2023年2月5日課程情況總體簡介授課學時：64學時課程性質：數控設備應用與維護、數控技術專業的一門專業技術課，是一門實踐性、綜合性很強的課程。數控機床故障診斷與維修項目一：數控機床故障的基本知識項目二：數控機床的維護項目三：數控機床的精度及性能檢驗項目四：數控機床機械結構故障診斷與維修項目五：數控機床電氣伺服系統故障診斷與維修項目六：數控機床PLC故障診斷與維修項目七：SINUMERIK802D系統的故障診斷及維護項目八：數控機床典型故障診斷實例課程要點：主目錄上一頁退出下一頁2023年2月5日項目一數控機床故障的基本知識2023年2月5日模塊一：緒論2023年2月5日

本課程的學習任務、要求

掌握數控機床安裝調試驗收的的知識、驗收機床精度的方法。熟悉數控機床的機械結構、調整方法掌握典型數控系統的軟硬件知識、具有對典型數控系統故障進行初步診斷及判斷的能力。

熟悉數控機床維修的原則方法。

2023年2月5日

數控的人才需求:300萬(由產品的質量、數量和新產品的開發周期越來越短決定）.

數控人才的分類：簡單操作（流水線）、會編程會操作數控機床、數控調試工、數控維修工.2023年2月5日一、數控故障診斷及維護的目的。技術需要

。市場需要

。企業的效益需要數控系統的可靠性

數控機床要求有高可靠性.衡量可靠性指標的有：

MTBF—平均無故障時間

MTTR—排除故障的修理時間有效度A：

A=MTBF/（MTBF+MTTR）2023年2月5日2023年2月5日對于數控機床維修而言:(1).做好預防性維修,包含日常維護,盡量延長MTBF.(2).提高故障維修效率,盡快恢復使用,盡量縮短MTTR.2023年2月5日二、數控故障診斷及維護的內容數控機床機床本體電氣系統電氣故障機械故障2023年2月5日主軸箱的潤滑和冷卻導軌副和絲杠螺母副的間隙調整、潤滑支承的預緊液壓和氣動裝置的壓力和流量調整機床本體的維護內容:2023年2月5日電氣系統的維護內容:數控系統伺服系統強電柜及操作面板2023年2月5日數控機床與電纜之間的接口：１．驅動電路２．位置反饋電路３．電源及保護電路４．開／關信號連接電路2023年2月5日1-數控機床操作和保養不當2-電氣系統3-數控系統2023年2月5日三、數控故障診斷及維護的特點1）高效率的自動化設備；2）處于生產的重要環節；3）故障復雜,難于排除。2023年2月5日數控設備使用壽命—故障頻率曲線(浴盆曲線)

數控機床屬于技術密集型和知識密集型設備,從系統的基本觀點和原理出發,考察研究對象,無論是機械或電氣方面的問題,都要二者兼顧.2023年2月5日2023年2月5日四、數控機床診斷技術的發展1.通訊診斷(遠程、海外診斷）

用戶機床的通訊口通過電話線和維修中心的專用通訊診斷計算機相連。計算機發診斷程序用戶測試數據計算機診斷結果和處理方法用戶2.自修復系統當診斷軟件發現數控機床在運行中某一模塊有故障時，系統在CRT上顯示的同時，自動尋找備用模塊并接上。特點：實用但成本比較高，而且只適合總線結構的CNC系統。2023年2月5日2023年2月5日3.人工智能專家故障診斷系統2023年2月5日4.人工神經元網絡(ANN)診斷

ANN具有聯想、容錯、記憶、自適應、自學習和處理復雜多模式故障等特點。2023年2月5日五、對數控維修人員的要求

1.會操作數控機床2.能讀懂技術資料3.會使用相關儀器4.不斷回顧、總結,并善于借鑒他人5.做好故障診斷及維護記錄2023年2月5日模塊二：數控機床的故障處理2023年2月5日一.故障的分類

