机械维修设备电子教程第五章

1、数控机床类设备的维修数控机床类设备的维修 主要授课内容主要授课内容 第一节第一节 数控机床的维护与管理数控机床的维护与管理第二节第二节 数控设备的安装与调试数控设备的安装与调试第三节第三节 数控机床故障处理和诊断方法数控机床故障处理和诊断方法第四节第四节 机床精度的精度检测与设备验收机床精度的精度检测与设备验收第五节第五节 现场维修的准备与实施现场维修的准备与实施第六节第六节 数控机床机械部件的故障诊断与维修数控机床机械部件的故障诊断与维修第七节第七节 伺服系统的故障诊断与维修伺服系统的故障诊断与维修第八节第八节 数控机床液压与气压传动系统的维护数控机床液压与气压传动系统的维护第九节第九节 数

2、控机床维修实例数控机床维修实例 第一节数控机床的维护与点检工第一节数控机床的维护与点检工作作一、数控设备使用中应注意的问题一、数控设备使用中应注意的问题 1. 数控设备的使用环境数控设备的使用环境2. 良好的电源保证良好的电源保证3. 制定有效操作规程制定有效操作规程4. 数控设备不宜长期封存数控设备不宜长期封存二二、维护管理内容维护管理内容 数控系统的维护保养的具体内容，在随数控系统的维护保养的具体内容，在随机的使用和维修手册通常都作了规定，现就机的使用和维修手册通常都作了规定，现就共同性的问题作如下介绍：共同性的问题作如下介绍： 1严格遵循操作规程严格遵循操作规程 2防止数控装置过热防止数

3、控装置过热 3经常监视数控系统的电网电压经常监视数控系统的电网电压 4系统后备电池的更换系统后备电池的更换 5、纸带阅读机的定期维护、纸带阅读机的定期维护6. 定期检查和更换直流电动机定期检查和更换直流电动机7防止尘埃进入数控装置内防止尘埃进入数控装置内8存储器用电池定期检查和更换存储器用电池定期检查和更换9数控系统长期不用时的维护数控系统长期不用时的维护 注意：注意：当数控机床当数控机床长期闲置不用时，长期闲置不用时，也应定期对数控系也应定期对数控系统进行维护保养。统进行维护保养。二、常用工具二、常用工具 数控系统维修人员必备的数控系统维修人员必备的8种常用测量仪表种常用测量仪表： 万用表、

4、逻辑测试笔和脉冲信号笔、示波器、万用表、逻辑测试笔和脉冲信号笔、示波器、PLC编程器、比编程器、比测试仪、测试仪、IC在线测试仪、短路追踪仪、逻辑分析仪。在线测试仪、短路追踪仪、逻辑分析仪。钳类工具有：平头钳、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳。钳类工具有：平头钳、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳。 其他：镊子、刷子、吹尘器、清洗盘、带鳄鱼钳的连接线等。其他：镊子、刷子、吹尘器、清洗盘、带鳄鱼钳的连接线等。专职点检专职点检四、点检管理四、点检管理 点检管理包括点检管理包括 日常点检日常点检生产点检生产点检安全保护装置安全保护装置 开机前检查机床的各运动部件是否在停机位置。开机前检查机床的各运动部件是否在停机位置。

5、检查机床的各保险及防护装置是否齐全。检查机床的各保险及防护装置是否齐全。 检查各旋钮、手柄是否在规定的位置：检查各旋钮、手柄是否在规定的位置： 检查工装夹具的安装是否牢固可靠，有无松动位移。检查工装夹具的安装是否牢固可靠，有无松动位移。 刀具装夹是否可靠以及有无损坏，如砂轮有无裂纹。刀具装夹是否可靠以及有无损坏，如砂轮有无裂纹。 工件装夹是否稳定可靠。工件装夹是否稳定可靠。2机械及气压、液压仪器仪表机械及气压、液压仪器仪表开机后使机床低速运转开机后使机床低速运转35min，然后检查以下各，然后检查以下各 项项 目：目：主轴运转是否正常，有无异声、异味。主轴运转是否正常，有无异声、异味。各轴向导

6、轨是否正常有无异常现象发生。各轴向导轨是否正常有无异常现象发生。各轴能否正常回归参考点。各轴能否正常回归参考点。空气干燥装置中滤出的水分是否已经放出。空气干燥装置中滤出的水分是否已经放出。气压、液压系统是否正常，仪表读数是否在正常值范围之气压、液压系统是否正常，仪表读数是否在正常值范围之内。内。3电气防护装置电气防护装置各种电气开关、行程开关是否正常。各种电气开关、行程开关是否正常。电机运转是否正常，有无异声。电机运转是否正常，有无异声。 4加油润滑加油润滑设备低速运转时，检查导轨的上油情况是否正常。设备低速运转时，检查导轨的上油情况是否正常。按要求的位置及规定的油品加润滑油，注油后，将油按要

7、求的位置及规定的油品加润滑油，注油后，将油盖盖好，然后检查油路是否畅通。盖盖好，然后检查油路是否畅通。 数控车床润滑示意图数控车床润滑示意图5清洁文明生产清洁文明生产设备外观无灰尘、无油垢呈现本色。设备外观无灰尘、无油垢呈现本色。各润滑面无黑油、无锈蚀应有洁净的油膜。各润滑面无黑油、无锈蚀应有洁净的油膜。丝杠应洁净无黑油，亮泽有油膜。丝杠应洁净无黑油，亮泽有油膜。生产现场应保持整洁有序。生产现场应保持整洁有序。 小结小结第二节第二节 数控的设备安装与调试数控的设备安装与调试 一、数控设备的初始就位一、数控设备的初始就位 在数控设备到达前，用户就应该按照生产厂家提供的机床基在数控设备到达前，用户

8、就应该按照生产厂家提供的机床基础图，事先作好机床的地基，在要安装地脚螺栓的部位作好预础图，事先作好机床的地基，在要安装地脚螺栓的部位作好预留孔对已作好整体地基的车间，则在整体地基上打出安装地留孔对已作好整体地基的车间，则在整体地基上打出安装地脚螺栓的预留孔。脚螺栓的预留孔。 拆开机床包装箱后，首先找到随机的文件资料，找出机床拆开机床包装箱后，首先找到随机的文件资料，找出机床的装箱单，按照装箱单逐样清点各包装箱内零部件，看是否齐的装箱单，按照装箱单逐样清点各包装箱内零部件，看是否齐全。全。 按照机床说明书规定把组成机床的各大部件分别在地基上就按照机床说明书规定把组成机床的各大部件分别在地基上就位

