第一篇：《數(shù)控機(jī)床故障診斷》教學(xué)大綱

《數(shù)控機(jī)床故障診斷》教學(xué)大綱

課程編碼：08241057

課程名稱：數(shù)控機(jī)床故障診斷

英文名稱：FAULT DIAGNOSIS FOR CNC MACHINE TOOLS 開課學(xué)期：第7學(xué)期 學(xué)時(shí)/學(xué)分：18 / 1 課程類型：專業(yè)選修課

開課專業(yè)：機(jī)械工程及其自動(dòng)化 選用教材： 主要參考書：

1.《數(shù)控機(jī)床故障診斷》，張魁林主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2002年 2.《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》，吳國經(jīng)主編，電子工業(yè)出版社，2004年 執(zhí)筆人：張雷

一、課程性質(zhì)、目的與任務(wù)

本課程是機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)方向和其他機(jī)械類專業(yè)方向本科學(xué)生的一門選修課。通過對(duì)本課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解和掌握數(shù)控機(jī)床故障診斷的基本理論和基本方法。

本課程屬于專業(yè)課，在學(xué)生整個(gè)培養(yǎng)過程的后期講授，由機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生選修。設(shè)置本課程的目的是為了拓寬學(xué)生的專業(yè)知識(shí)面，使學(xué)生學(xué)到與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系緊密的數(shù)控機(jī)床故障診斷方面的專業(yè)知識(shí)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，使學(xué)生具備解決數(shù)控機(jī)床在使用過程中出現(xiàn)問題的初步能力，為學(xué)生畢業(yè)后從事專業(yè)技術(shù)工作打基礎(chǔ)。

二、教學(xué)基本要求

1、加強(qiáng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)，拓寬知識(shí)面。

2、較深入的理解和掌握數(shù)控機(jī)床故障診斷的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

3、系統(tǒng)學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床故障模式與故障部位頻次分析方法和故障樹分析法。

4、能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)初步解決生產(chǎn)中的實(shí)際問題。

5、了解數(shù)控機(jī)床故障診斷研究的最新成就和發(fā)展趨勢(shì)。

三、各章節(jié)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配

1．機(jī)械可靠性及其特征量（4學(xué)時(shí)）

了解可靠性的定義和要點(diǎn)，掌握機(jī)械可靠性、維修性與有效性的特征指標(biāo)。2．可靠性的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)（6學(xué)時(shí)）

掌握隨機(jī)事件與概率的基本概念、基本定理與運(yùn)算；掌握可靠性分析中常用的概率分布；掌握數(shù)理統(tǒng)計(jì)中分布參數(shù)估計(jì)、假設(shè)檢驗(yàn)等相關(guān)知識(shí)。3．故障模式與故障部位頻次分析（2學(xué)時(shí)）

了解數(shù)控機(jī)床在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)故障的部位、故障模式與頻次分析方法。4．?dāng)?shù)控系統(tǒng)可靠性（2學(xué)時(shí)）

了解系統(tǒng)可靠性功能邏輯框圖，掌握典型系統(tǒng)及其可靠度計(jì)算方法。5．?dāng)?shù)控機(jī)床故障分析（3學(xué)時(shí)）

了解故障分析基本方法，掌握故障樹分析法，并能夠用該方法分析一些典型實(shí)例。6．?dāng)?shù)控機(jī)床故障診斷的最新研究進(jìn)展（1學(xué)時(shí)）

了解數(shù)控機(jī)床故障診斷的最新研究進(jìn)展。

四、考核方式：

1、講授本課要求內(nèi)容時(shí)，為了取得好的講授效果，可采取多種教學(xué)方式和方法，如適當(dāng)安排一些課堂討論，安排學(xué)生查閱一些專業(yè)文獻(xiàn)等。

2、為了使學(xué)生加深理解課堂講授內(nèi)容，安排2～3個(gè)作業(yè)，并對(duì)學(xué)生作業(yè)進(jìn)行講評(píng)。

3、可以采取多種形式相結(jié)合的考核方式，根據(jù)平時(shí)作業(yè)、出勤情況等，對(duì)成績進(jìn)行綜合評(píng)定。

五、備注：

第二篇：數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修學(xué)習(xí)心得

數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修

摘要:數(shù)控機(jī)床促進(jìn)我國機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域中應(yīng)用的典型產(chǎn)品，具有高精度、高效率和高適應(yīng)性的特點(diǎn)，適于多種、中小批量復(fù)雜零件的加工。數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的基本目的是提高數(shù)控設(shè)備的可靠性。數(shù)控設(shè)備的外部故障可以分為軟故障和外部硬件損壞引起的硬故障。軟故障是指由于操作、調(diào)整處理不當(dāng)引起的，這類故障多發(fā)生在設(shè)備使用前期或設(shè)備使用人員調(diào)整時(shí)期。關(guān)鍵字：數(shù)控故障

數(shù)控維修

一

數(shù)控機(jī)床的維護(hù)和保養(yǎng)

