【正文】 功能是做好前期準備，合理選用數(shù)控車床的前提條件 滿足典型零件的工藝要求 典型零件的工藝要求主要是零件的結(jié)構(gòu)尺寸、加工范圍和精度要求 。即平均無故障時間長，即使出了故障，短時間內(nèi)能恢復(fù)，重新 投入使用。選擇機床，需仔細考慮刀具和附件的配套性。 5. 機床的防護 需要時，機床可配備全封閉或半封閉的防護裝置、自動排屑裝置。 機 床應(yīng)安裝在牢固的基礎(chǔ)上，位置應(yīng)遠離振源；避免陽光照射和熱輻射；放置在干燥的地方，避免潮濕和氣流的影響。在測量安裝精度時，應(yīng)在恒定溫度下進行，測量工具需經(jīng)一段定溫時間后再使用。用浸有清洗劑的棉布或綢布，不得用棉紗或紗布。 仔細檢查機床各部位是否按要求加了油，冷卻箱中是否加足冷卻液。 一 . 開箱驗收 按隨機裝箱單和合同中特定附件清單對箱內(nèi)物品逐一核對檢查 ， 并做檢查記錄 有如下內(nèi)容： ，機床外觀有無明顯損壞，是銹蝕、脫漆； ，是否齊全； 、規(guī)格、數(shù)量； 、規(guī)格、數(shù)量； 、規(guī)格、數(shù)量； 〈刀片〉品種、規(guī)格、數(shù)量； ； 、規(guī)格、數(shù)量； 二 . 開機試驗 機床安裝調(diào)試完成后，即通知制造廠派人調(diào)試機床。 、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止的連續(xù)試驗。5%。 X、 Z 軸的全部行程上，做低、中、高進給量變換試驗。 、反轉(zhuǎn)、停止及變換主軸轉(zhuǎn)速試驗。 a. 主動動機構(gòu)運轉(zhuǎn)試驗，在最高轉(zhuǎn)速段不得少于 1 小時，主軸軸承的溫度值不超過 70℃ ， 溫升值不超過 40℃ ； b. 連續(xù)空運轉(zhuǎn)試驗，其運動時間不少于 8 小時，每個循環(huán)時間不大于 15分鐘。每一步又分單一切削和循環(huán)程序切削。 畢業(yè)設(shè)計（或論文） 12 第五節(jié) 數(shù)控車床的發(fā)展方 向 、高精度化、高可靠性 高速化：提高進給速度與提高主軸轉(zhuǎn)速。 智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求 加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便等方面的智能化；簡化編程、簡化操作方面的智能化；還有如智能化的自動編程、智能化的人機界面等，以及智能診斷、智能監(jiān)控等方面的內(nèi)容，方便系統(tǒng)的診斷及維修。 在數(shù)控 車 床故障檢測排除時，應(yīng)遵循一下原則 ： （ 1） 先外部后內(nèi)部。 （ 3） 先靜后動。 （ 5） 先簡單后復(fù)雜。畢業(yè)設(shè)計（或論文） 14 第三章 數(shù)控車 床的故障類型與主要故障 第一節(jié) 數(shù)控車 床的故障特點 數(shù)控 車 床 故障是指數(shù)控機床失去了規(guī)定的功能。 2 穩(wěn)定工作期： 車 床在經(jīng)歷了初期磨合后，進入了穩(wěn)定的工作期。此時期的故障大多數(shù)具有規(guī)律性，屬于漸變性和器質(zhì)性的，并且大部分可以排除。 些故障的現(xiàn)象是機械方面和電氣方面共同引起的。例如電網(wǎng)電壓過高 ， 系統(tǒng)就會產(chǎn)生電壓過高報警；切削量過大時，就會產(chǎn)生過載報警等。 2 ．隨機性故障 這類故障是指在同樣條件下，只偶爾出現(xiàn)一次或二次的故障。加強數(shù)控系統(tǒng)的維護檢查，確保電氣箱的密封，可靠的安裝、連接，正確的接地和屏蔽是減少、避免此類故障發(fā)生的重要措施。硬件報警顯示通常是指各單元裝置上的指示燈的報警指示。軟 件報警顯示通常是指數(shù)控系統(tǒng)顯示器上顯示出的報警號和報警信息。要根據(jù)故障現(xiàn)象、機床工作原理、數(shù)控系統(tǒng)工作原理、 PLC 梯形圖以及維修經(jīng)驗來分析診斷故障。