数控机床故障诊断与维修

1、数控机床故障诊断与维修机电系1第一章 绪论一、数控机床的组成 数控机床由数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置和机床本体四大部分组成，再加上程序的输入/输出设备、可编程控制器、电源等辅助部分。 1. 数控装置(数控系统的核心)由硬件和软件部分组成，接受输入代码经缓存、译码、运算插补）等转变成控制指令，实现直接或通过PLC对伺服驱动装置的控制。 2一、数控机床的组成 2. 伺服驱动装置是数控装置和机床主机之间的联接环节，接受数控装置的生成的进给信号，经放大驱动主机的执行机构，实现机床运动。 3. 检测反馈装置是通过检测元件将执行元件（电机、刀架）或工作台的速度和位移检测出来，反馈给数控装置构成闭环

2、或半闭环系统。 4. 机床本体是数控机床的机械结构件（床身箱体、立柱、导轨、工作台、主轴和进给机构等。3二、数控机床故障诊断 1.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。 故障诊断在数控机床运行中，根据设备的故障现象，在掌握数控系统各部分工作原理的前提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测手段，查明故障的部位和原因。提出有效维修对策。4二、数控机床故障诊断 2.故障的分类 1）从故障的起因分类 关联性故障和系统的设计、结构或性能等缺陷有关而造成（分固有性和随机性）。 非关联性故障和系统本身结构与制造无关的故障。 2）从故障发生的状态分类 突然故障发生前无故障征兆，使用不当。 渐

3、变故障发生前有故障征兆，逐渐严重。5 3）按故障发生的性质分类 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。 硬件故障电子元器件、润滑系统、限位机构、换刀系统、机床本体等硬件损坏造成。 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恶劣变化而产生。6 4）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。 7 3. 数控系统的可靠性 数控机床除了具有高精度、高效率和高技术的要求外，还应该具有高可靠性。衡量的指标有： MTB

4、F平均无故障时间 MTTR排除故障的修理时间 平均有效度A： A=MTBF/（MTBF+MTTR）8数控设备使用寿命故障频率曲线9 4. 数控机床维修的特点 1）数控机床是高投入、高精度、高效率的自动化设备； 2）一些重要设备处于关键的岗位和工序，因故障停机时，影响产量和质量； 3）数控机床在电气控制系统和机械结构比普通机床复杂，故障检测和诊断有一定的难度。10四、数控诊断技术的发展 1.通讯诊断(远程、海外诊断） 用户机床的通讯口通过电话线和维修中心的专用通讯诊断计算机相连。 计算机发诊断程序 用户测试数据 计算机诊断结果和处理方法 用户 特点：实用简便； 有一定的局限性11四、数控诊断技术

5、的发展 2. 自修复系统 当诊断软件发现数控机床在运行中某一模块有故障时，系统在CRT上显示的同时，自动寻找备用模块并接上。 特点：实用但成本比较高，而且只适合总线结构的CNC系统。12四、数控诊断技术的发展 3. 人工智能专家故障诊断系统13 4. 人工神经元网络(ANN)诊断 ANN具有联想、容错、记忆、自适应、自学习和处理复杂多模式故障等特点。这种方法将被诊断的系统的症状作为网络的输入，将按一定数学模型所求得的故障原因作为网络的输出，并且神经网络将经过学习所得到的知识以分布的方式隐存在网络上，每个输出神经元对应着一个故障原因。14五、课程的基本要求与特点熟悉数控机床各组成部分的工作原理与结构确立数控机床故障诊断的基