根據機床部件、故障性質以及故障原因,做如下分類：

1按數控機床發生故障的部件分類

2按數控機床發生的故障的性質分類

3按報警發生后有無報警顯示分類

4按故障發生的原因分類

2023年2月5日二、故障處理對策

除非出現影響設備或人身安全的緊急情況，不要立即切斷機床的電源。應保持故障現場。按系統復位鍵報警消失偶然性故障報警不消失綜合判斷,找出原因.2023年2月5日按復位后，故障不能消失，從以下方面進行調查：1.檢查機床的運行狀態機床故障時的運行方式MDI/CRT顯示的內容各報警狀態指示的信息故障時軸的定位誤差刀具軌跡是否正常輔助機能的運行狀態CRT顯示有無報警及相應的報警號2023年2月5日2.檢查加工程序及操作情況是否為新編制的加工程序故障是否發生在子程序部分檢查程序單和CNC內存中的程序程序中是否有增量運動指令程序段跳步功能是否正確使用刀具補償指令及補償量是否正確故障是否與換刀有關故障是否與進給速度有關故障是否與螺紋切削有關操作者的訓練情況（新手）3.檢查故障的出現率和重復性故障發生的時間和次數加工同類工件故障出現的概率將引起故障的程序段重復執行多次,觀察故障的重復性2023年2月5日4.檢查系統的輸入電壓輸入電壓的波動，電壓值是否在正常范圍附近有否使用大電流的裝置2023年2月5日5.檢查環境狀態CNC周圍的溫度狀況電氣控制柜空氣過濾器的狀況系統周圍是否有振動源引起系統的振動2023年2月5日6.外部因素故障前是否修理或調整機床故障前是否修理或調整CNC系統機床附近有無干擾源使用者是否調整過CNC系統的參數CNC系統以前是否發生過同樣故障2023年2月5日7.檢查運行情況在運行過程中是否改變過工作方式系統是否處于急停、鎖住狀態熔絲是否已熔斷機床是否做好運行準備系統是否處于報警狀態方式選擇開關設定是否正確速度倍率開關是否設定為零進給保持按鈕是否被按下2023年2月5日8.檢查機床狀況機床是否調整好運行過程中是否有振動產生刀具狀況是否正常間隙補償量是否合適工件測量是否正確機床各信號電纜是否有破裂和損傷信號線和電源線是否分開走線2023年2月5日9.檢查接口情況屏蔽線接地是否正確電源線和CNC系統內部電纜是否分開安裝繼電器接觸器的線圈和電動機等處是否加裝有噪聲抑制器2023年2月5日2023年2月5日模塊三：數控機床故障診斷的方法一、診斷步驟和要求

故障檢測（確定有否故障）1.故障診斷故障判斷（確定故障性質）故障定位（確定故障部位）2023年2月5日2.故障診斷要求：故障檢測方法簡便有效使用的診斷儀器少而實用故障診斷的所需的時間盡可能短2023年2月5日3.故障診斷原則先外部后內部先機械后電氣先靜后動先公用后專用先簡單后復雜先一般后特殊2023年2月5日例：一臺FANUC0T數控車床Z軸回零不準，常常是由于降速擋塊位置走動所造成。一旦出現這一故障，應先檢查擋塊，再檢查編碼器、位置控制等環節2023年2月5日2023年2月5日二、常用故障診斷方法1.直觀法（望聞問切）問—機床的故障現象、加工狀況等看—CRT報警信息、報警指示燈、熔絲斷否、元器件煙熏燒焦、電容器膨脹變形、開裂、保護器脫扣、觸點火花等聽—異常聲響（鐵芯、欠壓、振動等）聞—電氣元件焦糊味及其它異味摸—發熱、振動、接觸不良等2023年2月5日2.CNC系統的自診斷功能開機自診斷—系統內部自診斷程序通電后動執行對CPU、存儲器、總線和I/O等模塊及功能板、CRT、軟盤等外圍設備進行功能測試，確定主要硬件能正常工作。例:2023年2月5日FANUC10TE系統的數控機床，開機后CRT顯示：FS107E1399BROMTEST：ENDRAMTEST未通過測試故障可能：參數丟失、支持電池失效或接觸不良等.2023年2月5日3.數據和狀態檢查

CNC系統的自診斷不但能在CRT上顯示故障報警信息，而且還能以多頁“診斷地址”和“診斷數據”的形式提供機床參數和狀態信息接口檢查參數檢查2023年2月5日二、常用故障診斷方法

