機(jī)械電子工程畢業(yè)論文-加工中心典型故障分析及其解決方案設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　加工中心的典型故障及解決方案設(shè)計(jì)</p><p><b>　　誠(chéng)信聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)

2、下獨(dú)立完成的，在完成論文時(shí)所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。</p><p>　　本人簽名： 年 月 日</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 加工中心的典型故障及解決方案設(shè)計(jì)

3、 </p><p>　　1．設(shè)計(jì)的主要任務(wù)及目標(biāo)</p><p>　　通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生了解和掌握到畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的步驟和程序，通過(guò)對(duì)加工中心的學(xué)習(xí)，了解加工中心的工作原理及故障分析，結(jié)合某加工中心，針對(duì)其常見(jiàn)故障，提出故障解決的方案。</p><p>　　2．設(shè)計(jì)的基本要求和內(nèi)容</p><p>　

4、　1、本設(shè)計(jì)要求學(xué)生在對(duì)加工中心的整體結(jié)構(gòu)熟悉的基礎(chǔ)上，能夠完成典型故障的分析。</p><p>　　2、通過(guò)對(duì)典型故障的分析，綜合故障類型，提出一般故障的解決方案，</p><p>　　3、本設(shè)計(jì)要求在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行驗(yàn)證。</p><p><b>　　3．主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]蔣洪平，數(shù)控設(shè)備故

5、障診斷與維修，北京：北京理工大學(xué)出版社，2006.8</p><p>　　[2]嚴(yán)峻，數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)故障快速處理86問(wèn)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.4</p><p>　　[3]鄭小年，楊克沖，數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修，武漢：華中科技大學(xué)出版社，2005.9</p><p>　　[4]王潤(rùn)孝，秦現(xiàn)生，機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)，第2版，西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1997.6

6、</p><p><b>　　4．進(jìn)度安排</b></p><p>　　審核人： 年 月 日</p><p>　　加工中心典型故障分析及其解決方案</p><p>　　摘要：通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)了解和掌握到畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的步驟和程序，通過(guò)對(duì)加工中心的學(xué)習(xí)，了解

7、加工中心的工作原理及故障分析，結(jié)合加工中心，針對(duì)其常見(jiàn)故障，提出故障解決的方案,并在試驗(yàn)臺(tái)上驗(yàn)證。</p><p>　　本課題是基于加工中心故障實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、加工中心試驗(yàn)臺(tái)組成部分、加工中心故障實(shí)驗(yàn)臺(tái)故障分析、加工中心故障實(shí)驗(yàn)臺(tái)故障分析簡(jiǎn)介、分析控制電路中繼電器代碼，本課題重點(diǎn)分析了主軸的進(jìn)給原理、電路連接、控制原理及其常見(jiàn)故障。在全面掌握加工中心故障實(shí)驗(yàn)臺(tái)的連接、接線、工作原理、控制原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行機(jī)床的

8、故障分析和提出診斷方案，為學(xué)習(xí)和使用加工中心提供一個(gè)參考。</p><p>　　關(guān)鍵字：數(shù)控加工中心，故障診斷，故障分析，解決方案。</p><p>　　Typical Failure Analysis and its Solution for Machining Center</p><p>　　摘要：通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)了解和掌握到畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的步驟和程序，通過(guò)對(duì)

9、加工中心的學(xué)習(xí)，了解加工中心的工作原理及故障分析，結(jié)合某加工中心，針對(duì)其常見(jiàn)故障，提出故障解決的方案。本課題從分析機(jī)床結(jié)構(gòu)入手，在技術(shù)層面上討論它的特點(diǎn)。</p><p>　　Abstract: The graduation design offers a good way to understand and grasp the steps and procedures of graduation design.

10、 The learning of the machining center can better understand the working principle and fault analysis of machining center. And by combining with its common faults, the design aims to come up with solutions to those proble

11、ms, and afterwards verify them on the test bench. </p><p>　　Based on the structure analysis, component part, fault analysis and the introduction of these faults of machining center experiment platform, and a

12、nalysis of the relay in the control circuit code, the thesis emphasizes on the feed principle, circuit connection, control principle and the common faults of principal axis. The fully grasp of the connection, wiring, wor

13、king principle and control principle of machining center fault experiment platform and its fault analysis and diagnosis provide a ref</p><p>　　Keywords: CNC machining center, fault diagnosis, fault analysis,

14、 solution</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展1</p><p>　　1.2加工中心的發(fā)展1</p><p>　　1.3加工中心故障診斷的重要性1</p

15、><p>　　1.4 本課題的研究?jī)?nèi)容2</p><p>　　2 加工中心組成部分3</p><p>　　2.1加工中心的組成和工作原理3</p><p>　　2.2加工中心裝置介紹3</p><p><b>　　3 故障診斷5</b></p><p>　　3.1常見(jiàn)

16、故障現(xiàn)象及原因5</p><p>　　3.2加工中心故障試驗(yàn)臺(tái)6</p><p>　　3.3實(shí)驗(yàn)臺(tái)電氣控制單元8</p><p>　　3.4 故障試驗(yàn)臺(tái)介紹9</p><p>　　4 加工中心故障分析17</p><p>　　4.1加工中心的故障檢測(cè)17</p><p>　　4.2加

17、工中心故障實(shí)驗(yàn)臺(tái)故障分析18</p><p>　　4.3故障點(diǎn)編碼方式19</p><p>　　4.5常見(jiàn)故障及分析20</p><p>　　4.6加工中心常見(jiàn)故障舉例23</p><p>　　4.7故障實(shí)驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)證23</p><p><b>　　5 展望32</b></p>

18、;<p><b>　　總結(jié)32</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p><b>　　致謝34</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生與發(fā)展<

19、;/p><p>　　隨著社會(huì)科技的進(jìn)步，機(jī)械工件的結(jié)構(gòu)越來(lái)越合理，精度越來(lái)高。加工中心工作性能、表面精度和工作效率日趨升高，因此對(duì)數(shù)控設(shè)備—數(shù)控設(shè)備機(jī)床也相應(yīng)地要求高性能高精度與高自動(dòng)化的需求在這樣的情況下，出現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床的核心就是CNC數(shù)控系統(tǒng)。</p><p>　　1952年，關(guān)國(guó)隊(duì)RSONS公司麻省理工學(xué)院（MIT）協(xié)作研制了人類第一臺(tái)三坐標(biāo)標(biāo)加工中心。它全面運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)

20、控制系統(tǒng)、伺服馭動(dòng)系統(tǒng)、精密檢測(cè)裝置等新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等多方面的科技成果，可用于制造復(fù)雜曲面零件。該機(jī)床的研制成功標(biāo)志著機(jī)械制造行業(yè)的一次新的技術(shù)革命，使機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)期。</p><p>　　1.2 加工中心的發(fā)展</p><p>　　隨著超高速切削、超精密等制造技術(shù)的應(yīng)用和柔性制造系統(tǒng)的飛速發(fā)展和計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)的不斷進(jìn)步。也對(duì)數(shù)控制造技術(shù)提出了更高的需求。當(dāng)今數(shù)控機(jī)床正向

21、者如下方向發(fā)展。</p><p>　?。?）朝高切削速度、高精度化及其高自動(dòng)化發(fā)展。</p><p><b>　　(2)智能化。</b></p><p>　?。?)數(shù)控編程自動(dòng)化。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，目前CAD/c AM輔助制造工具的運(yùn)用，自動(dòng)生成編程已得到較多的發(fā)展，是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的新進(jìn)展。</p><p>　　

22、（4）可靠性最優(yōu)化。</p><p>　?。?)控制系統(tǒng)小型化。</p><p>　　1.3 加工中心故障診斷的重要性</p><p>　　(1)課題研究背景及意義</p><p>　　加工中心的故障診斷是以機(jī)械科學(xué)為基礎(chǔ),隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展而飛速成熟的一顆綜合技術(shù)。在機(jī)械控制系統(tǒng)偏離穩(wěn)定功能狀態(tài)時(shí),我們就稱該系統(tǒng)產(chǎn)生了故障,此

