【正文】 MTTR—排除故障的修理時(shí)間 平均有效度 A： A=MTBF/（ MTBF+MTTR） 數(shù)控設(shè)備使用壽命 —故障頻率曲線 4. 數(shù)控機(jī)床維修的特點(diǎn) 1）數(shù)控機(jī)床是高投入、高精度、高效 率的自動(dòng)化設(shè)備； 2）一些重要設(shè)備處于關(guān)鍵的崗位和工 序，因故障停機(jī)時(shí)，影響產(chǎn)量和質(zhì)量； 3）數(shù)控機(jī)床在電氣控制系統(tǒng)和機(jī)械結(jié) 構(gòu)比普通機(jī)床復(fù)雜，故障檢測(cè)和診斷有一 定的難度。 干擾故障 —由于系統(tǒng)工藝、線路設(shè)計(jì)、 電源地線配置不當(dāng)?shù)纫约肮ぷ鳝h(huán)境的惡劣 變化而產(chǎn)生。 2）從故障發(fā)生的狀態(tài)分類 突然故障 —發(fā)生前無(wú)故障征兆，使用不當(dāng)。 故障診斷 —在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行中，根據(jù)設(shè)備的 故障現(xiàn)象，在掌握數(shù)控系統(tǒng)各部分工作原理的前 提下，對(duì)現(xiàn)行的狀態(tài)進(jìn)行分析，并輔以必要檢測(cè) 手段，查明故障的部位和原因。 一、數(shù)控機(jī)床的組成 2. 伺服驅(qū)動(dòng)裝置是數(shù)控裝置和機(jī)床主機(jī)之 間的聯(lián)接環(huán)節(jié)，接受數(shù)控裝置的生成的進(jìn)給信號(hào)， 經(jīng)放大驅(qū)動(dòng)主機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)動(dòng)。 1. 數(shù)控裝置 (數(shù)控系統(tǒng)的核心 )由硬件 和軟件部分組成，接受輸入代碼經(jīng)緩存、 譯碼、運(yùn)算插補(bǔ)）等轉(zhuǎn)變成控制指令，實(shí) 現(xiàn)直接或通過 PLC對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)裝置的控制。 二、數(shù)控機(jī)床故障診斷 故障 —數(shù)控機(jī)床全部或部分喪失原有的功能。 非關(guān)聯(lián)性故障 —和系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)與制造無(wú)關(guān) 的故障。 硬件故障 —電子元器件、潤(rùn)滑系統(tǒng)、 限位機(jī)構(gòu)、換刀系統(tǒng)、機(jī)床本體等硬件損 壞造成。 3. 數(shù)控系統(tǒng)的可靠性 數(shù)控機(jī)床除了具有高精度、高效率和 高技術(shù)的要求外，還應(yīng)該具有高可靠性。 特點(diǎn)：實(shí)用但成本比較高，而且只適 合總線結(jié)構(gòu)的 CNC系統(tǒng)。 ? 課程涉及內(nèi)容廣，故障檢測(cè)、分析難度高 第二章 數(shù)控機(jī)床維護(hù)及故障診斷 第一節(jié) 數(shù)控機(jī)床的驗(yàn)收與精度檢測(cè) 第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的維護(hù) 第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床的故障處理 第四節(jié) 數(shù)控系統(tǒng)故障診斷的方法 第五節(jié) 數(shù)控機(jī)床的抗干擾 第一節(jié) 數(shù)控機(jī)床的驗(yàn)收與精度檢測(cè) 一、數(shù)控機(jī)床的驗(yàn)收 ? 主軸性能 手動(dòng)操作 —高、中、低三擋轉(zhuǎn)速連續(xù)進(jìn) 行五次正、反轉(zhuǎn)的起動(dòng)、停止，檢驗(yàn)其 動(dòng)作的靈活性和可靠性。 一、數(shù)控機(jī)床的驗(yàn)收 一）、機(jī)床性能 ? 