數(shù)控機床故障診斷與維修

1、全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材數(shù)控機床故障診斷與維修科學出版社本書主要內(nèi)容 第一章：緒論 第二章：數(shù)控機床故障診斷與維修基礎 第三章：數(shù)控機床的故障預防 第四章：數(shù)控機床機械部分的故障診斷與維修 第五章：數(shù)控機床的故障診斷與維修技術 第六章：伺服系統(tǒng)故障診斷與維修 第七章：PLC模塊故障的特點與診斷方法 第八章：典型數(shù)控裝置故障的診斷與維修全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材第一章：緒論本章要點： 1 掌握設備故障診斷與維修的基本概念 2 了解數(shù)控機床故障診斷與維修的目的與意義 3 了解數(shù)控機床故障診斷與維修的最新發(fā)展方向 全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材第二章：數(shù)控機床故障診斷與維修基礎本章要點： 1 了

2、解數(shù)控機床的基本組成及其分類 2 了解數(shù)控機床故障診斷的基本方法 3 了掌握數(shù)控機床故障診斷的常用工具與儀器 4 掌握數(shù)控機床故障診斷與維修的基本原則全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材第三章：數(shù)控機床的故障預防本章要點： 1 掌握數(shù)控機床的選用 2 熟悉數(shù)控機床的安裝、調(diào)試和驗收 3 了解數(shù)控機床的杭千擾技術全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材第四章：數(shù)控機床機械部分的故障診斷與維修 本章要點 1 了解數(shù)控機床機械部分故障診斷的任務 2 掌握主軸部件的故障診斷與維修 3 掌握滾珠絲杠螺母副的故障診斷與維修 4 掌握導軌副的故障診斷與維修 5 掌握刀庫及換刀裝置的故障診斷與維修 6 了解液壓與氣動系統(tǒng)的故障診

3、斷與維修 全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材第五章：數(shù)控機床的故障診斷與維修技術 本章要點： 1 了解數(shù)控系統(tǒng)的軟硬件結構 2 掌握數(shù)控系統(tǒng)常見故障形式及其診斷維修方法 3 掌握用機床參數(shù)來修復故障 全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材第六章：伺服系統(tǒng)故障診斷與維修 本章要點： 1 了解常用的主軸伺服系統(tǒng) 2 掌握主軸伺服系統(tǒng)的常見故障形式及其診斷維修方法 3 了解常用的進給伺服系統(tǒng) 4 掌握進給伺服系統(tǒng)的故障診斷維修的特點和方法 5 了解伺服系統(tǒng)的參數(shù)意義 全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材第七章：PLC模塊故障的特點與診斷方法 本章要點： 1 了解 PLC 在數(shù)控機床上的功能 2 掌握 PLC 的工作原理和過

4、程 3 掌握 PLC 模塊故障診斷的特點和方法 全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材第八章：典型數(shù)控裝置故障的診斷與維修 本章要點： 1 了解 FANUC、SIEMENS、華中數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展歷史和結 構特點 2 掌握 FANUC數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷與維修的基本方法和規(guī) 律 3 掌握SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷與維修的規(guī)律和方法 4 掌握華中數(shù)控系統(tǒng)常見故障的排除方法 全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材第一章 緒論 1.1 設備故障診斷與維修的基本概念 1.2 數(shù)控機床故障診斷與維修的目的與意義 1.3 數(shù)控機床故障診斷與維修技術的新發(fā)展全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材1.1 設備故障診斷與維修的基本概念1.1

5、.1 設備故障診斷技術及其規(guī)律 所謂故障，一般的定義為設備或零部件喪失了規(guī)定功能的狀態(tài)。 從系統(tǒng)的觀點來看，故障包含兩層含義：一是機械設備偏離正常功能，二是功能失效，此時設備連續(xù)偏離正常功能，并且偏離程度不斷加劇，使機械設備基本功能不能保證 全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材故障含義一 機械設備偏離正常功能，其形成的主要原因是機械設備（含零部件）的工作條件不正常，這類故障通過參數(shù)調(diào)節(jié)或零部件修復即可消除，設備隨之恢復正常功能 全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材故障含義二 功能失效，此時設備連續(xù)偏離正常功能，并且偏離程度不斷加劇，使機械設備基本功能不能保證，這種情況稱為失效“一臺設備（如機床）經(jīng)過長時間的運