23、時(shí)系統(tǒng)將有可能完全或者也有可能部分喪失其功能。故障診斷就是為了尋找故障原因的過(guò)程,其包括系統(tǒng)狀態(tài)檢測(cè)、故障原因分析和劣化趨勢(shì)的預(yù)測(cè)等內(nèi)容。</p><p>　　目前傳統(tǒng)加工中心故障診斷技術(shù)在分析結(jié)構(gòu)復(fù)雜的深層次故障時(shí)存在明顯缺陷,且對(duì)操作工人的操作能力要求很高;而且隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,使自動(dòng)診斷技術(shù)向智能化發(fā)展。目前,隨著知識(shí)的發(fā)現(xiàn)、人工智能的發(fā)展、多傳感器信息融合技術(shù)的發(fā)展以及軟計(jì)算等新理論的提升與發(fā)展,數(shù)

24、控故障診斷也獲得了新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。</p><p>　　(2) 加工中心故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀</p><p>　　加工中心的基本運(yùn)行故障包含電氣伺服系統(tǒng)故障和性能部件故障。其中,電氣控制伺服系統(tǒng)故障可通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)診斷的方式實(shí)現(xiàn),如對(duì)驅(qū)動(dòng)器電流、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角、扭矩等運(yùn)行信號(hào)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷,目前已經(jīng)誕生出相應(yīng)的商用監(jiān)測(cè)故障系統(tǒng),如西門子EPS和法蘭克 18i系列監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。</p&

25、gt;<p>　　1.4 本課題的研究?jī)?nèi)容</p><p>　?。?）了解數(shù)控加工中心的組成結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上分析一些簡(jiǎn)單的典型故障。</p><p>　?。?）對(duì)數(shù)控加工中心故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí)，了解其構(gòu)造、工作原理，及使用方法。</p><p>　?。?）驗(yàn)證各故障點(diǎn)的故障形式，對(duì)其進(jìn)行分析，學(xué)習(xí)診斷方法，根據(jù)故障成因逆向完成故障排除。<

26、;/p><p>　?。?）研究實(shí)驗(yàn)臺(tái)故障點(diǎn)，故障的設(shè)計(jì)原理，以及使用一些檢測(cè)工具來(lái)測(cè)試相關(guān)數(shù)據(jù)。</p><p>　　2 加工中心組成部分</p><p>　　圖2.1 立式加工中心ET-175V</p><p>　　2.1 加工中心的組成和工作原理</p><p>　　加工中心的控制部分由兩方面組成：1.軟件部分；2.硬

27、件部分。軟件部分：控制程序和系統(tǒng)程序。硬件部分：1.可編程序控制器(簡(jiǎn)寫(xiě)為PLC)；2.數(shù)字控制裝置(簡(jiǎn)寫(xiě)為CNC)；3.主軸驅(qū)動(dòng)裝置；4.輸出輸入設(shè)備；5.顯示裝置。數(shù)控車床由數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、檢測(cè)反饋裝置和機(jī)床本體四大部分組成，再加上程序的輸入/輸出設(shè)備、可編程控制器、電源等輔助部分。</p><p>　　2.2 加工中心裝置介紹</p><p><b>　　（1）輔助

28、裝置：</b></p><p>　　指加工中心的一些必要的配套部件，用以保證加工中心的運(yùn)行，如冷卻、排屑、潤(rùn)滑、照明、監(jiān)測(cè)等。它包括液壓和氣動(dòng)裝置、排屑裝置、交換工作臺(tái)、數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測(cè)裝置等。</p><p><b>　?。?）機(jī)床本體：</b></p><p>　　加工中心的主體，包括機(jī)床身、立柱、主軸

29、、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。它是用于完成各種切削加工的機(jī)械部件。</p><p>　?。?）自動(dòng)換刀系統(tǒng)：</p><p>　　機(jī)械手、刀庫(kù)等部件組成了換刀系統(tǒng)。更換刀具的時(shí)候，由加工中心數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)所需要的命令發(fā)出指令，機(jī)械手起到了交換刀具的作用，從刀庫(kù)中選擇合適的刀插入主軸孔，其次將主軸上的刀具取下，重新放回刀庫(kù)，最后整個(gè)換刀過(guò)程結(jié)束。</p><p><b&g

30、t;　?。?）主軸部件：</b></p><p>　　主軸電動(dòng)機(jī)、主軸箱、主軸軸承和主軸等幾大部件組成了加工中心的主軸部件。主軸的作用是加工中心在切削加工過(guò)程中的功率輸出，主軸的起動(dòng)、變速、變向、停止等動(dòng)作都是由加工中心數(shù)控系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行控制的；它的定位準(zhǔn)確性和旋轉(zhuǎn)精度，很大程度上可以影響在加工中的加工精度。</p><p><b>　　3 故障診斷</b>&

31、lt;/p><p>　　3.1 常見(jiàn)故障現(xiàn)象及原因</p><p>　　故障可以按出現(xiàn)的部位分類，也可以按出現(xiàn)的類型分類，為了讓機(jī)床設(shè)計(jì)人員方便，這里僅從故障出現(xiàn)的部位描述故障現(xiàn)象，并分析故障原因。</p><p><b>　?。?）換刀裝置故障</b></p><p>　　加工中心換刀裝置的故障主要表現(xiàn)為機(jī)械手掉刀、卡刀、

32、不能換刀或松刀不到位等。其原因有刀庫(kù)電機(jī)無(wú)反轉(zhuǎn)致使機(jī)械手無(wú)法換刀；由于漏水問(wèn)題，導(dǎo)致刀套下墜；因換刀臂頂?shù)稄椓Σ蛔?，致使換刀時(shí)掉刀；因刀庫(kù)平移信號(hào)開(kāi)關(guān)壞導(dǎo)致刀庫(kù)動(dòng)作錯(cuò)誤；機(jī)械手電機(jī)過(guò)載報(bào)警，出現(xiàn)掉刀現(xiàn)象以及刀套抬起的電磁閥損壞等。</p><p>　　多次循環(huán)換刀，加上導(dǎo)套根部存在先天裂紋，可能會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)套斷裂，故應(yīng)加強(qiáng)對(duì)外購(gòu)件產(chǎn)品探傷檢驗(yàn)力度；此外，主軸熱伸長(zhǎng)，拉釘端部與主軸端部的間隙變小，刀柄振動(dòng)引起干涉，也會(huì)

33、導(dǎo)致掉刀。</p><p><b>　?。?）工作臺(tái)故障</b></p><p>　　工作臺(tái)的故障主要表現(xiàn)在工作臺(tái)無(wú)動(dòng)作、工作臺(tái)不能回零、分度不準(zhǔn)確以及工作臺(tái)底部漏油等。原因有：由于信號(hào)開(kāi)關(guān)損壞使得工作臺(tái)起落信號(hào)異常；蝸桿傳動(dòng)間隙過(guò)大致使分度不準(zhǔn)確；液壓缸密封接觸面上的接觸壓力小于被密封介質(zhì)的內(nèi)壓，從而發(fā)生泄漏，導(dǎo)致工作臺(tái)底部漏油等。</p><p

34、><b>　?。?）主軸系統(tǒng)故障</b></p><p>　　主軸系統(tǒng)的故障主要體現(xiàn)在松拉刀機(jī)構(gòu)上，表現(xiàn)在主軸不松刀、不能換刀或換刀時(shí)卡刀等。其原因有主軸松拉刀油缸螺釘斷裂、松拉刀碟簧損壞、漏氣以及信號(hào)異常等。除此之外，還有主軸有間隙、異響以及抱死等現(xiàn)象。主軸抱死的主要原因是軸承質(zhì)量問(wèn)題，裝配不合適，軸承進(jìn)水或銹蝕以及冷卻和潤(rùn)滑不合理等。</p><p>　?。?/p>

35、4）機(jī)床防護(hù)系統(tǒng)故障</p><p>　　機(jī)床防護(hù)系統(tǒng)的故障主要表現(xiàn)為機(jī)床護(hù)罩損壞或縫隙大、機(jī)床防護(hù)門脫落，防護(hù)罩漏水以及機(jī)床冷卻液泄漏等。針對(duì)這些故障表象，可以采取相應(yīng)的措施避免此類故障的發(fā)生。</p><p><b>　?。?）進(jìn)給系統(tǒng)故障</b></p><p>　　進(jìn)給系統(tǒng)出現(xiàn)的故障主要表現(xiàn)為：由于限位行程開(kāi)關(guān)損壞，導(dǎo)致Ｘ、Ｙ 軸運(yùn)行異

