数控系统维护调试实践课 - 图文

2012年10月郑州大学自考本科助学考试

数控系统维护与调试（实践）

(课程代码 5668 )

院 系机械工程学院 专 业机电一体化 年 级2012级

学生学号012212100926 学生姓名 张 宇

总分 80 实验序号 实验一

评阅人 刘光定 实验成绩 80

复查人

实验二 80 实验三 80 2012年10月30日

实验１：数控车床故障分析及排除

1.实验目的

1.1知道数控机床的控制原理

1.2具备对数控机床的常见故障做出分析并排除的能力. 1.3 培养学生的学习方法能力 2.实验设备 数控车床 3.实验内容

1故障现象；

故障现象：某加工中心采用凸轮机械手换刀，换刀过程中，动作中断，发出2035号报警，显示机械手伸出故障。 2分析步骤；

分析诊断：根据报警内容，机床是因为无法执行下一步“从主轴和刀库中拔出刀具”，而使换刀过程中断并报警。 机械手未能伸出完成从主轴和刀库中拔刀动作，产生故障的原因可能有： ① “松刀”感应开关失灵。在换刀过程中，各动作的完成信号均由感应开关发出，只有上一动作完成后才能进行下一动作。第三步为“主轴松刀”，如果感应开关未发信号，则机械手“拔刀”就不会动作。检查两感应开关，信号正常。 ② “松刀”电磁阀失灵。主轴的“松刀”，是由电磁阀接通液压缸来完成的。如电磁阀失灵，则液压缸未进油，刀具就“松”不了。检查主轴的“松刀”电磁阀，动作均正常。 ③ “松刀”液压缸因液压系统压力不够或漏油而不动作，或行程不到位。检查刀库松刀液压缸，动作正常。行程到位；打开主轴箱后罩，检查主轴松刀液压缸，发现已到达松刀位置，油压也正常，液压缸无漏油现象。 ④ 机械手系统有问题，建立不起“拔刀”条件。其原因可能是电动机控制电路有问题。检查电动机控制电路系统正常。 ⑤ 刀具是靠碟形弹簧通过拉杆和弹簧卡头将刀具柄尾端的拉钉拉紧的。松刀时，液压缸的活塞杆顶压顶杆，顶杆通过空心螺钉推动拉杆，一方面使弹簧卡头松开刀具的拉钉，另一方面又顶动拉钉，使刀具右移而在主轴锥孔中变“松”。 主轴系统不松刀的原因可能有以下几点： ① 刀具尾部拉钉的长度不够，致使液压缸虽已运动到位，而仍未将刀具顶松 ② 拉杆尾部空心螺钉位置起了变化，使液压缸行程满足不了“松刀”的要求 ③ 顶杆出了问题，已变形或磨损 ④ 弹簧卡头出故障，不能张开 ⑤ 主轴装配调整时，刀具移动量调的太小，致使在使用过程中一些综合因素导致不能满足“松刀”条件

3故障清除步骤

处理方法：拆下“松刀”液压缸，检查发现这一故障系制造装配时，空心螺钉的伸出量调的太小，故“松刀”液压缸行程到位，而刀具在主轴锥孔中“压出”不够，刀具无法取出。调整空心螺钉的

“伸长量”，保证在主轴“松刀”液压缸行程到位后，刀柄在主轴锥孔中的压出量为0.4-0.5mm。经以上调整后，故障可排除。 4实验结果总结

总之，在数控设备的故障中，换刀过程的故障可以避免的，只要正确的使用并加强维护保养，对出现的问题进行深入分析，就一定能降低故障率，并能迅速解决故障，保证设备的正常运行。