此外，人為因素如操作不當也是造成的外部故障原因之一。 2 ．非破壞性故障 數(shù)控 車 床的絕大多數(shù)故障屬于這類故障，出現(xiàn)故障時對 車 床和操作人不會造成任何傷害，所以診斷這類故障時，可以再現(xiàn)故障，并可以仔細觀察故障現(xiàn)象，通過故障現(xiàn)象對故障進行分析和診斷 。 現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)雖然尚未達到智能化很高的程度 .但已經(jīng)具備了較強的自診斷功能。這個方法是當前維修工作最有效的一種方法。但在備用板交換之前，應(yīng)仔細檢查備用板是否完好，并應(yīng)檢查備用板的狀態(tài)應(yīng)與原板狀態(tài)完全一致。有的數(shù)控系統(tǒng)在更換了主板之后，還需進行一些特定的操作。參數(shù)通常是存放在 存儲器 上 ， 一旦個別參數(shù)丟失或變化，發(fā)生混亂，使機床無法正常工作。有些機床的故障往往就是由于未及時修改某些不適應(yīng)的參數(shù)所致。可以檢測這些測量端子的電壓和波形，分析故障的起因和故障的所在位置。 根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的組成原理，可從邏輯上分析各點的邏輯電平和特征參數(shù)（如 電壓值或波形），然后用萬用表、邏輯筆、示波器或邏輯分析僅進行測量、分析和比較，從而對故障定位。 畢業(yè)設(shè)計（或論文） 20 第五章 數(shù)控車 床的維護 第一節(jié) 數(shù)控車床 維護與保養(yǎng) 1．數(shù) 控車床日常維護保養(yǎng)內(nèi)容和要求 數(shù)控車床操作人員要嚴格遵守操作規(guī)程和機床日常維護和保養(yǎng)制度，嚴格按機床和系統(tǒng)說明書的要求正確、合理操作機床，盡量避免因操作不當影響機床使用。 （ 4） 每天 氣源自動分水濾水器，自動空氣干燥器 及時清理分水器中濾出的水 ， 保證自動空氣干燥器正常工作。 （ 11） 每天 各種防護裝置 導(dǎo)軌、機床防護罩等應(yīng)無松動、漏水。 （ 15） 不定期 排屑器 經(jīng)常清理切屑，檢查有無卡住等。 （ 20） 每一年 主軸潤滑恒溫油箱 清洗過濾器、更換潤滑油 （ 21） 每一年 檢查并 更換直流伺服電機電刷 檢查換向器表面，吹凈炭粉，去除毛刺，更換長度過短的電刷。 （ 1） 外觀保養(yǎng) ① 每天做好機床清掃衛(wèi)生，清掃鐵屑 ，擦干凈導(dǎo)軌部位的冷卻液。 ④ 定期清除各部件切屑、油垢，做到無死角，保持內(nèi)外清潔，無銹蝕。 畢業(yè)設(shè)計（或論文） 22 ① 定期檢查主軸支撐軸承：軸承預(yù)緊力不夠，或預(yù)緊螺釘松動，游隙過大，會使主軸主軸產(chǎn) 生軸向竄動，應(yīng)及時調(diào)整；軸承拉毛或損壞應(yīng)及時更換。 （ 3） 滾珠絲杠螺母副的維護 滾珠絲杠傳動由于其有傳動效率高、傳動精度高、運動平穩(wěn)、壽命長以及可預(yù)緊消隙等優(yōu)點，因此在數(shù)控車床使用廣泛。潤滑脂沒半年更換一次，清洗絲杠上的舊潤滑脂，涂上新的潤滑脂；用潤滑油的滾軸絲杠螺母副，可在每次機床工作前加油一次。導(dǎo)軌副的維護一般是不定期，主要內(nèi)容包括： ① 檢查各軸導(dǎo)軌上鑲條、壓緊滾輪，保證導(dǎo)軌面之間有合理間隙。 畢業(yè)設(shè)計（或論文） 23 ③ 經(jīng)常檢查導(dǎo)軌防護罩：以防止切屑、磨?；蚶鋮s液散落在導(dǎo)軌面上引起的磨損、擦傷和銹蝕。 （ 2） 直流伺服電動機的維護 在 20 世紀 80 年代生產(chǎn)的數(shù)控機床，大多數(shù)采用直流伺服電機，這就存在電刷的磨損問題，為此對于直流伺服電機需要定期檢查和更換直流電機電刷。 由于直流伺服電動機帶有數(shù)對電刷，旋轉(zhuǎn)時，電刷與換向器摩擦而逐漸磨損。如機床附近有振源，則機床四周應(yīng)設(shè)置防振溝。