36、常；Ｘ、Ｙ軸的垂直度誤差過(guò)大以及進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)水引起過(guò)載故障等。</p><p><b>　　（6）電氣系統(tǒng)故障</b></p><p>　　電氣系統(tǒng)故障主要表現(xiàn)在元器件質(zhì)量不過(guò)關(guān)，裝配時(shí)絕緣損傷、爬電距離不足放電等方面。如主軸電纜線發(fā)生了短路故障、電纜線磨損短路、繼電器損壞等。此外，還有電機(jī)損壞、系統(tǒng)保險(xiǎn)斷路、電氣箱空調(diào)無(wú)制冷等現(xiàn)象。</p><p&

37、gt;　?。?）自動(dòng)交換托盤(pán)（托盤(pán)交換裝置）</p><p>　　加工中心中主要表現(xiàn)在：由于切屑進(jìn)入工作臺(tái)，導(dǎo)致交換臺(tái)無(wú)法交換；接近開(kāi)關(guān)故障，使得２ 個(gè)工作臺(tái)交換異常；交換臺(tái)油缸磁環(huán)開(kāi)關(guān)損壞、交換臺(tái)油缸平移信號(hào)錯(cuò)誤致使無(wú)法交換；交換臺(tái)抬起落下電磁閥不靈活，交換臺(tái)交換時(shí)不順暢等。</p><p><b>　　（8）冷卻系統(tǒng)故障</b></p><p&

38、gt;　　冷卻系統(tǒng)故障主要變現(xiàn)為冷卻電機(jī)過(guò)載，齒輪泵損壞（水泵故障）；風(fēng)機(jī)損壞；恒溫油箱有損壞以及油冷機(jī)損壞等。</p><p><b>　?。?）液壓系統(tǒng)故障</b></p><p>　　液壓系統(tǒng)故障主要表現(xiàn)有液壓站故障、液壓元件損壞、液壓電機(jī)故障以及液壓油的滲漏等現(xiàn)象。</p><p><b>　　（10）排屑系統(tǒng)</b&g

39、t;</p><p>　　排屑系統(tǒng)的故障突出表現(xiàn)為電機(jī)過(guò)載。此外，還有螺排卡裂、排屑器損壞等。</p><p>　?。?1）氣動(dòng)系統(tǒng)故障</p><p>　　氣動(dòng)系統(tǒng)的故障主要有氣動(dòng)元件漏氣、氣液轉(zhuǎn)換器漏油、增壓缸漏油等。</p><p>　?。?2）潤(rùn)滑系統(tǒng)故障</p><p>　　潤(rùn)滑系統(tǒng)故障原因有潤(rùn)滑系統(tǒng)損壞、潤(rùn)

40、滑油路不循環(huán)以及潤(rùn)滑站不上油等。</p><p>　　3.2 加工中心故障試驗(yàn)臺(tái)</p><p>　　加工中心故障試驗(yàn)臺(tái)綜合維修實(shí)訓(xùn)設(shè)備采用模塊化機(jī)構(gòu)，可以完成數(shù)控機(jī)床的電氣裝調(diào)、數(shù)控機(jī)床機(jī)械裝調(diào)、數(shù)控機(jī)床整機(jī)調(diào)試、數(shù)控機(jī)床的維護(hù)維修四類崗位的人才培養(yǎng)要求。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)由數(shù)控控制臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)、PMC單元、伺服進(jìn)給單元、機(jī)床控制電路、伺服變壓器、PMC練習(xí)模塊等組成。各進(jìn)給軸由伺服電機(jī)控制，主軸

41、由變頻器控制，刀架采用四工位電動(dòng)刀架；根據(jù)崗位技能要求，學(xué)生可以進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的安裝調(diào)試、參數(shù)設(shè)備、伺服性能優(yōu)化、數(shù)據(jù)備份、PMC編程、故障診斷與維修、數(shù)控編程操作等多種技能的實(shí)訓(xùn)。</p><p>　　實(shí)訓(xùn)設(shè)備采用模塊化的結(jié)構(gòu)，配置數(shù)控機(jī)床來(lái)滿足機(jī)電聯(lián)調(diào)的技能訓(xùn)練要求。</p><p>　　配置的智能化故障維修系統(tǒng)通過(guò)產(chǎn)生故障、故障分析、故障診斷、線路檢查、故障點(diǎn)確定等過(guò)程訓(xùn)練學(xué)生數(shù)控機(jī)床

42、維修能力，配合計(jì)算機(jī)軟件可以進(jìn)行學(xué)生登錄、自動(dòng)評(píng)分、成績(jī)統(tǒng)計(jì)等方便的實(shí)訓(xùn)結(jié)果評(píng)價(jià)功能，還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行數(shù)控技術(shù)的應(yīng)知考核，大大減輕教師的故障設(shè)定、評(píng)分、統(tǒng)計(jì)等工作量，是一套綜合的數(shù)控技術(shù)設(shè)備。</p><p>　　電源部分設(shè)置漏電開(kāi)關(guān)和缺相保護(hù)電路，在發(fā)生漏電、短路、缺相、設(shè)備保護(hù)電路自動(dòng)動(dòng)作。</p><p><b>　　技術(shù)參數(shù)：</b></p>

43、<p>　　實(shí)驗(yàn)臺(tái)型號(hào)：FANUC Oi mate TD數(shù)控車床綜合維修考核實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)</p><p>　　1、電源：三相五線AC380V±10% 50HZ</p><p>　　2、實(shí)驗(yàn)臺(tái)尺寸：長(zhǎng)×寬×高 1870×600×1700mm</p><p>　　3、整機(jī)功率：≤4KW</p>

44、<p>　　4、漏電保護(hù)：漏電動(dòng)作電流≤30Ma</p><p>　　5、缺相自動(dòng)保護(hù)、過(guò)載保護(hù)</p><p>　　6、伺服電機(jī)扭矩：8N.M 8N.M</p><p>　　表3.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)功能</p><p>　　3.3 實(shí)驗(yàn)臺(tái)電氣控制單元</p><p>　?。?）控制主回路如圖3.1： </p

45、><p>　　圖3.1 控制主回路圖</p><p>　　控制主回路由總輸入空氣開(kāi)關(guān)、系統(tǒng)及接口開(kāi)關(guān)電源、控制變壓器、變頻器、驅(qū)動(dòng)變壓器、冷卻泵、刀架電機(jī)構(gòu)成。如圖4.1所示。</p><p>　?、傧到y(tǒng)及接口開(kāi)關(guān)電源：由控制變壓器通過(guò)繼電器KM1給數(shù)控系統(tǒng)提供DC24V電源，同時(shí)直接給低壓控制回路提供AC24V電源。</p><p>　?、谧冾l

46、器：通過(guò)繼電器KM2控制變頻器的啟停。</p><p>　　③驅(qū)動(dòng)變壓器：通過(guò)驅(qū)動(dòng)變壓器直接給伺服驅(qū)動(dòng)器供電。</p><p>　?、芾鋮s泵：通過(guò)繼電器KM5控制冷卻泵的啟停。</p><p>　　⑤刀庫(kù)電機(jī)：通過(guò)繼電器KM3和KM4分別控制刀架電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。</p><p>　　（2）低壓控制回路如圖3.2</p><p

47、>　　圖3.2低壓控制回路圖</p><p>　　低壓控制回路由照明燈、系統(tǒng)、伺服、刀架正轉(zhuǎn)、刀架反轉(zhuǎn)、冷卻構(gòu)成。并在除照明回路和數(shù)控系統(tǒng)回路除外的其他回路的干路中接有急停開(kāi)關(guān)SB1。刀架正、反轉(zhuǎn)間由繼電器互鎖機(jī)制。</p><p>　?、贁?shù)控系統(tǒng)：由啟動(dòng)鑰匙開(kāi)關(guān)SA1控制，通過(guò)繼電器KM1實(shí)現(xiàn)。</p><p>　?、谒欧河伤欧?dòng)開(kāi)關(guān)SB3通過(guò)繼電器KM