9、。同时，垫铁、调整垫板和地脚螺栓等也相应对号入座。位。同时，垫铁、调整垫板和地脚螺栓等也相应对号入座。 基本完成数控设备的初始就位。基本完成数控设备的初始就位。 二、机床各部件组装连接二、机床各部件组装连接 机床各部件组装就是把初始机床各部件组装就是把初始就位的各部件连接起来。连接前就位的各部件连接起来。连接前应首先去除安装连接面、导轨和应首先去除安装连接面、导轨和各运动面的防锈涂料，作好各部各运动面的防锈涂料，作好各部件外表清洁工作。件外表清洁工作。三、数控系统的连接和调试三、数控系统的连接和调试 1. 数控系统的开箱检查数控系统的开箱检查2. 外部电缆的连接外部电缆的连接 3. 数控系统电

10、源线的连接数控系统电源线的连接 4. 设定确认设定确认5. 输入电源电压，频率及相序的确认输入电源电压，频率及相序的确认 6. 确认自流电源单元电压输出端确认自流电源单元电压输出端7. 接通数控柜电源，检查各输出电压接通数控柜电源，检查各输出电压 8. 确认数控系统中各种参数的设确认数控系统中各种参数的设9. 确认数控系统与机床的接口确认数控系统与机床的接口 完成上述步骤，可以认为数控系统已经调试完毕。完成上述步骤，可以认为数控系统已经调试完毕。具备厂与机床联机通电试车的条件。此时，可以切断数具备厂与机床联机通电试车的条件。此时，可以切断数控系统电源，连接电动机的动力线恢复报警的没定。控系统电

11、源，连接电动机的动力线恢复报警的没定。数控机床接地示意图a)一点接地 b) 两点接地四、数控设备安装对地基的要求四、数控设备安装对地基的要求 对重型机床和精密机床，制造厂一般向用户提供机对重型机床和精密机床，制造厂一般向用户提供机床基础地基图，用户事先作好机床基础，经过一段时间床基础地基图，用户事先作好机床基础，经过一段时间保养，等基础进入稳定阶段然后再安装机床。保养，等基础进入稳定阶段然后再安装机床。五、通电试车五、通电试车 机床通电试车可以是一次各部件全面供电，或各部机床通电试车可以是一次各部件全面供电，或各部件分别供电，然后再做总供电试验。件分别供电，然后再做总供电试验。 六、机床精度和

12、功能的调试六、机床精度和功能的调试 在已经固化的地基上用地脚螺栓和垫铁精在已经固化的地基上用地脚螺栓和垫铁精调机床主床身的水平，找正水平后，移动床身的调机床主床身的水平，找正水平后，移动床身的各运动部位，观察各坐标全行程内机床水平的变各运动部位，观察各坐标全行程内机床水平的变化情况，并相应的调整机床几何精度，使之在允化情况，并相应的调整机床几何精度，使之在允许范围内。使用的检测工具有许范围内。使用的检测工具有精密水平仪、标准精密水平仪、标准方尺、千分尺尺、平行光管方尺、千分尺尺、平行光管等。等。 在调整时，主要以调整垫铁为主，必要时，在调整时，主要以调整垫铁为主，必要时，可稍微改变导轨上的镶条

13、和预紧滚轮等。可稍微改变导轨上的镶条和预紧滚轮等。调节地脚螺栓 水平仪千分表千分表座大理石方尺标准芯棒 七、设备试运行七、设备试运行 数控机床安装完中后，要求整机在一定负载条件下，数控机床安装完中后，要求整机在一定负载条件下，经过一段较长的时间的自动运行，全面检查机床功能及工经过一段较长的时间的自动运行，全面检查机床功能及工作可靠性。运行时间尚无统一规定，一般采用每天运行作可靠性。运行时间尚无统一规定，一般采用每天运行8 h连续运行连续运行23 d或或24 h连续运行连续运行12 d。这个过程称作。这个过程称作安装后的试运行。安装后的试运行。 试运行中采用的程序叫做考机程序，可以直接采用机床厂

14、试运行中采用的程序叫做考机程序，可以直接采用机床厂调试时用的考机程序或自行编制一个程序。调试时用的考机程序或自行编制一个程序。小结小结第三节第三节 数控机床故障处理和诊断方法数控机床故障处理和诊断方法 机床故障可分为以下几种类别：机床故障可分为以下几种类别： (1)系统性故障和随机性故障系统性故障和随机性故障 (2)诊断显示故障和无诊断显示故障诊断显示故障和无诊断显示故障 (3)破坏性故障和非破坏性故障破坏性故障和非破坏性故障 (4)机床运动特性质量故障机床运动特性质量故障 (5)硬件故障和软件故障硬件故障和软件故障 一、数控机床故障分类一、数控机床故障分类二、故障原因分析二、故障原因分析 (

15、1) 充分调查故障现场充分调查故障现场 (2) 将可能造成故障的原因全部列出将可能造成故障的原因全部列出 (3) 逐步选择确定故障产生的原因逐步选择确定故障产生的原因 (4) 故障的排除故障的排除 例：手摇脉冲发生器操作无法转动可按下述步骤查找故障原因：例：手摇脉冲发生器操作无法转动可按下述步骤查找故障原因： 确认系统是否处于手播操作状态；确认系统是否处于手播操作状态； 是否未选择移动坐标轴；是否未选择移动坐标轴； 手摇脉冲发生器电缆连接是否有误；手摇脉冲发生器电缆连接是否有误； 系统参数中脉冲当量值是否正确；系统参数中脉冲当量值是否正确； 系统中报警是否未解除；系统中报警是否未解除； 伺服系

