【正文】 工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 前 言 數(shù)控機(jī)床是一種高效的自動化機(jī)床，它綜合了計算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)、何服驅(qū)動技術(shù)、氣動與液壓傳動技術(shù)、精密測量與檢測技術(shù)、精密機(jī)械設(shè)計與制造技術(shù)等各個領(lǐng)域的新技術(shù)成果，是一門 新興的工業(yè)控制技術(shù)。并將傳統(tǒng)設(shè)備維修技術(shù)與現(xiàn)代維修新技術(shù)，新工藝相結(jié)合， 最后通過實(shí)例具體介紹數(shù)控機(jī)床故障產(chǎn)生后分析處理的過程， 可以熟悉 數(shù)控機(jī)床的各個部分和 機(jī)械設(shè)備中機(jī)、液、電裝置故障診斷與維修的基本思路方法和技術(shù)，以 及 必要的基本理論 加加實(shí) 踐 ，提高工作效率 。 數(shù)控機(jī)床是集高、精、尖技術(shù)于一體，集機(jī)、電、光、液于一身的高技術(shù)產(chǎn)物。數(shù)控機(jī)床是個很復(fù)雜的大系統(tǒng)，它涉及光、機(jī)、電、液、氣等很多技術(shù)，發(fā)生故障是難免的。 一般來說，隨著故障類型的不同，采取的故障診斷的方法也就不同。 它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。 1952年，第一臺數(shù)控機(jī)床問世，成為世界機(jī)械工業(yè)史上一件劃時代的事件，推動了自動化的發(fā)展。 數(shù)控機(jī)床的基本概念 數(shù)控又稱數(shù)字控制（ Numerical Control），簡稱 NC。經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號，控制機(jī)床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。根據(jù)控制存儲介質(zhì)的不同，輸入裝置可以是光電閱讀機(jī)、磁帶機(jī)或軟盤驅(qū)動器等。因此，它的伺服精度和動態(tài)響應(yīng)性能是影響數(shù)控機(jī)床加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要因素之一。 輔助控制裝置的主要作用是接收數(shù)控裝置輸出的開關(guān)量指令信號，經(jīng)過編譯、邏輯判別和運(yùn)動，再經(jīng)功率放大后驅(qū)動相應(yīng)的電器，帶動機(jī)床的機(jī)械、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規(guī)定的開關(guān)量動作。如夾緊、換刀機(jī)械手等輔助裝置。有些數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給部件直接使用直線電機(jī)驅(qū)動，從而實(shí)現(xiàn)了高速、高靈敏度伺服驅(qū)動。 2）．進(jìn)給傳動系統(tǒng) 它包括動力源、傳動件及進(jìn)給運(yùn)動執(zhí)行件工作臺（刀架）等，其功用是將伺服驅(qū)動裝置的運(yùn)動與動力傳給執(zhí)行件，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)給切削運(yùn)動。 第二章 數(shù)控機(jī)床故障與維修的基本知識 故障的基本概念和診斷 故障 ——— 指整機(jī)或部件在規(guī)定的時間和使用條件下不能完成規(guī)定的功能，或各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)偏離了它的正常狀況，但在某種情況下尚能維持一時間工作，若不能得到妥善處理將導(dǎo)致事故 ，如電動機(jī)功率降低，傳動系統(tǒng)失去平衡噪聲增大，工作機(jī)構(gòu)能力下降，潤滑油的消耗增加等。 2）從故障發(fā)生的狀態(tài)分類 突然故障 — 發(fā)生前無故障征兆，使用不當(dāng)。 干擾故障 — 由于系統(tǒng)工藝、線路設(shè)計、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）突發(fā)性故障：主要是由各種不利因素和外界影響共同作用 的結(jié)果，其發(fā)生特點(diǎn)是具有偶然性，一般與機(jī)床使用時間無關(guān)，因而是難以預(yù)測的。