数控机床维修及维护基础ppt课件.ppt
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1、,数控机床维护维修基础,主讲:,1,PPT学习交流,主要内容,一、控机床的基本概念,二、数控机床的组成,三、数控系统的分类,四、数控机床的工作过程,五、维修用器具,八、数控机床故障的排除思路和原则,六、必要的技术资料和技术准备,七、常见故障分类,九、常用的故障检查方法,十、数控机床的维护,2,PPT学习交流,数控技术:(Numerical Control NC)是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。由于现代数控都采用了计算机进行控制,因此也可以称为计算机数控(Computer Numerical Control CNC)。,数控技术与数控机床,一、数控机床的基本概念,3,PP
2、T学习交流,数控机床:数控机床 加工中心(ATC)FMC(APC)FMS(物流,机器人等),数控技术与数控机床,4,PPT学习交流,计算机数控系统组成框图,二、数控机床的组成,5,PPT学习交流,计算机数控装置(CNC装置),数控装置是数控系统的核心,是由硬件和软件两大部分组成。它接受从机床输入装置(软盘、硬盘、纸带阅读机、磁带机以及网络或串口传输等)输入的控制信号代码,经过输入、缓存、译码、寄存、运算、存储等转变成控制指令实现直接或通过可编程逻辑控制器(PLC)对伺服驱动系统的控制。,6,PPT学习交流,伺服驱动/进给装置包括:主轴驱动单元 进给驱动单元 主轴电机 进给电机 目前常用的有交、
3、直流伺服电机和步进电机等。且交流伺服电机正逐渐取代直流伺服电机。,伺服驱动/进给装置,7,PPT学习交流,可编程逻辑控制器(PLC),PLC主要完成与逻辑运算有关的一些动作,没有轨迹上的具体要求,它接受CNC装置的控制代码M(辅助功能)、S(主轴转速)、T(选刀、换刀)等顺序动作信息,对其进行译码,转换成对应的控制信号,控制辅助装置完成机床相应的开关动作,如工件的装夹、刀具的更换、冷却液的开、关等一些辅助动作;它还接受机床操作面板的指令,一方面直接控制机床的动作,另一方面将一部分指令送往CNC装置,用于加工过程的控制。,8,PPT学习交流,常用测量反馈装置:脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、
4、光栅、磁尺和激光 将执行元件(如电机、刀架等)或工作台等的速度和位移量检测出来,经过相应的电路将所测得信号反馈回伺服驱动装置或数控装置,构成半闭环或全闭环系统,补偿进给电机的速度或执行机构的运动误差,以达到提高运动机构精度的目的。,测量反馈装置,9,PPT学习交流,机床本体,机床本体即数控机床的机械部件,包括:主运动部件;给进运动执行部件(工作台、拖板及其传动部件);支承部件(床身立柱等).辅助装置:具有冷却、润滑、转位和夹紧等功能的装置。加工中心类的数控机床还有存放刀具的刀库、交换刀具的机械手等部件。数控机床机械部件的组成与普通机床相似,但是由于数控机床的高速度、高精度、大切削用量和连续加工
5、要求,其机械部件在精度、刚度、抗震性等方面要求更高。因此,近年来来设计数控机床时采用了许多新的加强刚性、减小热变形、提高精度等方面的措施。,10,PPT学习交流,数控机床种类繁多,有钻、铣、镗床类、车削类、磨削类、电加工类、锻压类、激光加工类和其他特殊用途的专用机床等等,对于采用数控技术进行控制的机床,我们称之为数控机床(NC机床)。它是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密测量技术和机床设计等先进技术的典型机电一体化产品,是现代制造技术的基础。数控机床的水平代表了当前数控技术的性能、水平和发展方向。,三、数控系统的分类,11,PPT学习交流,1、按机床的运动轨迹分类,1)点位控制数控系