1.1數(shù)控機(jī)床的日常維護(hù) 1）嚴(yán)格遵守維護(hù)制度 數(shù)控系統(tǒng)的編程，操作人員和維修人員必須進(jìn)行嚴(yán)格的專門培訓(xùn)，熟悉所用數(shù)控機(jī)床的功能和使用方法，正確的使用機(jī)床，避免因操作不當(dāng)引起的故障。2）數(shù)控柜和強(qiáng)電柜的門應(yīng)盡量少開少關(guān) 加工車間一般的空氣中都有油霧，灰塵金屬粉末等顆粒物，當(dāng)它們落在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的電子器件或電路板上，容易引起元器件或電路板的損壞，因此數(shù)控柜和強(qiáng)電柜的門應(yīng)盡量少開少關(guān)。如果數(shù)控系統(tǒng)超長時(shí)間負(fù)載工作時(shí)，要用正確的散熱方法，想辦法將對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的外部溫度。不得隨意開關(guān)柜門。3）經(jīng)常檢查電網(wǎng)電壓

一般數(shù)控系統(tǒng)允許的電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍內(nèi)進(jìn)行，否則是數(shù)控系統(tǒng)不穩(wěn)定，有可能造成重要元器件的損壞。要經(jīng)常注意電壓電網(wǎng)的波動(dòng)，特別是電網(wǎng)質(zhì)量比較差的地區(qū)，應(yīng)及時(shí)配置數(shù)控系統(tǒng)用的交流穩(wěn)壓裝置。

4）定時(shí)清掃數(shù)控柜的散熱通風(fēng)系統(tǒng)

應(yīng)每天檢查數(shù)控系統(tǒng)柜上各個(gè)冷卻風(fēng)扇工作是否正常，應(yīng)視工作環(huán)境狀況，每半年或每季度檢查一次風(fēng)道過濾器是否有堵塞現(xiàn)象。如果過濾網(wǎng)上灰塵積聚過多，需及時(shí)清理，否則將會(huì)引起數(shù)控系統(tǒng)柜內(nèi)溫度高（一般不允許超過55℃），造成過熱報(bào)警或數(shù)控系統(tǒng)工作不可靠 1.2數(shù)控機(jī)床的3級(jí)保養(yǎng)

1）數(shù)控機(jī)床的1級(jí)保養(yǎng)主要內(nèi)容有：班前、班中、班后檢查并嚴(yán)格遵守每天檢查對(duì)于數(shù)控機(jī)床來說，合理的日常維護(hù)措施，可以有效的預(yù)防和降低數(shù)控機(jī)床的故障發(fā)生幾率。針對(duì)每一臺(tái)機(jī)床的具體性能和加工對(duì)象制定操作規(guī)程建立工作、故障、維修檔案是很重要的。包括保養(yǎng)內(nèi)容以及功能器件和元件的保養(yǎng)周期。

2）數(shù)控機(jī)床的2級(jí)保養(yǎng)主要內(nèi)容有：對(duì)主軸箱、各坐標(biāo)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、中心潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、外觀的清理并按照保養(yǎng)的要求去做。

3）數(shù)控機(jī)床的3級(jí)保養(yǎng)主要內(nèi)容有:對(duì)主軸箱、刀塔、尾座要求清理、清潔。對(duì)整體外觀和各個(gè)系統(tǒng)要求清潔，檢查和校驗(yàn)。1.3 數(shù)控機(jī)床維修

1）數(shù)控機(jī)床故障的種類

數(shù)控機(jī)床診斷一般是機(jī)床提供的自診斷報(bào)警信息來排除，在故障排除的過程中也會(huì)采用一些典型的方法來輔助，主要有：?jiǎn)?dòng)自診斷，在線診斷和離線診斷。

二

數(shù)控機(jī)床典型故障與診斷

2.1數(shù)控機(jī)床主軸故障排除的方法 1）外界干擾。主軸在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)無規(guī)律的震動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，出現(xiàn)這類情況時(shí)，令主軸轉(zhuǎn)速指令為零，調(diào)整零速平衡電位或飄移補(bǔ)償量參數(shù)值，觀察是否因參數(shù)系統(tǒng)變化引起故障，若調(diào)整后仍不能消除該故障，則多為外界干擾引起的。把電源進(jìn)線端加裝電源凈化裝置，動(dòng)力線和信號(hào)線分開，布線要合理，信號(hào)線和反饋線按要求屏蔽，接地線要可靠。

2）主軸過載，主軸電機(jī)過熱、CNC裝置和主軸驅(qū)動(dòng)裝置顯示過流報(bào)警，主要是主軸電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)不良造成、電力接線接觸不良、電機(jī)切削用量過大，主軸頻繁正、反等引起電流增加，采取保持主軸電動(dòng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)良好，保持電動(dòng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)良好，保持過濾網(wǎng)清潔，檢查動(dòng)力線端子接觸情況，嚴(yán)格按照機(jī)床操作規(guī)程，正確操作機(jī)床。

3）主軸定位抖動(dòng)。當(dāng)主軸在正常加工時(shí)沒有問題，僅在定位事產(chǎn)生抖動(dòng)，主軸定位一般分機(jī)械、電氣和編碼器3中準(zhǔn)停定位，當(dāng)定位機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)不到位，檢測(cè)裝置反饋信息有誤差時(shí)產(chǎn)生的抖動(dòng)，另外，主軸定位要有一個(gè)減速過程，如果減速或增益參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，也會(huì)引起故障。采取方法，根據(jù)主軸定位的方式，主要檢查各定位、減速檢測(cè)元件的工作狀態(tài)和固定安裝情況，如限位開關(guān)、接近開關(guān)、霍爾元件等。