实验２：数控铣床故障分析及排除

1.实验目的

1.1知道数控铣床的控制原理

1.2具备对数控铣床的常见故障做出分析并排除的能力. 1.3 培养学生的学习方法能力

2.实验设备 数控铣床 3.实验内容

1故障现象；

故障现象 故障原因 没有提供外部电源电源电压过低、缺相或外部形成了短路 电源的保护装置跳闸或熔断形成了电源开路 电源指示灯不亮 PLC的地址错误或者互锁装置使电源不能正常接通 系统上电按钮接触不良或脱落排除方法 检查外部电源 合上开关更换熔断器 更换PLC地址或接线 系统上电后系统没有反应电源不能接通 更换按钮或重新安装电源模块不良、元器件的损坏引更换元器件或电源模起的故障 块 接通电源的条件未满足 电源指示灯亮系统无反应 检查电源的接通条件是否满足 系统黑屏；系统文件被破坏；没详见系统显示类故障有进入系统 的维修修复系统 强电部分接通后马上跳闸 机床设计时选择的空气开关容量过小或空气开关更换空气开关或重新的电流选择拨码 开关选择了一个较小的电流 选择使用电流 机床上使用了较大频率的变频器或伺服驱动并且在变频器或伺服驱动的电源进线前没有使用隔离变压器或电感器变频器或伺服驱动在上强电时电流有较大的波动超过了空气开关的限定电流引起跳闸 系统强电电源接通条件未满足 在使用时需外接一电抗 逐步检查电源上强电所需要的各种条件排除故障 整流桥损坏引起电源短路 电源模 块故障 续流二极管损坏引起的短路 电源模块外部电源短路 滤波电容损坏引起的故障 供电电源功率不足使电源模块不能正常工作 系统在 工作过 程中突 然断电

2分析步骤；

更换 更换 调整线路 更换 增大供电电源的功率 调整切削参数 更换空气开关 切削力太大使机床过载引起空气开关跳闸 机床设计时选择的空气开关容量过小引起空气开关跳闸 机床出现漏电 检查线路 故障现象 参考点发生单个螺距偏移 故障原因 减速开关与减速档块安装不合理,使减速信号与零脉冲信号相隔距离过近 排除方法 调整减速开关或者挡块的位置,使机床轴开始减速的位置大概处在一个栅距或一个螺距的中间位置 机床回原点后原点漂移或参考点发生整螺距偏移 参考点发生多个螺距偏移 机械安装不到位 参考点减速信号不良引起的故障 减速档块固定不良引起找零脉 冲的初始点发生了漂移调整机械部分 检查减速信号是否有效接触是否良好 重新固定减速档块对码盘进行清洗 零脉冲不良引起 系统参数设置错误 零脉冲不良引起的故障,回零时找不到零脉冲 重新设置系统参数 对编码器进行清洗或者更换 系统开机回不了减速开关损坏或者短路 参考点、回参考点不到位 数控系统控制检测放大的线路板出错 导轨平行度、导轨与压板面平行度、导轨与丝杠的平行度超差 当采用全闭环控制时的光栅尺沾了油污 回参考点位置调整不当引起的故障减速挡块距离限位开关行程过短 零脉冲不良引起的故障回零时找不到零脉冲 对编码器进行清洗或者找不到零点或回参考点时超程 更换 减速开关损坏或者短路 数控系统控制检测放大的线路板出错 导轨平行度、导轨与压板面平行度、导轨与丝杠的平行度超差 当采用全闭环控制时的光栅尺沾了油污 干扰 编码器的供电电压过低 电动机与丝杠的连轴节松动 电动机扭矩过低或由于伺服调整不良引起跟回参考点的位置随机性变化 踪误差过大 零脉冲不良 清洗光栅尺 找到并消除干扰 改善供电电源 紧固连轴节 调节伺服参数,改变其运动特性 对编码器进行清洗或者更换 滚珠丝杠间隙增大 修磨滚珠丝杠螺母调整垫片,重调间隙 维修或更换减速开关 更换线路板 重新行度调整平 清洗光栅尺 调整减速挡块的位置 维修或更换 减速开关 更换线路板 重新调整平行度 攻丝时或车螺纹零脉冲不良引起的故障 对编码器进行清洗或者

时出现乱扣 时钟不同步出现的故障 主轴部分没有调试好 脉冲编码器出现问题 更换 更换主板或更改程序 重新调试主轴 维修或更换编码器 主轴定向 不能够完成,不能够进行镗孔、换刀等动作