6、行，總會出現(xiàn)這樣或那樣的故障。 全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材磨合期,故障率較高浴盆曲線正常使用期,故障率最低且處于一個比較穩(wěn)定的狀態(tài) 損耗期,此時故障率又開始升高全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材紅區(qū)（R） 包括浴盆曲線區(qū)的故障率 己經(jīng)開始大幅度上升的階段，它表示設備己經(jīng)處于極嚴重的或者危險的狀態(tài)，此時應該停機 黃區(qū)（Y) 包括浴盆曲線區(qū)的初始階段,即故障率己經(jīng)出現(xiàn)升高的趨勢,它表示設備應處于密切監(jiān)視狀態(tài) 綠區(qū)（G) 包括浴盆曲線的正常使用階段即故障卒最低的階段,它表示設備處于良好狀態(tài) 設備的劣化曲線全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材2 設備故障診斷的基本內(nèi)容和方法 主要內(nèi)容 設備運行狀態(tài)的監(jiān)測。 設備運

7、行狀態(tài)的趨勢預報 故障性質(zhì)故障原因的確定全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材主要內(nèi)容1 設備運行狀態(tài)的監(jiān)測。主要任務是監(jiān)測設備運行過程中的各種信息，通過這些信息來判斷設備當前的運行狀態(tài)，這種診斷是為了及時地發(fā)現(xiàn)故障苗頭，從而采取必要的措施避免故障的發(fā)生。 全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材主要內(nèi)容2 設備運行狀態(tài)的趨勢預報。主要任務是根據(jù)監(jiān)測的設備運行的歷史狀態(tài)信息和當前的運行狀態(tài)信息，對設備將來一段時間的運行狀態(tài)進行預測預報，為預維護或者預維修提供參考依據(jù)。全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材主要內(nèi)容3 故障性質(zhì)、故障原因的確定。主要任務是當設備己經(jīng)發(fā)生故障后，采取一定的診斷方法對設備進行診斷從而找出故障部位。故

8、障類型、故障原因等為后續(xù)的維修打基礎。全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材基本方法(與醫(yī)學方法的對比)醫(yī)學診斷方法設備診斷方法原理及特征信息中醫(yī)：望 聞 問 切西醫(yī)：望 觸 扣 聽 嗅聽嗅看聞通過形貌、聲音、溫度、顏色的變化來診斷聽心率 做心電圖振動與噪聲監(jiān)測通過振動大小與變化規(guī)律來診斷量體溫溫度檢測觀察溫度變化驗血 驗尿油波分析觀察物理化學成分及細胞形態(tài)的變化量血壓應力應變測量觀察壓力或應力變化問病史查閱技術檔案資料找規(guī)律 查原因 做判別X射線 超聲波檢查費破壞性檢測(裂紋)觀察內(nèi)部肌體缺陷全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材1.1.2設備維修設備維修預防維修預防維修改善維修事后維修定期維修定期維修 狀態(tài)維

9、修狀態(tài)維修全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材預防維修預防維修 預防維修是防止設備性能。精度劣化或降低故障事，按預先規(guī)定的計劃和相應的技術要求所進行的維修。主要包括: 定期維修 狀態(tài)(監(jiān)視)維修全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材定期維修 定期維修是一種以時間為基礎的預防維修方式.它具有對設備進行周期性修理的特點,根據(jù)機床的磨損規(guī)律,事先確定修理類別、修理間隔期及修理工作量；所用的備件、材料可以預計,因此可作較長時間的安排。全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材定期維修 對某類具體機床除了吸收其他企業(yè)同類.同 種機床定期維修的經(jīng)驗外,還應重視探素本企業(yè) 具體機床的磨損規(guī)律,據(jù)以制定出適合本企業(yè)機 床實際清況的修理周期結