6、统 2)直线切削数控系统 3)连续切削数控系统,12,PPT学习交流,2、按进给伺服系统的类型分类,1)开环数控系统,13,PPT学习交流,2)半闭环数控系统,14,PPT学习交流,3)全闭环数控系统,4)混合控制数控机床,15,PPT学习交流,3、按数控系统功能水平分类,1)经济型数控系统又称简易数控系统2)普及型又称全功能数控系统3)高档型数控系统,16,PPT学习交流,高,中,低(经济型)数控(1)分辨率和进给速度 分辨率:高 0.5m 中 1 m 低 10 m 进给速度:高 大于30m/min 中 1530m/min 低 小于15m/min(2)伺服系统:高 混合、全闭环、半闭环、交流
7、伺服电机 中 半闭环、交流伺服电机 低 开环、步进电机,17,PPT学习交流,(3)联动轴数:高 5轴以上 中 35轴以上 低 3轴以下(4)通讯功能:高 DNC通讯、网络接口 中 DNC通讯、网络接口 低 无通信功能(5)显示功能:高 LCD、TFT液晶彩显 中 LCD、TFT液晶彩显 低 CRT 单显,18,PPT学习交流,1)硬件式数控机床,即NC机床。这类数控机床数控装置的通用性较差,因其全部由硬件组成,所以功能和灵活性也较差。2)软件式数控机床,即CNC机床。这类数控机床数控装置的主要功能几乎可全由软件来实现,对不同的数控机床只需编制不同的软件就可以实现,而且硬件几乎可以通用。这为降
8、低生产成本、保证产品质量、缩短生产周期等提供了条件,所以现代数控机床都采用CNC装置控制。,4、按数控装置类型分类,19,PPT学习交流,1)金属切削类机床。如数控车床、数控铣床、加工中心、数控钻床、数控磨床、数控镗床等。2)金属成型类机床。如数控折弯机、数控弯管机、数控回转头压力机等。3)数控特种加工机床。如数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光切割机床等。4)其他类型的数控机床。如火焰切割机、数控三坐标测量机等。,5、按加工方式分类,20,PPT学习交流,数控系统的主要任务是进行刀具和工件之间相对运动的控制,四、数控机床的工作过程,21,PPT学习交流,数控机床工作过程,22,PPT
9、学习交流,1)在接通电源后,数控装置和可编程控制器都将对数控系统各组成部分的工作状态进行检查和诊断,并设置初态。2)当数控系统具备了正常工作的条件时,开始进行加工控制信息的输入。3)输入实际使用刀具的参数,及实际工件原点相对机床原点的坐标位置。4)对输入的加工控制信息进行预处理,即进行译码和预计算(刀补计算、坐标变换等)。,23,PPT学习交流,5)要产生的运动轨迹在几何数据中由各曲线段起、终点及其连接方式(如直线和圆弧等)等主要几何数据给出,数控装置中的插补器能根据已知的几何数据进行插补处理。6)由数控装置发出的开关命令在系统程序的控制下,在各加工程序段插补处理开始前或完成后,适时输出给机床
10、控制器。7)在机床的运行过程中,数控系统要随时监视数控机床的工作状态,通过显示部件及时向操作者提供系统工作状态和故障情况。,24,PPT学习交流,数控设备是技术密集型和知识密集型机电一体化产品,其技术先进、结构复杂、价格昂贵。,五、数控机床维修的基本要求及必要的维修用器具,对维修人员的素质要求,25,PPT学习交流,1、测量仪器、仪表 万用表 数字转速表 示波器 相序表 常用的长度测量工具,必要的维修用器具,26,PPT学习交流,2、维修工具 钳类工具:常用的是平头钳、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳;扳手:大小活络扳手、各种尺寸的内六角扳手;其他:电烙铁、吸锡器、螺丝刀;剪刀、镊子、刷子、吹尘器、清洗
11、盘、带鳄鱼钳连接线等。3、化学用品 松香、纯酒精、清洁触点用喷剂、润滑油等。,27,PPT学习交流,维修工作做得好坏,排除故障的速度快慢,主要决定于维修人员对系统的熟悉程度和运用技术资料的熟练程度。,六、必要的技术资料和技术准备,28,PPT学习交流,1、数控装置安装、使用(包括编程)、操作和维修方面的技术说明书,2、系统参数的意义及其设定方法,3、装置的自诊断功能和报警清单,4、装置接口的分配及其含义等等。,数控装置部分,29,PPT学习交流,1、PLC装置及其编程器的连接、编程、操 作方面的技术说明书.2、PLC用户程序清单或梯形图.3、I/O地址及意义清单.4、报警文本以及PLC的外部连