3故障清除步骤

4实验结果总结

机械部分出现问题 调整机械部分 PLC调试不良定向过程没有处理好 重新调试PLC 通过这次故障维护可见为了能够充分发挥数控机床功能多、柔性强、加工精度高、自动化程度高的优势生产出高质量的产品以适应市场竞争的需要就必须注意加强数控机床的维护工作。具体应做到如下几点(1)保证数控设备的使用环境良好符合产品规定的要求。(2)注意数控设备使用电源的维护。特别当增减旁边共用交流电源的大容量设备时必须观察是否产生瞬时干扰信号防止它破坏机内的程序或参数甚至造成死机影响机床的正常运行。(3)数控设备应有操作规程。特别防止机床操作员随意修改内部参数。(4)应有维修记录。一般机床故障都具有规律性(如常发故障)维修记录对今后工作具有指导意义。(5)要加强有关数控设备技术人员和操作员的培训工作结合理论和实践来提高他们的综合业务素质。

实验３：加工中心故障分析及排除

1.实验目的

1.1知道加工中心的控制原理

1.2具备对加工中心的常见故障做出分析并排除的能力. 1.3 培养学生的学习方法能力 2.实验设备

加工中心

3.实验内容

1故障现象；

主轴发热，旋转精度下降

某立式加工中心镗孔精度下降，圆柱度超差，主轴发热，噪声大，但用手拨动主轴转动阻力较小。 2分析步骤；

故障分析。主轴部件解体检查，发现故障原因如下：①主轴轴承润滑脂内混有粉尘和水分，这是因为该加工中心用的压缩空气无精滤和干燥装置，故气动吹屑时少量粉尘和水气窜入主轴轴承润滑脂内，造成润滑不良，导致发热且有噪声；主轴内锥孔定位表面有少许碰伤，锥孔与刀柄锥面配合不良，有微量偏心；②前轴承预紧力下降，轴承游隙变大；③主轴自动夹紧机构内部分碟形弹簧疲劳失效，刀具未被完全拉紧，有少许窜动。 3.故障清除步骤

故障处理。更换前轴承及润滑脂，调整轴承游隙，轴向游隙0.003mm，径向游隙士0.002mm；自制简易研具，手工研磨主轴内锥孔定位面，用涂色法检查，保证刀柄与主轴定心锥孔的接触面积大于85%；更换碟形弹簧。将修好的主轴装回主轴箱，用千分表检查径向跳动，近端小于0.006mm，远端150mm处小于0.010mm。试加工，主轴温升和噪声正常，加工精度满足加工工艺要求，故障排除。 4.实验结果总结

①增加压缩空气精滤和干燥装置，过滤器要定期排水，定期清洗或更换滤芯；

②随时检查主轴锥孔、刀柄的清洁和配合状况，检查空气干燥器工作是否正常；

③合理安排加工工艺，避免材料切除率陡变；

④严禁超负荷运行，有故障应及时报修，不得带病运行。

立式加工中心常见故障及排除方法

序号 项目 故 障 现 象 故 障 原 因 1:电机编码器损坏 2:电机损坏, 3:电机线插头松动, 4:电缆老化 故 障 排 除 1:更换编码器 2:更换电机 3:插紧电机插头 4:更换电缆, 1 X 轴 X轴电机报警 进 给 系 统 X轴限位报警 1:行程开关线老化导致导线折断 2:行程开关损坏 1:开关线老化导致导线折断, 2:开关损坏 1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动, 2:联轴器螺钉松动或有油 3:联轴器损坏 4:滚珠丝杠磨损 1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动 2:丝杠失油及密封件损坏，导致轴承磨损及轴承本身损坏 3:X轴导轨伸缩防护罩损坏 1:光栅尺电缆老化 2:光栅尺测头损坏 1:电机编码器损坏 2:电机损坏, 3:电机线插头松动, 4:电缆老化 1:行程开关线老化导致导线折断 2:行程开关损坏 1:开关线老化导致导线折断, 2:开关损坏 1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动, 2:联轴器螺钉松动或有油 3:联轴器损坏 4:滚珠丝杠磨损 1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动 2:丝杠失油及密封件损坏，导致轴承磨损及轴承本身损坏 3:Y轴导轨伸缩防护罩损坏 1:光栅尺电缆老化 2:光栅尺测头损坏