4）不執(zhí)行螺紋加工。（1）對(duì)于主軸編碼器與系統(tǒng)之間的鏈接不良產(chǎn)生的故障，可通過檢查鏈接電纜接口及電纜線找出故障并修復(fù)。（2）對(duì)于主軸編碼器的位置信號(hào)PA、*PA、PB、*PB不良或連接電纜斷開產(chǎn)生的故障，可通過系統(tǒng)顯示裝置上是否有主軸速度顯示來判別，如果無主軸速度顯示則為該類報(bào)警。（3）對(duì)于主軸編碼器的一轉(zhuǎn)信號(hào)PZ、*PZ不良或連接電纜斷開產(chǎn)生的故障，可通過加工指令G99和G98切換來判別，如果G98進(jìn)給切削正常而G99進(jìn)給切削不執(zhí)行，則為該類故障。如果以上故障都排除，則為系統(tǒng)本身故障，即系統(tǒng)存儲(chǔ)板或系統(tǒng)主板故障。

5）主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給不匹配。當(dāng)主軸與進(jìn)給同步配合加工時(shí)，要領(lǐng)先主軸上的脈沖編碼器檢測(cè)反饋信息，若脈沖編碼器或連接電纜線有問題，會(huì)引起上述故障。

通過調(diào)用I/O狀態(tài)數(shù)據(jù)，觀察編碼器信號(hào)線的通斷狀態(tài)；取消主軸與進(jìn)給同步配合，用每分鐘進(jìn)給指令代替每轉(zhuǎn)進(jìn)給指令來執(zhí)行程序，可判斷故障是否與編碼器有關(guān)。

更換維修編碼器，檢查電纜線接線情況，特別注意信號(hào)線的抗干擾措施。

6）轉(zhuǎn)速偏離指令值。實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速值超過指令給定的轉(zhuǎn)速范圍。電動(dòng)機(jī)負(fù)載過大，引起轉(zhuǎn)速降低，或低速極限值設(shè)定太小，造成主軸電動(dòng)機(jī)過載；測(cè)速反饋信號(hào)變化，引起速度控制單元輸入變化；主軸驅(qū)動(dòng)裝置故障，導(dǎo)致速度控制單元錯(cuò)誤輸出；CNC系統(tǒng)輸出的主軸轉(zhuǎn)速模擬量沒有達(dá)到與轉(zhuǎn)速指令相對(duì)應(yīng)的值。檢查空載運(yùn)轉(zhuǎn)主軸，檢測(cè)比較實(shí)際轉(zhuǎn)速和指令值，判斷故障是否由負(fù)載過大引起；檢查測(cè)速裝備及電纜線，調(diào)節(jié)速度反饋量大小，使實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到指令值；用備件判斷驅(qū)動(dòng)裝置故障部位；檢查信號(hào)電纜線連接情況，調(diào)整有關(guān)參數(shù)使CNC系統(tǒng)輸出的模擬量與轉(zhuǎn)速指令值相對(duì)應(yīng)。

7）主軸異常噪聲及振動(dòng)。區(qū)別是由于機(jī)械部分鏈接松動(dòng)或磨損還是電氣驅(qū)動(dòng)部分閉環(huán)振蕩引起。用機(jī)電分離的方法判斷開機(jī)械和電氣部分的連接，分別加以測(cè)試

8）主軸電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。如果CNC側(cè)有報(bào)警，則按報(bào)警提示處理，如無報(bào)警，主軸不轉(zhuǎn)，則可能是主軸伺服驅(qū)動(dòng)或變頻器缺少模擬量速度給定或使能控制信號(hào)。措施是如果CNC給定的電壓在0~10伏的電壓信號(hào)則可以在CNC側(cè)輸入指令后，通過萬用表來測(cè)量伺服驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)來確認(rèn)，對(duì)于使能信號(hào)可以通過PLC I/O狀態(tài)觀察PLC是否有輸出控制信號(hào)或能用萬能表檢查使能端子閉合判斷。也有可能是CNC或是伺服驅(qū)動(dòng)、變頻器參數(shù)設(shè)定引起的。

總之，數(shù)控機(jī)床故障產(chǎn)生的原因是多種多樣的，有機(jī)械問題、數(shù)控系統(tǒng)的問題、傳感元件的問題、驅(qū)動(dòng)元件的問題、強(qiáng)電部分的問題、線路連接的問題等。在檢修過程中，要分析故障產(chǎn)生的可能原因和范圍，然后逐步排除，直到找出故障點(diǎn)，切勿盲目的亂動(dòng)，否則，不但不能解決問題。還可能使故障范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。在面對(duì)數(shù)控機(jī)床故障和維修問題時(shí)，首先要防患于未燃，不能在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)問題后才去解決問題，要做好日常的維護(hù)工作和了解機(jī)床本身的結(jié)構(gòu)和工作原理，這樣才能做到減少機(jī)床的故障,讓機(jī)床使用壽命更長。

三參考文獻(xiàn)

[1] 劉江.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修 [M].北京：高等教育出版社，2009.[2] 姜洪平.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修 [M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2006.[3] 孫慧平.數(shù)控機(jī)床調(diào)試安裝技術(shù) [M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.[4] 劉樹表.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修 [M].北京：人民郵電出版社，2009.[5] 李繼忠.數(shù)控機(jī)床螺距誤差補(bǔ)償與分析 [J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2010.

