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压,电源,脉冲信号等疑点进行实测判断,将测量值与正常值进行比
较,分析故障所在。如果在位置、时间控制上出现问题,我们可以用计
算机通过PLC进行监测或修改。
3
要善于分析思考、勤于总结
数控机床的诊断和维修方法不只是局限于这些方法,还有很多方
法可循,对于较为复杂的故障,甚至要将几种方法同时综合运用,才能
产生较好的效果,但是,不论采用什么诊断方法,在维修前要多分析,
维修中都要多思考,维修后要多总结,总结之后要记录,将这些过程中
遇到的问题、解决的过程,以及一些经验教训和心得体会记录下来,能
起到举一反三的作用。经常进行总结可以发现一些规律和一些常用的维
修方法,从而实现实践到理论的升华,能够很快的提升自己对数控机床
诊断与维修的能力
。数控机床的诊断维修关健在于故障的诊断和判别,
作为一个有素质的维修人员,到达现场后遇事不可忙乱,对故障的诊断
要养成先静后动、先外后内、先简单后复杂、先机械后电气、先一般后
特殊、先公用后专用的好习惯,这样才能思路清晰,有条不紊,达到
稳
、准、快的效果。
典型数控机床的故障诊断与维护和专家系统的研究
王申银
山东科技大学
2006-05-01 硕士
2数控机床的故障分类及对策分析
2.1数控机床的故障分类
数控机床作为典型的机电一体化设备,其故障发生的原因非常复杂,给故障诊断和
排除带来相当的困难。为便于故障分析和处理,可按以下一些方法进行分类。
2.1.1按发生故障的部位分类
数控机床故障按发生的部位来看通常可分为电气系统故障、机械系统故障、液压/
气动系统故障。〔29,〔3’1
电气系统故障又可分为强电线路故障与数控系统故障。强电线路故障一般是由各种
继电器、接触器线路故障与保护线路及各种传感器故障造成的;数控系统故障主要是由
于其硬件和软件故障形成的。
机械系统故障表现在运动失效和精度超差两个方面。运动失效大多是减速箱、丝杠
螺母副、导轨副等故障造成的;而精度超差又可分为几何精度超差、传动精度超差、运
动精度超差和位置精度超差。
液压/气动系统故障的出现一般是由机械电气引起的故障、液压/气动传动与控制
故障造成的。液压传动与控制故障又可体现在驱动部分的故障、执行部分的故障、控制
部分的故障和辅助部分的故障等。
2.1.2按故障发生频率分类
数控机床的故障发生频率在其使用期内是不相同的。由于机床在运行中有一种固有
的特性曲线叫“浴盆曲线”〔3,(见图2.1),因此也可将故障类型分为初期故障、偶
发故障和磨损故障。
初期故障是设备使用初期的故障,故障频率较高,一般无规律可循。在这个时期,
电气、液压和气动系统故障频率约占整个初始故障的90%,为此,要加强对机床的检
测,勤记录,定期对机床进行机电调整,以保证设备各种运行参数处于技术规范之内。
偶发故障是在正常运转阶段,由于操作和维护不良而造成的。此时,各类元器件器
质性的故障较为少见,但不排除偶发故障的产生,所以,在这个时期内要坚持做好设备
运行记录,以备排除故障时参考。
磨损故障是由于年久失修和磨损而产生的故障,故障频率较高,故障性质属于渐发
性和器质性的。例如橡胶件的老化,轴衬和液压缸的磨损,限位开关接触灵敏度以及某
些电子元器件品质因素下降等。
2.1.3按发生的故障性质分类
按性质可分为系统性故障和随机性故障。系统性故障通常是指只要满足一定的条件
或超过某一设定的限度,工作中的数控机床必然会发生的故障。如:机床加工因切削量
过大达到某一极限值时必然会发生过载或超温报警。
随机性故障通常是指数控机床在同样的条件下工作时只偶然发生一次或两次的故
障。这类故障的发生往往与安装质量、组件排列、参数设定、元器件品质、操作失误与
维护不当,以及工作环境影响等诸因素有关。由于其具有偶发性,进行原因分析与故障
诊断较其它故障困难得多。
2.1.4按故障发生后有无报普显示分类
有报警显示的故障可分为硬件报警显示与软件报警显示。硬件报瞥显示通常是指各单元装置(如控制操作面板、伺服控制单元、主轴单元等)上的警示灯的故障状态指