自動(dòng)換刀性能 通過手動(dòng)和 M06指令自動(dòng)運(yùn)行，檢驗(yàn)換刀的可靠性、靈活性和平穩(wěn)性并測(cè)定換刀時(shí)間是否符合要求。 是測(cè)量機(jī)床各坐標(biāo)軸在數(shù)控系統(tǒng)控制下所 能達(dá)到的位置精度。保證電器元件性能的穩(wěn)定可靠。一旦機(jī)床 發(fā)生故障，再進(jìn)行分析的同時(shí)查閱資料?？砂? 系統(tǒng)復(fù)位鍵，觀察系統(tǒng)的變化，報(bào)警是否 消失。例 ? 運(yùn)行中的故障信息提示 —發(fā)生故障在 CRT上報(bào)警信息，查閱維修手冊(cè)確定故障原因及排除方法。包括有增益、加速度、輪廓監(jiān)控 及各種補(bǔ)償值等。 （替代法） 用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模 板。 八、升溫法 設(shè)備運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間或環(huán)境溫度較高時(shí)，機(jī) 床就會(huì)出現(xiàn)故障，可用電吹風(fēng)、紅外燈照 射可疑的元件或組件。 二、常用故障診斷方法 十、隔離法 隔離法是將某些控制回路斷開，從而達(dá)到 縮小查找故障區(qū)域的目的。進(jìn)一步檢查是 Y軸 夾緊裝置出故障。 各種電源，以滿足不同負(fù)載的要求。 ? 共模干擾 —干擾電壓對(duì)二根或以上信號(hào)線的干擾大小相等、相位相同。電網(wǎng)的許多干擾都市通過“接 地”對(duì)機(jī)床起作用的。 熟悉機(jī)械故障的特征，掌握數(shù)控機(jī)床 機(jī)械故障的診斷的方法和手段。 第一節(jié) 數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷方法 二、 機(jī)械故障診斷的方法 ? 實(shí)用診斷技術(shù)（問、聽、看、聞、摸、查） ? 振動(dòng)、噪聲測(cè)試 (幅值大小、頻率結(jié)構(gòu)） ? 油液分析（磨粒成分、型貌、數(shù)量） ? 溫度測(cè)試（表面溫度及變化規(guī)律） ? 超聲、 X射線探傷（機(jī)件內(nèi)部缺陷） ? 專家診斷系統(tǒng)（專家的經(jīng)驗(yàn)、數(shù)據(jù)） 第一節(jié) 數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷方法 ? 問 —操作者（漸 /突發(fā)、故障現(xiàn)象、加工件的情況、傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、潤(rùn)滑、保養(yǎng)和檢修情況） ? 看 —機(jī)床的轉(zhuǎn)速變化、工件的表面粗糙度和振紋、顏色傷痕等明顯癥狀 ? 聽 —機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)聲（強(qiáng)弱、頻率高低等） ? 聞 —潤(rùn)滑油脂氧化蒸發(fā)油煙氣焦糊氣 第一節(jié) 數(shù)控機(jī)床機(jī)械故障診斷方法 ? 觸 —用手感來判別機(jī)床的故障（溫升、 振動(dòng)、傷痕和波紋、爬行、松緊） 實(shí)用診斷技術(shù)在機(jī)械故障的診斷中具有實(shí)用簡(jiǎn)便、快速有效的特點(diǎn)，但診斷效果的好壞在很大程度上要憑借維修技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)，而且有一定的局限性，對(duì)一些疑難故障難以奏效。 特點(diǎn)：響應(yīng)信號(hào)的頻率成分與激勵(lì)信號(hào) 的頻率成分相同。能 量集中于基頻。 功率譜分析 在頻域中對(duì)信號(hào)能量或功率分布情況的描述 。 