第三篇：數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維修總結(jié)

學(xué)號(hào)：

中 州 大 學(xué)

《機(jī)電設(shè)備故障診斷與維修技術(shù)》

數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維

修總結(jié)

專 業(yè)： 機(jī)械制造與自動(dòng)化 姓 名：

班 級(jí)： 機(jī) 制 一 班 指導(dǎo)教師：

評(píng)定成績：

完成日期：2012 年 12 月 10 日

目 錄

前言……………………………………………………3

一、數(shù)控機(jī)床…………………………………………4

1、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及加工………………………………4

2、數(shù)控機(jī)床使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)…………………………4

二、數(shù)控機(jī)床故障的特點(diǎn)與類型……………………5

1、數(shù)控機(jī)床故障特點(diǎn)……………………………………5

2、數(shù)控機(jī)床故障類型……………………………………5

三、數(shù)控機(jī)床故障診斷方法……………………………5

四、數(shù)控機(jī)床故障維修步驟與方法……………………6

1、數(shù)控機(jī)床故障維修步驟…………………………………62、數(shù)控機(jī)床故障維修方法…………………………………7

五、心得體會(huì)……………………………………………7

六、參考文獻(xiàn)……………………………………………8

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品提出了高精度、高復(fù)雜性的要求，而且產(chǎn)品的更新?lián)Q代也在加快，這對(duì)機(jī)床設(shè)備不僅提出了精度和效率的要求，而且也對(duì)其提出了通用性和靈活性的要求。數(shù)控機(jī)床就是針對(duì)這種要求而產(chǎn)生的一種新型自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床集微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)于一體，是高度機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品。它本身又是機(jī)電一體化的重要組成部分，是現(xiàn)代機(jī)床技術(shù)水平的重要標(biāo)志。數(shù)控機(jī)床體現(xiàn)了當(dāng)前世界機(jī)床技術(shù)進(jìn)步的主流，是衡量機(jī)械制造工藝水平的重要指標(biāo)，在柔性生產(chǎn)和計(jì)算機(jī)集成制造等先進(jìn)制造技術(shù)中起著重要的基礎(chǔ)核心作用。因此，如何更好的使用數(shù)控機(jī)床是一個(gè)很重要的問題。但由于數(shù)控機(jī)床是一種價(jià)格昂貴的精密設(shè)備，因此，其維護(hù)更是不容忽視。通過洛拖的實(shí)習(xí)，見到了各種先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備,仔細(xì)觀察了工人師傅的操作及其維護(hù)修理過程,參考一些資料，了解到一些數(shù)控機(jī)床的故障診斷和維修方法，做一點(diǎn)總結(jié)，為以后的工作奠定一定的基礎(chǔ)，讓自己在機(jī)械行業(yè)能更快更好的發(fā)展。

一、數(shù)控機(jī)床

1、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及加工

數(shù)控機(jī)床的工作原理就是將加工過程所需的各種操作（如主軸變速、工件的松開與夾緊、進(jìn)刀與退刀、開車與停車、自動(dòng)關(guān)停冷卻液）和步驟以及工件的形狀尺寸用數(shù)字化的代碼表示，通過控制介質(zhì)（如穿孔紙帶或磁盤等）將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置，數(shù)控裝置對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算，發(fā)出各種控制信號(hào)，控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他驅(qū)動(dòng)元件，使機(jī)床自動(dòng)加工出所需要的工件。所以，數(shù)控加工的關(guān)鍵是加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的獲取，即數(shù)控編程。

數(shù)控機(jī)床具有高度柔性，高的加工精度，加工質(zhì)量的穩(wěn)定與可靠，高的生產(chǎn)效率，并且為機(jī)電一體化設(shè)備，節(jié)省大量的人力與物力，便于自動(dòng)化管理等特點(diǎn)。隨著數(shù)控設(shè)備不斷在生產(chǎn)生活中的深入使用，其維護(hù)與維修也成了重中之中，因此這就要求維修人員具有深厚的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與熟練的技術(shù)，能準(zhǔn)確對(duì)機(jī)床進(jìn)行故障定位，并且及時(shí)解決，防止出現(xiàn)機(jī)器停機(jī)，造成經(jīng)濟(jì)損失等。

數(shù)控加工一般包括以下幾個(gè)內(nèi)容：

1)對(duì)圖紙進(jìn)行分析，確定需要數(shù)控加工的部分； 2)利用圖形軟件（如UG）對(duì)需要數(shù)控加工的部分造型；

3)根據(jù)加工條件，選擇合適的加工參數(shù)，生成加工軌跡（包括粗加工、半精加工、精加工軌跡）；

4)軌跡的仿真檢驗(yàn)； 5)生成G代碼； 6)傳給機(jī)床加工。

2、數(shù)控機(jī)床使用中應(yīng)注意的事項(xiàng)

使用數(shù)控機(jī)床之前，應(yīng)仔細(xì)閱讀機(jī)床使用說明書以及其他有關(guān)資料，以便正確操作使用機(jī)床，并注意以下幾點(diǎn)：

1)機(jī)床操作、維修人員必須是掌握相應(yīng)機(jī)床專業(yè)知識(shí)的專業(yè)人員或經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)的人員，且必須按安全操作規(guī)程及安全操作規(guī)定操作機(jī)床；非專業(yè)人員不得打開電柜門，打開電柜門前必須確認(rèn)已經(jīng)關(guān)掉了機(jī)床總電源開關(guān)。只有專業(yè)維修人員才允許打開電柜門，進(jìn)行通電檢修；

