1、i青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）題目典型機床維修技術(shù)_學(xué)生學(xué)號X0805141機電院（部）機電設(shè)備專業(yè)812班2010 年 10 月 20 日典型機床維修技術(shù)2典型機床維修技術(shù)摘要故障診斷技術(shù)已經(jīng)有 30 多年的發(fā)展歷史，但作為一門綜合性新學(xué)科故障診斷學(xué)，還是近些年發(fā)展起來的。從不同的角度出發(fā)，設(shè)備故障診斷的理論和方法很多,其中故障診斷專家系統(tǒng)方法是近年來故障診斷領(lǐng)域最顯著的成就之一，其內(nèi)容包括診斷知識的表達、診斷推理方法、不確定性推理及診斷知識的獲取等。電子技術(shù)的發(fā)展以及國內(nèi)數(shù)控裝置的發(fā)展使得數(shù)控裝置的價格走低，特別是經(jīng)濟型數(shù)控車系統(tǒng)的價格已經(jīng)是到達了它的最低點。經(jīng)濟型數(shù)控車床在中國的機械

2、加 工行業(yè)中得到了迅速普及，使得我國機械加工水平無論在加工質(zhì)量方面還是在加工 效率方面也得到了迅速提高。但是隨著機床使用時間的延長，數(shù)控機床會出現(xiàn)這樣或 那樣的故障，本文就以經(jīng)濟型數(shù)控機床的常見故障為例，談了一些解決的辦法。關(guān)鍵詞：典型機床檢測 維修典型機床維修技術(shù)3目錄弓丨言.4一、數(shù)控機床故障的診斷研究意義所在 .5二、現(xiàn)代故障診斷技術(shù)概述.62.1 故障診斷主要內(nèi)容. 62.2 數(shù)控機床故障診斷常用的方法. 62.3 數(shù)控機床故障診斷技術(shù)發(fā)展趨勢. 6三、數(shù)控機床故障的診斷展望 .7四、換刀裝置故障.8五、穩(wěn)壓電源故障.9六、系統(tǒng)程序鎖故障.10典型機床維修技術(shù)4引言數(shù)控機床的身價從幾十

3、萬元到上千萬元，一般都是企業(yè)中關(guān)鍵產(chǎn)品關(guān)鍵工序的 關(guān)鍵設(shè)備，一旦故障停機，其影響和損失往往很大。但是，人們對這樣的設(shè)備往往 更多地是看重其效能，而不僅對合理地使用不夠重視，更對其保養(yǎng)及維修工作關(guān)注 太少，日常不注意對保養(yǎng)與維修工作條件的創(chuàng)造和投入，故障出現(xiàn)臨時抱佛腳的現(xiàn) 象很是普遍。因此，為了充分發(fā)揮數(shù)控機床的效益，我們一定要重視維修工作，創(chuàng) 造出良好的維修條件。由于數(shù)控機床日常出現(xiàn)的多為電氣故障，所以電氣維修更為 重要。科學(xué)技能的發(fā)展，對機械產(chǎn)品提出了高精度、高龐大性的要求，并且產(chǎn)品的更 新?lián)Q代也在加快，這對機床裝備不僅提出了精度和效率的要求，并且也對其提出了 通用性和矯捷性的要求。數(shù)控機床

4、就是針對這種要求而孕育發(fā)生的一種新型自動化 機床。數(shù)控機床集微電子技能、計較機技能、自動節(jié)制技能及伺服驅(qū)動技能、緊密 機械技能于一體，是高度機電一體化的典型產(chǎn)品。它自己又是機電一體化的重要構(gòu) 成部門，是現(xiàn)代機床技能水平的重要標記。數(shù)控機床表現(xiàn)了當前世界機床技能前進 的主流，是權(quán)衡機械打造工藝水平的重要指標，在柔性生產(chǎn)和計較機集成打造等進 步先輩打造技能中起著重要的根蒂根基核心效用。因此，怎樣更好的使用數(shù)控機床 是一個很重要的問題。由于數(shù)控機床是一種價格昂貴的緊密裝備，因此，其維護更是不容 忽視。典型機床維修技術(shù)5.數(shù)控機床故障的診斷研究意義所在故障診斷始于機械設(shè)備故障診斷，主要指制造設(shè)備和制造

