1、数控机床故障诊断与维修技术数控机床故障诊断与维修技术绪绪 论论一、数控机床分类一、数控机床分类按加工工艺及机床用途的类型分类：按加工工艺及机床用途的类型分类：v金属切削类金属切削类:数控车床、数控铣床、数控磨床、数控车床、数控铣床、数控磨床、加工中心等加工中心等v金属成型类：数控压力机、数控弯管机、数金属成型类：数控压力机、数控弯管机、数控旋压机等控旋压机等v特种加工类：电火花线切割机、数控激光特种加工类：电火花线切割机、数控激光加工机等加工机等v测量、绘图类：三坐标测量仪、数控绘图测量、绘图类：三坐标测量仪、数控绘图仪等仪等 普普 通通 型型 数数 控控 车车 床床半封闭数控车床半封闭数控车
2、床全封闭数控车床全封闭数控车床普及型数控车床普及型数控车床多功能数控车床多功能数控车床普普 及及 型型 和和 多多 功功 能能 数数 控控 车车 床床立式数控铣床立式数控铣床数数 控控 铣铣 床床龙门数控铣床龙门数控铣床卧式数控镗铣床卧式数控镗铣床数控平面磨床数控平面磨床数控万能外圆磨床数控万能外圆磨床数数 控控 磨磨 床床斗笠式自动换刀立式加工中心斗笠式自动换刀立式加工中心凸轮机械手式自动换刀立式加工中心凸轮机械手式自动换刀立式加工中心大型龙门式（动台）数控加工中心大型龙门式（动台）数控加工中心 带机械手链式刀库的卧式加工中心带机械手链式刀库的卧式加工中心金属成型类数控机床金属成型类数控机床
3、数控弯管机数控弯管机数控压力机数控压力机线切割机床线切割机床电火花数控机床电火花数控机床特特 种种 加加 工工 类类 数数 控控 机机 床床三三 坐坐 标标 测测 量量 仪仪二、数控机床的组成及功能二、数控机床的组成及功能v数控系统（装置）数控系统（装置）v主轴驱动单元主轴驱动单元v进给驱动单元进给驱动单元v数控机床辅助装置数控机床辅助装置v数控机床显示装置及操作面板数控机床显示装置及操作面板v数控机床通信装置数控机床通信装置1.数控系统数控系统(装置装置)进口数控系统进口数控系统日本的系统、三菱和安川系统等日本的系统、三菱和安川系统等德国的、系统德国的、系统西班牙数控系统西班牙数控系统法国系
4、统及美国系统法国系统及美国系统国产数控系统国产数控系统广州广州数数控系控系统统华华中中数数控系控系统统航天航天数数控系控系统统南京南京数数控系控系统统广广 州州 数数 控控 系系 统统数控系统数控系统西门子系统西门子系统华华 中中 数数 控控 系系 统统动态存储器动态存储器模块模块 模块模块系统系统主轴控主轴控制模块制模块轴控轴控制模块制模块控制模控制模块块系统主系统主显示控显示控制模块制模块轴控制模块轴控制模块1 1 系统主（安装在系统主板上）系统主（安装在系统主板上）为为3232位位/64/64位微处理器，新系统为奔腾。位微处理器，新系统为奔腾。2 2 动态存储器模块动态存储器模块系统运行
5、时用来装载系统文件和用户文件。系统运行时用来装载系统文件和用户文件。3 3 模块模块闪存用来存储系统文件和用户文件（系统梯形闪存用来存储系统文件和用户文件（系统梯形图和宏控制程序）。静态存储器用来存储用户图和宏控制程序）。静态存储器用来存储用户文件。文件。4 4 系统系统用来装载系统引导文件。用来装载系统引导文件。5 5 控制模块控制模块6 6 显示控制模块显示控制模块实现显示装置的视频信号和文字信息显示控制。实现显示装置的视频信号和文字信息显示控制。7 7 主轴控制模块主轴控制模块实现模拟量主轴和串行数字主轴控制。实现模拟量主轴和串行数字主轴控制。8 8 轴、轴、3/43/4轴控制模块轴控制