2)除一些供用戶使用并可以改動(dòng)的參數(shù)外，其它系統(tǒng)參數(shù)、主軸參數(shù)、伺服參數(shù)等，用 4

戶不能私自修改，否則將給操作者帶來設(shè)備、工件、人身等傷害；修改參數(shù)后，進(jìn)行第一次加工時(shí)，機(jī)床在不裝刀具和工件的情況下用機(jī)床鎖住、單程序段等方式進(jìn)行試運(yùn)行，確認(rèn)機(jī)床正常后再使用機(jī)床；

3)機(jī)床的PLC程序是機(jī)床制造商按機(jī)床需要設(shè)計(jì)的，不需要修改。不正確的修改，操作機(jī)床可能造成機(jī)床的損壞，甚至傷害操作者；建議機(jī)床連續(xù)運(yùn)行最多24小時(shí)，如果連續(xù)運(yùn)行時(shí)間太長會(huì)影響電氣系統(tǒng)和部分機(jī)械器件的壽命，從而會(huì)影響機(jī)床的精度；機(jī)床全部連接器、接頭等，不允許帶電拔、插操作，否則將引起嚴(yán)重的后果。

二、數(shù)控機(jī)床故障的特點(diǎn)與類型

1、數(shù)控機(jī)床故障特點(diǎn)

數(shù)控機(jī)床故障的特點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床一般由數(shù)控系統(tǒng)，包含伺服電動(dòng)機(jī)和檢測(cè)反饋裝置的伺服系統(tǒng)，強(qiáng)電控制柜，機(jī)床本體和各類輔助裝置組成。數(shù)控機(jī)床的復(fù)雜性使其故障具有復(fù)雜性和特殊性，引起數(shù)控機(jī)床故障的因素又很多，不能只看故障的表像，要透過現(xiàn)象去檢查引起故障的綜合因素，找到引起故障的根源，采取合理的方法給予排除。

2、數(shù)控機(jī)床故障類型

1）、NC系統(tǒng)故障

NC系統(tǒng)故障會(huì)引起硬件故障和軟故障。2）、伺服系統(tǒng)的故障

由于數(shù)控系統(tǒng)的控制核心是對(duì)機(jī)床的進(jìn)給部分盡心數(shù)字控制，而進(jìn)給是由伺服單元控制伺服電機(jī)，帶動(dòng)滾珠絲杠來實(shí)現(xiàn)的，由旋轉(zhuǎn)編碼器做位置反饋元件，形成位置控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)故障一般是由伺服控制單元、伺服電機(jī)、測(cè)速電機(jī)、編碼器等問題引起的。3）、外部故障

由于現(xiàn)代的數(shù)控系統(tǒng)可靠性越來越高，故障率越來越低，很少發(fā)生故障。大部分故障都是非系統(tǒng)故障，是由外部原因引起的。

三、數(shù)控機(jī)床故障的診斷方法

1、系統(tǒng)自診斷

一般CNC系統(tǒng)都有較為完備的自診斷系統(tǒng)，無論是華中系統(tǒng)還是西門子系統(tǒng)，上電初始化時(shí)或運(yùn)行中均能對(duì)自身或接口做出有限的自診斷。維修人員應(yīng)熟悉系統(tǒng)自診斷各種報(bào) 5

警信息。根據(jù)說明書進(jìn)行分析以確定故障范圍。定位故障元器件，對(duì)于進(jìn)口的數(shù)控系統(tǒng)一般只能定位到板級(jí)。

2、數(shù)控系統(tǒng)的軟故障診斷

數(shù)控系統(tǒng)的軟故障是指控制系統(tǒng)的系統(tǒng)軟件和PLC程序。有的系統(tǒng)把它們寫在EPROM中插在主機(jī)板上，有的駐留在硬盤上。一旦這些軟件出現(xiàn)問題，系統(tǒng)將造成全部或局部混亂，當(dāng)分析到確定是軟件故障時(shí)，應(yīng)當(dāng)使用備用軟 件或備用EPROM換上，嚴(yán)格按操作步驟經(jīng)初始化后試運(yùn)行。這類故障只要有備份文件一般不難恢復(fù)。其難度在于備份軟件不完備或?qū)Ｓ脗魉驮O(shè)備不具備或生產(chǎn)廠家操作手段中設(shè)置口令保密等因素造成無法恢復(fù)。

3、利用PLC程序定位機(jī)床與CNC系統(tǒng)接口診斷

現(xiàn)在一般CNC控制系統(tǒng)均帶有PLC控制器，大多為內(nèi)置式 PLC控制。維修人員應(yīng)根據(jù)梯形圖對(duì)機(jī)床控制電器進(jìn)行分析，在CRT上直觀地看出 CNC系統(tǒng)I／O的狀態(tài)。通過PLC程序的邏輯分析，方便地檢查出問題存在部位。如 FANUC一OT系統(tǒng)中自診斷頁面，F(xiàn)ANUC一7M系統(tǒng)中的T指令等。

4、利用數(shù)控系統(tǒng)的PLC狀態(tài)顯示功能診斷

許多數(shù)控系統(tǒng)都有PLC狀態(tài)顯示功能，如西門子3系統(tǒng)PC菜單下的PC STATUS，西門子810系統(tǒng)DIAGNOSIS菜單下的PLC STATUS功能等，利用這些功能可顯示PLC的輸入、輸出、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等的即時(shí)狀態(tài)和內(nèi)容。根據(jù)機(jī)床的工作原理和機(jī)床廠家提供的電氣原理圖，通過監(jiān)視相應(yīng)的狀態(tài)，就可確診一些故障。