5、過程的狀態(tài)監(jiān)測與故 障診斷。制造設(shè)備主要指加工機床、夾具、量具和刀具；制造過程指制造工藝過程、工藝參數(shù)。機械設(shè)備運行時的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷包含兩方面內(nèi)容：一是對設(shè)備的運 行狀態(tài)進行監(jiān)測；二是在發(fā)現(xiàn)異常情況后對設(shè)備的故障進行分析、診斷。設(shè)備故障診斷是隨設(shè)備管理和設(shè)備維修發(fā)展起來的。歐洲各國在歐洲維修團體 聯(lián)盟（FENMS 推動下,主要以英國倡導(dǎo)的設(shè)備綜合工程學(xué)為指導(dǎo)；美國以后勤學(xué)為指導(dǎo)；日本吸收二者特點,提出了全員生產(chǎn)維修（TPM）的觀點。美國自 1961 年開始執(zhí)行阿波羅計劃后，出現(xiàn)一系列因設(shè)備故障造成的事故，導(dǎo)致1967 年在美國宇航局（NASA 倡導(dǎo)下,由美國海軍研究室（ONR）主持成立了

6、美國機械故障預(yù)防小組（MFPG）,并積極從事技術(shù)診斷的開發(fā)。美國診斷技術(shù)在航空、航天、軍事、核能等尖端部門仍處于世界領(lǐng)先地位。我國在故障診斷技術(shù)方面起步較晚，1979 年才初步接觸設(shè)備診斷技術(shù)，近年來得 到迅速發(fā)展。目前國內(nèi)對裝備的故障診斷技術(shù)，尤其是板級故障診斷技術(shù)的研究有了 較大的進展。經(jīng)過二十多年的研究與發(fā)展，我國的故障診斷技術(shù)己廣泛應(yīng)用于軍工、 化工、工業(yè)制造等領(lǐng)域，如數(shù)控機床、汽車、發(fā)電、船舶、飛機、衛(wèi)星、核反應(yīng)堆等。典型機床維修技術(shù)6二.現(xiàn)代故障診斷技術(shù)概述2.1 故障診斷主要內(nèi)容故障診斷的實質(zhì)是在診斷對象出現(xiàn)故障的前提下，通過來自外界或系統(tǒng)本身的 信息輸入，經(jīng)過處理，判斷出故障種

7、類，定為故障部位(元部件),進而估計出故障可能 時間、嚴重程度、故障原因等，甚至還可以提供評價、決策以及進行維修的建議。現(xiàn)代故障診斷的主要內(nèi)容應(yīng)包括實時監(jiān)測技術(shù)，故障分析(診斷)技術(shù)和故障修 復(fù)方法三個部分。從信息獲取到故障定位，再到故障的排除，作為單獨的技術(shù)領(lǐng)域發(fā) 展的同時,又作為故障診斷的技術(shù)共同協(xié)調(diào)發(fā)展。2.2 數(shù)控機床故障診斷常用的方法(1) 直觀法。由維修人員利用感覺器官，觀察故障發(fā)生時的各種聲、光、味等異 常現(xiàn)象,查看 CN(機床系統(tǒng)的各個模塊和線路，有無燒毀和損傷痕跡，迅速將故障范圍 縮小到一個模塊或一塊印刷線路板。這是一種最基本和常用的方法。(2) CNC 系統(tǒng)自診斷法。數(shù)控系

