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青島職業技術學院畢業設計（論文）典型機床維修技術題目__________________________________典型機床維修技術X0805141學生學號__________________________X0805141機電院（部）機電設備專業812班201020＿17＿＿10__201020＿17＿＿10________年___月___日典型機床維修技術摘要故障診斷技術已經有30多年的發展歷史,但作為一門綜合性新學科《故障診斷學》,還是近些年發展起來的。從不同的角度出發,設備故障診斷的理論和方法很多,其中故障診斷專家系統方法是近年來故障診斷領域最顯著的成就之一,其內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。電子技術的發展以及國內數控裝置的發展使得數控裝置的價格走低,特別是經濟型數控車系統的價格已經是到達了它的最低點。經濟型數控車床在中國的機械加工行業中得到了迅速普及,使得我國機械加工水平無論在加工質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,數控機床會出現這樣或那樣的故障,本文就以經濟型數控機床的常見故障為例,談了一些解決的辦法。關鍵詞：典型機床檢測維修。目錄引言………………………4一、數控機床故障的診斷研究意義所在……………….5二、現代故障診斷技術概述……………62.1故障診斷主要內容…………………62.2數控機床故障診斷常用的方法……62.3數控機床故障診斷技術發展趨勢…………………6三、數控機床故障的診斷展望……………7四、換刀裝置故障…………8五、穩壓電源故障…………9六、系統程序鎖故障………10引言數控機床的身價從幾十萬元到上千萬元，一般都是企業中關鍵產品關鍵工序的關鍵設備，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，更對其保養及維修工作關注太少，日常不注意對保養與維修工作條件的創造和投入，故障出現臨時抱佛腳的現象很是普遍。因此，為了充分發揮數控機床的效益，我們一定要重視維修工作，創造出良好的維修條件。由于數控機床日常出現的多為電氣故障，所以電氣維修更為重要。科學技能的發展，對機械產品提出了高精度、高龐大性的要求，并且產品的更新換代也在加快，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。數控機床就是針對這種要求而孕育發生的一種新型自動化機床。數控機床集微電子技能、計較機技能、自動節制技能及伺服驅動技能、緊密機械技能于一體，是高度機電一體化的典型產品。它自己又是機電一體化的重要構成部門，是現代機床技能水平的重要標記。數控機床表現了當前世界機床技能前進的主流，是權衡機械打造工藝水平的重要指標，在柔性生產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，怎樣更好的使用數控機床是一個很重要的問題。由于數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。一.數控機床故障的診斷研究意義所在故障診斷始于機械設備故障診斷,主要指制造設備和制造過程的狀態監測與故障診斷。制造設備主要指加工機床、夾具、量具和刀具;制造過程指制造工藝過程、工藝參數。機械設備運行時的狀態監測與故障診斷包含兩方面內容:一是對設備的運行狀態進行監測;二是在發現異常情況后對設備的故障進行分析、診斷。設備故障診斷是隨設備管理和設備維修發展起來的。歐洲各國在歐洲維修團體聯盟(FENMS)推動下,主要以英國倡導的設備綜合工程學為指導;美國以后勤學為指導;日本吸收二者特點,提出了全員生產維修(TPM)的觀點。美國自1961年開始執行阿波羅計劃后,出現一系列因設備故障造成的事故,導致1967年在美國宇航局(NASA)倡導下,由美國海軍研究室(ONR)主持成立了美國機械故障預防小組(MFPG),并積極從事技術診斷的開發。美國診斷技術在航空、航天、軍事、核能等尖端部門仍處于世界領先地位。我國在故障診斷技術方面起步較晚,1979年才初步接觸設備診斷技術,近年來得到迅速發展。目前國內對裝備的故障診斷技術,尤其是板級故障診斷技術的研究有了較大的進展。經過二十多年的研究與發展,我國的故障診斷技術己廣泛應用于軍工、化工、工業制造等領域,如數控機床、汽車、發電、船舶、飛機、衛星、核反應堆等。二.現代故障診斷技術概述2.1故障診斷主要內容故障診斷的實質是在診斷對象出現故障的前提下,通過來自外界或系統本身的信息輸入,經過處理,判斷出故障種類,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。現代故障診斷的主要內容應包括實時監測技術,故障分析(診斷)技術和故障修復方法三個部分。從信息獲取到故障定位,再到故障的排除,作為單獨的技術領域發展的同時,又作為故障診斷的技術共同協調發展。2.2數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,觀察故障發生時的各種聲、光、味等異常現象,查看CNC機床系統的各個模塊和線路,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系統自診斷法。數控系統的自診斷功能,已經成為衡量數控系統性能的重要指標,數控系統的自診斷功能實時監視數控系統的工作狀態。一旦發生異常情況,立即在CRT上顯示報警信息,或通過發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控系統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,送入數控系統,然后讓數控系統運行這個測試程序,借以檢查機床執行這些功能的準確性和可靠性,進而判斷出故障發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,觀察故障的轉移情況,從而快速判斷故障部位的方法。(5)原理分析法。根據CNC組成原理,從系統各部件的工作原理著手進行分析和判斷,從邏輯關系上分析電路故障疑點的邏輯電平和特征參數,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PLC報警信息,查閱有關PLC程序,對照報警點相應的模塊程序,比較相關I/O元件的邏輯狀態,判斷故障。數控機床的故障診斷的方法還有參數檢查法、測量比較法、敲擊法、局部升溫法、隔離法和開環檢測法等,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。2.3數控機床故障診斷技術發展趨勢(1)針對數控車床不完整信息和不精確信息的處理利用,更強調信息融合策略和處理技術,知識的表示方法;(2)針對現代數控設備復雜化、集成化、自動化程度的提高以及可持續工作能力和可靠性要求的提高,更強調多智能技術的融合,系統級診斷技術,混合智能診斷技術的研究;(3)針對專家系統知識獲取的瓶頸問題,更強調自適應能力和自學習能力的研究,在線診斷技術、多傳感器技術的研究。三.數控機床故障的診斷展望數控機床的故障診斷一直是困擾操作、維修人員的難題。由于數控機床的安全性和工作可靠性對于生產單位的效益直接產生很大的影響,專家系統在故障診斷領域中的應用,實現了基于人類專家經驗知識的設備與系統故障診斷技術。CNC機床作為一個復雜多變的非線性系統,充分考慮自然情況的變化以及人為誤操作,如何結合模糊技術以及人工智能方面的優點,總結出更加智能的故障診斷方法,將是以后需要努力的方向。隨著設備自動化的進一步提高,其故障診斷也變得更加的復雜,特別是對于工程機械來說,要解決作業過程中的所有故障是十分困難的。鑒于此情況,在技術實力雄厚的科研院所建立遠程故障診斷系統,通過Internet與工程機械操作現場連接,建立一個實時故障檢測系統,及時地發現作業過程的故障,迅速地進行診斷。