對(duì) 設(shè)備進(jìn)行診斷測(cè)試 1） 放置測(cè)振 、 測(cè)速傳感器 （ 位置 、 信號(hào)要 求 ） （ 一般選振動(dòng)或噪聲較大的部位 ） ； 2） 連接儀器系統(tǒng)； 3） 開動(dòng)被測(cè)設(shè)備； 4） 調(diào)節(jié)測(cè)速電平 、 顯示主軸轉(zhuǎn)速并記錄； 5） 從較高頻段開始測(cè)試 ， 逐漸到較低頻段 ， 并調(diào)節(jié)放大器的增益 ， 使信號(hào)處于最佳狀 態(tài)； 6） 記錄 、 打印測(cè)試結(jié)果 。 ? 主軸部件的結(jié)構(gòu) 成組高精度軸承（滾動(dòng) /靜壓 /磁力 /陶瓷）及其配置、軸承間隙調(diào)整和潤(rùn)滑密封以及滿足工件的自動(dòng)裝夾要求 第二節(jié) 主軸部件 ? 主軸的維護(hù)特點(diǎn) 減少摩擦、帶走熱量，（磨損和熱變形） 循環(huán)潤(rùn)滑方式：液壓泵供油強(qiáng)力潤(rùn)滑和 油脂潤(rùn)滑 油氣潤(rùn)滑方式：定時(shí)定量把油霧送進(jìn)軸 承空隙中 噴注潤(rùn)滑方式：較大流量的恒溫油噴注 到主軸軸承（大容量恒溫油箱） 第二節(jié) 主軸部件 ? 主軸故障診斷 故障現(xiàn)象 故障原因 軸承損傷或不清潔、軸承油 脂耗盡或油脂過多、軸承間 隙過小 電機(jī)與主軸傳動(dòng)的皮帶過松、 切削停轉(zhuǎn) 皮帶表面有油、離合器松 潤(rùn)滑油過量、密封件損傷或 失效、管件損壞 ? 主軸故障診斷 故障現(xiàn)象 故障原因 4. 主軸噪聲 缺少潤(rùn)滑、皮帶輪動(dòng)平衡 （振動(dòng)） 不佳、帶輪過緊、齒輪磨 損或嚙合間隙過大、軸承 損壞 油泵轉(zhuǎn)向不正確、油管或 潤(rùn)滑不足 濾油器堵塞、油壓不足 第二節(jié) 主軸部件 ? 主軸故障診斷 故障現(xiàn)象 故障原因 6. 刀具不能 蝶形彈簧位移量太小、刀 夾緊 具松夾彈簧上螺母松動(dòng) 刀具松夾彈簧壓合過緊、 不能松開 液壓缸壓力和行程不夠 第三節(jié) 滾珠絲杠螺母副 ? 滾珠絲杠螺母副的維護(hù) 保證反向傳動(dòng)精度和軸向剛度（墊片調(diào)隙式、螺紋調(diào)隙式、齒差調(diào)隙式） 定期檢查絲杠支承與床身的連接是否有松動(dòng)以及軸承是否損壞 第三節(jié) 滾珠絲杠螺母副 ? 滾珠絲杠螺母副的維護(hù) 潤(rùn)滑劑（油 /脂）可提高耐磨性和傳動(dòng)效 率（工作前 /半年） 防止硬質(zhì)灰塵或切屑污物的進(jìn)入，可采用防護(hù)罩或防護(hù)套管等 滾珠絲杠螺母副的故障診斷 故障現(xiàn)象 故障原因 絲杠 支承軸承損壞或壓蓋壓合 不好、聯(lián)軸器松動(dòng)、潤(rùn)滑不良 或絲杠副滾珠有破損 2. 絲杠運(yùn)動(dòng) 軸向預(yù)緊太大、絲杠或螺母軸不靈活 線與導(dǎo)軌不平行、絲杠彎曲 第四節(jié) 導(dǎo)軌副 ? 導(dǎo)軌副的維護(hù) —保證導(dǎo)軌面之間合理的間隙， 小摩擦力大、磨損，大運(yùn)動(dòng)失去準(zhǔn)確性和平 穩(wěn)性、失去導(dǎo)向精度） —提高剛度、消除間隙 —降低摩擦系數(shù)、減少磨損、 防止導(dǎo)軌面銹蝕。 ? 導(dǎo)軌故障診斷 故障現(xiàn)象 故障原因 地基與床身水平有變化使局部 載荷過大、長(zhǎng)期短工件加工局 部磨損嚴(yán)重、導(dǎo)軌潤(rùn)滑不良、 導(dǎo)軌材質(zhì)不佳、刮研不符和要 求、導(dǎo)軌維護(hù)不良落入贓物 故障現(xiàn)象 故障原因 導(dǎo)軌面研傷、導(dǎo)軌壓板研傷、 鑲條與導(dǎo)軌間隙太小 導(dǎo)軌直線度超差、工作臺(tái)塞 接刀處不平 鐵松動(dòng)或塞鐵彎度過大、機(jī) 床水平度差使導(dǎo)軌發(fā)生彎曲 第五節(jié) 刀庫(kù)及換刀裝置 ? 刀庫(kù)與換刀機(jī)械手的維護(hù)要點(diǎn) 、超長(zhǎng)的刀具裝入刀庫(kù)，防止 機(jī)械手換刀時(shí)掉刀或發(fā)生碰撞 ，刀具號(hào)要和刀庫(kù)上 所需刀具一致 ，要確保裝到 位、裝牢靠。判別方法，使主軸轉(zhuǎn)速指令為零再看主軸狀態(tài) ? 過載：切削用量過大，頻繁正、反轉(zhuǎn)等均可引起過載報(bào)警。 