数控车床的故障诊断与维护毕业论文(编辑修改稿)

数控车床的故障诊断与维护毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

扩展数控车床的加工能力。 如：利用铣削动力头进行轴向钻孔和铣削轴向槽。 5. 数控车床的刀具 在数控车床或车削加工中心上车削零件时，应根据车床的刀架结构和可以安装刀具的数量，合理、科学地安排刀具在刀架上的位置，并注意避免刀具在静止和工作时，刀具与机床、刀具与工件以及刀具相互之间的干涉现象。 第三节 数控车床的 选用原则 与安装方法 一 . 数控车床的选用原则 1. 前期准备 确定典型零件的工艺要求、加工工件的批量，拟定数控车床应具有的功能是做好前期准备，合理选用数控车床的前提条件 满足典型零件的工艺要求 典型零件的工艺要求主要是零件的结构尺寸、加工范围和精度要求。 根据精度要求，即工件的尺寸精度、定位精度和表面粗糙度的要求来选择数控车床的控制精度。 根据可靠性来选择，可靠性是提高产品质量和生产效率的保证。 数控机床的可靠性是指机床在规定条件下执行其功能时，长时间稳定运行而不出故障。 即平均无故障时间长，即使出了故障，短时间内能恢复，重新 投入使用。 选择结构合理、制造精良，并已批量生产的机床。 一般，用户越多， 数控 系统的可靠性越高。 2. 机床附件及刀具选购 机床随机附件、备件及其供应能力、刀具，对已投产数控车床、车削中心来说是十分重要的。 选择机床，需仔细考虑刀具和附件的配套性。 3. 注重控制系统的同一性 生产厂家一般选择同一厂商的产品，至少应选购同一厂商的控制系统，这给维修工作带来极大的便利。 教学 单位，由于需要学生见多识广，选用不同的系统，配备各种仿真软件是明智的选择。 毕业设计（或论文） 9 4. 根据性能价格比来选择 做到功能、精度不闲置、不浪费，不要选择和自己需要无关的功能。 5. 机床的防护 需要时，机床可配备全封闭或半封闭的防护装置、自动排屑装置。 在选择数控车床、车削中心时，应综合考虑上述各项原则。 二 . 安装方法 1. 起吊和运输 机床的起吊和就位，应使用制造厂提供的专用起吊工具，不允许采用其他方法进行。 不需要专用起吊工具，应采用钢丝绳按照说明书规定部位起吊和就位。 机 床应安装在牢固的基础上，位置应远离振源；避免阳光照射和热辐射；放置在干燥的地方，避免潮湿和气流的影响。 机床附近若有振源，在基础四周必须设置防振沟。 机床放置于基础上，应在自由状态下找平，然后将地脚螺栓均匀地锁紧。 对于普通机床，水平仪读数不超过 ，对于高精度的机床，水平仪不超过 ／ 1000mm。 在测量安装精度时，应在恒定温度下进行，测量工具需经一段定温时间后再使用。 机床安装时应竭力避免使机床产生强迫变形的安装方法。 机床安装时不应随便拆下机床的某些部件，部件的拆 卸可能导致机床内应力的重要新分配，从而影响机床精度。 4. 试运转前的准备 机床几何精度检验合格后，需要对整机进行清理。 用浸有清洗剂的棉布或绸布，不得用棉纱或纱布。 清洗掉机床出厂时为保护导轨面和加工面而涂的防锈油或防锈漆。 清洗机床外表面上的灰尘。 在各滑动面及工作面涂以机床规定使滑油。 仔细检查机床各部位是否按要求加了油，冷却箱中是否加足冷却液。 机床液压站、自动间润滑装置的油是否到油位批示器规定的部位。 检查电气控制箱中各开关及元器件是否正常，各插装集成电路板是否到位。 毕业设计（或论文） 10 第四节 数控车床 调试与 验收 数控车床的验收应按国家颁布实行的《数控卧式车床制造与验收技术要求》进行，在验收过程中，如发生争执，应以国家有关标准为依据，通过协商解决。 一 . 开箱验收 按随机装箱单和合同中特定附件清单对箱内物品逐一核对检查 ， 并做检查记录 有如下内容： ，机床外观有无明显损坏，是锈蚀、脱漆； ，是否齐全； 、规格、数量； 、规格、数量； 、规格、数量； 〈刀片〉品种、规格、数量； ； 、规格、数量； 二 . 开机试验 机床安装调试完成后，即通知制造厂派人调试机床。 试验主要有如下：。 、开关、人工操纵对机床进行功能试验。 试验动作的灵活性、平稳性及功能的可靠性。 、正转、反转、停止的连续试验。 操作不少于 7 次。 、中、低转速变换试验。 转速的指令值与显 示值允差为 177。 5%。 毕业设计（或论文） 11 ，在 XZ轴全部行程上，连续做工作进给和快速进给试验。 