故障诊断与维护基本知识

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时间:2019-10-28

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1、数控机床故障诊断与维修的基本概念一、数控机床故障诊断与维护的目的数控机床综合应用了计算机、自动控制、精密测量、现代机械制造和数据通信等多种技术。作为实现柔性制造系统、计算机集成制造系统和未来工厂自动化的基础,已经成为现代制造技术中不可缺少的设备,因此得到了巨大的发展。近几年全世界每年要生产几千台不同类型与规格的数控机床,我国每年也有近千台数控机床的产量。由于一些用户对数控机床故障还不能及时作出正确的判断和排除,并且机床生产单位因为交通、通信、资金、技术人员的水平等因素不能及时派出维修人员到现场,目前国内各行业中的数控机床开动率平均仅为20%-30%

2、。二、数控机床故障诊断与维修的意义数控机床的故障诊断与维修是数控机床使用过程中的重要部分,也是目前制约数控机床发挥作用的因素之一。数控机床的生产厂商加强数控机床的故障诊断与维修的力量,可以提高数控机床的质量,有利于数控机床的使用和推广。数控机床的使用单位培养掌握数控机床故障诊断与维修的技术人员,有利于提高数控机床的使用率。1、平均无故障工作时间(MTBF)要发挥数控机床的效率,就要求数控机床开动率高,这对数控机床提出了可靠性的要求。衡量可靠性的主要指标是平均无故障工作时间(MeanTimeBetweenFailures):MTBF=总工作时间/总故

3、障次数平均无故障工作时间是指设备在一个较长的使用过程中,两次故障间隔的平均时间。2、平均修复时间(MTTR)数控设备发生了故障,需要及时进行排除。平均修复时间是指:从开始排除故障直到数控设备能正常使用所需要的时间(MeanTimeToRepair)。平均修复时间反映了数控设备的可维修性。3、平均有效度(A)平均有效度是衡量数控机床的可靠性和可维修性的指标。A=MTBF/(MTBF+MTTR)平均有效度是指可维修的设备在某一段时间内维持其性能的概率。这是一个小于1的正数。数控机床故障的平均修复时间越短,则A就越接近1,那么数控机床的使用性能就越好。数

4、控机床由机床本体和电气控制系统两大部分组成。机床本体:液压、气动、润滑装置等;三、数控机床故障诊断与维护的内容电气控制系统:数控系统、伺服系统、机床强电柜及操作面板等组成。数控系统与机床及机床电器设备之间的接口有四个部分:1、驱动电路:坐标轴驱动和主轴驱动的连接电路2、位置反馈电路:数控系统与位置检测装置之间的连接电路3、电源及保护电路:数控机床强电线路中的电源控制电路4、开/关信号连接电路:数控系统与机床之间的输入/输出三、数控机床的使用期与特点1、数控机床的使用期数控机床故障是指数控机床失去了规定的功能。按照数控机床故障频率的高低,机床的使用期

5、分为三个阶段:初始运行期、相对稳定运行期、衰老期。如下图(1)初始运行期数控机床从整机安装调试后至运行一年左右的时间称为机床的初始运行期。在这段时间内,机械处于磨合阶段,部分电子元器件在电气干扰中经受不了初期的考验而损坏,所以数控机床在这几段内的故障相对较多。(2)相对稳定运行期数控机床经过了初始运行期进入相对稳定运行期。在这段时间内,机床仍然会产生故障,但是故障频率相对减少,数控机床的相对稳定期一般在7-10年。(3)衰老期数控机床经过了相对稳定运行期之后便是衰老期。进入衰老期后,由于机械的磨损、电气元器件的品质因数下降,数控机床的故障率又开始增

6、大。例1某数控机床进给时出现伺服电动机电流过大的报警。综合产生过电流报警的因素为:1、进给传动链1)滚珠丝杠螺母副预紧过大2)导轨副预紧过大2、润滑导轨润滑不良3、切削状况切削用量过大:如进给速度过大或切削深度过大等4、电气传动1)伺服电动机故障:如热敏电阻灵敏度下降2)伺服驱动装置故障:如主电路短路例2某数控机床的坐标轴在正、反向进给时产生振动。综合故障因素为:1、滚珠丝杠螺母副和导轨副的配合间隙过大2、伺服电动机和丝杠的联轴器松动3、电气参数,如加减速度时间设定过小,使伺服系统在换向时产生超调,而引起机床振动。例3某数控铣床X-Y两轴联动加工平

7、面轮廓时,零件表面出现条纹。综合故障因素为:1、X轴进给速度控制信号波动较大2、Y轴进给速度控制信号波动较大3、X或Y轴在进给运动时有爬行现象4、X或Y轴导轨副预紧过大及导轨防护板摩擦力较大5、检测装置有故障,使速度或位置反馈信号不稳定6、伺服电动机运行不正常7、伺服电动机和丝杠的联轴器有松动,传动忽松忽紧例4某加工中心通过机床操作面板上的按钮进行人工换刀,当按下按钮后,无换刀动作。综合故障因素为:1、按钮失灵,使I/O单元无信号输入2、I/O单元有故障,无信号输出3、继电器、接触器失灵4、液压或气动系统故障,如压力不足、电磁阀故障等5、形成开关或

8、接近开关失灵,换刀动作中断。1、通信诊断2、自修复系统3、人工智能(AI)专家故障诊断系统4、人工神经元网络诊断四、数控机

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