8、統(tǒng)的自診斷功能，已經(jīng)成為衡量數(shù)控系統(tǒng)性能的重要指標,數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能實時監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)。一旦發(fā)生異常情況，立即在 CRT 上顯示報警信息，或通過發(fā)光二極管指示故障的原因、故障模塊,這是 CNC 機床故障診斷維修中最有效和直接的一種方法。(3) 功能程序測試法。功能程序測試法就是將數(shù)控系統(tǒng)的常用功能和特殊功能用 手工編程或自動編程的方法，編制成一個功能測試程序，送入數(shù)控系統(tǒng)，然后讓數(shù)控 系統(tǒng)運行這個測試程序，借以檢查機床執(zhí)行這些功能的準確性和可靠性，進而判斷出 故障發(fā)生可能的部位和故障原因。(4) 模塊交換法。所謂模塊交換法就是在分析出故障大致起因的情況下，利用備用的 印刷線路板、模

9、板、集成電路芯片或元件替換有疑點的部分，將功能相同的模板或單 元相互交換，觀察故障的轉(zhuǎn)移情況，從而快速判斷故障部位的方法。(5) 原理分析法。根據(jù) CNC 組成原理,從系統(tǒng)各部件的工作原理著手進行分析和判斷,從邏輯關(guān)系上分析電路故障疑點的邏輯電平和特征參數(shù)，從而確定故障部位的方法。這種方法對維修人員要求很高，必須熟悉整個系統(tǒng)或每個部件的工作原理，才 能對故障部位進行定位。(6) PLC 程序法。根據(jù) PLC 報警信息，查閱有關(guān) PLC 程序,對照報警點相應(yīng)的模塊 程序,比較相關(guān) I/O 元件的邏輯狀態(tài)，判斷故障。數(shù)控機床的故障診斷的方法還有參數(shù)檢查法、測量比較法、敲擊法、局部升溫 法、隔離法和

10、開環(huán)檢測法等，這些方法各有特點，維修時常同時采用幾種方法綜合運 用,分析并逐步縮小故障范圍，以達到排除故障的目的。典型機床維修技術(shù)72.3 數(shù)控機床故障診斷技術(shù)發(fā)展趨勢(1) 針對數(shù)控車床不完整信息和不精確信息的處理利用，更強調(diào)信息融合策略和 處理技術(shù),知識的表示方法；(2)針對現(xiàn)代數(shù)控設(shè)備復(fù)雜化、集成化、自動化程度的提 高以及可持續(xù)工作能力和可靠性要求的提高，更強調(diào)多智能技術(shù)的融合，系統(tǒng)級診斷 技術(shù),混合智能診斷技術(shù)的研究；(3)針對專家系統(tǒng)知識獲取的瓶頸問題，更強調(diào)自適 應(yīng)能力和自學(xué)習(xí)能力的研究，在線診斷技術(shù)、多傳感器技術(shù)的研究。三.數(shù)控機床故障的診斷展望數(shù)控機床的故障診斷一直是困擾操作、

11、維修人員的難題。由于數(shù)控機床的安全 性和工作可靠性對于生產(chǎn)單位的效益直接產(chǎn)生很大的影響，專家系統(tǒng)在故障診斷領(lǐng)域中的應(yīng)用，實現(xiàn)了基于人類專家經(jīng)驗知識的設(shè)備與系統(tǒng)故障診斷技術(shù)。CNC 機床作為一個復(fù)雜多變的非線性系統(tǒng)，充分考慮自然情況的變化以及人為誤 操作，如何結(jié)合模糊技術(shù)以及人工智能方面的優(yōu)點，總結(jié)出更加智能的故障診斷方法 將是以后需要努力的方向。隨著設(shè)備自動化的進一步提高，其故障診斷也變得更加的復(fù)雜，特別是對于工程 機械來說,要解決作業(yè)過程中的所有故障是十分困難的。鑒于此情況，在技術(shù)實力雄厚的科研院所建立遠程故障診斷系統(tǒng),通過 In ternet 與工程機械操作現(xiàn)場連接,建立 一個實時故障檢測