48、2啟動(dòng)，由伺服停止開(kāi)關(guān)SB2停。</p><p>　?、鄣稁?kù)正轉(zhuǎn)：由控制開(kāi)關(guān)KA7通過(guò)繼電器KM3實(shí)現(xiàn)，并在回路中串入了KM4的動(dòng)斷觸點(diǎn)。</p><p>　　④刀庫(kù)反轉(zhuǎn)：由控制開(kāi)關(guān)KA6通過(guò)繼電器KM4實(shí)現(xiàn)，并在回路中串入了KM3的動(dòng)斷觸點(diǎn)。</p><p>　?、堇鋮s：由控制開(kāi)關(guān)KA5通過(guò)繼電器KM5實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　3.4 故

49、障試驗(yàn)臺(tái)介紹</p><p>　　3.4.1 主軸控制單元</p><p>　　主軸控制單元主要由主軸變頻器構(gòu)成。主軸變頻器用來(lái)實(shí)現(xiàn)主軸的調(diào)速與正反轉(zhuǎn)，此外配合主軸編碼器使用可以進(jìn)行螺紋加工。</p><p>　?。?）機(jī)床對(duì)變頻器的控制原理</p><p>　　發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)對(duì)模擬主軸的控制通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)單元來(lái)完成如圖3.3，主要包含速度和方

50、向控制，速度控制的來(lái)源由系統(tǒng)根據(jù)速度指令轉(zhuǎn)化為0—+10V的電壓給變頻器進(jìn)行控制。如在MDI方式下輸入“M03 S1000”，該程序段中的S1000回通過(guò)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為0—+10V的模擬電壓，輸出給變頻器的模擬量控制口；而主軸的旋轉(zhuǎn)方向，是由PMC根據(jù)指令進(jìn)行輸出正反轉(zhuǎn)繼電器吸合來(lái)完成的。上例中的“M03”就是由PMC進(jìn)行譯碼，輸出一個(gè)信號(hào)給繼電器，繼電器吸合后，閉合變頻器上的正轉(zhuǎn)端子，完成正轉(zhuǎn)的控制。</p><p&g

51、t;　　圖3.3伺服驅(qū)動(dòng)單元</p><p>　　（2）變頻器的連接原理圖</p><p>　　圖3.5 變頻器的連接原理圖</p><p>　　3.4.2 驅(qū)動(dòng)控制單元</p><p>　　驅(qū)動(dòng)模塊采用發(fā)那科βi SV 20伺服放大器。它的外圍連接電路大致分為光纜連接（FSSB總線）、控制電源連接、主電源連接、急停信號(hào)連接、MCC連接、伺

52、服電機(jī)主電源連接、伺服電機(jī)編碼器連接和制動(dòng)電阻連接等。</p><p>　　圖3.6數(shù)控機(jī)床電氣控制單元</p><p>　　（1）光纜連接（FSSB總線）</p><p>　　發(fā)那科FSSB總線采用光纖通信，硬件連接方面遵循從A到B的規(guī)律，即</p><p>　　COP10A為總線輸出，COP10B為總線輸入。</p><

53、;p><b>　　（2）控制電源連接</b></p><p>　　控制電源采用DC24V電源，主要用于伺服控制電路的電源供電，在上電順序上推薦優(yōu)先給伺服放大器供電。接線口為CXA19B和CXA19A。</p><p><b>　?。?）主電源連接</b></p><p>　　主電源是用于伺服電動(dòng)機(jī)動(dòng)力電源的變化。接線

54、口為L(zhǎng)2/L1、AGND/L3。</p><p>　　（4）伺服電機(jī)動(dòng)力電源連接</p><p>　　伺服放大器給電機(jī)的動(dòng)力電源采用接插件連接，在連接時(shí)一定要注意相許的正確性。接線口為V/U、AGND/W。</p><p>　?。?）伺服電機(jī)編碼器反饋連接 伺服電機(jī)編碼器的反饋接口接JF等接口。</p><p>　?。?）制動(dòng)電阻連接

55、 制動(dòng)電阻連接口為CXA20。</p><p>　　圖3.7 X軸和Z軸伺服驅(qū)動(dòng)接線圖</p><p>　　3.4.3 加工中心故障試驗(yàn)臺(tái)的連接</p><p>　　發(fā)那科系統(tǒng)的PMC是通過(guò)專用的I/O Link與系統(tǒng)進(jìn)行通訊的，PMC在進(jìn)行著I/O</p><p>　　信號(hào)控制的同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)手輪與I/O Link軸的控制，但外圍的連接卻

56、很簡(jiǎn)單，且很有規(guī)律，同樣是從A到B，系統(tǒng)側(cè)的JD51A(OI C系統(tǒng)為JD1A)連接到I/O模塊的JD1B,JA3或者JA58可以連接手輪。如圖3.8</p><p>　　發(fā)那科的PMC地址分配大致如下：</p><p>　　X---MT輸入到PMC的信號(hào)，如接近開(kāi)關(guān)、急停信號(hào)等</p><p>　　Y---PMC輸出到MT的信號(hào)</p><p&

57、gt;　　F---CNC輸入到PMC的信號(hào)，是固定的地址</p><p>　　G---PMC輸出到CNC的信號(hào)，也是固定的地址</p><p>　　R、T、C、K、D、A為PMC程序使用的內(nèi)部地址</p><p>　　0i用I/O模塊是配置FANUC系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床使用最為廣泛的I/O模塊，如圖采</p><p>　　用4個(gè)50芯插座連接的方式

58、，分別是CB104\CB105\CB106\CB107。輸入點(diǎn)有96位，每個(gè)50芯插座中包含24為的輸入點(diǎn)，這些輸入點(diǎn)被分為3個(gè)字節(jié)；輸出點(diǎn)有64位，每個(gè)50芯插座中包含16為的輸出點(diǎn)，這些輸出點(diǎn)被分為2個(gè)字節(jié)。</p><p>　　圖3.8 I/O模塊 圖3.9數(shù)控系統(tǒng)的I/O Link連接</p><p>　　對(duì)于地址Xm+4，既可以選源極

59、型，也可以選漏極型，通過(guò)連接24V或0V來(lái)選擇。COM4必須被連接到24V或0V，而不能懸空，從安全標(biāo)準(zhǔn)觀點(diǎn)來(lái)看，推薦使用漏極型信號(hào)，如圖3.9為使用漏極型信號(hào)的范例。</p><p>　　3.4.4 輸入輸出控制單元</p><p>　　輸入輸出控制單元主要由輸出控制、系統(tǒng)輸出、系統(tǒng)輸入、開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)和機(jī)床輸入信號(hào)構(gòu)成。</p><p>　　（1）系統(tǒng)輸出控制小

60、型繼電器，然后通過(guò)小型繼電器的觸點(diǎn)控制具體的設(shè)備。</p><p>　?。?）數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)有主軸正轉(zhuǎn)控制、主軸反轉(zhuǎn)控制、冷卻控制、報(bào)警控制。</p><p>　　（3）數(shù)控系統(tǒng)輸出信號(hào)還有換刀用的刀具信號(hào)。</p><p>　　（4）數(shù)控系統(tǒng)的輸入信號(hào)有確定X、Z軸原位的粗定位信號(hào)和精定位信號(hào)；控制機(jī)床加工范圍的+X限位、—X限位、+Z限位、—Z限位。&

61、lt;/p><p>　?。?）機(jī)床輸入信號(hào)有選刀用的刀具信號(hào)T1、T2、T3、T4；機(jī)床行程限位和定位用的霍爾開(kāi)關(guān)信號(hào)。</p><p>　　圖3.10 輸入、輸出控制單元圖</p><p>　　3.4.5 系統(tǒng)測(cè)試單元</p><p>　　系統(tǒng)測(cè)試單元由X軸系統(tǒng)控制信號(hào)、Y軸系統(tǒng)控制信號(hào)、Z軸系統(tǒng)控制信號(hào)、主軸編碼器信號(hào)、主軸模擬電壓信號(hào)、系統(tǒng)