1:更换行程开关导线 2:更换换行程开关 1:更换行程开关导线 2:更换开关 1:锁紧锁紧螺母 2:锁紧联轴器螺钉或除油 3:更换联轴器 4:调整滚珠丝杠螺母预紧或更换丝杠 1:调整锁紧螺母 2:丝杠轴承加润滑脂, 更换相关磨损件 3:检修或更换X轴导轨伸缩防护罩 1:更换光栅尺电缆 2:更换光栅尺测头 1:更换编码器 2:更换电机 3:插紧电机插头 4:更换电缆, 1:更换行程开关导线 2:更换换行程开关 1:更换行程开关导线 2:更换开关 1:锁紧锁紧螺母 2:锁紧联轴器螺钉或除油 3:更换联轴器 4:调整滚珠丝杠螺母预紧或更换丝杠 1:调整锁紧螺母 2:丝杠轴承加润滑脂, 更换相关磨损件 3:检修或更换Y轴导轨伸缩防护罩 1:更换光栅尺电缆 2:更换光栅尺测头 X轴回零报警 定位不准确,反向间隙过大 X轴有异响 X轴光栅尺异常 Y轴电机报警 Y 轴 2 进 给 系 统 Y轴限位报警 Y轴回零报警 定位不准确,反向间隙过大 Y轴有异响 Y轴光栅尺异常 序号 项目 故 障 现 象 Z轴拖链有异响 故 障 原 因 1:Z轴拖链折断 1:电机编码器损坏 2:电机损坏, 3:电机线插头松动, 4:电缆老化 1:行程开关线老化导致导线折断 2:行程开关损坏 1:开关线老化导致导线折断, 2:开关损坏 1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动, 2:联轴器螺钉松动或有油 3:联轴器损坏 4:滚珠丝杠磨损 1:滚珠丝杠轴承锁紧螺母松动 2:丝杠失油及密封件损坏，导致轴承磨损及轴承本身损坏 1:光栅尺电缆老化 2:光栅尺测头损坏 1:开关失效引起回零点位置偏移 2:主轴定位不准确 1:开关接触不良 2:松刀气缸行程不够 1:换刀时刀柄键槽和主轴端面键干涉 1:主轴定位开关损坏 1:拉刀杆调节有偏差 2:卡爪损坏 1:夹紧松刀气缸 2:气管及管接头损坏 故 障 排 除 1:更换Z轴拖链 1:更换编码器 2:更换电机 3:插紧电机插头 4:更换电缆, 1:更换行程开关导线 2:更换换行程开关 1:更换行程开关导线 2:更换开关 1:锁紧锁紧螺母 2:锁紧联轴器螺钉或除油 3:更换联轴器 4:调整滚珠丝杠螺母预紧或更换丝杠 1:调整锁紧螺母 2:丝杠轴承加润滑脂, 更换相关磨损件 1:更换光栅尺电缆 2:更换光栅尺测头 1:调整检测开关 2:重新调整主轴定位角度 1:调整检测开关 2:检修松刀气缸及气压 1:调整主轴定位编码器,检查是否有零部件损坏 1:更换主轴定位开关 1:修磨调整松刀气缸活塞行程 2:更换卡爪 1:更换松刀气缸的密封圈 2:更换气管及管接头 Z轴电机报警 Z轴限位报警 Z 轴 进 给 系 统 3 Z轴回零报警 定位不准确,反向间隙过大 Z轴有异响 Z轴光栅尺异常 换刀时有撞击声 换刀开关无信号 4 主 轴 箱 机床报警 主轴定位报警 换刀时拔刀振动大,刀具夹不紧 有漏气声 无刀具冷却水液 1:水阀没打开 2:管路泄漏 3:水泵损坏 故 障 原 因 1:主轴轴承失油 2:主轴轴承损坏 3:无循环冷却液或循环冷却液堵塞 1:零件磨损 2:开关失效 3:紧固螺钉松动 1:转动电机损坏, 2:轴承损坏 1:移动电机损坏 2:直线轴承损坏 3:转臂卡死 1:开关失效, 2:开关导线折断 1:开关失效, 2:开关导线折断 1:打开水阀 2:检修管路，更换相关损坏零件 3:检修或更换水泵 序号 项目 故 障 现 象 高速运转时主轴温度高速上升 故 障 排 除 1:主轴轴承加润滑脂 2:更换主轴轴承 3:检查冷却管路 1:更换相关磨损零件 2: 更换开关 3:锁紧紧固螺钉 1:更换电机 2:更换轴承 1:更换电机 2:更换轴承, 3:更换相关损坏零件 1:更换开关 2:更换导线 1:更换开关 2:更换导线 转刀不到位 转刀转不动 刀库无法移动 5 斗 笠 式 刀 库 无法正确选刀 刀库移动不到位 刀库换刀不到位 1:刀库刀具中心与主轴中心Y轴方向不重合 1:调整刀库支架的Y轴方向位置 2刀库刀具中心与主轴中心X2:调整刀库支的X轴方向位置 轴方向不重合 1:回零开关失效 2:回零开关位置不当 换刀程序出错 1:更换开关 2:调整回零开关位置 检查控制系统指令 根据外购刀库说明书 根据外购数控转台说明书 1:气泵故障 2:气压低于规定气压值 3:气阀损坏 1:检修气泵故障 2:调整气压值 3:更换气阀 刀库回零不到位 刀库撞坏 6 7 机械手刀库 数控转台 气 动 系 统 松刀气缸不能正常工作 8 冷却阀打不开 1:气泵故障 2:气压低于规定气压值 3:气阀损坏 1:气管及管接头损坏 1:气压低于规定气压值 2:气阀损坏 1:检修气泵故障 2:调整气压值 3:更换气阀 1:更换气管及管接头 1:调整气压值 2:更换气阀 机床漏气 数控转台不能 正常工作 序号 项目 故 障 现 象 故 障 原 因 1:油泵损坏 2:油管破裂 3:管接头堵塞 1:油泵压力过低 2:油泵无油 1:水泵损坏 2:水泵漏水 3:水箱缺冷却液, 4:管路堵塞 1:X,Y轴伸缩防护罩倾斜或损坏 2:防护罩结合面密封垫损坏 1:防护结合面密封垫损坏 故 障 排 除 1:更换油泵 2:更换油管 3:疏通管接头 1:调整油泵压力 2:油泵加润滑油 1:更换水泵 2:水泵内的密封圈 3:加冷却液至液位面 4:检查管路 1:调整或更换防护罩 2:更换密封垫 1:更换密封垫 9 润 滑 系 统 润滑点失油 机床报警 10 排 屑 系 统 无冷却液 11 全 封 闭 防 护 机床内有冷却液和铁屑 机床漏水 12 随机信号报警 电缆线接触不良 或老化和断裂 检查电缆线接触部位 或更换电缆线

