搜索
滨州职业学院毕业设计题目：数控机床电气故障分析与维修维护学号：姓名：专业班级：教学单位：指导教师：二○一一年六月滨州职业学院毕业设计任务书_______数控______专业____08___年级________年_____月_____日批准专业负责人：_______________发放经手人：______________1．毕业设计题目：数控机床电气故障分析与维修维护2．学生完成全部任务期限：___________年_________月________日3．任务要求：4．实验（调研）部分内容要求：5．文献查阅及翻译要求：6．发出日期：__________年__________月________日指导教师：_______________（签名）学生：______________________（签名）滨州职业学院学生毕业设计进程表学生姓名：________学号：________专业年级：_______指导教师：________论文设计题目：_________________________________________________序号日期工作安排要求滨州职业学院毕业设计中期检查登记表学生姓名：________学号：________专业年级：_______指导教师：________毕业设计题目：_________________________________________________序号日期指导、检查内容学生签名注：日期和指导、检查内容由指导教师填写。滨州职业学院毕业设计指导教师评定书教学单位：所属行政班级：学生姓名：学生学号：一、设计（论文）题目：二、毕业设计共页，附图张三、审阅意见及评语根据《滨州职业学院毕业设计实施意见》，同意（不同意）该生参加毕业答辩指导教师（签名）职称工作单位数控机床电气故障分析与修护摘要：随着现在机械零件精度要求的大幅提高以及国外机械精加工对我国机械制造业的影响，传统型的机床已经无法满足现代制造业的精度要求。而数控机床的产生与普及无疑给世界机械制造业带来了空前的革新，其加工精度、效率、复杂曲面加工等等，是传统机床所无法比拟的。我国数控起步较晚，与德国、美国等发达国家相比差了几十年，现在国内数控仍然没有完全自主知识产权，高档数控系统基本依赖进口，如西门子、发那科、华中，凯恩帝，日本FANUC等等。我国在数控维修调试方面更是人才短缺，经验匮乏，导致国内许多高档数控机床都要聘请国外专家维修调试。本文从具体实践出发，涵盖系统、驱动、电机、电路等内容。在第一章节中，顺带介绍了数控机床的维护维修基础。第二、第三章节是本文的重点所在，在分析系统与驱动故障之前都是从原理着手，并且已将故障全部归类，其中系统部分归为5大类，驱动部分归为11类，然后逐步展开细分，加以阐述。驱动部分以伺服驱动为代表，因为目前数控机床在配置驱动时都以伺服为主，步进驱动由于精度低的缺点而趋于淘汰。第四章节简单叙述了驱动系统的一般维护。本论文内容在结合理论知识的同时更注重平时经验积累，故障分析通俗易懂，可作为数控操作、维修、调试的参考资料。关键词：数控系统，伺服驱动，步进驱动，故障分析排除第一章数控机床的概述1.1数控技术数控技术，简称“数控”。英文：NumericalControl（NC）。是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。现在，数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可以通过计算机软件来完成。1.2数控机床数控机床是数字控制机床（Computernumericalcontrolmachinetools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。按工艺用途分类金属切削类数控机床,包括数控车床,数控钻床,数控铣床,数控磨床,数控镗床发及加工中心.这些机床都有适用于单件、小批量和多品种和零件加工，具有很好的加工尺寸的一致性、很高的生产率和自动化程度，以及很高的设备柔性。金属成型类数控机床；这类机床包括数控折弯机，数控组合冲床、数控弯管机、数控回转头压力机等。数控特种加工机床；这类机床包括数控线（电极）切割机床、数控电火花加工机床、数控火焰切割机、数控激光切割机床、专用组合机床等。其他类型的数控设备；非加工设备采用数控技术，如自动装配机、多坐标测量机、自动绘图机和工业机器人等。按运动方式分类点位控制；点位控制数控机床的特点是机床的运动部件只能够实现从一个位置到另一个位置的精确运动，在运动和定位过程中不进行任何加工工序。如数控钻床、数按坐标镗床、数控焊机和数控弯管机等。直线控制；点位直线控制的特点是机床的运动部件不仅要实现一个坐标位置到另一个位置的精确移动和定位，而且能实现平行于坐标轴的直线进给运动或控制两个坐标轴实现斜线进给运动。轮廓控制；轮廓控制数控机床的特点是机床的运动部件能够实现两个坐标轴同时进行联动控制。它不仅要求控制机床运动部件的起点与终点坐标位置，而且要求控制整个加工过程每一点的速度和位移量，即要求控制运动轨迹，将零件加工成在平面内的直线、曲线或在空间的曲面。按控制方式分类开环控制；即不带位置反馈装置的控制方式。半闭环控制；指在开环控制伺服电动机轴上装有角位移检测装置，通过检测伺服电动机的转角间接地检测出运动部件的位移反馈给数控装置的比较器，与输入的指令进行比较，用差值控制运动部件。闭环控制；是在机床的最终的运动部件的相应位置直接直线或回转式检测装置，将直接测量到的位移或角位移值反馈到数控装置的比较器中与输入指令移量进行比较，用差值控制运动部件，使运动部件严格按实际需要的位移量运动。