快速行程应大于 1/2 全行程。 正反方和连续操作不少于 7 次。 X、 Z 轴的全部行程上，做低、中、高进给量变换试验。 转塔刀架进行各种转位夹紧试验。 、润滑、冷却系统做密封、润滑、冷却性试验，做到不渗漏。 、松开、灵活性及可靠性试验。 、反转、停止及变换主轴转速试验。 试验。 、手动数据输入、位置显示，回基准点，程序序号批示和检索、程序暂停、程序删除、址线插补、直线切削徨、锥度切削循环、螺纹切削循环、圆弧切削循环、刀具位置补偿、螺距补偿、间隙补偿等功能的可靠性、动作灵活性等。 a. 主动动机构运转试验，在最高转速段不得少于 1 小时，主轴轴承的温度值不超过 70℃ ， 温升值不超过 40℃ ； b. 连续空运转试验，其运动时间不少于 8 小时，每个循环时间不大于 15分钟。 每个循环终了停车，并模拟松卡工件动作，停车不超过一分钟，再继 续运转。 用户准备好典型零件的图纸和毛坯，在制造厂调试人员指导下编程和输入程序，选择切削刀具和切削用量。 负荷试验可按如下三步进行，粗车、重切削、精车。 每一步又分单一切削和循环程序切削。 每一次切削完成后检验零件已加工部位实际尺寸并与指令值进行比较，检验机床在负荷条件下的运行精度、即机床的综合加工精度，转塔刀架的转位精度。 5. 验收 机床开箱验收，功能试验，空运转试验、负荷试验完成后，加工出合格产品，即可办理验收移交手续。 如有问题，制造厂应负责解决。 毕业设计（或论文） 12 第五节 数控车床的发展方 向 、高精度化、高可靠性 高速化：提高进给速度与提高主轴转速。 高精度化：其精度从微米级到亚微米级，乃至纳米级 (L0NM)，其应用范 围日趋广泛。 高可靠性：一般数控系统的可靠性要高于数控设备的可靠性在一个数量级以上，但也不是可靠性越高越好，因为商品受性能价格比的约束。 数控机床的功能复合化的发展，其核心是在一台机床上要完成车、铣、钻、攻丝、绞孔和扩孔等多种操作工序，从而提高了机床的效率和加工精度，提高生产的柔性。 智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求 加工效率和加工质量方面的智能化；为提高驱动性能及使用连接方便等方面的智能化；简化编程、简化操作方面的智能化；还有如智能化的自动编程、智能化的人机界面等，以及智能诊断、智能监控等方面的内容，方便系统的诊断及维修。 、集成化 当今世界上的数控机床向柔性自动化系统发展的趋势是：从点 (数控单机、加工中心和数控复合加工机床 )、线（ FMC、 FMS、 FTL、 FML）向面 (工段车间独立制造岛 FA)、体（ CIMS、分布式网络集成制造系统）的方向发展，另一方面向注重应用性和经济性方向发展。 柔性自动化技术是制造业适 应动态市场需求及产品迅速更新的主要手段，是各国制造业发展的主流趋势，是先进制造领域的基础。 毕业设计（或论文） 13 第二章 数控车 床故障诊断与维 护 的原则 由于数控 车 床结构比较复杂，所以在实际的生产中总会出现这样或那样的故障。 在数控 车 床故障检测排除时，应遵循一下原则 ： （ 1） 先外部后内部。 当数控机床发生故障后，维修人员应先采用望闻听问摸等方法检查。 （ 2） 先机械后电气。 数控机床的故障大部分是机械动作失灵引起的，先检 查机械部分 是否正常 再检查行程开关是否灵活等，可以达到事半功倍的效果。 （ 3） 先静后动。 维修人员本身 应该做到先静后动，不可盲目动手，应先了解情况。 （ 4） 先公用后专用。 公用性问题影响全局，专用性问题只影响局部。 （ 5） 先简单后复杂。 出现多种故障交织掩盖，应先解决简单的，后解决难度大的。 （ 6） 先一般后特殊。 出现故障，应先考虑最常见的可能原因，后分析很少发生故障的特殊原因。 毕业设计（或论文） 14 第三章 数控车 床的故障类型与主要故障 第一节 数控车 床的故障特点 数控 车 床 故障是指数控机床失去了规定的功能。 数控 车 床故障发生率 ，随着使用时间不同而 故障 发生率是不相同的，在 车 床的使用期间大致可以分为三个阶段即磨合期，稳定工作期，和衰退期。 1 磨合期： 新车 床在安装调试后，在半年到一年左右的时间内，由于机修零部件的加工表面还存在几何形状偏差比较粗糙，电器元件收到狡辩符合等冲击，故障频率较高一般没有规律。 其中，电气，液压和气动系统故障频率大约为 90﹪左右。 