数控机床故障诊断与维修第一章

1、 数控机床(sh kn j chun)故障诊断与维修 主讲(zhjing): 张红旗黄冈科技职业学院机电系(热烈欢迎同学们 让我们共同进步) 7/27/20221共二十四页 绪论(xln) 数控机床(sh kn j chun)集机械制造、计算机、气动、传感检测、液压、光机电技术等一体。 本章内容1数控机床的特点及组成2我国数控机床的发展现状3加强数控维修的意义 4对数控维修人员的要求 5本课程的学习任务、要求和学习方法7/27/20222共二十四页 绪论(xln)数控机床(sh kn j chun)的特点。能够进行复杂型面零件的加工，解决工艺难题。提高生产率(适应小批量,产品更新换代市场要求)

2、。具有柔性(柔字是关键)。减轻工人的劳动强度7/27/20223共二十四页 绪论(xln)2数控机床(sh kn j chun)的发展现状我国起步年代：1958开始研制 世界第一台: 1952美国研制 国产数控系统：。华中理工大学华中一型、华中二型。北京航天机床数控集团航天一型。中科院沈阳计算机所蓝天一型。中国珠峰数控公司中华一型 国外数控系统: 日本FANUC 德国SIEMENS 等7/27/20224共二十四页 绪论(xln)3.数控机床(sh kn j chun)发趋势 无人化加工发展 计算机直接控制系统(DNC 即一台计算机 控制多台机床的群控) 柔性制造系统(FMS) 并有将自动化仑

3、库并 在FMS中趋向 实现产品设计加工-成品的无图样生产 自动编程 多轴化7/27/20225共二十四页 绪论(xln)4加强数控维修(wixi)的意义 技术需要市场需要企业的效益需要 7/27/20226共二十四页 绪论(xln)5.理论(lln)是维修数控机床必要基础普通机床维修工具简单数控机床维修工具复杂普通机床电路简单 一目了然数控机床电路复杂 涉及计算机.PLC.伺服控制.电力半导体控制等 要通过学习才能掌握关键是理论可以指导维修 7/27/20227共二十四页 绪论(xln)6对数控维修(wixi)人员的要求 。知识面广。良好的系统的培训。良好的英语阅读能力。敢于实践，通过实践不断

4、总结经验。敬业精神。持续的学习精神7/27/20228共二十四页 绪论(xln)7本课程的学习(xux)任务、要求 掌握数控机床安装调试验收的的知识、验收机床 精度的方法。熟悉数控机床的机械结构、调整方法。掌握典型数控系统的软硬件知识、具有对典型 数控系统故障进行初步诊断及判断的能力。 。熟悉数控机床维修的原则方法。 7/27/20229共二十四页请同学们将书翻至第一页,结合(jih)图0-1学习数控机床组成是学好本课程的主线,望同学们一定要牢固掌握数控机床组成也是实际维修中的有力(yul)指导工具请同学们一定牢记(或在第1页图01上面作标记)7/27/202210共二十四页(1).机床(jc

5、hung)本体(MT)回顾数控机床在普通(ptng)机床上发展了:滚珠丝杠螺母副自动刀架 刀库高速动力卡盘(每分钟上万转)机械手以及一些特殊机构(塑料导轨.静压蜗杆-蜗母条传动.自动拉刀机构.对刀仪)等等7/27/202211共二十四页(2).数控装置(zhungzh)回顾早期数控装置用专用硬件(yn jin)实现简称NC数控装置组成: 输入/输出装置.CNC核心.各种接口等组成 (见书第1页倒数第4行开始) 现代引入计算机技术后数控装置称CNC或MNC 7/27/202212共二十四页CNC硬件(yn jin)结构分类按内部各印刷电路板的插接方式分: 大板式结构和功能(gngnng)模板式结

6、构(分类方式很多,介绍两种主要分类方式)(见书第2页1-3行) 按CNC中微处理器的个数可以分: 单微 处理结构和多微处理结构7/27/202213共二十四页(3).PLC介绍(jisho)早期称为可编程逻辑控制器,简PLC. 随着计算机技术 的发展应用,被美国(mi u)电器协会定义为可编程控制器, 简称PC,但人们习惯继续称为PLC课堂思考:数控机床中PLC起什么作用?7/27/202214共二十四页 PLC在数控机床起开关量控制.检测. 诊断作用 是CNC和机床(jchung)本机(MT)以及其它电器设备之间重要桥梁. 主要处理来自CNC辅助功能M命令,以 收机床上按钮.行程开关等信息,