10、構,并在實踐中不斷修 改與完善,切不可按國內(nèi)外其他企業(yè)確定的某種 模式生搬硬套. 全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材狀態(tài)(監(jiān)視)維修 狀態(tài)維修是一種以機床技術狀態(tài)為基礎的預防與維修 方式.它是根據(jù)機床的日常點檢、定期檢查、狀態(tài)監(jiān)測和 診斷提供的信息，經(jīng)過統(tǒng)計分析、處理，來判斷機床的 劣化程度，并在故障發(fā)生前有計劃地進行適當?shù)木S修。 由于這種維修方式對機床適時、有針對性地進行維修， 不僅能保證機床經(jīng)常處于完好狀態(tài)，而且能充分利用零 件的壽命，因此比定期維修更為合理。但是進行狀態(tài)監(jiān) 測通常需要停機和使用價格昂責的監(jiān)測儀器。 狀態(tài)維修主要適用于連續(xù)運轉的機床。利用率高的重 點機床和精密、重型、稀有機床。

11、全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材改善維修 改善維修是為了消除機床的先天性缺陷或頻 發(fā)故障，對機床的局部結構或零件的設計加以改 進，結合修理進行改裝以提高其可靠性和維修性 的措施。 全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材改善維修 機床的改善維修與技術改造的區(qū)別是：改善 維修的目的在于改善和提高局部零部件的可靠性 和維修性，以便降低機床的故障事，從而減少維 修時間及費用，技術改造的目的在于局部補償機 床的無形磨損，從而提高機床的性能和精度。全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材事后維修 事后維修是機床發(fā)生故障或性能.精度降低 到合格水平以下時所采取的非計劃性修理.對于 一些對生產(chǎn)影晌不大的機床,故障發(fā)生后也容易 處理,能

12、及時提供備件,為節(jié)約維修費用,可采用 事后維修. 全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材事后維修 對于規(guī)定采用預防維修的機床.應采取措施 減少事后維修的發(fā)生.此外,在機械制造企業(yè)中, 對于流程和流水線生產(chǎn)的關鍵機床以及故障停機 和工件報廢損失很大的精密機床中的某些部件己 采用無維修設計,以達到使用中無維修的要求. 全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材 數(shù)控機床是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎設備。目前，我國從 國外引進了大量的數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控機床，同時，我國在數(shù) 控系統(tǒng)的研究和開發(fā)上也做了也多年的研究，開發(fā)出了具 有自主知識產(chǎn)權的數(shù)控系統(tǒng)，并與多家機床生產(chǎn)廠進行了 配套，形成了一定的數(shù)控機床產(chǎn)銷規(guī)模。隨著工業(yè)化進程 的加快，數(shù)

13、控機床在制造領域的作用越來越重要。但是， 數(shù)控機床是很復雜的設備，即使只是一般的操作使用人員 也必須具備一定的專業(yè)知識,而對于那些數(shù)控機床維護維 修人員，則有相當高的專業(yè)技術水平的要求。1.2 數(shù)控機床故障診斷與維修的目的與意義全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材1.2 數(shù)控機床故障診斷與維修的目的與意義 基本概念 可靠性 平均修復時間（MTTR） 平均有效度A全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材可靠性 衡量可靠性的標準為平均無故障工作時間（ MTBF）. MTBF是指可修復產(chǎn)品的相鄰兩次故障間系統(tǒng)能正常工作 的時間的平均值.MTBF=總工作時間/總故障次數(shù)全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材平均修復時間（MTTR）

14、 是指數(shù)控系統(tǒng)從出現(xiàn)故障到能正常工作所用的平均修復時間. MTTR=總故障停機時間/總故障次數(shù)全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材平均有效度AA= MTTR/ MTTR+ MTBF 用來衡量排除故障的修理時間全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材總結 我國“機床數(shù)字控制系統(tǒng)通用技術條件”中規(guī)定，用 C衡量數(shù)控產(chǎn)品的可靠性，要求數(shù)控系統(tǒng)MTBF不低于3000h. 現(xiàn)在國外很多CNC系統(tǒng)己經(jīng)遠遠超過了這個指標,國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)的可靠性則相對較差,即使采用國外數(shù)控系統(tǒng)的機床,整機的故障事還是處在一個比較高的水平.因此,擺在我們面前的任務是很繁重的“面對如此多的數(shù)控機床,我們故障診斷和維修的目的就是在于提高數(shù)控機床的MT