在本地的故障診斷系統無法解決時,利用Internet訪問遠程故障診斷中心,通過技術實力雄厚的科研院所來解決這些故障,及時地恢復生產,也有效地實現了技術資源共享,因此基于Internet的遠程故障診斷系統將是一個重要的發展方向。四.換刀裝置故障數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,由霍爾元件發出刀位信號,數控系統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,電機反轉縮緊刀架。在我維修數控車的過程中遇到了以下幾個故障現象。故障一:一臺四刀位數控車床,發生一號刀位找不到,其它刀位能正常換刀的故障現象。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問題,導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現: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致該刀位信號不能發出。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控車床,換刀時所有刀位都找不到,刀架旋轉數周后停止,并且數控系統顯示換刀報警: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,歸咎于電氣故障所致。產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。結果發現: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,發現從電氣柜引出的24V線頭脫落,接上后仍無反應。由此判斷應該是該線斷線造成故障。解決辦法:利用同規格導線替代斷線后,故障排除。五.穩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,系統電源正常,同時系統急停報警,和主軸無信號警。關機后重新上電故障依舊。故障分析檢查:經詢問當時操作人員,沒有違規操作,排除人為原因,也可以排除機械原因,應該是電氣故障引起。該機床的電器原理圖顯示,這些失電區域都和24V有關,并且該機床擁有兩個穩壓電源,一個是I/O接口電源,另一個為系統電源。失電區域都與I/O接口有關,于是打開電氣柜觀察發現I/O接口穩壓電源指示燈未能點亮,說明該電源未能正常工作或損壞。由穩壓電源的工作原理知道,穩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,結果發現重新上電后電源指示燈亮了。這說明電源本身沒有損壞。通過分析得知該電源為I/O接口電源,負載不大,也不會出現過載現象,應該是輸出回路中有短路故障。沿著輸出線號進行檢查發現有一根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:由于該線與機床發生對地短路,造成該穩壓電源處于自我保護狀態,使得操作面板和一些I/O接口繼電器供電停止,導致發生以上故障。至于變頻器報警可能24V信號不能到位發出報警。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.系統程序鎖故障一臺數控車,配有FANUC-0i-mate系統,無法輸入對刀值等參數,不能編輯程序,并伴有報警。故障分析檢查:對此現象首先想到了程序保護開關,通過對比正常的系統發現:與系統鎖住時現象一樣。所以懷疑系統鎖開關壞了,但經過短接,仍不能解決問題。通過觀察故障系統的梯形圖發現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,發現在操作面板后面選軸開關接頭處線頭脫落,導致線路無法輸入信號,使PLC邏輯關系不正確,才出現以上故障。解決辦法:用烙鐵焊錫把脫落的線頭重新焊接好,報警解除,參數輸入正常,故障消失。結束語以上維修案例,可作為類似故障的排除參考。一般地,對于任何故障,首先是根據現象,根據原理來判斷故障點,分析每一個可能性,如一個開關,一個線接頭,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。參考文獻[1]夏鳳芳.數控機床：北京：高等教育出版社。2003[2]霍蘇萍.數控加工編程與操作：北京：人民郵電出版社。2001[3]婁銳.數控機床：大連理工大學出版社。2006致謝在該論文形成過程中得到了李花老師的細心指導和耐心幫助，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，讓我豐富了很多內容，還有指導老師的幫助。我會繼續努力，做的更好。基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現的供暖系統最佳啟停自校正（STR）調節器單片機控制的二級倒立擺系統的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協議棧的實現基于單片機的蓄電池自動監測系統基于32位嵌入式單片機系統的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養診斷專家系統的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統研究與開發基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統開發基于單片機的液壓動力系統狀態監測儀開發模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統開發基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統單片機系統軟件構件開發的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統的研制基于單片機的數字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現基于單片機的電液伺服控制系統用于單片機系統的MMC卡文件系統研制基于單片機的時控和計數系統性能優化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數據采集系統基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數控改造基于單片機的溫度智能控制系統的設計與實現基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監測系統基于單片機網絡的振動信號的采集系統基于單片機的大容量數據存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現基于AT89S52單片機的通用數據采集系統基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統基于單片機的控制系統在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統的網絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數控系統的研究與開發基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統研究基于TCP/IP協議的單片機與Internet互聯的研究與實現變頻調速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數器自動換樣功能的研究與實現基于單片機的倒立擺控制系統設計與實現單片機嵌入式以太網防盜報警系統基于51單片機的嵌入式Internet系統的設計與實現單片機監測系統在擠壓機上的應用MSP430單片機在智能水表系統上的研究與應用基于單片機的嵌入式