示。借助相应部位上的警示灯可大致分析判断出故障发生的部位与性质。
软件报警显示通常是指CTR显示器上显示出来的报警号和报警信息,包括NC报
警和PLC报警,可对照维修手册有关故障报警的相关内容进行故障查找和分析。
对于无报警显示的一类故障,分析诊断难度较大,要具体情况具体分析。
2.1.5按故障发生的原因分类
按故障发生的原因可分为数控机床自身故障和外部故障。
前一类故障是由于数控机床自身的原因引起的,与外部使用环境无关。数控机床绝
大多数故障均属此类故障。外部故障是由于外部原因,如环境温度过高、供电电压波动
较大、人为操作失误等造成的。
数控机床的总的分类方法可用表2.1表示:
表2.1数控机床故障分类一览
2.2数控机床的故障分析
2.2.1机械部分故障
由运动失效所造成的故障,如减速箱、丝杠副、导轨副等处出现的故障比较容易发
现和排除;而几何精度、运动精度、传动精度、位置精度等方面的超差,也可根据在加
工件上出现的情况进行分析处理排除。如:几何精度超差一般是由于床身导轨、主轴轴
承等部分超差造成的;传动精度超差,则可检查螺旋齿轮、同步齿形带等零件是否超差;
运动精度超差检查起来一般是从机床导轨以及进给机构入手;位置精度超差,则要检查
测量元件以及伺服系统是否正常。
2.2.2电气部分故障
发生在各种继电器、接触器、线路等方面的故障,由于工人和技术人员都有相当的
知识、技术和经验,较易发现和排除;而对于发生在数控系统硬件或软件上的故障,如
PLC故障、NC故障、驱动系统故障、数据或程序丢失、处理错误等故障较常出现,判
断和排除起来却比较困难。数控系统的维修是数控机床维修中的难点,由于其型号多、
更新快,不同制造厂,不同型号的系统往往差别很大。因此,对维修人员的素质要求较
高。
2.2.3液压/气动系统故障
液压/气动系统的故障主要表现在传动与控制方面。若是驱动部分的故障,应该检
查液压泵;若是执行部分的故障,应该检查修理液压缸、液压马达等处;若是控制部分
发生了故障,则要检查方向阀、压力阀、流量控制阀等处;若故障发生在辅助部分,就
要考虑是否是滤油器、油箱、蓄能器、管件、密封件等处出现了问题。
通过上述三个方面的分析我们可作出数控机床故障诊断流程图,如图2.2所示。
2.3数控机床的故障诊断步骤
虽然数控机床的种类和系统型号较多,所产生的故障原因也比较复杂,但对于常见
故障,通常可按如下方法和步骤进行处理。
2.3.1故障诊断的方法
1.直观检查法
维修人员充分利用自身的感觉器官,注意发生故障时的各种现象,如各个单元线路
有没有烧毁、开裂、保险熔断等现象,用手触摸并轻摇元器件有无松动现象,以此来查
找故障点,这是一种最基本、最常用的方法。
2.自身诊断法
现代数控系统自身诊断可分为两类:()l启动诊断:它是指从每次通电开始到进人
正常的运行准备状态为止,系统的内部诊断程序自动执行诊断,它可以对CPU、存储
器、总线、I/O单元等模块或印刷线路板以及CTR单元、阅读机、软盘驱动等外围设备进行运行前的功能测试,确认系统的主要部分是否可以正常工作,启动诊断的目的在
于使系统故障在没有造成危害之前就被发现,以便及时排险。(2)在线诊断:它是指将
诊断程序作为主程序的一部分,在系统不停电,在线诊断一直进行监控,一旦发现异常,
立即报警。甚至可以对故障进行分类并决定是否停机。
3.报警显示法
数控机床的系统内部,除了自身诊断功能和状态显示的“软件”报警外,还配有许
多“硬件”报警指示灯,它们分布在电源、伺服系统和输入、输出等装置上,根据这些
报警指示可判断故障的原因。
4.现场分析法
对于非破坏性的故障,必要时维修人员可让操作人员再现故障现象,会同机、电、
液等技术人员一起诊断共同分析,有助于故障得到尽快排除。
5.备件诊断法
当系统出现故障时,经过检测和判断在某一板级或部分线路甚至元件级中,可利用
备件板、备件线及备用元件替代…… 职称论文发表网http://www.issncn.com
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