62、輸出信號(hào)和系統(tǒng)輸入信號(hào)構(gòu)成。</p><p>　　系統(tǒng)測(cè)試單元用于系統(tǒng)信號(hào)調(diào)試、故障查找、故障修復(fù)等。</p><p>　　圖3.11 系統(tǒng)測(cè)試單元圖</p><p>　?。?）主回路和控制回路</p><p>　　主回路通過(guò)控制變壓器把380V的交流電變換為24V交流電，通過(guò)端口3和4（AC24V）給控制回路供電。</p>&

63、lt;p>　　（2）主回路和輸入輸出控制單元</p><p>　　主回路通過(guò)控制變壓器把380V的交流電變換為24V交流電，并轉(zhuǎn)變?yōu)镈C24V，通過(guò)端口1L+和1M（DC24V）給輸入輸出控制單元中的機(jī)床輸入信號(hào)側(cè)供電。</p><p>　?。?）控制回路和輸入輸出控制單元</p><p>　　控制回路中KA7、KA6、KA5分別和輸入輸出控制單元中輸出控制側(cè)

64、的KA7、KA6、KA5連接</p><p>　?。?）輸入輸出控制單元</p><p>　　輸入輸出單元的線路連接參照下表3.2進(jìn)行：</p><p><b>　　表3.2輸入定義</b></p><p><b>　　表3.3 輸出定義</b></p><p>　　系統(tǒng)輸出

65、端子Y0.0和L4連接、Y0.1和L3連接、Y0.2和L5連接、Y0.4和L6相連、Y0.5和L7相連。</p><p>　?。?）輸入輸出控制單元和主軸控制單元</p><p>　　主軸控制單元的0—10V和AGND分別與輸入輸出控制單元的系統(tǒng)輸出側(cè)的0—10V和AGND相連接</p><p>　　主軸控制單元的FWD和REV分別與輸入輸出控制單元的輸出控制側(cè)的K

66、A4和KA3上端口連接，主軸控制單元的COM和輸入輸出控制單元的輸出控制側(cè)的KA4和KA3下端口連接。</p><p>　　4 加工中心故障分析 </p><p>　　4.1 加工中心的故障檢測(cè)</p><p>　　（1）常用的故障診斷方法</p><p><b>　?、?直觀法</b></p><p

67、>　　主要采用目測(cè)、手摸、通電等實(shí)用方法。</p><p><b>　?、趦x器測(cè)量比較法</b></p><p>　　故障發(fā)生后，根據(jù)系統(tǒng)電路圖及機(jī)床電路圖，用常規(guī)電工檢測(cè)儀器，對(duì)故障部分的電壓、電源、脈沖信號(hào)等進(jìn)行實(shí)測(cè)，將正常值與故障時(shí)的值相比較，分析出故障的原因及故障的所在位置。</p><p>　?、?用可編程序控制器進(jìn)行PLC中斷

68、狀態(tài)分析</p><p>　　可編程序控制器發(fā)生故障時(shí)，其中斷原因以中斷堆棧的方式記憶。使用編程器可以在系統(tǒng)停止?fàn)顟B(tài)下，調(diào)出中斷堆棧和塊堆棧，按其所指示的原因查明故障所在。</p><p><b>　?、茉\斷備板置換法</b></p><p>　　現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)大都采用模塊化設(shè)計(jì)，按功能不同劃分不同模塊，可以根據(jù)模塊的功能與故障現(xiàn)象，初步判斷出可

69、能的故障模塊，用診斷備件將其替換，這樣可迅速判斷出有故障的模塊。</p><p>　?、?利用系統(tǒng)的自診斷功能判斷</p><p>　　現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)尤其是全功能數(shù)控系統(tǒng)具有很強(qiáng)的自診斷能力，通過(guò)實(shí)施時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)各部分的工作，及時(shí)判斷故障，給出報(bào)警信息，并做出相應(yīng)的動(dòng)作，避免事故發(fā)生。然而有時(shí)當(dāng)硬件發(fā)生故障時(shí)，就無(wú)法報(bào)警，有的數(shù)控系統(tǒng)可通過(guò)發(fā)光管不同的閃爍頻率或不同的組合做出相應(yīng)的指示，這些指

70、示配合使用就可幫助我們準(zhǔn)確地診斷出故障模板的位置。</p><p><b>　?、藿粨Q法</b></p><p>　　在數(shù)控機(jī)床中，常有功能相同的模塊或單元，將相同模塊或單元互相交換，觀察故障轉(zhuǎn)移的情況，就能快速確定故障的部位。這種方法常用于伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置的故障檢查，也可用于兩臺(tái)相同數(shù)控系統(tǒng)間相同模塊的互換。</p><p><b>

71、;　?、?敲擊法</b></p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)由各種電路板組成，每塊電路板上會(huì)有很多焊點(diǎn)，任何虛焊或接觸不良都可能出現(xiàn)故障。若用絕緣物輕輕敲打不良疑點(diǎn)的電路板、接插件或元器件時(shí)，若故障出現(xiàn)，則故障很可能就在敲擊的部位。對(duì)上述故障診斷方法有時(shí)要用幾種方法同時(shí)進(jìn)行故障綜合分析，快速診斷出故障的部位，從而能快速排除故障。</p><p>　?。?）常用的故障診斷工具及資料&l

72、t;/p><p>　?、俦匾脑\斷工具:百分表、萬(wàn)用表、示波器、紅外測(cè)溫儀和套裝扳手等；</p><p>　?、谕暾Y料、手冊(cè)、線路圖、維修說(shuō)明書(shū)(包括CNC操作說(shuō)明書(shū))以及接口、調(diào)整與診斷、PLC說(shuō)明書(shū)等。</p><p>　　4.2 加工中心故障實(shí)驗(yàn)臺(tái)故障分析</p><p>　?。?）故障點(diǎn)設(shè)置原則</p><p>

73、<b>　?、傥ㄒ徽_答案原則</b></p><p>　?、诓粨p壞元器件原則（短路點(diǎn)，如變壓器初次級(jí)線圈、交流接觸器線圈兩端、線電壓短路、相電壓短路）</p><p>　?、厶厥夤收?，協(xié)商原則</p><p>　　（2）故障點(diǎn)編號(hào)原則</p><p>　?、俟收宵c(diǎn)編號(hào)順序：控制電路、主電路、顯示電路、輔助電路依次編輯序

74、號(hào)， 順序?yàn)閺纳现料隆淖笾劣?、?shù)字遞增原則</p><p>　　②以觸點(diǎn)元器件引線為端子號(hào)，端子號(hào)與端子號(hào)之間為線號(hào)原則</p><p>　　③不允許出現(xiàn)重復(fù)好（即無(wú)公共號(hào)）原則</p><p>　?。?）該設(shè)備在末設(shè)置故障時(shí)，電路屬于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，可進(jìn)行應(yīng)知應(yīng)會(huì)的單獨(dú)培訓(xùn)和實(shí)操。在設(shè)置故障點(diǎn)后，可加電檢查判斷故障現(xiàn)象的區(qū)域，用萬(wàn)用表檢查故障點(diǎn)，并通過(guò)考核

75、軟件輸入故障點(diǎn)序號(hào)，加以排除。</p><p>　?。?）請(qǐng)?jiān)诮涣鹘佑|器允許動(dòng)作次數(shù)下工作（小于600-1200次/小時(shí)）</p><p>　?。?）該機(jī)床電路380V、220V、110V，都屬于有效電壓范圍，操作時(shí)謹(jǐn)防觸電。</p><p>　?。?）接地裝置必須可靠，并符合技術(shù)要求。</p><p>　　4.3故障點(diǎn)編碼方式</p&

76、gt;<p>　?。?） 故障點(diǎn)編碼方式</p><p>　　故障編碼根據(jù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的故障設(shè)置軟件進(jìn)行。故障單點(diǎn)測(cè)試模塊0~47總共48個(gè)單點(diǎn)故障點(diǎn)，按二進(jìn)制編碼，1為有效，0為無(wú)效。每四位二進(jìn)制一組，分別對(duì)應(yīng)四個(gè)故障點(diǎn)。這四個(gè)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成一位十六進(jìn)制數(shù)，這樣每一個(gè)故障設(shè)置點(diǎn)就由一個(gè)12位的數(shù)組成。如表4.1</p><p>　　表4.1 繼電器編碼表</p>&