16、统工作是否异常；伺服系统工作是否异常； 系统是否处于急停状态；系统是否处于急停状态； 系统电源单元工作是否异常；系统电源单元工作是否异常； 手摇脉冲发生器是否损坏。手摇脉冲发生器是否损坏。若某行程开关工作不正常，其影响因素有：若某行程开关工作不正常，其影响因素有：机械运动不到位，开关未压下；机械运动不到位，开关未压下；机械设计结构不合理，开关松动或挡块太短，压机械设计结构不合理，开关松动或挡块太短，压合形状速度太快等；合形状速度太快等；开关自身质量有问题；开关自身质量有问题；开关选型不当；开关选型不当；防护措施不好，开关内进了油或切削液，使动作防护措施不好，开关内进了油或切削液，使动作失常。失

17、常。三三CNC系统故障的处理系统故障的处理 维修前的准备工作：维修前的准备工作： (1)维修器具维修器具 交流电压表；交流电压表； 直流电压表；直流电压表； 用万用表来测量晶体管的性能；用万用表来测量晶体管的性能； 用相序表来测量三相电源的相序，维修晶闸管可控硅用相序表来测量三相电源的相序，维修晶闸管可控硅伺服驱动系统时用；伺服驱动系统时用； 示波器；示波器； 逻辑分析仪；逻辑分析仪； 大、中、小号各种规格的大、中、小号各种规格的“十十”字形螺钉旋具和字形螺钉旋具和“一一”字形螺钉旋具各一套；字形螺钉旋具各一套； 清洁剂和润滑油。清洁剂和润滑油。 (2)必要备件准备必要备件准备 应配备各种保险

18、丝及保险管、电刷，易出故障的晶体应配备各种保险丝及保险管、电刷，易出故障的晶体管模块和印制线路板，而对不易损坏的印制线路板，如中央管模块和印制线路板，而对不易损坏的印制线路板，如中央处理器处理器(CPU)模块，寄存器模块及显示系统等因其故障串低，模块，寄存器模块及显示系统等因其故障串低，价格昂贵，可不必配置备件，以免积压资金。价格昂贵，可不必配置备件，以免积压资金。 (3)CNC系统故障诊断方法系统故障诊断方法 CNC系统发生故障系统发生故障(或称失效或称失效)，是指，是指CNC系统丧失了系统丧失了规定的功能。规定的功能。 小结小结 用户发现故障时，可遵循下述几个方面的判断方法进行用户发现故障

19、时，可遵循下述几个方面的判断方法进行综合判断：综合判断： 直观法。就是充分利用人的感官注意发生故障时的现直观法。就是充分利用人的感官注意发生故障时的现象判断故障发生的可能部位。象判断故障发生的可能部位。 报警指示灯显示故障。现代数控系统有众多的硬件报报警指示灯显示故障。现代数控系统有众多的硬件报警指示灯，它们分布在电源单元、控制单元、伺服单元等部警指示灯，它们分布在电源单元、控制单元、伺服单元等部件上，根据报警指示灯判断故障所在部位；件上，根据报警指示灯判断故障所在部位； 利用软件报警功能。利用软件报警功能。 利用状态显示诊断功能。利用状态显示诊断功能。 核对数控系统参数。核对数控系统参数。

20、置换备件法。置换备件法。 测量比较法。测量比较法。 例：例：FANUC6系统主板的状态显示与故障诊断系统主板的状态显示与故障诊断 第四节第四节 机床精度的检测机床精度的检测一、一、 机床精度的检测机床精度的检测 定位精度定位精度 数控机床精度分数控机床精度分几何精度几何精度切削精度切削精度1.几何精度检验几何精度检验 普通立式加工中心几何精度检验的主要内容有以下几顶：普通立式加工中心几何精度检验的主要内容有以下几顶： (1)工作台的平面度；工作台的平面度； (2)沿各坐标方向移动的相互垂直度；沿各坐标方向移动的相互垂直度； (4)沿沿x坐标轴方向移动时工作台面坐标轴方向移动时工作台面T形槽侧面

21、的平行度形槽侧面的平行度 (5)主铀的轴向窜动；主铀的轴向窜动； (6)主铀孔的径向跳动；主铀孔的径向跳动； (7)主轴箱沿主轴箱沿Z坐标轴方向移动时主轴轴心线的平行度；坐标轴方向移动时主轴轴心线的平行度； (8)主轴回转轴心线对工作台面的垂直度；主轴回转轴心线对工作台面的垂直度； (9)主轴箱沿主轴箱沿Z坐标轴方向移动的直线度。坐标轴方向移动的直线度。 卧式机床要比立式机床多几项与平面转台有关的几何精度卧式机床要比立式机床多几项与平面转台有关的几何精度。机床直线度检测调试检测X.Y垂直度检验X.Y垂直度1：将方尺平放在工作台上；2：用千分表找平X向或者Y向任意一边；3：然后用千分表检验另外一

22、边；4：两端读数的差值为误差值。检测X.Z垂直度 1、将检验方尺沿X向放置。2、将千分表夹持在Z轴上。3、将表靠在方尺检验面上，沿Z轴上下移动。4、表在上下的读数的差值即为该项精度的值检验YZ向的垂直度X向与工作台的平行度Y向与工作台的平行度主轴中心相对与工作台的垂直度前后左 右主轴轴向跳动 梯形槽跳动 主轴内孔偏摆近端近端远端远端 测量位置精度，一般采用双频激光干涉仪作为检测仪器。2定位精度检验定位精度检验 数控机床定位精度，是指机床各坐标轴在数控机床定位精度，是指机床各坐标轴在数控系统控制下运动所能达到的位置精度。数控系统控制下运动所能达到的位置精度。数控机床的精度可以理解为机床的运动精度

23、。数控机床的精度可以理解为机床的运动精度。 (1) 直线运动定位精度检测 (2) 直线运动重复定位精度的检测 (3)直线运动的原点返回精度 (4) 直线运动失动量的测定 (5) 回转运动精度的测定 测量直线运动的检测工具有：测微仪、成组测量直线运动的检测工具有：测微仪、成组块规、标准刻度尺、光学读数显微镜和双频激块规、标准刻度尺、光学读数显微镜和双频激光干涉仪等。光干涉仪等。 3机床切削精度检测机床切削精度检测 一般来说，进行切削精度检查的加工，可以是单项加工一般来说，进行切削精度检查的加工，可以是单项加工或加工一个标准的综合性试件。或加工一个标准的综合性试件。 对于加工中心，主要单项精度有如