接口檢查—系統與機床、系統與PLC、機床與PLC的輸入/輸出信號，接口診斷功能可將所有開關量信號的狀態顯示在CRT上，“1”表示通，“0”表示斷。

例：NCP400L數控車床接口狀態2023年2月5日接口檢查2023年2月5日38C0H001100102023年2月5日二、常用故障診斷方法參數檢查數控機床的機床參數是經一系列的試驗和調整而獲得的重要參數，是機床正常運行的保證。當機床長期閑置不用或受到外部干擾會使數據丟失或發生數據混亂，機床將不能正常工作。2023年2月5日4.報警指示燈顯示故障除CRT軟報警外，還有許多“硬件”報警指示燈，分布在電源、主軸驅動、伺服驅動I/O裝置上，由此可判斷故障的原因。2023年2月5日5.備板置換法（替代法）用同功能的備用板替換被懷疑有故障的模板。注意：斷電狀態下/選擇開關/跨線一致2023年2月5日6、交換法將功能相同的模板或單元相互交換，觀察故障的轉移情況，就能快速判斷故障的部位。例:系統X驅動Y驅動X電機Y電機2023年2月5日7、敲擊法數控系統是由各種電路板組成，電路板上、接插件等處有虛焊或接口槽接觸不良都會引起故障。可用絕緣物輕輕敲打疑點處，若出現，則敲擊處很可能就是故障部位。2023年2月5日8、測量比較法為了檢測方便，在模板或單元上設有檢測端子，用萬用表、示波器等儀器對這些端子的電平或波形進行測試，將測試值與正常值進行比較，可以分析和判斷故障的原因和及故障的部位。

總之,各種故障診斷方法各有特點，要根據故障現象的特點靈活的組合應用。2023年2月5日2023年2月5日

模塊四數控機床的抗干擾2023年2月5日一、電磁波干擾

電火花、中、高頻電加熱設備的電源都會產生強烈的電磁波，通過空間傳播被附近的數控系統所接受，如果能量足夠就會干擾數控機床的正常工作。（遠離這些設備）2023年2月5日二、供電線路干擾輸入電壓過壓或欠壓引起電源報警而停機電源波形畸變所引起錯誤信息會導致CPU停止運行2023年2月5日三、信號傳輸干擾串模干擾—干擾電壓疊加在有用信號上.共模干擾—干擾電壓對二根或以上信號線的干擾大小相等、相位相同。2023年2月5日四、抗干擾措施1.減少供電線路的干擾數控機床遠離具有中、高頻電源的設備數控機床不要和大功率且頻繁起、停的設備在同一供電干線上在電源電壓波動較大的地區，加穩壓電源動力線和信號線分開走線信號線采用屏蔽線或雙絞線控制線和電源線相交時，要采用直角相交2023年2月5日2.減少機床控制中的干擾壓敏電阻保護（浪涌吸收器）阻容保護續流二極管保護2023年2月5日2023年2月5日2023年2月5日3.屏蔽技術（電磁、靜電屏蔽）信號線采用屏蔽線（銅質網狀）、穿在鐵質蛇皮管或鐵管中關鍵元件或組件采用金屬容器屏蔽.4.保證“接地”良好“接地”是數控機床安裝中一項關鍵的抗干擾技術措施。電網的許多干擾都市通過“接地”對機床起作用的。2023年2月5日2023年2月5日信號地—用來提供電信號的基準電壓（0V）框架地—是以安全性及防止外來噪聲和內部噪聲為目的的地線系統。它是裝置的面板、單元的外殼、操作板及各裝置間接口的屏蔽線系統地—是將框架地和大地相連接接地的要求:接地要可靠（接地電阻應小于100歐姆）接地線要粗（應大于電源線的截面積）2023年2月5日2023年2月5日2023年2月5日2023年2月5日模塊五數控機床故障診斷的常用儀器與技術資料一、診斷常用的儀器儀表及工具1.儀器儀表萬用表—可測電阻、交直流電壓、電流相序表—可檢查直流驅動裝置輸入電流的相序示波器—檢查信號波形2023年2月5日1.儀器儀表鉗形電流表—不斷線檢測電流振動檢測儀—可測機床振動情況檢脈沖發生筆與邏輯測試筆—檢測輸出電平,以判別其功能正常與否.2023年2月5日