四、數(shù)控機(jī)床故障的維修步驟與方法

1、故障排除步驟

①詢問操作者故障發(fā)生的原因

當(dāng)故障發(fā)生后，維修人員一般不要急于動(dòng)手，要仔細(xì)詢問故障發(fā)生時(shí)機(jī)床處在什么工作狀態(tài)、表現(xiàn)形式、產(chǎn)生的后果、是否是誤操作。故障能否再現(xiàn)等。②表面與基本供電檢查

主要觀察設(shè)備有無異常情況，如機(jī)械卡住、電機(jī)燒壞、保險(xiǎn)熔斷等。首先檢查AC＼DC電源是否正常，盡可能地縮小故障范圍。③分析圖紙，確定故障部位

根據(jù)圖紙PLC梯圖進(jìn)行分析，以確定故障部位是機(jī)械、電器、液壓還是氣動(dòng)故障。

④根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析，擴(kuò)大思路

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析，一定要擴(kuò)大思路，不局限于維修說明書上的范疇，維修資料只提供一個(gè)思路，有時(shí)局限性很大。

2、故障維修方法

當(dāng)數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，首先要搞清故障現(xiàn)象，向操作人員了解第一次出現(xiàn)故障時(shí)的情況，在可能的情況下觀察故障發(fā)生的過程，觀察故障是在什么情況下發(fā)生的，怎么發(fā)生的，引起怎樣的后果。只有了解到第一手情況，才有利于故障的排除，把故障過程搞清了，問題就解決一半了。搞清了故障現(xiàn)象，然后根據(jù)機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)的工作原理，就可以很快地確診問題所在并將故障排除，使設(shè)備恢復(fù)正常使用。下面是一些具體數(shù)控機(jī)床故障的解決方法：

1）當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)母線欠電壓警報(bào)時(shí)，是由主回路斷路器跳閘引起，需重新推好電閘。

2）當(dāng)主軸驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的速度不能跟從指令速度，電動(dòng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩過大。參數(shù)4082中的加速度時(shí)間不足時(shí)，需確認(rèn)切削條件后減少負(fù)載并且修改參數(shù)4082。3）當(dāng)主軸切換輸出切換時(shí)的切換順序異常。切換用的MC的接點(diǎn)狀態(tài)確認(rèn)信號(hào)和指令不一致時(shí)，需確認(rèn)、修改梯形圖順序，更換用于切換的MC。

4）當(dāng)電源系統(tǒng)出現(xiàn)主回路直流母線電容不能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)充電時(shí)，可能是由于電源模塊容量不足或直流母線存在短路，充電限流電阻不良引起的。

五、維修總結(jié)

數(shù)控機(jī)床是技術(shù)含金量很高的設(shè)備，在使用過程中要嚴(yán)格遵照使用要求，必須執(zhí)行設(shè)備操作規(guī)程，因?yàn)閿?shù)控故障大多都是由認(rèn)為造成的，作為操作人員，為減少設(shè)備故障、延長使用壽命，需做設(shè)備的日常維護(hù)，盡可能讓機(jī)床發(fā)揮它的最大效益，不能還沒有使用就要壞掉，在維修。公司也應(yīng)加大為操作人員素質(zhì)培養(yǎng)，讓他們盡快掌握機(jī)床性能，保證設(shè)備運(yùn)行 在合理的工作狀態(tài)之中；另外，維修人員應(yīng)做經(jīng)常性的巡回檢查，如CNC系統(tǒng)的排風(fēng)扇運(yùn)行情況，機(jī)柜、電機(jī)是否發(fā)熱，是否有異常聲音或有異味，壓力表指示是否正常，各管路及接頭有無泄漏、潤滑狀況是否良好等，積極做好故障和事故預(yù)防，若發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)解決，這樣做才有可能把故障消滅在萌牙 狀態(tài)之中，從而可以減少一切可避免的損失。當(dāng)設(shè)備出 7

現(xiàn)問題后，要及時(shí)冷靜地進(jìn)行故障診斷，尋找合適的方法解決問題。機(jī)床修理人員要注重實(shí)踐，在實(shí)踐中不斷提高自己的水平，要多問、多閱讀、多觀察、多思考、多實(shí)踐、多討論交流、多總結(jié)。只有當(dāng)自身的水平提高了，數(shù)控機(jī)床的修理過程才能更迅速，才能更好地提高工作效率，多創(chuàng)效益。

六、參考文獻(xiàn)