24、下几项对于加工中心，主要单项精度有如下几项: : （1）镗孔精度。）镗孔精度。 （2）端面铣刀铣削平面的精度）端面铣刀铣削平面的精度(XY平面平面)。 （3）镗孔的孔距精度和孔径分散度。）镗孔的孔距精度和孔径分散度。 （4）直线铣削精度。）直线铣削精度。 （5）斜线铣削精度。）斜线铣削精度。 （6）圆弧铣削精度。）圆弧铣削精度。 二、设备性能验收二、设备性能验收 以一台相对复杂的立式加工中心为例以一台相对复杂的立式加工中心为例说明一些主要应该检查的项目。说明一些主要应该检查的项目。 (1) 主轴系统性能检查主轴系统性能检查 (2) 进给系统性能检查进给系统性能检查 (3) 自动刀具交换系统检查

25、自动刀具交换系统检查 小结小结 第五节第五节 现场维修的准备与实施现场维修的准备与实施 一、现场维修之前一、现场维修之前 (1)(1)一定要注意听取以前维修人员都做了哪些方面的试验、哪一定要注意听取以前维修人员都做了哪些方面的试验、哪些方面的维修，先不用下结论。些方面的维修，先不用下结论。 (2)(2)仔细倾听操作人员进述发生故障的详细过程，然后，再询仔细倾听操作人员进述发生故障的详细过程，然后，再询问一下以前曾发生过哪些故障，是如何处理的。问一下以前曾发生过哪些故障，是如何处理的。 (3)(3)仔细分析，可能的故障是在什么地方，报警信息是什仔细分析，可能的故障是在什么地方，报警信息是什么，然

26、后想方设法去测试一些必要点的电压波形或电压值。么，然后想方设法去测试一些必要点的电压波形或电压值。 (4)(4)在采取措施之前，一定要认真的阅读一下资料，弄清在采取措施之前，一定要认真的阅读一下资料，弄清楚这台设备的主系统规格型号，伺服系统的规格型号。楚这台设备的主系统规格型号，伺服系统的规格型号。 要求操作人员配合，并要通过操作人员来进一步了解机要求操作人员配合，并要通过操作人员来进一步了解机床的情况。操作人员经常在设备旁边工作，他们对设备是最床的情况。操作人员经常在设备旁边工作，他们对设备是最熟悉的。熟悉的。 ( (5)5)观察及触摸印刷电路板上的器件，摇晃各个插头插观察及触摸印刷电路板上

27、的器件，摇晃各个插头插座，各个电缆，各个印刷电路板，特别注意不要带电插拔印座，各个电缆，各个印刷电路板，特别注意不要带电插拔印刷电路板。刷电路板。 (6)(6)必要的部分，在没有图样情况下要进行测绘，以便分必要的部分，在没有图样情况下要进行测绘，以便分析清楚它的工作原理。对电源部分要特别加以注意。电子部析清楚它的工作原理。对电源部分要特别加以注意。电子部件，所有的电器元件就是靠正常电压来工作的。所以电压是件，所有的电器元件就是靠正常电压来工作的。所以电压是必须测量的最重要的参数，这一点一定不要忽略。必须测量的最重要的参数，这一点一定不要忽略。 二、现场准备的实施二、现场准备的实施 在现场维修中

28、，从常规检查、静态检查在现场维修中，从常规检查、静态检查和动态检查从和动态检查从三个方面三个方面来进行：来进行：（一）常规检查（一）常规检查 (1)观察故障板观察故障板 首先要观察迹像。首先要观察迹像。 (2)用手摸或摇晃用手摸或摇晃 (3)用万能表测量电阻值用万能表测量电阻值 (4)通电检查通电检查 （二）静态检查（二）静态检查 静态就是在没有加入信号之前来进行检查，可以切静态就是在没有加入信号之前来进行检查，可以切掉电源来检查，也可以通电来检查。掉电源来检查，也可以通电来检查。 1断电检查断电检查 （1）电阻）电阻 （2）晶体管）晶体管 （3）集成电路）集成电路（4）电容）电容 2通电检查

29、通电检查 （1）电容）电容 （2）晶体管）晶体管 （3）逻辑电路）逻辑电路（三）动态检查（三）动态检查 在现场检出了损坏的器件，就要想办法换上好的，在现场检出了损坏的器件，就要想办法换上好的，但由于现场不可能有太多的器件，势必是要进行器件的但由于现场不可能有太多的器件，势必是要进行器件的替代。替代。 1电容器的替代电容器的替代 2电阻的替代电阻的替代 3半导体器件的替代半导体器件的替代 4集成电路的替代集成电路的替代 小结小结 小结小结第六节机械部件的故障诊断与维修（一）第六节机械部件的故障诊断与维修（一）一、主轴部件的诊断维护一、主轴部件的诊断维护 1维护特点维护特点 数控机床主轴部件是影响

30、机床加工精度的主要部件，它数控机床主轴部件是影响机床加工精度的主要部件，它的回转精度影响工件的加工精度。它的功率大小与回转速度的回转精度影响工件的加工精度。它的功率大小与回转速度影响加工效率；它的自动变速、准停和换刀等影响机床的自影响加工效率；它的自动变速、准停和换刀等影响机床的自动化程度。因此，要求主轴部件具有与本机床工作性能相适动化程度。因此，要求主轴部件具有与本机床工作性能相适应的高回转精度、刚度、抗振性、耐磨性和低的温升。在结应的高回转精度、刚度、抗振性、耐磨性和低的温升。在结构上，必须很好地解决刀具和工件的装夹、轴承的配置、轴构上，必须很好地解决刀具和工件的装夹、轴承的配置、轴承间隙

31、调整和润滑密封等问题。承间隙调整和润滑密封等问题。主轴在机床中的位置上一页上一页下一页下一页上一页上一页下一页下一页数控车床主轴部件的结构图 2主轴润滑主轴润滑 主轴润滑主轴润滑 油气润滑方式油气润滑方式喷注润滑方式喷注润滑方式 3防泄漏防泄漏 在密封件中，被密封的介质往往是以穿滑、溶透或扩散的在密封件中，被密封的介质往往是以穿滑、溶透或扩散的形式越界润滑到密封连接处的彼侧。造成泄漏的基本原因是流形式越界润滑到密封连接处的彼侧。造成泄漏的基本原因是流体从密封面上的间隙中溢出，或是由于密封部件内外两侧密封体从密封面上的间隙中溢出，或是由于密封部件内外两侧密封介质的压力差或浓度差，致使流体向压力或

