故障。可用绝缘物轻轻敲打疑点处，若出现，则敲击处很可能就是故障部位。8、升温法设备运行较长时间或环境温度较高时，机床就会出现故障，可用电吹风、红外灯照射可疑的元件或组件。确定故障点。第28页/共32页9.9.功能程序测试法当数控机床加工造成废品而无法确定是编程、操作不当还是数控系统故障时，或是闲置时间较长的数控机床重新投入使用时。将G G、M M、S S、T T、F F功能的全部指令编写一个试验程序并运行在这台机床，可快速判断哪个功能不良或丧失。第29页/共32页10、隔离法隔离法是将某些控制回路断开，从而达到缩小查找故障区域的