1、《機(jī)電設(shè)備故障診斷與維修技術(shù)》

2、《維修電工》

3、《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》

4、《數(shù)控機(jī)床常見故障快速處理》

陳則鈞

龔雯 主編

王建

主編

楊克沖

主編

嚴(yán)峻

主編

高等教育出版社

機(jī)械工業(yè)出版社

華中科技大學(xué)出版社

機(jī)械工業(yè)出版社

第四篇：數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的必要性

數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的必要性

今天機(jī)床維修講解一下數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的必要性，數(shù)控維修技術(shù)不僅是保證數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)行的前提，對(duì)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和完善也起到了巨大的推動(dòng)作用。因此，目前他已經(jīng)成為了一門專門的學(xué)科。另外，任何一臺(tái)數(shù)控機(jī)床都是一臺(tái)過程控制設(shè)備，這就要求它在實(shí)時(shí)控制每一時(shí)刻都準(zhǔn)確無誤地工作。任何部位的故障與失效，都會(huì)使機(jī)床停機(jī)，從而造成生產(chǎn)停頓。因而對(duì)數(shù)控系統(tǒng)這樣原理復(fù)雜、結(jié)構(gòu)精密的裝置進(jìn)行維修就顯得十分必要了。在許多行業(yè)中，花費(fèi)幾十萬到上千萬美元引進(jìn)數(shù)控機(jī)床，這些機(jī)床均處于關(guān)鍵的工作崗位若在出現(xiàn)故障后不及時(shí)維修排除，就會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失

數(shù)控機(jī)床維修的技術(shù)指標(biāo)

要發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效率，就要求機(jī)床開動(dòng)率高，這對(duì)數(shù)控機(jī)床提出了可靠性的要求。衡量可靠性的主要指標(biāo)是平均我故障時(shí)間MTBF。平均無故障時(shí)間是指這杯在一個(gè)使用比較長的過程中，兩次故障間隔的平均時(shí)間，即總工作時(shí)間MTBF=———————總故障次數(shù)

當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生了故障，需要及時(shí)進(jìn)行排除，從開始排除故障知道數(shù)控機(jī)床能正常使用所需要的時(shí)間為平均修復(fù)時(shí)間MTTR，反應(yīng)了數(shù)控機(jī)床可維修性。衡量數(shù)控機(jī)床的可靠性和可維修性的指標(biāo)是平均有效度A：

MTBF

A=————————MTBF+MTTR

平均有效度是指可維修的設(shè)備再摸一段時(shí)間內(nèi)維持其性能的概率，這是一個(gè)小于1的正數(shù)。數(shù)控機(jī)床故障的平均修復(fù)時(shí)間越短，則A就越接近1，那么數(shù)控機(jī)床的使用性能就越好

數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維修是數(shù)控機(jī)床使用構(gòu)成中重要組成部分，也是目前制約數(shù)控機(jī)床發(fā)揮作用的因素之一，因此學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修的技術(shù)和方法有重要的意義

第五篇：數(shù)控機(jī)床主軸故障診斷信息化教學(xué)設(shè)計(jì)

數(shù)控機(jī)床主軸故障診斷信息化教學(xué)設(shè)計(jì)

摘 要：本文就數(shù)控機(jī)床主軸故障診斷的教學(xué)難題，以“教師引導(dǎo)，學(xué)生主導(dǎo)”為指導(dǎo)思想，作出信息化教學(xué)設(shè)計(jì)，旨在探索數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修更好的教學(xué)方法與模式。

關(guān)鍵詞：主軸系統(tǒng)；故障診斷；信息化教學(xué)

數(shù)控機(jī)床主軸是數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)，包括機(jī)、電、氣聯(lián)動(dòng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障率較高，但其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)使得教好該部分內(nèi)容較為困難。本文針對(duì)該部分內(nèi)容教學(xué)中出現(xiàn)的問題，結(jié)合現(xiàn)今全國推廣的高校信息化教學(xué)模式及我校現(xiàn)有設(shè)備，進(jìn)行信息化教學(xué)設(shè)計(jì)。

1教學(xué)分析

1.1課程內(nèi)容分析

《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》是高職機(jī)電及數(shù)控類專業(yè)的一門專業(yè)必修課，課程內(nèi)容涉及面廣而復(fù)雜。課程在介紹數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)及工作原理的基礎(chǔ)上，講解數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)的故障診斷及維修。本文選自十二五規(guī)劃教材《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》中項(xiàng)目七任務(wù)四，通過解決主軸故障實(shí)際任務(wù)，使學(xué)生將理論與實(shí)際結(jié)合，達(dá)到理實(shí)一體化的目的。

1.2學(xué)情分析

本課程開設(shè)在大二下學(xué)期，學(xué)生完成相關(guān)前置課程和本課程的前部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生對(duì)數(shù)控機(jī)床的工作原理有了簡(jiǎn)單了解。學(xué)生會(huì)利用多媒體網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)，但獲取資源不夠完整和系統(tǒng)；思維較活躍，但不擅長抽象思考；厭倦了純理論學(xué)習(xí)，更愛動(dòng)手操作，但又缺乏安全規(guī)范的操作能力。

1.3重難點(diǎn)分析

主軸系統(tǒng)故障診斷和維修的教學(xué)重難點(diǎn)在于：學(xué)生對(duì)主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理一知半解，對(duì)故障診斷的思路和方法不夠清晰。

1.4目標(biāo)分析

通過項(xiàng)目式教學(xué)和任務(wù)實(shí)施，使學(xué)生掌握故障診斷的基本步驟，學(xué)會(huì)故障檢測(cè)的方法；能夠分析、解決問題，培養(yǎng)動(dòng)手、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力；形成務(wù)實(shí)創(chuàng)新、精益求精的工匠精神，增強(qiáng)奉獻(xiàn)意識(shí)。

2教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1教學(xué)策略

本課題以教師引導(dǎo)、逐漸淡出、學(xué)生主導(dǎo)為指導(dǎo)思想，通過“引-探-升”的教學(xué)模式，將任務(wù)過程融合進(jìn)教學(xué)過程中，將任務(wù)的信息、策略、計(jì)劃、實(shí)施、總結(jié)、拓展及評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)融入到教學(xué)過程的課前、中、后。