12、系統(tǒng)，及時地發(fā)現(xiàn)作業(yè)過程的故障，迅速地進行診斷。在本地的故 障診斷系統(tǒng)無法解決時,利用 In ternet 訪問遠程故障診斷中心，通過技術(shù)實力雄厚的 科研院所來解決這些故障，及時地恢復(fù)生產(chǎn)，也有效地實現(xiàn)了技術(shù)資源共享，因此基 于 In ternet 的遠程故障診斷系統(tǒng)將是一個重要的發(fā)展方向。典型機床維修技術(shù)8四.換刀裝置故障數(shù)控車換刀一般的過程是：換刀電機接到換刀信號后，通過蝸輪蝸桿減速帶動刀 架旋轉(zhuǎn)，由霍爾元件發(fā)出刀位信號，數(shù)控系統(tǒng)再利用這個信號與目標值進行比較以判 斷刀具是否到位。刀換到位后，電機反轉(zhuǎn)縮緊刀架。在我維修數(shù)控車的過程中遇到了 以下幾個故障現(xiàn)象。故障一：一臺四刀位數(shù)控車床，發(fā)生

13、一號刀位找不到，其它刀位能正常換刀的故 障現(xiàn)象。故障分析：由于只有一號刀找不到刀位，可以排除機械傳動方面的問題，確定就 是電氣方面的故障。可能是該刀位的霍爾元件及其周圍線路出現(xiàn)問題，導(dǎo)致該刀位信 號不能輸送給 PLC 對照電路圖利用萬用表檢查后發(fā)現(xiàn):1 號刀位霍爾元件的 24V 供 電正常,GND線路為正常,T1 信號線正常。因此可以斷定是霍爾元件損壞導(dǎo)致該刀位 信號不能發(fā)出。解決辦法：更換新的霍爾元件后故障排除，一號刀正常找到。故障二：一臺六刀位數(shù)控車床，換刀時所有刀位都找不到，刀架旋轉(zhuǎn)數(shù)周后停止，并且數(shù)控系統(tǒng)顯示換刀報警：換刀超時或沒有信號輸入。故障分析查找：對于該故障，仍可以排除機械故障

14、，歸咎于電氣故障所致。產(chǎn)生該 故障的電氣原因有以下幾種：1.磁性元件脫落；2.六個霍爾元件同時全部損壞；3.霍 爾元件的供電和信號線路開路導(dǎo)致無電壓信號輸出。其中以第三種原因可能性最大。因此找來電路圖，利用萬用表對霍爾元件的電氣線路的供電線路進行檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn):刀架檢測線路端子排上的 24V 供電電壓為 0V,其它線路均正常。以該線為線索沿線查 找,發(fā)現(xiàn)從電氣柜引出的 24V 線頭脫落，接上后仍無反應(yīng)。由此判斷應(yīng)該是該線斷線 造成故障。解決辦法:利用同規(guī)格導(dǎo)線替代斷線后，故障排除。五.穩(wěn)壓電源故障機床在運行時機床照明燈突然不亮，機床操作面板燈也不亮，系統(tǒng)電源正常，同 時系統(tǒng)急停報警，和主軸無信

15、號警。關(guān)機后重新上電故障依舊。故障分析檢查：經(jīng)詢問當時操作人員，沒有違規(guī)操作，排除人為原因，也可以排除 機典型機床維修技術(shù)9械原因，應(yīng)該是電氣故障引起。該機床的電器原理圖顯示，這些失電區(qū)域都和 24V有關(guān),并且該機床擁有兩個穩(wěn)壓電源，一個是 I/O 接口電源,另一個為系統(tǒng)電源。失電 區(qū)域都與I/O接口有關(guān),于是打開電氣柜觀察發(fā)現(xiàn)I/O接口穩(wěn)壓電源指示燈未能點亮,說明該電源未能正常工作或損壞。由穩(wěn)壓電源的工作原理知道，穩(wěn)壓電源有電流短路 和過載保護的功能，當電源短路或過載時自動關(guān)斷電源輸出，以保護電源電路不被損 壞。于是試著把電源的輸出負載線路拆下來，結(jié)果發(fā)現(xiàn)重新上電后電源指示燈亮了。這說明電源