77、lt;p>　　4.4加工中心試驗(yàn)臺(tái)繼電器控制點(diǎn)</p><p>　　表4.2 加工中心試驗(yàn)臺(tái)繼電器控制點(diǎn)</p><p>　　4.5 常見(jiàn)故障及分析</p><p>　?。?）主軸類故障表4.3</p><p>　　表4.3 主軸類故障分析</p><p>　?。?）系統(tǒng)顯示類表4.4</p>&l

78、t;p>　　表4.4系統(tǒng)顯示類分析</p><p>　?。?）數(shù)控系統(tǒng)類報(bào)警故障表4.5</p><p>　　表4.5 數(shù)控系統(tǒng)類報(bào)警故障分析</p><p>　?。?）其他類故障表4.6</p><p>　　表4.6 其他類故障分析</p><p>　　4.6 加工中心常見(jiàn)故障舉例</p><

79、;p>　　4.7 故障實(shí)驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)證</p><p>　?。?）故障一：顯示面板無(wú)法顯示且伺服系統(tǒng)關(guān)閉</p><p>　　這個(gè)故障設(shè)計(jì)主要考察對(duì)加工中心數(shù)控系統(tǒng)回路和伺服控制回路電氣控制、電路連接、電氣原理的理解，并在故障中引入了電氣控制中自鎖、互鎖機(jī)制，使學(xué)生對(duì)控制回路中自鎖、互鎖機(jī)制有深刻了解。電路電氣類故障也是現(xiàn)實(shí)加工過(guò)程中車床故障多發(fā)的一類典型故障。</p>&l

80、t;p>　?。?）故障現(xiàn)象詳細(xì)描述</p><p>　　機(jī)床在正常運(yùn)行過(guò)程中突然顯示器黑屏，數(shù)控系統(tǒng)關(guān)閉，照明燈也關(guān)閉。而且在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的控制回路中伺服停止指示燈熄滅，撥動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，控制回路沒(méi)有任何反應(yīng)。故障編碼方式如下表 4.8所示：</p><p>　　表4.8 K40 k42 k43編碼</p><p><b>　?。?）故障點(diǎn)設(shè)計(jì)</b

81、></p><p>　?、偈箍刂齐娫碅C24V無(wú)效，造成控制回路整體失效，使得數(shù)控系統(tǒng)、伺服控制、主軸控制單元關(guān)閉。</p><p>　　②使系統(tǒng)控制繼電器KM1失效，造成控制回路中數(shù)控系統(tǒng)關(guān)閉，無(wú)法正常打開(kāi)，同時(shí)由于KM1在伺服控制回路中的互鎖機(jī)制，造成即使控制電源24V有效，但數(shù)控系統(tǒng)和伺服控制仍舊無(wú)法正常打開(kāi)。</p><p>　　使得控制電源AC24V

82、和系統(tǒng)控制繼電器KM1同時(shí)失效，形成兩點(diǎn)故障疊加，提高故障診斷難度。</p><p>　?。?）故障現(xiàn)象分析和診斷修復(fù)</p><p>　　在點(diǎn)擊故障測(cè)試鍵后，控制面板黑屏關(guān)閉，數(shù)控系統(tǒng)關(guān)閉，控制回路的伺服停止和伺服啟動(dòng)指示燈都熄滅，主軸變頻器也關(guān)閉。</p><p>　　用萬(wàn)用表測(cè)量控制回路的3、4端口，發(fā)現(xiàn)電壓為0如圖4.1，即控制回路的供電斷路。分析主回路和控

83、制回路的電路圖，發(fā)現(xiàn)主回路通過(guò)變壓器TC1的3、4端口（AC24V）給控制回路供電，用萬(wàn)用表測(cè)主回路中AC24V，發(fā)現(xiàn)電壓依舊為0如圖4.2。再次觀察主回路，發(fā)現(xiàn)變壓器TC1和主回路AC24V端口中間串聯(lián)有一個(gè)斷路保護(hù)器QF7，觀察電氣柜，發(fā)現(xiàn)QF7處于閉合狀態(tài)，沒(méi)有異常。再次用萬(wàn)用表測(cè)量變壓器TC1輸出口1端口電壓，測(cè)得電壓為24V如圖4.3。則說(shuō)明主回路的AC24V端口發(fā)生斷路故障。用連接線把TC1輸出口1和主回路AC24V端口3連

84、接后，控制回路中伺服停止燈亮，并且照明燈可以打開(kāi)。此時(shí)控制回路供電修復(fù)。</p><p>　　圖4.1控制回路端口3 圖4.2主回路電壓 圖4.3 解除后主回路電壓</p><p>　　但是在點(diǎn)擊伺服啟動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)時(shí)，伺服開(kāi)關(guān)指示燈不亮，而且數(shù)控系統(tǒng)不能打開(kāi)，變頻器沒(méi)有恢復(fù)工作。分析主回路發(fā)現(xiàn)主回路通過(guò)控制繼電器KM1給數(shù)控系統(tǒng)供電，控制繼電器KM2給變頻器供電

85、，而且在控制回路中，KM2控制回路中串聯(lián)有KM1的常開(kāi)觸點(diǎn)，說(shuō)明KM1對(duì)KM2有順序啟動(dòng)和鎖定機(jī)制，伺服啟動(dòng)開(kāi)關(guān)無(wú)法通過(guò)KM2自鎖生效啟動(dòng)，可能原因是繼電器KM1處于斷開(kāi)狀態(tài)。</p><p>　　當(dāng)關(guān)閉并打開(kāi)系統(tǒng)啟動(dòng)鑰匙開(kāi)關(guān)后，伺服依舊不能啟動(dòng)。用萬(wàn)用表測(cè)量控制回路中KM1上8號(hào)端口時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓為24v如圖4.4,另外8號(hào)端口的測(cè)試輸出電壓為0V如圖4.5，由此可分析出控制回路中繼電器KM1的電路，處于斷路狀態(tài)。

86、當(dāng)用連接線把端口8和端口3連接后，發(fā)現(xiàn)電氣控制柜中繼電器KM1閉合，此時(shí)按下伺服啟動(dòng)開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)電氣控制柜中繼電器KM2閉合，伺服啟動(dòng)燈亮，變頻器恢復(fù)正常工作，按下數(shù)控面板上POWER啟動(dòng)按鈕后，數(shù)控系統(tǒng)正常啟動(dòng)。機(jī)床恢復(fù)正常工作狀態(tài)。故障診斷修復(fù)完成。</p><p>　　圖4.4故障輸出電壓 圖4.5真實(shí)輸出電壓</p><p>　　圖4.

87、6消除故障接線圖</p><p>　?。?）故障二：出現(xiàn)急停報(bào)警且手輪無(wú)法使用 </p><p>　　EMG報(bào)警是急停按鈕被按下后的一種報(bào)警，按下急停按鈕后，機(jī)床的所有動(dòng)作被停止。在實(shí)際生產(chǎn)中為了保證機(jī)器不被誤操作等情況下采取的普遍安全措施（除機(jī)床有鎖定功能）。一般在開(kāi)機(jī)時(shí)，或有故障報(bào)警時(shí)出現(xiàn)。</p><p>　　寫(xiě)參數(shù)處于打開(kāi)報(bào)警，是信息一個(gè)提示類報(bào)警。表達(dá)機(jī)床

88、參數(shù)的寫(xiě)入功能處在打開(kāi)狀態(tài)，可以進(jìn)行機(jī)床參數(shù)的設(shè)定和修改。一般在調(diào)試機(jī)床參數(shù)時(shí)開(kāi)打。</p><p>　　手輪又稱手輪脈沖發(fā)射器，是數(shù)控機(jī)床工件零點(diǎn)設(shè)定（對(duì)刀）、機(jī)床坐標(biāo)調(diào)整移動(dòng)等最常用且最方便的工具。在實(shí)際加工生產(chǎn)中發(fā)揮著極大的作用。一臺(tái)機(jī)床可以有一臺(tái)或多臺(tái)手輪，這些手輪的使用地址分配要在數(shù)控系統(tǒng)中進(jìn)行設(shè)定，并可以同過(guò)參數(shù)設(shè)定選擇手輪的使用否。</p><p>　?。?）故障現(xiàn)象詳細(xì)描述