調(diào)速特點(diǎn)是速度環(huán)的輸出是電流環(huán)的輸入，可以根據(jù)速度指令電壓和轉(zhuǎn)速反饋電壓的差值及時(shí)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩?；鸹ǖ膹?qiáng) 烈程度和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比。 例：某加工中心主軸在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)抖動(dòng)，主軸箱噪聲 增大，影響加工質(zhì)量。 ? 輔助診斷 除故障代碼外，在控制和 I/O模塊還有測(cè)試插座，作為輔助診斷的手段通過測(cè)試，可進(jìn)一步判斷變頻器是否缺相以及過電流等故障 變頻器的操作和顯示面板 I/O 模塊上的測(cè)試插座 1 —接線端子 2 —I/O模塊 3 —電流測(cè)試插孔 測(cè)電機(jī)相電流 測(cè)直流回路電流 測(cè)電機(jī)總電流 6SC650 系列變頻器部分代碼表 故障代碼 故障名稱 故障原因 F11 轉(zhuǎn)速控制開環(huán) 1 編碼器電纜未接好； 無(wú)實(shí)際轉(zhuǎn)速值 …… 。通過漂移補(bǔ)償和驅(qū)動(dòng)單元上的零速調(diào)整來消除 ? 回參考點(diǎn)故障 —有找不到和找不準(zhǔn)參考點(diǎn)兩種故障，前者主要是回參考點(diǎn)減速開關(guān)產(chǎn)生的信號(hào)或零標(biāo)志脈沖信號(hào)失效所致，可用示波器檢測(cè)信號(hào)；后者是參考點(diǎn)開關(guān)擋快位置設(shè)置不當(dāng)引起，只要重新調(diào)整即可 三、進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障形式及診斷方法 2. 故障定位 ? 模塊交換法 X和 Y的驅(qū)動(dòng)單 元一樣，當(dāng)一軸 發(fā)生故障時(shí)，用 另一軸代替看故 障的轉(zhuǎn)移情況 三、進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障形式及診斷方法 為確定是否伺 服單元和伺服 電動(dòng)機(jī)故障， 可以脫開位置 環(huán)，檢查速度 環(huán) 。運(yùn)行中出現(xiàn) 114號(hào)報(bào)警，同時(shí)伴有 113號(hào)報(bào)警。 處理方法：針對(duì)故障的信息，調(diào)出 PLCI/O狀態(tài) 與拷貝清單對(duì)照。 1—刀庫(kù) 2—刀具 3—換刀臂升降油缸 4—換刀臂 5—主軸 6—主軸油缸 7—拉桿 例 1： FANUC 0T系統(tǒng)數(shù)控車床的尾座套筒的 PLC輸 入開關(guān)如圖，踏開關(guān)使套筒頂緊工件時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警 例 2：配備 FANUC 0T系統(tǒng) 的數(shù)控車床，產(chǎn)生刀架奇 偶報(bào)警，奇數(shù)位刀能定位， 而偶數(shù)位刀不能定位 刀架位置編碼器有五根信 號(hào)線輸入至 PLC， 在刀架 的轉(zhuǎn)換過程中，五根線根 據(jù)刀架的不同位置的變化 而進(jìn)行不同的組合，當(dāng) 634恒為 1時(shí)，則刀架信號(hào) 將恒為奇熟。 第六章 MNC863T數(shù)控系統(tǒng)故障診斷 ? 概述 ? 系統(tǒng)構(gòu)成 ? 總線結(jié)構(gòu)形式 ? 組成 ? 連接關(guān)系 ? 數(shù)控系統(tǒng)故障診斷 第六章 MNC863T數(shù)控系統(tǒng)故障診斷 ? 概述 MNC863T是由航天數(shù)控集團(tuán)設(shè)計(jì)開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)，主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)高精度數(shù)控車床的閉環(huán)、半閉環(huán)控制，并具有主軸伺服控制