16、本身沒有損壞。通過分析得知該電源為I/O 接口電源，負載不大，也不會出現(xiàn)過載現(xiàn)象，應(yīng)該是輸出回路中有短路故障。沿著輸出線號進行檢查發(fā)現(xiàn)有一根 24V+輸出線接頭從絕緣膠布中露出并接觸到機床床體。原因很明顯：由于該線與機床發(fā)生對地短路，造成該穩(wěn)壓電源處于自我保護狀態(tài)，使得操作面板和一些 I/O 接口繼 電器供電停止，導(dǎo)致發(fā)生以上故障。至于變頻器報警可能 24V 信號不能到位發(fā)出報警。解決辦法：用絕緣膠布把接頭處重新包好，重新上電開機所有故障解決，報警解 除照明燈也亮了。六.系統(tǒng)程序鎖故障一臺數(shù)控車,配有 FANUC-Oi-mate 系統(tǒng),無法輸入對刀值等參數(shù),不能編輯程序,并伴有報警。故障分析檢

17、查：對此現(xiàn)象首先想到了程序保護開關(guān)，通過對比正常的系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)：與系統(tǒng)鎖住時現(xiàn)象一樣。所以懷疑系統(tǒng)鎖開關(guān)壞了，但經(jīng)過短接，仍不能解決問題。 通過典型機床維修技術(shù)10觀察故障系統(tǒng)的梯形圖發(fā)現(xiàn) X56 輸入點無信號輸入，說明這條輸入線路斷路。沿 著這條線號利用萬用表檢查，發(fā)現(xiàn)在操作面板后面選軸開關(guān)接頭處線頭脫落，導(dǎo)致線 路無法輸入信號,使 PLC 邏輯關(guān)系不正確,才出現(xiàn)以上故障。解決辦法：用烙鐵焊錫把脫落的線頭重新焊接好，報警解除,參數(shù)輸入正常，故障 消失。結(jié)束語以上維修案例，可作為類似故障的排除參考。一般地,對于任何故障，首先是根據(jù) 現(xiàn)象,根據(jù)原理來判斷故障點，分析每一個可能性，如一個開關(guān)，一個線接

18、頭，一個螺 釘都會是都會是故障原因，參照之前的操作、維修歷史進行分析，能有利于縮小查找 范圍,有利于提高維修的效率。典型機床維修技術(shù)11參考文獻1 夏鳳芳數(shù)控機床：北京：高等教育出版社。20032 霍蘇萍.數(shù)控加工編程與操作：北京：人民郵電出版社3 婁銳.數(shù)控機床：大連理工大學(xué)出版社。20062001典型機床維修技術(shù)12致謝在該論文形成過程中得到了李花老師的細心指導(dǎo)和耐心幫助，在這里表示衷心 的感謝！我終于完成了這次論文要求，通過自己的努力和鉆研，完成了此次對數(shù)控 車床檢測和維修，當然了，還有許多不足之處，非常感謝幾位前輩的文獻，讓我豐 富了很多內(nèi)容，還有指導(dǎo)老師的幫助。我會繼續(xù)努力，做的更好。典型機床維修技術(shù)13電0 013570ore2M680246802146802M680214680246802MO79饋控1停樓統(tǒng)的研計與研究0M的工藝和制程方法及對良率的影響研究h系統(tǒng)究STR）調(diào)節(jié)器動監(jiān)妙1-壁單平診斷硬度系統(tǒng)Ttr機產(chǎn)牛驗舌的研制式測少AS采協(xié)議棧的技術(shù)勺研究研究與開發(fā)濁度儀的研持控制面板的研