32、浓度低的一侧滑动。介质的压力差或浓度差，致使流体向压力或浓度低的一侧滑动。 4主传动链的维护主传动链的维护 熟悉数控机床主传动链的结构，性能参数，严禁超熟悉数控机床主传动链的结构，性能参数，严禁超性能使用、性能使用、 主传动链出现不正常现象时，应立即停机排除故障主传动链出现不正常现象时，应立即停机排除故障- 操作者应注意观察主轴箱温度，检查主轴润滑恒温操作者应注意观察主轴箱温度，检查主轴润滑恒温油箱，调节温度范围，使油量充足。油箱，调节温度范围，使油量充足。 使用带传动的主轴系统，需定期观察调整主轴驱动使用带传动的主轴系统，需定期观察调整主轴驱动皮带的松紧程度，防止因皮带打滑造成的丢转现象。皮

33、带的松紧程度，防止因皮带打滑造成的丢转现象。 由液压系统平衡主轴箱重量的平衡系统，需定期观由液压系统平衡主轴箱重量的平衡系统，需定期观察液压系统的压力表，当油压低于要求值时，要进行补油。察液压系统的压力表，当油压低于要求值时，要进行补油。 使用液压拨叉变速的主传动系统，必须在主轴停车使用液压拨叉变速的主传动系统，必须在主轴停车后变速。后变速。 使用啮合式电磁离合器变速的主传动系统，离合器使用啮合式电磁离合器变速的主传动系统，离合器必须在低于必须在低于1-2 rmin的转速下变速。的转速下变速。 注意保持主轴与刀柄连接部位及刀柄的清洁，防止注意保持主轴与刀柄连接部位及刀柄的清洁，防止对主轴的机械

34、碰击。对主轴的机械碰击。 每年对主轴润滑恒温油箱中的润滑油更换一次，并每年对主轴润滑恒温油箱中的润滑油更换一次，并清洗过滤器。清洗过滤器。 每年清理润滑油池底一次，并更换液压泵滤油器。每年清理润滑油池底一次，并更换液压泵滤油器。 每天检查主轴润滑恒温油箱，使具油量充足，工作每天检查主轴润滑恒温油箱，使具油量充足，工作正常。正常。 防止各种杂质进入润滑油箱，保持油液清洁。防止各种杂质进入润滑油箱，保持油液清洁。 经常检查轴端及各处密封，防止润滑油液的泄漏。经常检查轴端及各处密封，防止润滑油液的泄漏。 刀具夹紧装臀长时间使用后，会使活塞杆和拉杆问的间隙刀具夹紧装臀长时间使用后，会使活塞杆和拉杆问的

35、间隙加大加大,造成拉杆位移量减少，使蝶形弹簧张闭伸缩量不够，影响刀造成拉杆位移量减少，使蝶形弹簧张闭伸缩量不够，影响刀具的夹紧，故需及时调整液压缸活塞的位移量。具的夹紧，故需及时调整液压缸活塞的位移量。 经常检查压缩气气压，并调整到标准要求值。足够的气压经常检查压缩气气压，并调整到标准要求值。足够的气压才能使主轴锥孔中的切屑和灰尘清理去彻底。才能使主轴锥孔中的切屑和灰尘清理去彻底。5主轴故障诊断主轴故障诊断 故障现象故障现象 故障原因故障原因 1.主轴发热主轴发热 轴承损伤或不清洁、轴承油轴承损伤或不清洁、轴承油 脂耗尽或油脂过多、轴承间隙过小脂耗尽或油脂过多、轴承间隙过小 2.主轴强力主轴强

36、力 电机与主轴传动的皮带过松、电机与主轴传动的皮带过松、切削停转切削停转 皮带表面有油、离合器松皮带表面有油、离合器松 3.润滑油润滑油 润滑油过量、密封件损伤或失效、润滑油过量、密封件损伤或失效、 泄漏泄漏 管件损坏管件损坏4. 主轴噪声主轴噪声 缺少润滑、皮带轮动平衡不佳、带轮过紧、缺少润滑、皮带轮动平衡不佳、带轮过紧、 齿轮磨损或啮合间隙过大、轴承损坏齿轮磨损或啮合间隙过大、轴承损坏5.主轴没有主轴没有 油泵转向不正确、油管或油泵转向不正确、油管或 或润滑不足或润滑不足 滤油器堵塞、油压不足滤油器堵塞、油压不足6. 刀具不能刀具不能 蝶形弹簧位移量太小、刀具松夹蝶形弹簧位移量太小、刀具松

37、夹 夹紧夹紧 弹簧上螺母松动弹簧上螺母松动7.刀具夹紧刀具夹紧 刀具松夹弹簧压合过紧、液压缸刀具松夹弹簧压合过紧、液压缸后后不能松开不能松开 压力和行程不够压力和行程不够 小结小结数控车床主轴部件的维修第六节第六节数控机床机械部件数控机床机械部件 的故障诊断与维修（二）的故障诊断与维修（二）二、二、 滚珠丝杠螺母副和导轨副的故障诊断与维修滚珠丝杠螺母副和导轨副的故障诊断与维修（一）、滚珠丝杠螺母副的特点（一）、滚珠丝杠螺母副的特点1摩擦损失小，传动效率高，可达摩擦损失小，传动效率高，可达90%96%2传动灵敏，运动平稳，低速时无爬行传动灵敏，运动平稳，低速时无爬行3使用寿命长使用寿命长4轴向刚