冷却阀打不开 1:气泵故障 2:气压低于规定气压值 3:气阀损坏 1:气管及管接头损坏 1:气压低于规定气压值 2:气阀损坏 1:检修气泵故障 2:调整气压值 3:更换气阀 1:更换气管及管接头 1:调整气压值 2:更换气阀 机床漏气 数控转台不能 正常工作 序号 项目 故 障 现 象 故 障 原 因 1:油泵损坏 2:油管破裂 3:管接头堵塞 1:油泵压力过低 2:油泵无油 1:水泵损坏 2:水泵漏水 3:水箱缺冷却液, 4:管路堵塞 1:X,Y轴伸缩防护罩倾斜或损坏 2:防护罩结合面密封垫损坏 1:防护结合面密封垫损坏 故 障 排 除 1:更换油泵 2:更换油管 3:疏通管接头 1:调整油泵压力 2:油泵加润滑油 1:更换水泵 2:水泵内的密封圈 3:加冷却液至液位面 4:检查管路 1:调整或更换防护罩 2:更换密封垫 1:更换密封垫 9 润 滑 系 统 润滑点失油 机床报警 10 排 屑 系 统 无冷却液 11 全 封 闭 防 护 机床内有冷却液和铁屑 机床漏水 12 随机信号报警 电缆线接触不良 或老化和断裂 检查电缆线接触部位 或更换电缆线

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