2 稳定工作期： 车 床在经历了初期磨合后，进入了稳定的工作期。 这是故障发生率较低，但由于使用条件和人为的因素，偶尔故障在所难免所以在稳定期内故障诊断非常重要。 在此期间，机，电故障发生的概率差不多，并且大多数可以排除这个时期大约为 6～ 10 年。 3 衰退期： 车 床零部件在正常寿命之后，开始迅 速磨损和老化，故障发生率逐渐增多。 此时期的故障大多数具有规律性，属于渐变性和器质性的，并且大部分可以排除。 数控车床本身的复杂性使其故障诊断具有复杂性和特殊性。 因此数控车床的故障应是多方面的，有些故障的现象是机械方面的，但是引起故障的原因却是电气方面的。 有些故障的现象是电气方面的 ,但是引起故障的原因却是机械方面的。 些故障的现象是机械方面和电气方面共同引起的。 因而，对同一个现象，极可能是机械的问题，也可能是电气的原因，或许两者兼而有之非常复杂。 这就要求必须根据实际情况进行综合考虑，才能做出正确的判断。 第二节 数控车 床的故障类型与主要故障 一、按发生的故障性质分类 ： 毕业设计（或论文） 15 1． 系统故障 这类故障是指只要满足一定的条件，机床或者数控系统就必然出现的故障。 例如电网电压过高 ， 系统就会产生电压过高报警；切削量过大时，就会产生过载报警等。 故障具有不可恢复性，故障一旦发生，如不对其进行维修处理，机床不会自动恢复正常。 但只要找出发生故障的根本原因，维修完成后机床可以立即恢复正常。 正确的使用与精心维护是杜绝或避免这类故障发生的重要措施。 2 ．随机性故障 这类故障是指在同样条件下，只偶尔出现一次或二次的故障。 有时很长时间也很难再遇到一次。 要想人为地再现同样的故障则不容易，此类故障的发生原因较隐蔽，很难找出其规律性，故常称之为 “ 软故障 ”。 随机性故障有可恢复性，制作新备件，故障发生后，开机等措施，机床通常可恢复正常，但在运行过程中，又可能发生同样的故障。 加强数控系统的维护检查，确保电气箱的密封，可靠的安装、连接，正确的接地和屏蔽是减少、避免此类故障发生的重要措施。 二 、按发生故障后有无报 警 显示分类 按故障发生后有无报警显示，可分为有报警显示故障和无报警显 示两类。 1 ．有报警显示故障 这类故障又可分为硬件报警显示和软件报警显示两种。 (l) 硬件报警显示的故障。 硬件报警显示通常是指各单元装置上的指示灯的报警指示。 在数控系统中有许多用以指示故障部位的指示灯，如控制系统操作面板、 CPU 主板、伺服控制单元等部位，一旦数控系统的这些指示灯指示故障状态后，根据相应部位上的指示灯的报警含义，均可以大致判断故障发生的部位和性质，这无疑会给故障分析与诊断带来极大好处。 因此维 修人员在日常维护和故障维修时应注意检查这些指示灯的状态是否正常。 (2) 软件报警显示的故障。 软 件报警显示通常是指数控系统显示器上显示出的报警号和报警信息。 由于数控系统具有自诊断功能，一旦检查出故障，即按故障的级别进行处理，同时在显示器上显示报警号和报警信息。 2 ．无报警显示的故障 这类故障发生时没有任何硬件及软件报警显示，因此分析诊断起来比较困难。 遇到这类问题，通常要具体问题具体分析。 要根据故障现象、机床工作原理、数控系统工作原理、 PLC 梯形图以及维修经验来分析诊断故障。 毕业设计（或论文） 16 三 、按故障产生的原因分类 1 ．数控 车 床自身故障 这类故障的发生是由于数控 车 床自身的原因所引起的，与外部使用环境 条件无关，数控 车 床所发生的极大多数故障均属此类故障。 2 ．数控 车 床外部故障这类故障是由于外部原因所造成的。 供电电压过低、过高，波动过大；电源相序不正确或三相输人电压的不平衡；环境温度过高；有害气体、潮气、粉尘侵人；外来振动和干扰等都是引起故障的原因。 此外，人为因素如操作不当也是造成的外部故障原因之一。 四 、按故障发生的破坏程度分类 1 ．破坏性故障 这类故障出现会对操作者或设备造成伤害或损害，如超程运行、飞车、部件碰撞等。 例如，一台数控车床在正常加工的情况下，刀具撞到工件，造成重大的损失，经过仔 细的分析，发现是返回参考点错误，行程开关（挡块）位置与电子栅格位置重合，造成 Z 方向进给多出一个电子栅格，从而造成刀具与工件相撞的破坏性故障。 移动行程开关位置，使问题得到圆满解决。 2 ．非破坏性故障 数控 车 床的绝大多数故障属于这类故障，出现故障时对 车。