漸進(jìn)性故障一經(jīng)發(fā)生，就標(biāo)志著產(chǎn)品壽命的終結(jié)。設(shè)備工作能力耗損過程的速度與其 耗損的性能有關(guān)。這段時間的長短，隨產(chǎn)品、系統(tǒng)的設(shè)計與制造質(zhì)量而異，約為 10個月。 (3)液壓部分 由于出廠后運(yùn)輸及安裝階段的時問較長，使得液壓系統(tǒng)中某些部位長時間無油，氣缸中潤滑油干涸，而油霧潤滑又不可能立即起作用，造成油缸或氣缸可能產(chǎn)生銹蝕。 2．偶發(fā)故障期 數(shù)控機(jī)床在經(jīng)歷了初期的各種老化、磨合和調(diào)整后，開始進(jìn)入相對穩(wěn)定的偶發(fā)故障期，即正常運(yùn)行期。 3．耗損故障期 耗損故障期出現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床使用的后期，其特點(diǎn)是故障率隨著運(yùn)行時間的增加而升高。 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。 衡量的指標(biāo)有： MTBF—— 平均無故障時間 MTTR—— 排除故障的修理時間 平均有效度 A—— A=MTBF/（ MTBF+MTTR） 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，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，故障檢測和診 斷有一定的難度。 報警處理 a． 系統(tǒng)報警的處理：數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，一般在顯示屏或操作面板上給出故障報警信號和相應(yīng)的信息。 （ 2） 目視總體查看機(jī)床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài) (例如各坐標(biāo)軸位置 、 主軸狀態(tài) 、刀庫 、 機(jī)械手位置等 )，各電控裝置 (如數(shù)控系統(tǒng) 、 溫控裝置 、 潤滑裝置等 )有無報警指示，局部查看有無保險燒煅，元器件燒焦 、 開裂 、 電線電纜脫落，各操作元件位置正確和否等等 。 參數(shù)調(diào)整法 數(shù)控系統(tǒng) 、 PLC 及伺服驅(qū)動系統(tǒng)都設(shè)置許多可修改的參數(shù)以適應(yīng)不同機(jī)床 、 不同工作狀態(tài)的要求 。 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 第 9 頁 共 19 頁 常見電氣故障維修和排除 電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程，因 此電氣故障的一些常用排除方法在上一節(jié)的分析方法中已綜合介紹過了，本節(jié)則列舉幾個常見電氣故障做一簡要介紹，供維修者參考 。 數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)故障 （ 1） 位置環(huán)報警 。 機(jī)床坐標(biāo)找不到零點(diǎn) 可能是零方向在遠(yuǎn)離零點(diǎn)；編碼器損壞或接線開路；光柵零點(diǎn)標(biāo)記移位；回零減速開關(guān)失靈 。 這種環(huán)境因素往往被人們所忽視，例如南方地區(qū)將機(jī)床置于普通廠房甚至靠近敞開的大門四周，電柜長時間開門運(yùn)行，四周有大量產(chǎn)生粉塵 、 金屬屑或水霧的設(shè)備等等 。伺服系統(tǒng)是一種反饋控制系統(tǒng) 。機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)的常見故障有進(jìn)給運(yùn)動超程；伺服運(yùn)動定位精度超差；進(jìn)給運(yùn)動過載、爬行、竄動；機(jī)床振動；伺服電機(jī)不轉(zhuǎn)；坐標(biāo)軸漂移等。有時機(jī)床運(yùn)行的過程中驅(qū)動控制單元、驅(qū)動元件、電機(jī)本身故障也會引起過載報警。尤其要注意的是：伺服電動機(jī)和滾珠絲杠聯(lián)接用的聯(lián)軸器，由于聯(lián)接江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 第 11 頁 共 19 頁 松動或聯(lián)軸器本身的缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠與伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)動不同步，從而使進(jìn)給運(yùn)動忽快忽慢，產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。