38、度高轴向刚度高5具有传动的可逆性具有传动的可逆性6不能实现自锁，且速度过高会卡珠不能实现自锁，且速度过高会卡珠7制造工艺复杂，成本高制造工艺复杂，成本高（二）、（二）、 滚珠丝杠螺母副的维护滚珠丝杠螺母副的维护(1)轴向间隙的调整轴向间隙的调整 轴向间隙的调整轴向间隙的调整垫片调隙式垫片调隙式螺纹调螺纹调隙式隙式 齿差调隙式齿差调隙式垫片调隙式螺纹调隙式 齿差调隙式 (2)支承轴承的定期检查支承轴承的定期检查 应定期检查丝杠支承与应定期检查丝杠支承与床身的连接是否有松动以及支承轴承是否损坏等床身的连接是否有松动以及支承轴承是否损坏等 (3)滚珠丝杠螺母副的润滑滚珠丝杠螺母副的润滑 润滑剂可提高

39、耐磨性润滑剂可提高耐磨性及传动效率。润滑剂可分为润滑油和润滑脂两大类。及传动效率。润滑剂可分为润滑油和润滑脂两大类。 (4)滚珠丝杠的防护滚珠丝杠的防护 滚珠丝杠螺母副和其他滚动滚珠丝杠螺母副和其他滚动摩擦的传动元件一样，应避免硬质灰尘或切屑污物摩擦的传动元件一样，应避免硬质灰尘或切屑污物进入，因此，必须有防护装置。进入，因此，必须有防护装置。三、导轨副的维护与故障诊断三、导轨副的维护与故障诊断因此因此: 导轨的性能对进给系统的影响是不容忽视的。导轨导轨的性能对进给系统的影响是不容忽视的。导轨的作用是用来支承和引导运动部件沿着直线或圆周方的作用是用来支承和引导运动部件沿着直线或圆周方向准确运动

40、的。向准确运动的。数控机床对于导轨有着很高的要求：数控机床对于导轨有着很高的要求：高速进高速进给时不给时不振动振动能在重能在重载下长载下长期连续期连续工作工作低速进低速进给时不给时不爬行爬行耐磨性耐磨性好，精好，精度保持度保持性好性好有高有高的灵的灵敏度敏度（一）（一） 导轨的类型和要求导轨的类型和要求 按运动部件的运动轨迹分：直线运动导轨和圆周按运动部件的运动轨迹分：直线运动导轨和圆周运动导轨。运动导轨。 按导轨接合面的摩擦性分：滑动导轨、滚动导轨和静按导轨接合面的摩擦性分：滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。压导轨。 滑动导轨又有：滑动导轨又有： 普通滑动导轨普通滑动导轨 塑料滑动导轨塑料滑动导

41、轨1.导轨的类型导轨的类型2导轨的性能要求导轨的性能要求(1)高的导向精度高的导向精度 (2)良好的耐磨性良好的耐磨性精度丧失的主要因素是导轨的磨损。精度丧失的主要因素是导轨的磨损。(3)足够的刚度足够的刚度(4)良好的摩擦特性良好的摩擦特性（二）导轨副的维护与故障诊断（二）导轨副的维护与故障诊断 1导轨副的维护导轨副的维护(1)间隙调整间隙调整1.压板调整间隙。压板调整间隙。2.镶条调整间隙。镶条调整间隙。3.压板镶条调节间隙。压板镶条调节间隙。 压板调整间隙 镶条调整间隙 (2)滚动导轨的预紧滚动导轨的预紧 为了提高滚动导轨的刚度，必须对滚动导轨为了提高滚动导轨的刚度，必须对滚动导轨预紧。

42、预紧。 常见的预紧方法有两种：常见的预紧方法有两种： 采用过盈配合。采用过盈配合。 调整法。调整法。 (3)导轨的润滑导轨的润滑 导轨常用的润滑剂有润滑油和润滑脂前者导轨常用的润滑剂有润滑油和润滑脂前者用于滑动导轨，而滚动导轨两种都用。用于滑动导轨，而滚动导轨两种都用。2导轨的故障诊断导轨的故障诊断滚动导轨的预紧的方法导轨防护罩 第七节第七节 伺服系统故障诊断伺服系统故障诊断 一、基础知识一、基础知识1.伺服系统的概念伺服系统的概念 数控机床伺服系统是以机床移动部件的位置和速度作数控机床伺服系统是以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统。为控制量的自动控制系统。 2、伺服系统的组成、

43、伺服系统的组成 数控机床进给伺服系统主要由伺服机动控制系统，数数控机床进给伺服系统主要由伺服机动控制系统，数控机床进给机械传动机构两大部分组成。机床进给机械传控机床进给机械传动机构两大部分组成。机床进给机械传动机构通常由减速齿轮、滚珠丝杠、机床导轨和上作台拖动机构通常由减速齿轮、滚珠丝杠、机床导轨和上作台拖板等组成。板等组成。 3.伺服系统的工作原理伺服系统的工作原理 伺服系统是一种反馈控制系统，它以指令脉冲为输入给伺服系统是一种反馈控制系统，它以指令脉冲为输入给定值，与输出被调量进行比较，利用比较后产生的偏差值对定值，与输出被调量进行比较，利用比较后产生的偏差值对系统进行自动调节以消除偏差，

44、使被调量跟踪给定值。所系统进行自动调节以消除偏差，使被调量跟踪给定值。所以伺服系统的运动来源于偏差信号，必须具有负反馈回路。以伺服系统的运动来源于偏差信号，必须具有负反馈回路。并且始终处于过渡过程状态。在运动过程中实现了力的放大。并且始终处于过渡过程状态。在运动过程中实现了力的放大。伺服系统必须有一个不断输入能量的能源，外加负载可视为伺服系统必须有一个不断输入能量的能源，外加负载可视为系统的扰动输入。系统的扰动输入。 4.伺服系统的分类伺服系统的分类 数控机床伺服系统的分类方法很多。按伺服系统有数控机床伺服系统的分类方法很多。按伺服系统有无检测元件或调节原理不同，可分为开环伺服系统、闭无检测元

45、件或调节原理不同，可分为开环伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺服系统；按作用或功能木同，可环伺服系统和半闭环伺服系统；按作用或功能木同，可分为主轴伺服系统分为主轴伺服系统 (控制主铀的切削运功，以旋转运动控制主铀的切削运功，以旋转运动为主为主)和进给伺服系统和进给伺服系统(控制机床各坐标轴的切削进给运控制机床各坐标轴的切削进给运动动)；按驱动电动机不同可分为直流伺服系统和交流伺；按驱动电动机不同可分为直流伺服系统和交流伺服系统；按反馈比较控制方式不同，可分为脉冲比较伺服系统；按反馈比较控制方式不同，可分为脉冲比较伺服系统、相位比较伺服系统和幅值比较伺服系统。服系统、相位比较伺服系统和幅值比较伺服