7、去控制 冷却液泵起动,主轴电机正反转,还有油 温.油压.过载(guzi)保护.超程保护等,并反馈 给CNC PLC有内装式(又称PMC)和外置式两种 (见书 第2页顺数20行)7/27/202215共二十四页(4).主轴电机介绍(jisho)主轴(zhzhu)电动机: (主轴(zhzhu)的驱动) 早期: 采用直流电动机 优点是起动转矩大,调速方便,可无 调速.缺点是成本高,有碳刷易出故障,维修困难. 丨中期: 采用交流异步电机, 虽然它有起动转矩小,调速很不方便 等缺点,早期无法在数控机床上使用.随着电力电子技术 发现.特别是PWM(脉冲宽度调制)的变频器应用,使之具 有了直流电机的全部优点

8、,而且成本低,无碳刷,几乎是免 维修的.；现代: 采用交流异步电机,西门子公司提出的在PWM基础上运用 矢量变换调速技术,解决了交流电动机恒定转矩问题,使交 流电动机在数控机床主轴驱动上应用得更好. 7/27/202216共二十四页(5).主轴(zhzhu)控制单元主轴(zhzhu)控制单元是协助CNC去控制主轴(zhzhu)电动机的 对于交流电机采用的是变频器 变频器利用是PWM(脉冲宽度调制)技术, 现在西门子公司提出的在PWM基础上运 用矢量变换调速技术7/27/202217共二十四页(6).进给电机(dinj)介绍进给电动机: (X Z Y等轴的驱动(q dn) 早期: (60-70年

9、代)采用步进电动机 是无需位置反馈的开环控 制系统,功率小,精度低.现在还用于经济型数控机床上. 丨中期: 采用小惯量直流电动机 ,然后又采用大惯量直流电机伺 服系统.有半闭环和闭环两种控制.(闭环控制精度最高, 但电气控制部分调整困难,成本高,目前半闭环控制居多.) 直流电机的缺点是易出故障,维修困难. ；现代: 采用交流永磁同步电动机,来构成伺服系统,同样有半闭 环和闭环两种控制.交流永磁同步电动机的几何尺寸 比同容量的直流电动机小得多,而且几乎免维修. 7/27/202218共二十四页(7).速度(sd)控制单元 进给电机(dinj)(X Z Y等轴向)是步进电动机时使用步进电机驱动器驱

10、动 如果使用直流电机和交流永磁同步电机 则使用伺服驱动器驱动7/27/202219共二十四页(8).位置(wi zhi)检测器介绍在闭环和半闭环伺服控制系统有位置检测器,将X Y Z等各轴向位置变化(binhu)信息反馈给数控装置(CNC)作出调整,使之定位准确开 环: 不需要位置检测器(早期居多,西门子又在开发)半闭环: 采用光电编码器 旋转变压器等.装在丝杠上使用.闭 环: 采用光栅尺 同步感应器 磁栅尺等,直接检测. 精度最高.但成本高,易脏出故障.调试困难,易 爬行振荡7/27/202220共二十四页 绪论(xln) 9. 数控机床(sh kn j chun)的故障分类(书第3页)(1

11、).按发生故障的部件分类: 主机故障和电气故障(强弱), 电气故障又可分为硬件故障 和软件故障(2).按发生故障的性质分类: 系统故障(必然)和随机性 故障(偶然) (3). 按有无报警 显 示 分类: 有报警显示故障(又可分为 硬件和软件报警显示两种) 和无报警显示的故障(4).按故障发生的原因分类: 自身故障和外部故障7/27/202221共二十四页 绪论(xln) 10.数控机床(sh kn j chun)故障诊断与维修的原则(书第5页) 先外部后内部先机械后电气 先静后动 先公用后专用 先一般后特殊 先简单后复杂7/27/202222共二十四页 绪论(xln) 11. 数控机床(sh kn j chun)故障诊断技术的发展 远程诊断技术自修复技术 专家系统 状态监测技术12. 总结7/27/202223共二十四页内容摘要数控机床故障诊断与维修。2/26/2022。5本课程的学习任务、要求和学习方法。请同学们一定牢记(或在第1页图01上面作标记)。机械手以及一些特殊机构(塑料(slio)导轨.静压蜗杆-蜗母条传动.自动拉刀机构.对刀仪)等等。输入/输出装置.CNC核心.各种接口