第二章 数控机床机械装置故障诊断与维修.ppt

第二章 数控机床机械装置故障诊断与维修 本章介绍的主要内容是数控机床的主传动系统与主轴部件、进给系统、导轨副、刀库和自动换刀装置、液压与气动系统装置等机械系统的故障诊断与维修。 第一节 数控机械装置简介 一、数控车床的机械结构的组成 4.1 认识数控机床的机械结构 加工中心的机械结构 4.2 数控机床机械结构的特点 二、数控机床机械结构特点 4.2 数控机床机械结构的特点 4.2 数控机床机械结构的特点 回转交换式APC 6）高精度的保持性 为了保证数控机床长期具有稳定的加工精度，要求数控机床具有很高的精度保持性。 7）高可靠性 数控机床是根据数控程序自动或半自动加工，尤其是柔性制造系统中的数控机床，可在一定时间内实现无人看管，因此要求机床具有高的可靠性。 第二节数控机床机械装置故障诊断方法 一、机械故障及其分类 （一）机械故障的概念 所谓机械故障，就是指机械系统(零件、组件、部件或整台设备乃至一系列的设备组合)因偏离其设计状态而丧失部分或全部功能的现象。如机床运转不平稳、轴承噪声过大、机械手夹持刀柄不稳定等现象都是机械故障的表现形式。 （2）机械故障分类 机械故障可以从不同的角度来进行分类。不同的分类方法反映了机械故障的不同侧面，对机械故障进行分类的目的是为了更好地针对不同的故障形式采取相应的对策。机械故障可按其原因、性质、影响、特点等情况作如下分类。 1.按故障发生的原因划分 （1）磨损性故障 机械系统因使用过程中的正常磨损而引发的故障，对这类故障形式，一般只进行寿命预测。 （2）错用性故障 因使用不当而引发的故障。 （3）先天性故障 由于设计或制造不当而造成机械系统中存在某些薄弱环节而引发的故障。 2.按故障性质划分 （1）间断性故障 只是短期内丧失某些功能，稍加修理调试就能恢复，不需要更换零件。 （2）永久性故障 某些零件已损坏，需要更换或修理才能恢复。 3.按故障发生后的影响程度划分 （1）部分性故障 设计功能部分丧失的故障。 （2）完全性故障 设计功能完全丧失的故障。 4.按故障造成的后果划分 （1）危害性故障 会对人身、生产和环境造成危险或危害的故障，如机床保护系统不能有效工作而造成损害工件或操作者等。 （2）安全性故障 不会对人身、生产和环境造成危害的故障。如保护系统在不需保护时动作等。 5.按故障发生的快慢划分 （1）突发性故障 不能靠早期测试检测出来的故障。即此类故障是不可预测的，对这类故障只能进行预防，如过载造成机件损坏。 （2）渐发性故障 故障的发展有一个过程，因而可对其进行预测和监视。如疲劳裂纹的产生和扩展。 6.按故障发生的频次划分 （1）偶发性故障 发生频率很低的故障，即“意外现象”。 （2）多发性故障 经常发生的故障。 7.按故障发生、发展规律划分 （1）随机故障 故障发生的时间是随机的。 （2）有规则故障 故障的发生比较有规则。 机械故障还可从其他角度来进行分类，但不管如何分类，每一种故障都有其主要特征，即所谓故障模式或故障状态。即使仅就机械故障而言，要将其一一罗列也是相当复杂的，但归纳它们的共同形态，可列出下列数种：异常振动、磨损、疲劳、裂纹、破断、过度变形、腐蚀、剥离、渗漏、堵塞、异常声响、油质劣化、材料劣化、粘合、污染、不稳定及其他。 二、数控机床机械故障特点 数控机床机械部分的故障与普通机床机械部分的故障有许多共同点，因此在对机械故障进行诊断时，有许多地方是相通的，或者说是可借鉴的。但由于数控机床大量采用电气控制与驱动，这就使得数控机床的机械结构与普通机床的机械结构相比，有了很大的简化。 许多普通机床上常出现的机械故障，在数控机床上的发生率已大大降低或根本没有。但是数控机床由于其自身性能的要求，使得其机械结构又具有许多新的特点，因此数控机床机械结构的故障又呈现出一些新的特征。其常见的机械故障是多种多样的，数控机床的说明书或机械修理手册对一些机械故障进行了说明，在此仅介绍一些带共性的部件故障。 1.进给传动链故障 数控机床普遍采用了滚动摩擦副，所以进给传动链故障大部分是以运动品质下降表现出来的。如定位精度下降、反向间隙过大，机械爬行，轴承噪声过大(一般都在撞车后出现)因此，这部分修理常与运动副预紧力、松动环节和补偿环节有关。 2.主轴部件故障 由于使用调速电动机，数控机床主轴箱的内部结构比较简单。可能出现故障的部分有自动换