46、系统。 二、二、 主轴伺服系统故障诊断与维修主轴伺服系统故障诊断与维修（一）（一） 主轴伺服系统故障诊断与维修主轴伺服系统故障诊断与维修 主轴驱动变速目前主要有主轴驱动变速目前主要有3种形式：种形式： 一是带有变速齿轮传动方式 二是通过带传动方式 三是由调速电动机直接驱动的传动方式FANUC直流主轴电动机的驱动控制示意图 1 常用主轴驱动系统介绍常用主轴驱动系统介绍FANUC公司主轴驱动系统SIEMENS公司主轴驱动系统 MITSUBISH公司主轴驱动系统2主轴伺服系统的常见故障形式主轴伺服系统的常见故障形式常见数控机床主轴伺服系统的故障有以下几种。外界干扰主轴过载主轴定位抖动主轴转速与进给不

47、匹配转速偏离指令值 主轴异常噪声及振动 主轴电动机不转 磁传感器的电器准停装置 2直流主轴伺服系统的日常维护直流主轴伺服系统的日常维护(1) 安装注意事项(2) 使用检查(3) 日常维护FANUC直流主轴电动机的驱动控制示意图 直流伺服电机直流伺服电机直流电机修理直流电机修理3交流主轴伺服系统交流主轴伺服系统 交流伺服电机交流伺服电机 （二）主轴驱动系统的故障诊断与维修实例：（二）主轴驱动系统的故障诊断与维修实例： FANUC直流主轴驱动系统的故障诊断与维修 1.FANUC直流主轴驱动系统的保护功能 2.FANUC直流主轴驱动系统使用注意点 3FANUC直流主轴驱动系统的故障诊断 二、进给伺服

48、系统故障诊断与维修二、进给伺服系统故障诊断与维修伺服驱动系统的框图伺服驱动系统的框图 （一）常见进给驱动系统（一）常见进给驱动系统1.直流进给驱动系统直流进给驱动系统（1）FANUC公司直流进给驱动系统公司直流进给驱动系统2.交流进给驱动系统交流进给驱动系统（1）FANUC公司交流进给驱动系统公司交流进给驱动系统（2）SIEMENS公司交流进给驱动系统公司交流进给驱动系统3.步进驱动系统步进驱动系统 应用范围：应用范围：简易型数控机床、普通机床简易型数控机床、普通机床 的数控改造。的数控改造。步进驱动及开环进给控制步进驱动及开环进给控制 方式方式1转速反馈与位置反馈信号处理分离转速反馈与位置反

49、馈信号处理分离 。 方式方式2编码器同时作为转速和位置检测，编码器同时作为转速和位置检测， 处理均在数控系统中完成。处理均在数控系统中完成。 方式方式3编码器方式同上，处理方式不同。编码器方式同上，处理方式不同。 方式方式4数字式伺服系统。数字式伺服系统。 伺服系统不同的结构形式，主要体现在检测信号的反伺服系统不同的结构形式，主要体现在检测信号的反馈形式上，以带编码器的伺服电动机为例，主要形式有：馈形式上，以带编码器的伺服电动机为例，主要形式有： （二）伺服系统结构形式（二）伺服系统结构形式伺服系统（方式1） 伺服系统（方式2）伺服系统（方式3）伺服系统（方式4）（三）（三） 进给伺服系统故障

50、及诊断方法进给伺服系统故障及诊断方法 一一) 故障出现后的表现方式：故障出现后的表现方式： 超程超程 过载过载 窜动窜动 爬行爬行 振动振动 伺服电动机不转伺服电动机不转 位置误差位置误差 漂移漂移 机械传动部件的机械传动部件的 间隙与松动间隙与松动 二二) 故障定位故障定位 三三) 进给驱动的故障诊断进给驱动的故障诊断 1.直流进给驱动直流进给驱动晶闸管调速是利用速度调晶闸管调速是利用速度调节器对晶闸管的导通角进行控制，通过改变导节器对晶闸管的导通角进行控制，通过改变导通角的大小来改变电枢两端的电压，从而达到通角的大小来改变电枢两端的电压，从而达到调速的目的。调速的目的。 2.交流进给驱动交

51、流进给驱动因采用交流同步电动机，因采用交流同步电动机，驱动装置实质上是一个电子换向的直流电动机驱动装置实质上是一个电子换向的直流电动机驱动装置。驱动装置。小结小结 进给驱动装置第八节第八节 数控机床液压与气压传动系统的维护数控机床液压与气压传动系统的维护一、液压传动系统的故障诊断与维护一、液压传动系统的故障诊断与维护（一）液压传动系统在数控机床上的应用（一）液压传动系统在数控机床上的应用（二）液压系统的维护要点（二）液压系统的维护要点 （三）（三）.液压系统的点检液压系统的点检（四）（四） 液压系统的故障及维修液压系统的故障及维修 一）液压系统常见故障的特征一）液压系统常见故障的特征 二）液压

52、元件常见故障及排除二）液压元件常见故障及排除 1 1液压泵故障液压泵故障 2.液压系统的维护要点液压系统的维护要点控制油液污染，保持油液清洁控制油液污染，保持油液清洁控制液压系统中油液的温升控制液压系统的泄漏。控制液压系统中油液的温升控制液压系统的泄漏。防止液压系统振动和噪声严格执行日常点检制度防止液压系统振动和噪声严格执行日常点检制度严格执行定期紧固、清洗、过滤和更换制度严格执行定期紧固、清洗、过滤和更换制度 3.液压系统的点检液压系统的点检 元件和管接头是否有泄漏元件和管接头是否有泄漏液压泵和液压马达运转时有否异常噪声液压泵和液压马达运转时有否异常噪声液压缸移动时是否正常平稳液压缸移动时是