89、</p><p>　　開(kāi)機(jī)后顯示面板下方EMG、ALM倆個(gè)報(bào)警燈閃爍，顯示面板顯示“SW0100參數(shù)寫(xiě)入開(kāi)關(guān)處于打開(kāi)”報(bào)警如圖4.7。選擇手輪運(yùn)行模式時(shí)，機(jī)床工作臺(tái)不移動(dòng)，手輪進(jìn)給倍率和選擇軸鍵都不亮燈出現(xiàn)報(bào)警如圖4.8。</p><p>　　圖4.7 急停下報(bào)警 圖4.8 參數(shù)打開(kāi)報(bào)警</p><p><

90、b>　?。?）故障點(diǎn)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　操作面板上模式選擇旋鈕打到MDI模式，按操作面板上OFSSET鍵，進(jìn)入窗口后，按顯示屏下方軟鍵，選擇設(shè)定鍵，把光標(biāo)指示到寫(xiě)參數(shù)欄，按1鍵，點(diǎn)擊顯示屏下方的輸入軟鍵。此時(shí)顯示屏下方出現(xiàn)ALM燈閃爍，說(shuō)明參數(shù)寫(xiě)入開(kāi)關(guān)處于打開(kāi)狀態(tài)，點(diǎn)擊MESSAGE鍵，可以看到“SW0100參數(shù)寫(xiě)入開(kāi)關(guān)處于打開(kāi)”報(bào)警。按POS鍵回到坐標(biāo)顯示界面。</p>

91、;<p>　　在上述操作基礎(chǔ)上，按SYSTEM鍵，進(jìn)入系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定界面，按顯示屏下方參數(shù)軟鍵，進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定界面，按操作面板上8131，再按顯示屏下方的號(hào)搜索軟鍵。此時(shí)光標(biāo)指示到08131行，按操作面板上移動(dòng)鍵，把光標(biāo)指示到HPG，操作面板上輸入0，按軟鍵輸入，把HPG值改為0.此時(shí)手輪設(shè)定為不使用狀態(tài)。同時(shí)出現(xiàn)“PW000必須關(guān)斷電源”報(bào)警。</p><p>　　接著按下急停按鈕，顯示屏下方出現(xiàn)EM

92、G和ALM兩個(gè)報(bào)警。之后按下POWER紅鍵，關(guān)閉數(shù)控系統(tǒng)電源。故障設(shè)定完畢。</p><p>　　按下POWER綠鍵，打開(kāi)數(shù)控系統(tǒng)后。出現(xiàn)設(shè)定故障。</p><p><b>　　故障編碼方式</b></p><p>　　由于這個(gè)故障和編碼開(kāi)關(guān)無(wú)關(guān)，屬于拓展類故障，所以沒(méi)有故障編碼。即設(shè)定所有故障點(diǎn)都為0.側(cè)編碼為000000000000.<

93、;/p><p>　?。?）故障現(xiàn)象分析和診斷修復(fù)</p><p>　　開(kāi)機(jī)后看到EMG報(bào)警，觀察控制面板上的急停按鈕是否按下。觀察發(fā)現(xiàn)急停按鈕被按下，向右轉(zhuǎn)動(dòng)急停按鈕后，發(fā)現(xiàn)EMG報(bào)警燈消失。EMG報(bào)警解決。</p><p>　　但ALM報(bào)警燈依然閃爍，按控制面板上MESSAGE鍵，并選擇報(bào)警軟鍵，發(fā)現(xiàn)“SW0100參數(shù)寫(xiě)入開(kāi)關(guān)處于打開(kāi)”報(bào)警。說(shuō)明數(shù)控系統(tǒng)正處于參數(shù)寫(xiě)入

94、狀態(tài)。工作模式旋鈕打到MDI模式下，按OFSSET鍵，并選擇設(shè)定軟鍵，發(fā)現(xiàn)寫(xiě)參數(shù)被置1（0：不可以寫(xiě)入，1：可以寫(xiě)入），處于打開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)按0鍵和顯示屏下方輸入軟鍵，把寫(xiě)參數(shù)置0，并按RESET復(fù)位鍵后，ALM報(bào)警消失。</p><p>　　在使用手輪時(shí)，發(fā)現(xiàn)調(diào)到手輪模式，但進(jìn)給倍率和和軸選擇指示燈都不亮，且轉(zhuǎn)動(dòng)手輪工作臺(tái)不移動(dòng)。查閱B-64305CM/04維修說(shuō)明書(shū)，進(jìn)行不能進(jìn)行手輪運(yùn)行故障診斷。首先確認(rèn)伺服是否

95、被激活，發(fā)現(xiàn)伺服放大器燈亮，說(shuō)明伺服被激活。接下來(lái)在數(shù)控系統(tǒng)中確認(rèn)是否選擇手輪模式。查參數(shù)手冊(cè)知道選擇手輪模式時(shí)PMCG0043信號(hào)會(huì)有如圖4.9：</p><p>　　圖4.9 PMCG0043信號(hào)</p><p>　　按SYSTEM鍵，進(jìn)入?yún)?shù)界面，按顯示屏下方+軟鍵，直到出現(xiàn)PMCMNT鍵時(shí)，按PMCMNT，進(jìn)入PMC維護(hù)界面?？刂泼姘迳习碐0043，顯示屏下方按搜索軟鍵，查看G00

96、43的參數(shù)，發(fā)現(xiàn)手輪處于選擇狀態(tài)。由于手輪倍率選擇和軸選擇燈都不亮，可能是手輪使用沒(méi)有激活。查參數(shù)手冊(cè)發(fā)現(xiàn)參數(shù)8131可以設(shè)定手輪的使用與否。參數(shù)設(shè)定如下圖4.10：</p><p>　　圖4.10參數(shù)8131</p><p>　　按SYSTEM鍵，進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定窗口，按參數(shù)軟鍵，控制面板上按8131，顯示屏下方按號(hào)搜索軟鍵，發(fā)現(xiàn)HPG參數(shù)為0，說(shuō)明手輪處于不使用狀態(tài)。因此要把參數(shù)修改為1.

97、</p><p>　　要進(jìn)行參數(shù)修改，就必須打開(kāi)參數(shù)寫(xiě)開(kāi)關(guān)。按OFFSET鍵，在設(shè)定中，把寫(xiě)參數(shù)設(shè)定為1，再按SYSTEM鍵，返回8131參數(shù)界面，把光標(biāo)移到HPG處，在控制面板上按1，顯示屏下方按輸入軟鍵，把HPG參數(shù)修改為1，使手輪使用。此時(shí)出現(xiàn)“PW0000必須關(guān)斷電源報(bào)警”。系統(tǒng)需要重啟參數(shù)設(shè)定值才能生效。但在關(guān)閉前按OFFSET鍵，返回設(shè)定界面，把寫(xiě)參數(shù)置0，關(guān)閉參數(shù)寫(xiě)入開(kāi)關(guān)。這時(shí)按POWER紅鍵，關(guān)閉

98、數(shù)控系統(tǒng)。系統(tǒng)關(guān)閉后，按POWER綠鍵，打開(kāi)數(shù)控系統(tǒng)。系統(tǒng)打開(kāi)后，發(fā)現(xiàn)手輪可以正常使用，機(jī)床沒(méi)有報(bào)警提示。故障解決完成。</p><p>　?。?）故障三：x軸回參考點(diǎn)不能正確完成</p><p>　　這個(gè)故障設(shè)計(jì)主要考察學(xué)生對(duì)數(shù)控加工中心正常工作前提的掌握，是現(xiàn)實(shí)加工過(guò)程中加工中心故障多發(fā)的一類典型故障。因此具備x軸回參考點(diǎn)不能正確完成的故障診斷維修和調(diào)試能力是數(shù)控技術(shù)人才必不可少的技能

99、之一。</p><p>　?。?）故障現(xiàn)象描述：</p><p>　　在手輪模式下，機(jī)床Z軸回參考點(diǎn)不能正確完成，顯示面板顯示（x）正向超程。如圖4.11所示：</p><p><b>　　圖 4.11報(bào)警</b></p><p><b>　?。?）故障點(diǎn)設(shè)計(jì)：</b></p><