電源電壓波動必須在允許范圍內(nèi)，并且保持相對穩(wěn)定。過高的溫度和濕度將導(dǎo)致控制系統(tǒng)元件壽命降低，并導(dǎo)致故障增多。只有間隙補償參數(shù)數(shù)值可根據(jù)實際情況予以調(diào)整。 使用液壓卡盤、液壓刀架、液壓尾座、液壓油缸的壓力，都應(yīng)在許用應(yīng)力范圍內(nèi)，不允許任意提高 。而對于 CNC 系統(tǒng) ， 只要改變相應(yīng)的控制程序就可以補充和開發(fā)新的功能，并不必制造新的硬件。 通用性 在 CNC 系統(tǒng)中，硬件系統(tǒng)采用模塊結(jié)構(gòu)，依靠軟件變化來滿足被控設(shè)備的各種不同要求。由于在工廠中使用同一類型的控制系統(tǒng)，培訓(xùn)和學(xué)習(xí)也十分方便。 易于實現(xiàn)許多復(fù)雜的功能 CNC 系統(tǒng)可以利用計算機的高度計算能力，實現(xiàn)一些高級的復(fù)雜的數(shù)控功能 。 第二節(jié) CNC 系統(tǒng)故障自診 斷功能 CNC 系統(tǒng)自診斷的概念 系統(tǒng)故障 :指系統(tǒng)的組成單元處于非正常狀態(tài)或劣化狀態(tài) ,并可導(dǎo)致系統(tǒng)相應(yīng)功能喪失 ,或系統(tǒng)性能和品質(zhì)下降 ,使系統(tǒng)的行為 (輸出 )超出允許范圍 ,或不能在規(guī)定的時間內(nèi)和條件下完成預(yù)定功能的事件 。 編程和操作錯誤引起的故障 這類故障不是 CNC 系統(tǒng) 的故障 ,而是由于加工程序的編制錯誤或操作錯誤導(dǎo)致的故障 .這類故障不須進行維修 ,只要將報警信息所指出的錯誤進行修改后 ,系統(tǒng)即可進行 正常的工作 . 目前 ,在各種中已應(yīng)用的故障自診斷方法歸納起來有三種 : 開機自診斷 。伺服電機有一種專門的小慣量電機，為了得到極高的響應(yīng)速度。 伺服控制主要有主軸伺服控制和進給伺服控制兩種。直流主軸電動機有 SIEMENS 公司 1GG5, 1GF5, 1GL5 和 1GH5 等 4 個系列，配套的驅(qū)動裝置為 6RA24, 6R27，采用晶閘管控制系統(tǒng)。 主軸伺服驅(qū)動控制的連接 如圖所示： 畢業(yè)設(shè)計（或論文） 30 第四節(jié) 主軸伺服系統(tǒng)的主要故障與 診斷 1．主軸伺服系統(tǒng)的主要故障有以下幾種： （ 1）過載； （ 2）主軸定位抖動； （ 3）主軸轉(zhuǎn)速與進給不匹配； 2．電動機的主要性能參數(shù) （ 1）步距角誤差 步進電動機的步距角公式： ? = 360176。 感應(yīng)同步器的工作原理 畢業(yè)設(shè)計（或論文） 32 由于定尺上感應(yīng)電壓變化的周期與滑尺相對定尺移動的節(jié)距 2? 對應(yīng) 對滑尺上的繞組通以交流電，根據(jù)電磁原理，將在定尺繞組上感應(yīng)出電壓，定尺繞組中感應(yīng)電壓是滑尺上正弦繞組和余弦繞組所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓 的矢量和 。感應(yīng)同步器安裝時，兩尺保持平行，兩尺之間間隙為（ 177。 感應(yīng)同步器的安裝總圖： 位置檢測裝置的維護與故障診斷 位置檢測裝置的維護包括以下幾方面內(nèi)容。 畢業(yè)設(shè)計（或論文） 34 參考 文獻 [1]畢承恩 .現(xiàn)代數(shù)控技術(shù) [M] .北京：北京機械工業(yè)出版設(shè) ,： [2]吳祖育等 .數(shù)控機床 [M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 ,： [3]徐敏 .設(shè)備故障診斷手冊 [M] .西安；西安交通大學(xué)出版社 ,： [4]孫漢卿 .數(shù)控機床維修技術(shù) [M] .北京：機械工業(yè)出版社 ,： [5]杜可可等 .機械制 造技術(shù)基礎(chǔ) [M] .