按数控制机床的性能分类经济型数控机床；中档数控机床；高档数控机床；按所用数控装置的构成方式分类硬线数控系统；软线数控系统；加工中心第一台加工中心是1958年由美国卡尼-特雷克公司首先研制成功的。它在数控卧式镗铣床的基础上增加了自动换刀装置，从而实现了工件一次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种工序的集中加工。加工中心是带有刀库和自动换刀装置的一种高度自动化的多功能数控机床。工件在加工中心上经一次装夹后，能对两个以上的表面完成多种工序的加工，并且有多种换刀或选刀功能，从而使生产效率大大提高。加工中心按其加工工序分为镗铣和车削两大类，按控制轴数可分为三轴、四轴和五轴加工中心。1.3数控机床维修的基本要求和基本步骤1.3.1数控机床维修的基本要求数控机床是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密侧量技术和机床设计等先进技术的典型机电一体化产品，其控制系统复杂、价格昂贵，因此它对维修人员素质、维修资料的准备、维修仪器的使用等方面提出了比普通机床更高的要求这些要求主要包括以下几个方面。1.维修人员的素质直接决定了维修效率和效果为了迅速、准确判断故障原因，并进行及时、有效的处理，恢复机床的动作、功能和精度作为数控机床的维修人员应具备以下方面的基本条件。⑴具有较广的知识面由于数控机床通常是集机械、电气、液压、气动等干一体的加工设备，组成机床的各部分之间具有密切的联系，其中任何一部分发生故障均会影响其他部分的正常工作。⑵善于思考数控机床的结构复杂，各部分之间的联系紧密。故障涉及面广。而且在有些场合．故障所反映出的现象不一定是产生故障的根本原因。通俗地讲，数控机床的维修人员从某种意义上说应“多动脑，慎动手’,，切忌草率下结论，自月更换元器件．特别是数控系统的模块以及印刷电路板⑶重视急结积累数控机床的维修速度在很大程度上要依靠平时经验的积累，维修人员遇到过的问题、解决过的战障越多，其维修经验也就越丰富。⑷善于学习作为数控机床维修人员不仅要注重分析与积累，还应当勤于学习，善于学习。⑸具备外语基础与专业外语基础虽然目前国内生产数控机床的厂家已经日益增多，但数控机床的关键部分―数控系统还主要依靠进口，其配套的说明书、资料往往使用原文资料数控系统的报警文本显示亦以外文居多。⑹能熟练操作机床和使用维修仪器数控机床的维修离不开实际操作，特别是在维修过程中．维修人员通常要进入一般操作者无法进行的特殊操作方式．如：进行机床参数的设定与调整通过计算机以及软件联机调试利用PLC编程器监控等。⑺具有较强的动手能力动手是维修人员必须具备的素质。但是，对于维修数控机床这样约精密、关键设备，动手必须有明确的目的、完整的思路、细致的操作。2.技术资料是维修的指南，它在维修工作中起着至关重要的作用．借助于技术资料可以大大提高维修工作的效率与维修的准确胜。一般来说，对于重大的数控机床故障维修。在理想状态下，应具备以下技术资料：⑴数控机床使用说明书它是由机床生产厂家编制井随机床提供的随机资料。机床使用说明书通常包括以F与维修有关的内容。1）机床的操作过程和步骤2）机床主要机械传动系统及主要部件的结构原理示意图。3）机床的液压、气动、润滑系统图4）机床安装和调整的方法与步骤5）机床电气控制原理图6）机床使用的特殊功能及其说明等。（2）数控系统的操作、编程说明书（或使用手册），它是由数控系统生产厂家编制的数控系统使用手册，通常包括以F内容：1）数控系统的面板说明2）数控系统的具体操作步骤（包括手动，自动、试运行等方式的操作步骤．以及程序、参数等的输入、编辑、设置和显示方法）。3）加工程序以及输入格式，程序的编制方法，各指令的基本格式以及所代表的意义等。在部分系统中它还可能包括系统调试、维修用的大量信息，如：“机床参数“的说明、报警的显不及处理方法、以及系统的连接图等。它是维修数控系统与操作机床中必须参考的技术资料之一。⑶PLC程序清单它是机床厂根据机床的具体控制要求设计、编制的机床控制软件，PLC程序中包含了机床动作的执行过程，以及执行动作所需的条件，它表明了指令信号、检测元件与执行元件之间的全部逻辑关系。借助PLC程序，维修人员可以迅速找到故障原因，它是数控机床维修过程中使用最多、最重要的资料在某些系统（如FANUC系统、SIEMENS802D等）中，利用数控系统的显示器可以直接对PLC程序进行动态检测和观察，它为维修提供了极大的便利，因此，在维修中定要熟练掌握这方面的操作和使用技能⑷机床参数清单它是由机床生产厂根据机床的实际情况，对数控系统进行的设置与调整。机床参数是系统与机床之间的“桥梁”，它不仅直接决定了系统的配置和功能，而且也关系到机床的动、静态性能和精度因此也是维修机床的重要依据与参考。在维修时，应随时参考系统“机床参数”的设置清况来调整、维修机床；特别是在更换数控系统模块时．一定要记录机床的原始设置参数，以便机床功能的恢复。⑸数控系统的连接说明、功能说明该资料由数控系统生产厂家编制通常只提供给机床生产厂家作为设针资料。维修人员可以从机床生产厂家或系统生产、销售部门获得。系统的连接说明、功能说明书不仅包含了比电气原理图更为详细的系统各部分之间连接要求与说明，而且还包括了原理圈中未反映的信号功能描述，是维修数控系统，尤其是检查电气接线的重要参考资料。⑹伺服驱动系统、主轴驱动系统的使用说明书它是伺服系统及主轴驱动系统的原理与连接说明书，主要包括伺服、主轴的状态显示与报警显示、驱动器的调试、设定要点，信号、电压、电流的测试点，驱动器设置的参数及意义等方面的内容，