100、;p>　　使x軸回參考點(diǎn)定位信號(hào)不正常，造成x軸回參考點(diǎn)（或原點(diǎn)）不能正常完成，卻被限位，或回參考點(diǎn)時(shí)進(jìn)給不正常的故障現(xiàn)象。對(duì)比如圖4.12,4.13所示： </p><p>　　圖 4.12正?；亓?圖4.13回零超程 </p><p>　　故障

101、編碼方式如下表 4.9所示：</p><p>　　表 4.9 K15故障編碼</p><p>　　（3）故障現(xiàn)象分析和診斷修復(fù)</p><p>　　在故障現(xiàn)象所述條件下， x軸回參考點(diǎn)（或原點(diǎn)）不能正常完成，卻被限位，或回參考點(diǎn)時(shí)進(jìn)給不正常，根據(jù)數(shù)控機(jī)床電氣控制主回路、控制回路以及輸入輸出控制單元的連接可知，可能是輸入信號(hào)有問(wèn)題， x軸回參考點(diǎn)定位信號(hào)不正常。&l

102、t;/p><p>　　用萬(wàn)用表直流200檔位，測(cè)量輸入輸出控制單元的x定位接線處電壓，測(cè)得電壓為22.7V，現(xiàn)象如圖4.14所示，測(cè)量系統(tǒng)測(cè)試單元的系統(tǒng)輸入信號(hào)0組的X0.5接口，測(cè)得電壓為0.05V，現(xiàn)象4.15如圖所示，</p><p>　　圖4.14故障電壓 圖4.15真實(shí)電壓</p><p>　　用導(dǎo)線將輸入輸出控制

103、單元的x定位接口與系統(tǒng)測(cè)X0.5處連接，如圖4.16所示：</p><p>　　圖4.16消除故障接線圖</p><p>　　此時(shí)x軸正常回零，故障消除。</p><p><b>　　5 展望</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)是機(jī)床調(diào)試和使用過(guò)程中的重要組成部分,是目前制約數(shù)控機(jī)床發(fā)揮正常作用的主要因素

104、之一?，F(xiàn)有數(shù)控機(jī)床故障自診斷系統(tǒng)能夠診斷常見(jiàn)電器系統(tǒng)故障及簡(jiǎn)單的與系統(tǒng)相連部件的故障,但故障出現(xiàn)率較高且引起機(jī)床加工質(zhì)量下降的機(jī)械類故障的自診斷基本上還是盲點(diǎn),而典型故障在此類故障中占了相當(dāng)比重,這也一直是國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床故障診斷領(lǐng)域的難題。</p><p>　　加工中心在實(shí)際生產(chǎn)中的工作環(huán)境較為復(fù)雜，會(huì)造成許多復(fù)雜特殊的故障。由于這些故障的復(fù)雜性和故障診斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)的局限性，有些故障無(wú)法進(jìn)行故障模擬設(shè)計(jì)和診斷修復(fù)。例

105、如短路類故障，一般短路故障的出現(xiàn)往往造成電子元器件的燒壞，重則導(dǎo)致機(jī)床損壞無(wú)法使用。因此我在故障設(shè)計(jì)中并沒(méi)有進(jìn)行短路類故障的設(shè)計(jì)，大多數(shù)故障都是基于斷路故障進(jìn)行的。而且由于時(shí)間有限，數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)和數(shù)控機(jī)床的PMC輸入、輸出觸點(diǎn)繁多。輕易更改某個(gè)參數(shù)或PMC程序會(huì)造成未知故障。這類故障的設(shè)計(jì)需要具備一定的實(shí)際機(jī)床參數(shù)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)和PMC的編程能力，因此我在數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)故障設(shè)計(jì)以及數(shù)控系統(tǒng)自診斷功能和PMC的故障設(shè)計(jì)也較少。</p>

106、;<p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　同過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),受益匪淺，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我在加工中心實(shí)驗(yàn)臺(tái)上完成了機(jī)床主控回路、輸入輸出控制單元和主軸控制單元的線路連接及其控制原理，明白了加工中心的各個(gè)組成模塊的工作原理和電氣控制線路連接及控制原理，學(xué)會(huì)了加工中心機(jī)床的一些簡(jiǎn)單操作和數(shù)控系統(tǒng)基本參數(shù)設(shè)定及調(diào)試，能完成加工中心電氣故障和數(shù)控系統(tǒng)簡(jiǎn)單故障的診斷分析和修

107、復(fù)。</p><p>　　我們討論數(shù)控機(jī)床的維修，數(shù)控機(jī)床在加工制造業(yè)這個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)中是一個(gè)相對(duì)新的事物，作為數(shù)控設(shè)備由于它是新技術(shù)應(yīng)用的載體，所以在討論數(shù)控機(jī)床維修這一話題時(shí)，我們應(yīng)該注意數(shù)控機(jī)床維修的特點(diǎn)，它與傳統(tǒng)機(jī)床維修的差異。 故障提示了數(shù)控設(shè)備日常維護(hù)保養(yǎng)的重要性，規(guī)范的管理，良好的保養(yǎng)習(xí)慣，能夠減少故障發(fā)生。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b>&

108、lt;/p><p>　　[1] 錢浩．基于bootstrap bayes的數(shù)控機(jī)床小子樣可靠性建模方法研究［D］．長(zhǎng) 春：吉林大學(xué)，2012：1-3。</p><p>　　[2] 王桂萍，賈亞洲．?dāng)?shù)控機(jī)床可靠性分析方法［Ｊ］．吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，22（3）：13-16。</p><p>　　[3] 邱紹虎，吳必才，蘇春．國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床可靠性現(xiàn)狀及其

109、改善對(duì)策研究［Ｊ］．國(guó)制造業(yè)信息化，2009，38（13）：10-14。</p><p>　　[4] 宋建武，康占武，等．?dāng)?shù)控機(jī)床可靠性分析［Ｊ］．河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，27（2）：69-81。</p><p>　　[5] 崔玉國(guó)．臥式加工中心早期故障嚴(yán)重度分析及可靠性保證措施［Ｊ］．機(jī)械制造，2004，42（4）：38－40。</p><p>　　[6]

110、 楊志偉，任工昌，孟勃敏．加工中心故障模式的可靠性分析［Ｊ］．組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2001 （10）：6－10。</p><p>　　[7] 龔仲華. 數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修500例[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004。</p><p>　　[8] 熊君星.趙金萍.涂海寧.劉建勝 基于FMEA的設(shè)備故障管理研究 [期刊論文] -機(jī)床與液壓20

111、12(7)。</p><p>　　[9] J.L. Castro,M. Navarro,J.M. Sánchez,J.M. Zurita. Loss and gain functions for CBR retrieval[J]. Information Sciences . 2009 (11). </p><p>　　[10] Chun-Che Huang, Tzu-Lian

112、g (Bill) Tseng. Rough set approach to case-based reasoning application[J]. Expert Systems With Applications . 2003 (3).</p><p>　　[11] S. K.Ong,N. An,A. Y. C. Nee. Web-Based Fault Diagnostic and LearningSyste

113、m [J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2001 (7).</p><p>　　[12] 王潤(rùn)孝，秦現(xiàn)生，機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng)，第2版，西安：西北工業(yè)大學(xué)出 版社，1997.6 ：6-7。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>

114、　　時(shí)光荏苒，我的大學(xué)生活即將結(jié)束，回首在太原工業(yè)學(xué)院四年的學(xué)習(xí)生涯，心中油然而生一種感恩之情。感謝你們，讓我不斷地在辛苦與快樂(lè)中成長(zhǎng)與成熟；感謝你們，讓我又一次站在人生的轉(zhuǎn)折點(diǎn)上，去選擇自己的人生；感謝你們，讓我懷揣著夢(mèng)想去追求美好的未來(lái)！ </p><p>　　感謝我的指導(dǎo)老師劉曉。劉老師不僅治學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，而且學(xué)術(shù)思想活躍、指導(dǎo)方式民主，是我一生學(xué)習(xí)的榜樣。在傳授知識(shí)的同時(shí)，老師還傳授我做人的原則，讓我成為一