12、接图。,PLC装置部分,30,PPT学习交流,1、进给和主轴伺服单元原理、连接、调整和维修方面的技术说明书.其中包括伺服单元的电气原理框图和接线图,主要故障的报警显示,重要的调整点和测试点。2、伺服单元参数的意义和设置。,伺服单元,31,PPT学习交流,1、机床安装、使用、操作和维修方面的技术说明书,其中包括机床的操作面板布置及其操作,机床电气原理图、布置图以及接线图。2、机床的液压回路图和气动回路图。,机床部分,32,PPT学习交流,1、有关元器件方面的技术资料,如数控设备所用的元器件清单,备件清单以及各种通用的元器件手册。维修人员应熟悉各种常用的元器件。2、做好数据和程序的备份十分重要。3
13、、故障维修记录是一份十分有用的技术资料。,其他,33,PPT学习交流,数控机床是一种技术复杂的机电一体化设备,其故障发生的原因一般都比较复杂,这给故障诊断和排除带来不少困难。为了便于故障分析和处理,本节按故障部件、故障性质及故障原因等对常见故障作了如下分类。,七、常见故障分类,34,PPT学习交流,1、机械故障:数控机床的主机部分,主要包括机械、润滑、冷却、排屑、液压,气动与防护等装置。2、电气故障 电气故障分弱电故障与强电故障:,按数控机床发生故障的部件分类,35,PPT学习交流,1、系统性故障。系统性故障,通常是指只要满足一定的条件或超过某一设定的限度,工作中的数控机床必然会发生的故障。,
14、按数控机床发生的故障性质分类,2、随机性故障。,随机性故障,通常是指数控机床在同样的条件下工作时只偶然发生一次或两次的故障。有的文献上称此为“软故障”。,36,PPT学习交流,1、有报警显示的故障 硬件报警 软件报警2、无报警显示的故障,按故障发生后有无报警显示分类,37,PPT学习交流,1.数控装置故障2.进给伺服系统故障3.主轴系统故障4.刀架、刀库、工作台故障等等。,按故障发生的部位分:,38,PPT学习交流,1.确认故障现象,调查故障现场,充分掌握故障信息。2.根据所掌握故障信息,明确故障的复杂程度并列出故障部位的全部疑点。3.分析故障原,制定排除故障的方案。4.检测故障,逐级定位故障
15、部位。5.故障的排除 6.解决故障后的资料的整理,八、数控机床故障的排除思路和原则,39,PPT学习交流,数控机床发生故障时,操作人员应首先停止机床,保护现场,然后对故障进行尽可能详细的记录,并及时通知维修人员。故障的记录可为维修人员排除故障提供第一手材料,应尽可能详细。记录内容最好包括下述几个方面:1)发生故障时的机床型号,采用的控制系统型号,系统的软件版本号。,故障记录,故障发生时的情况记录,40,PPT学习交流,2)故障的现象,发生故障的部位,以及发生故障时 机床与控制系统的现象,如:是否异常声音、烟、味等3)发生故障时系统所处的操作方式,如:AUTO/SINGLE、MDI、STEP、H
16、ANDLE、JOG、HOME等。4)如故障在自动方式下发生,则应记录发生故障时 的加工程序号,出现故障的程序段号,加工时采 用的刀具号以及刀具的位置等。,41,PPT学习交流,5)若故障发生在精度超差或轮廓误差过大时,应记录被加工工件号,并保留不合格工件。6)在发生故障时,若系统有报警显示,则应记 录报警显示情况与报警号。7)通过诊断画面,记录机床故障时所处的工作 状态。如:系统是否在执行M、S、T等功能?系统是进入暂停状态或是急停状态?系统坐标轴是否出于“互锁”状态?进给倍率是否为0%?等等。,42,PPT学习交流,8)记录发生故障时,各坐标轴的位置跟随误差的值。9)记录发生故障时,各坐标轴
17、的移动速度、移动方向,主轴转速、转向,等等。,43,PPT学习交流,1)故障发生的时间与周期:如:机床是否一直存在故障?若为随机故障,则一天发 生几次?是否频繁发生?2)故障发生时的环境情况:如:是否总是在用电高峰期发生?故障发生时(如雷击 后),周围其他机械设备的工作情况?3)若为加工零件是发生的故障,则应记录加工同类工件时发生故障的概率情况。4)检查故障是否与“进给速度”、“换刀方式”或是“螺纹切削”的等特殊动作有关。,故障发生的频繁程度的记录,44,PPT学习交流,1)在不危及人身安全和设备安全的情况下,是否可以重演故障现象?2)检查故障是否与机床的外界因素有关?3)检查故障时在执行某固
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