北京：人民郵電出版社 ,： [6]曹琰 .數(shù)控機床應(yīng)用與維修 [M] .北京：電子工業(yè)出版社 , 20xx： [7]劉希金 .控機床系統(tǒng)故障檢測與維修 [M] .北京：兵器工業(yè)出版社 ,： [8]王侃夫 .數(shù)控機床系統(tǒng)故障診斷與維護 [M] .北京：北京機械工業(yè)出版設(shè) ,： [9]周旭全 .數(shù)控機床實用技術(shù) [M].北京：國防工業(yè)出版社 , 20xx： . [10]潘海麗 .數(shù)控機床故障分析與維修 [M].第 1版 .西安：西安電子科技大學(xué)出版社，20xx： 畢業(yè)設(shè)計（或論文） 35 致 謝 本 次論文的完成首先要感謝論文指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)，從 題 目的選擇，開題報告到中期檢查表以及論文 寫作 的 各個階段 老師都嚴格把關(guān)，從嚴要求并提出很多建議。 。在論文完成之際，特向 老師表達最誠摯的敬意和衷心的感謝！ 感謝三年以來所有的老師 ，你 們誨人不倦 ，從您們身上學(xué)到了太多 知識 ，必將 使我 終身受益 。 （ 2） 由于結(jié)構(gòu)上與繞線轉(zhuǎn)子異步電動機相似，因此，碳刷磨 損到一定程度后要更換。 為保證檢測精度，要求定尺側(cè)母線與機床導(dǎo)軌基準面的平行度允差在全長內(nèi)為，滑尺側(cè)母線與機床導(dǎo)軌基準面的平行度允差在全 長內(nèi)為 ，定尺與滑尺之間的間隙應(yīng)保證在（ 177。 而節(jié)距又與工作臺的實際位移 x 有關(guān)，從而可以間接對工作臺的位移進行檢測，這就是感應(yīng)同步器的工作原理。定尺安裝在移動部件的導(dǎo)軌上，其長度應(yīng)大于被檢測件的長度；滑尺較短，安裝在運動部件上。 SIEMENS 公司也推出了 1PH5 及 1PH6 系列交流伺服電動機，其功率為 3～ 100kW，采用晶體管 SPWM 變頻驅(qū)動控制。 進給伺服控制系統(tǒng)的故障形式主要有以下幾種 :（ 1）伺服電動機過（ 2）低速爬行 ；（ 3）振動與噪聲；（ 4）位置誤差。 二、伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及分類 從基本結(jié)構(gòu)來看，伺服系統(tǒng)主要由三部分組成：控制器、功率驅(qū)動裝置、反饋裝置和電動機。 離線診斷 . 例 1:系統(tǒng)控制軟件和系統(tǒng)參數(shù)的 EPROM 自檢 在 CNC 系統(tǒng) 中 ,EPROM 用來存放系統(tǒng)軟件和系統(tǒng)參數(shù) .EPROM 中的信息是非易失性的 .但是當EPROM 的窗口沒有封好 ,或長期暴露在日光或熒光燈下以及處在放射線的環(huán)境中 ,都有可能畢業(yè)設(shè)計（或論文） 28 使 EPROM 中的信息發(fā)生變化 ,從而使系統(tǒng)運行不正常 ,因此 ,每次系統(tǒng)開機啟動時需要對EPROM 進行診斷 . 常用 檢驗和 來診斷 EPROM 的故障 :將 EPROM 中的所有字節(jié) (除最后一字節(jié)外 )相加的結(jié)果求補 ,并將它放在最后一單元 .診斷 EPROM 時 ,只要將 EPROM 所有的單元相加 ,其結(jié)果應(yīng)為 0. EPROM 起始地址送給 ax 檢查和單元 bx 清零 bx ← bx + ax ax ← ax + 1 設(shè)置 EPROM 正確標志 設(shè)置 EPROM 出錯標志 返 回 ax = 8000h bx = 0 第三節(jié) 伺服系統(tǒng) 與伺服控制 一 、 概念： 伺服驅(qū)動系統(tǒng)（ Servo System）簡稱伺服系統(tǒng)，是一種以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統(tǒng)，例如數(shù)控機床等。 當用