数控机床故障诊断与维修第一章绪论一、数控机床的组成数控机床由数控装置、伺服驱动装置、数控机床由数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置和机床本体四大部分组成，检测反馈装置和机床本体四大部分组成，再加上程序的输入/输出设备、再加上程序的输入/输出设备、可编程控制电源等辅助部分。器、电源等辅助部分。1.数控装置(数控系统的核心)由硬件数控装置(数控系统的核心)和软件部分组成，接受输入代码经缓存、和软件部分组成，接受输入代码经缓存、译码、运算插补）等转变成控制指令，译码、运算插补）等转变成控制指令，实现直接或通过PLC对伺服驱动装置的控制对伺服驱动装置的控制。现直接或通过PLC对伺服驱动装置的控制。一、数控机床的组成2.伺服驱动装置是数控装置和机床主机之间的联接环节，接受数控装置的生成的进给信号，间的联接环节，接受数控装置的生成的进给信号，经放大驱动主机的执行机构，实现机床运动。经放大驱动主机的执行机构，实现机床运动。3.检测反馈装置是通过检测元件将执行元电机、刀架）件（电机、刀架）或工作台的速度和位移检测出反馈给数控装置构成闭环或半闭环系统。来，反馈给数控装置构成闭环或半闭环系统。4.机床本体是数控机床的机械结构件（床身机床本体是数控机床的机械结构件（箱体、立柱、导轨、工作台、主轴和进给机构等。箱体、立柱、导轨、工作台、主轴和进给机构等。二、数控机床故障诊断1.故障的基本概念1.故障的基本概念故障—数控机床全部或部分丧失原有的功能。故障—数控机床全部或部分丧失原有的功能。故障诊断—在数控机床运行中，故障诊断—在数控机床运行中，根据设备的故障现象，故障现象，在掌握数控系统各部分工作原理的前提下，对现行的状态进行分析，提下，对现行的状态进行分析，并辅以必要检测手段，查明故障的部位和原因。提出有效的维修手段，查明故障的部位和原因。对策。对策。二、数控机床故障诊断2.故障的分类2.故障的分类1）从故障的起因分类关联性故障—和系统的设计、关联性故障—和系统的设计、结构或性能等缺陷有关而造成（分固有性和随机性）。缺陷有关而造成（分固有性和随机性）。非关联性故障—非关联性故障—和系统本身结构与制造无关的故障。的故障。2）从故障发生的状态分类突然故障—发生前无故障征兆，使用不当。突然故障—发生前无故障征兆，使用不当。渐变故障—发生前有故障征兆，逐渐严重。渐变故障—发生前有故障征兆，逐渐严重。3）按故障发生的性质分类软件故障—程序编制错误、软件故障—程序编制错误、参数设置不正确、机床操作失误等引起。不正确、机床操作失误等引起。硬件故障—电子元器件、润滑系统、硬件故障—电子元器件、润滑系统、限位机构、换刀系统、限位机构、换刀系统、机床本体等硬件损坏造成。坏造成。干扰故障—由于系统工艺、线路设计、干扰故障—由于系统工艺、线路设计、电源地线配置不当等以及工作环境的恶劣变化而产生。变化而产生。4）按故障的严重程度分类危险性故障—危险性故障—数控系统发生故障机床安全保护系统在需要动作时，时，机床安全保护系统在需要动作时，因故障失去保护动作，因故障失去保护动作，造成人身或设备事故。备事故。安全性故障—安全性故障—机床安全保护系统在不需要动作时发生动作，引起机床在不需要动作时发生动作，不能起动。不能起动。3.数控系统的可靠性数控机床除了具有高精度、数控机床除了具有高精度、高效率和高技术的要求外，还应该具有高可靠性。高技术的要求外，还应该具有高可靠性。衡量的指标有：衡量的指标有：MTBF—MTBF—平均无故障时间MTTR—MTTR—排除故障的修理时间平均有效度A平均有效度A：A=MTBF/（MTBF+MTTR）A=MTBF/（MTBF+MTTR）数控设备使用寿命—数控设备使用寿命—故障频率曲线4.数控机床维修的特点1）数控机床是高投入、高精度、高效数控机床是高投入、高精度、率的自动化设备；率的自动化设备；2）一些重要设备处于关键的岗位和工因故障停机时，影响产量和质量；序，因故障停机时，影响产量和质量；3）数控机床在电气控制系统和机械结构比普通机床复杂，构比普通机床复杂，故障检测和诊断有一定的难度。定的难度。四、数控诊断技术的发展1.通讯诊断远程、海外诊断）1.通讯诊断(远程、海外诊断）通讯诊断(用户机床的通讯口通过电话线和维修中心的专用通讯诊断计算机相连。中心的专用通讯诊断计算机相连。计算机发诊断程序用户测试数据计算机诊断结果和处理方法用户特点：实用简便；特点：实用简便；有一定的局限性四、数控诊断技术的发展2.自修复系统当诊断软件发现数控机床在运行中某一模块有故障时，系统在CRT上显示的同一模块有故障时，系统在CRT上显示的同自动寻找备用模块并接上。时，自动寻找备用模块并接上。特点：实用但成本比较高，特点：实用但