53、否正常平稳液压系统的各点压力是否正常和稳定液压系统的各点压力是否正常和稳定油液的温度是否在允许范围内油液的温度是否在允许范围内电气控制及换向阀工作是否灵敏可靠电气控制及换向阀工作是否灵敏可靠4液压缸故障及排除方法液压缸故障及排除方法 例：供油回路的故障维修例：供油回路的故障维修 油箱内油量是否在标线范围内油箱内油量是否在标线范围内定期对油箱内的油液进行检验、过滤、更换定期对油箱内的油液进行检验、过滤、更换定期检查和紧固重要部位的螺钉和接头定期检查和紧固重要部位的螺钉和接头定期检查、更换密封件定期检查、更换密封件定期检查、清洗或更换滤芯和液压元件定期检查、清洗或更换滤芯和液压元件定期检查清洗油箱

54、和管道定期检查清洗油箱和管道 二、气动系统在数控机床上的应用二、气动系统在数控机床上的应用 1.驱动对象驱动对象 主轴的松刀主轴的松刀 数控机床主轴锥孔的吹气和开关防护门数控机床主轴锥孔的吹气和开关防护门 实现机械手的动作实现机械手的动作2.气动系统维护的要点气动系统维护的要点保证供给洁净的压缩空气（水分、油分、粉尘）保证供给洁净的压缩空气（水分、油分、粉尘）保证空气中含有适量的润滑油（使气动控制和执行元件保证空气中含有适量的润滑油（使气动控制和执行元件适度的润滑）适度的润滑）采用压缩空气调理装置采用压缩空气调理装置保持气动系统的密封性保持气动系统的密封性漏气将增加能量的消耗、导致漏气将增加能

55、量的消耗、导致供气压力下降甚至气动元件工作失常，使用仪表或肥供气压力下降甚至气动元件工作失常，使用仪表或肥皂水检漏皂水检漏保证气动元件中运动零件的灵敏度保证气动元件中运动零件的灵敏度使用油雾分离器分使用油雾分离器分离油雾离油雾保证气动装置具有合适的工作压力和运动速度保证气动装置具有合适的工作压力和运动速度 3.气动系统的点检与定检气动系统的点检与定检 管路系统点检管路系统点检主要内容是对冷凝水和润滑油的管主要内容是对冷凝水和润滑油的管理，还要检查供气压力是否正常、有无漏气等理，还要检查供气压力是否正常、有无漏气等 气动元件的定检气动元件的定检主要内容是彻底处理系统的漏气现主要内容是彻底处理系统

56、的漏气现象象小结小结 第九节第九节 数控机床维修实例数控机床维修实例一、一、CNC 的故障维修实例的故障维修实例 例例1. PLC主板的故障维修主板的故障维修 故障现象：一台配套故障现象：一台配套SIEMENS SINUMERIK 810系统的数控机床，其系统的数控机床，其PLC采用采用S5-130W/B，一，一次发生通过次发生通过NC系统系统PC功能输入的功能输入的R参数，在加工中不起作用，参数，在加工中不起作用，且不能更改加工程序中且不能更改加工程序中R参数的数值的故障。参数的数值的故障。 分析及处理过程：分析及处理过程：通过对通过对NC系统工作原理及故障现象的分析，确认系统工作原理及故障

57、现象的分析，确认PLC的主板有的主板有问题。与另一台的主板对换后，进一步确定为问题。与另一台的主板对换后，进一步确定为PLC主板的问题。主板的问题。经厂家维修后，故障被排除。经厂家维修后，故障被排除。 例例2NC系统存储器板的故障维修系统存储器板的故障维修 故障现象：一台配故障现象：一台配SINUMERIK 810数控系统的数控机床，其加工程序编辑后无法数控系统的数控机床，其加工程序编辑后无法保存。保存。 分析及处理过程：经现场多次试验发现，机床可进行手分析及处理过程：经现场多次试验发现，机床可进行手动、手轮、动、手轮、MDI操作，但在编辑完程序，关机后重新起动，发操作，但在编辑完程序，关机后

58、重新起动，发现程序丢失，但系统参数仍然存在，因此可排除电池不良的原现程序丢失，但系统参数仍然存在，因此可排除电池不良的原因，据初步诊断可能为存储器板损坏导致。与另一台机床上同因，据初步诊断可能为存储器板损坏导致。与另一台机床上同规格的存储器板更换后，机床恢复正常。规格的存储器板更换后，机床恢复正常。 例例3控制系统主板的故障维修控制系统主板的故障维修 故障现象：故障现象：一台工业控制机作为主控制、采用西班牙一台工业控制机作为主控制、采用西班牙FAGOR系统作为数控部分的仿形镗铣床，一次系统作为数控部分的仿形镗铣床，一次在加工完某一零件更换新的加工程序时，突然在加工完某一零件更换新的加工程序时，

59、突然出现死机现象且无任何报警，强行关机后重新出现死机现象且无任何报警，强行关机后重新起动系统，此时主机无法起动，同时出现显示起动系统，此时主机无法起动，同时出现显示器黑屏现象。器黑屏现象。 分析及处理过程：检查显示器正分析及处理过程：检查显示器正常，加工程序无误，更换显卡和内存故障仍然常，加工程序无误，更换显卡和内存故障仍然存在；进一步分析判断，确认是主板出现问题。存在；进一步分析判断，确认是主板出现问题。更换一块新主板后，主机起动正常，机床正常更换一块新主板后，主机起动正常，机床正常运转。运转。二、二、 伺服进给系统故障维修伺服进给系统故障维修 例例1伺服电动机故障的维修伺服电动机故障的维修

60、 故障现象：一台配套故障现象：一台配套SINUMERIK 810T系统的数控车床，一次刀塔出现故障，系统的数控车床，一次刀塔出现故障，转动不到位，刀塔转动时，出现转动不到位，刀塔转动时，出现6016号报警号报警“SLIDE POWER PACK NO OPERATION”。 分析及处理过程：分析及处理过程：根据工作原理和故障现象进行分析，刀塔转动是由伺服电根据工作原理和故障现象进行分析，刀塔转动是由伺服电动机驱动的，电动机一起动，伺服单元就产生过载报警，动机驱动的，电动机一起动，伺服单元就产生过载报警，切断伺服电源，并反馈给切断伺服电源，并反馈给NC系统，显示系统，显示6016报警。检查报警。