15、BF，從而提高機床的加工效率，進而提高制造業(yè)的效益。全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材1.3數(shù)控機床故障診斷與維修技術的新發(fā)展 1.3 .1 數(shù)控機床故障遠程診斷系統(tǒng) 1.3.2 數(shù)控機床的自診斷能力不斷增強 1.3.3 專家系統(tǒng)的應用 1.3.4 神經(jīng)網(wǎng)絡與故障診斷技術相結合 1.3.5 虛擬現(xiàn)實技術的應用全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材數(shù)控機床診斷系統(tǒng)特例這種診斷方式可以以最快的速度對數(shù)控機床的故障進行定位，找到排除故障的方法，從而減少故障停機時間，還可以減少設備維修費用。 全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材 SEMENS遠程診斷技術方案 特點：能使用戶在個人計算機面前輕松地操作員在車間里的機 床設備全國

16、高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材132 數(shù)控機床的自診斷能力不斷增強 所謂自修復，就是指在數(shù)控系統(tǒng)中安裝的自診斷軟件程序，在軟件運行過程中一旦發(fā)現(xiàn)某一模塊發(fā)生故障，該系統(tǒng)就會將故障信息及時顯示在CRT上，同時自動尋找是否擁有備用模塊，若有備用模塊，該系統(tǒng)就能自動切斷故障模塊而接通備用模塊，使系統(tǒng)迅速恢復到正常運行狀態(tài)、美國的Cincinati-Milacron公司生產(chǎn)的950系統(tǒng)就采用了這種技術，因而具有自診斷、自修復功能。 全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材 專家系統(tǒng)是一種、基于知識（的人工智能診 斷系統(tǒng)，它的實質(zhì)是在某些特定領域內(nèi)應用大量 專家的知識和推理方法求解復雜的實際問題的一 種人工智能計算機程序

17、。 通常，專家系統(tǒng)由知識庫、推理機、動態(tài)數(shù)據(jù)庫、診斷結果解釋機制、知識獲取機制等5個部分組成。1 .3 .3 專家系統(tǒng)的應用全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材 專家系統(tǒng)的核心部分為知識庫和推理機，其中知識庫存放著求解問題所需的專業(yè)知識，推理機負責使用知識庫中的知識去解決實際問題、知識庫的建造需要知識工程師和領域專家相互合作，把領域專家的知識和經(jīng)驗整理出來，并用系統(tǒng)的知識組織方法存放在知識庫中、當解決問題時，用戶向系統(tǒng)提供一些己知數(shù)據(jù)，就可從系統(tǒng)中獲得專家水平的結論、對于數(shù)控機床，專家系統(tǒng)主要用于故障監(jiān)測、故障分析、故障處理等 3 個方面、在FANUC15系統(tǒng)中，己將專家系統(tǒng)用于故障診斷、使用時，操作

18、人員以簡單的會話問答方式，通過數(shù)控系統(tǒng)上的MDI/CRT操作裝置就能如同專家親臨現(xiàn)場一樣，快速進行CNC系統(tǒng)的故障診斷。1 .3 .3 專家系統(tǒng)的應用全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材1 .3 .3 專家系統(tǒng)的應用全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材134 神經(jīng)網(wǎng)絡與故障診斷技術相結合 人工神經(jīng)元網(wǎng)絡簡稱神經(jīng)網(wǎng)絡，它是在對人腦思維研究的基礎上，模仿人的大腦神經(jīng)元結構特征，應用數(shù)學方法將其簡化、抽象并模擬，而建立的一種非線性動力學網(wǎng)絡系統(tǒng)、由于神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)具有處理復雜多模式及進行聯(lián)系、推測、容錯、記憶、自適應，自學習等功能，作為一種新的模式識別技術和知識處理方法，人工神經(jīng)網(wǎng)絡在故障診斷領域中顯示出極大的應用潛力，這是數(shù)控機床故障診斷技術新的發(fā)展途徑。全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材人工神經(jīng)網(wǎng)絡在故障診斷領域的應用 從模式識別角度應用神經(jīng)網(wǎng)絡作為分類器進行故障診斷 從預測角度應用神經(jīng)網(wǎng)絡作為動態(tài)預測模型進行故障診斷 從知識處理角度建立基于神經(jīng)網(wǎng)絡的故障診斷專家系統(tǒng) 134 神經(jīng)網(wǎng)絡與故障診斷技術相結合全國高職高專數(shù)控模具規(guī)劃教材1.3.5 虛擬現(xiàn)實技術的應用 虛擬現(xiàn)實（virtual reality, VR）是在綜合計算機圖形技術、計算機仿真技術、傳感技術、顯示技術等多種科學技術的基礎