機(jī)床振動問題一般屬于速度問題，所以就應(yīng)去查找速度環(huán)；而機(jī)床速度的整個調(diào)節(jié)過程是由速度調(diào)節(jié)器來完成的，即凡是與速度有關(guān)的問題，應(yīng)該去查找速度調(diào)節(jié)器，因此振動問題應(yīng)查找速度調(diào)節(jié)器。通過數(shù)控系統(tǒng)的顯示器觀察 I/O 狀態(tài)，分析機(jī) 床的 PLC梯形圖（或流程圖）以確定進(jìn)給軸的起動條件，如潤滑、冷卻等是否滿足；對帶電磁制動的伺服電動機(jī)，應(yīng)檢查電磁制動是否釋放；檢查進(jìn)給 驅(qū)動單元故障，伺服電動機(jī)是否故障 。通過數(shù)控系統(tǒng) 誤差補(bǔ)償和驅(qū)動單 元的零速調(diào)整來消。 PLC工程現(xiàn)場界面涉及光、機(jī)、電、氣、液等復(fù)雜的輸入輸出信令，加之 PLC對于信號的邏輯處理具有的抽象運(yùn)算特征，使得工業(yè)現(xiàn)場故 障處理工作通江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 第 12 頁 共 19 頁 常是相當(dāng)?shù)膹?fù)雜困難， PLC機(jī)電系統(tǒng)現(xiàn)場故障往往使得缺少工程經(jīng)驗(yàn)的設(shè)備管理者們束手無策，較長時間的故障處理處理可以大幅度降低產(chǎn)能，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。 （ 3）根據(jù)控制對象的工作原理診斷故障 數(shù)控機(jī)床的 PLC 程序是按照控制對象的工作原理設(shè)計的，通過對控制對象工作原理的分析，結(jié)合 PLC 的 I/O 狀態(tài)是診斷故障很有效的方法。 另外一種簡單實(shí)用的方法，就是 將數(shù)控機(jī)床的輸入 /輸出狀態(tài)列表，通過比較通常狀態(tài)和故障狀態(tài)，就能迅速診斷出故障部位。根據(jù) PLC 動作原理作出診斷。如液壓缸、氣缸的電磁換向閥等，要清楚對應(yīng)的 PLC輸出信號標(biāo)志。 分析診斷：首先檢查主軸參數(shù)設(shè)定，包括放大器型號、電動機(jī)型號及伺服增益等，在確認(rèn)無誤后，則將檢查重點(diǎn)放在機(jī)械側(cè)。 2．一加工中心使用 FANUC 18系統(tǒng)，停機(jī)后再啟動有時會出現(xiàn)準(zhǔn)備不足報警 首先，檢查了急停和超程信號，系統(tǒng)啟動和伺服，均沒有問題，調(diào)出梯形圖對相關(guān)的信號進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)主軸準(zhǔn)備信號時有時無，查到這個信號來源于主軸冷卻部分，檢查其冷卻接線與電器元件，發(fā)現(xiàn)主軸“準(zhǔn)備好”的信號線虛接，重接后故障排除。（少開柜門） 對光電頭、紙帶壓板定期進(jìn)行防污處理 在機(jī)床斷電期間，有電池供電保持存儲在 COMS器件內(nèi)的機(jī)床數(shù)據(jù) 江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 第 14 頁 共 19 頁 光電編碼器、接近開關(guān)、行程開關(guān)與撞塊、光柵等元件的檢查和維護(hù) 備用電路板應(yīng)定期裝到 CNC系統(tǒng)上通電運(yùn)行，長期停用的數(shù)控機(jī)床也要經(jīng)常通電，利用電器元件本身的發(fā)熱來驅(qū)散電氣柜內(nèi)的潮氣。具體檢查可按如下步驟進(jìn)行： ① 檢查三相電源的電壓值是否正常，有無偏向，如果輸入的電壓超出允許范圍則進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。在國民經(jīng)濟(jì)中，機(jī)械制造業(yè)是基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)部門 。維修好數(shù) 控機(jī)床 ,充分發(fā)揮設(shè)備的使用功能具有極大的經(jīng)濟(jì)價值和社會意義。把所學(xué)知識與技能用到實(shí)際操作中去，使得操作更加規(guī)范化。 首先要感謝我的 所有指導(dǎo)老師 ，在您的悉心指導(dǎo)下我的畢業(yè)設(shè)計 （畢業(yè) 論文 ） 才得以順利完