2.2教學(xué)載體

課前利用學(xué)習(xí)的平臺(tái)發(fā)布預(yù)習(xí)任?占跋喙匱?習(xí)近平臺(tái)、資源庫網(wǎng)址鏈接，課中通過軟件仿真，數(shù)控實(shí)訓(xùn)平臺(tái)操作演練，課后通過APP平臺(tái)發(fā)布課后拓展任務(wù)，學(xué)生在線作答提交，教師在線批閱生成成績分析。在整個(gè)教學(xué)過程中充分利用以上信息化手段解決課前資料難找，課中任務(wù)難實(shí)現(xiàn)，課后評(píng)價(jià)難準(zhǔn)確的問題。

3教學(xué)過程

3.1課前自學(xué)

課前，教師將學(xué)習(xí)資源上傳到學(xué)習(xí)的平臺(tái)，通過該平臺(tái)發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)書，任務(wù)書里羅列主軸故障診斷與維修PPT、教學(xué)視頻、學(xué)習(xí)網(wǎng)站鏈接和《數(shù)控機(jī)床維修工工作手冊(cè)》。要求學(xué)生對(duì)照任務(wù)書開展預(yù)習(xí)，完成相關(guān)故障的診斷任務(wù)（仿真軟件文件），并提交預(yù)習(xí)作業(yè)。

3.2課中互動(dòng)學(xué)

（1）任務(wù)引導(dǎo)（引）。教師根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)提交的作業(yè)情況，找出學(xué)生知識(shí)掌握的薄弱點(diǎn)，將任務(wù)的重難點(diǎn)以引導(dǎo)性問題提出，通過仿真軟件展示主軸系統(tǒng)的組成，讓學(xué)生動(dòng)手操作軟件組裝主軸結(jié)構(gòu)，共同探討攻克任務(wù)難點(diǎn)。

（2）任務(wù)實(shí)施（探）。在學(xué)生掌握了主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理后，引導(dǎo)其理清故障診斷思路，探索出主軸故障診流程，流程圖如圖1所示。教師演示任務(wù)――主軸不轉(zhuǎn)，學(xué)生分組，要求明確任務(wù)要求。各組內(nèi)完成工作分配，進(jìn)行仿真軟件排故，編寫規(guī)范排故過程，包括工具的規(guī)范使用。完成仿真排故后，在數(shù)控實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)物排故，完成所有排故后，通電測(cè)試。整個(gè)環(huán)節(jié)中，教師要保持與各小組的互動(dòng)溝通及安全監(jiān)督。

（3）任務(wù)創(chuàng)新（升）。教師在課堂任務(wù)完成的基礎(chǔ)上發(fā)布創(chuàng)新任務(wù)，提出主軸其他類型故障：主軸定位抖動(dòng)、主軸不能變速、主軸轉(zhuǎn)速偏差過大等，學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)討論創(chuàng)新任務(wù)的解決思路，提高學(xué)生創(chuàng)新思維和素養(yǎng)。最后，教師針對(duì)主軸不轉(zhuǎn)故障診斷情況給出評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)各小組進(jìn)行組內(nèi)自評(píng)和組間互評(píng)，讓學(xué)生在自評(píng)和互評(píng)中總結(jié)任務(wù)，從而提升學(xué)習(xí)效果。教師點(diǎn)評(píng)并記錄各小組最后得分。

3.3課后交流學(xué)

課后，教師通過平臺(tái)發(fā)布作業(yè)，學(xué)生在線答題提交，教師改題，公布正確答案，并完成成績匯總分析。與學(xué)生在線交流學(xué)習(xí)心得，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的把握，同時(shí)也聽取學(xué)生對(duì)教學(xué)效果的反饋。

3.4綜合評(píng)價(jià)

多元化的考核方式進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)，課前以任務(wù)完成度為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；課中以各小組任務(wù)完成情況為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)；課后以創(chuàng)新任務(wù)完成情況為評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。綜合課前、課中、課后三重標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)學(xué)生作出正確評(píng)價(jià)。

4教學(xué)反思

4.1教學(xué)特色

本教學(xué)設(shè)計(jì)根據(jù)大二年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，采用多種信息化手段，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，抽象問題形象化，幫助學(xué)生理解任務(wù)原理。利用多種網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、差異化學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。運(yùn)用仿真軟件、數(shù)控實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)理實(shí)一體化，在做中學(xué)，學(xué)中做。多元化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，完善課程評(píng)價(jià)體系。

4.2教學(xué)效果

將本次教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)施后，與傳統(tǒng)課堂對(duì)比，學(xué)生對(duì)主軸系統(tǒng)的工作原理理解更為深刻，學(xué)習(xí)興趣大幅提高，任務(wù)完成率呈上升趨勢(shì)，同時(shí)學(xué)生對(duì)教師的教學(xué)滿意度也有所提高，達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)效果。

5總結(jié)

通過在主軸故障診斷的教學(xué)過程中引入信息化模式教學(xué)取得較好效果，可知，信息化教學(xué)在數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修具有一定的可行性，將在該課程的教學(xué)改革中，逐步向信息化教學(xué)轉(zhuǎn)變，從而達(dá)到良好的教學(xué)目的。

參考文獻(xiàn)

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