6、模块2、主轴驱动单元、主轴驱动单元v主轴放大器主轴放大器v主轴电动机主轴电动机v主轴传动机构主轴传动机构v主轴位置和速度检测装置主轴位置和速度检测装置v主轴润滑和冷却装置主轴润滑和冷却装置模拟量主轴放大器（变频器）模拟量主轴放大器（变频器）主主 轴轴 放放 大大 器器串串 行行 主主 轴轴 放放 大大 器器主主 轴轴 电电 动动 机机普通型和变频专用电动机普通型和变频专用电动机串行数字主轴电动机串行数字主轴电动机带传动（经过一级降速）带传动（经过一级降速）经过一级齿轮的带传动经过一级齿轮的带传动主主 轴轴 传传 动动 机机 构构几级降速齿轮传动几级降速齿轮传动主主 轴轴 传传 动动 机机 构构
7、内装式电机主轴单元内装式电机主轴单元 （电主轴）（电主轴）电动机内装位置和速度传感器电动机内装位置和速度传感器主轴位置与速度编码器主轴位置与速度编码器主轴位置和速度检测装置主轴位置和速度检测装置3.进进 给给 驱驱 动动 单单 元元v进给伺服放大器进给伺服放大器v进给伺服电动机进给伺服电动机v进给传动机构进给传动机构v进给单元的位置和速度检测装置进给单元的位置和速度检测装置8.4”彩色彩色 /9”单单色色 /分离型分离型10.4”彩色彩色 (新新)分离型全键盘分离型全键盘(新新)系统显示装置与键盘系统显示装置与键盘7.2寸黑白寸黑白系统标准机床操作面板系统标准机床操作面板数控机床厂家机床操作面
8、板数控机床厂家机床操作面板 数数 控控 机机 床床 操操 作作 面面 板板自动换刀装置自动换刀装置自动排削装置自动排削装置自动润滑装置自动润滑装置液压站液压站回转台和交换台回转台和交换台数数 控控 机机 床床 辅辅 助助 装装 置置232异步串行数据传输异步串行数据传输系统存储卡数据的传输系统存储卡数据的传输数据服务器的数据传输数据服务器的数据传输系统内置以太网数据传输系统内置以太网数据传输进给伺服放大器进给伺服放大器系列伺服放大器系列伺服放大器i 系列伺服放大器系列伺服放大器进给伺服电动机进给伺服电动机/i 系列系列/i系列系列直线电动机直线电动机进给伺服电动机进给伺服电动机联轴器联轴器滚珠
9、丝杠滚珠丝杠进给伺服电动机及传动机构进给伺服电动机及传动机构伺服电动机内装编码器伺服电动机内装编码器独立型旋转编码器独立型旋转编码器光栅尺光栅尺伺服进给系统的速度伺服进给系统的速度/位置检测装置位置检测装置 三、数控机床故障诊断原则和方法三、数控机床故障诊断原则和方法 （一）（一）数控机床故障诊断原则数控机床故障诊断原则 1.1.先外部后内部先外部后内部 2.2.先机械后电气先机械后电气 3.3.先静后动先静后动 4.4.先简单后复杂先简单后复杂 (二二)数控机床的故障诊断方法数控机床的故障诊断方法 1.1.系统报警号及系统诊断号故障系统报警号及系统诊断号故障诊断方法诊断方法 2.2.动态梯形
10、图诊断法动态梯形图诊断法 (二二)数控机床的故障诊断方法数控机床的故障诊断方法 3.3.初始化复位法初始化复位法 4.4.备件置换法备件置换法 5.5.同类对调法同类对调法 6.6.功能参数的封锁法功能参数的封锁法 7.7.使能信号的短接法使能信号的短接法 8.8.系统故障诊断引导法系统故障诊断引导法 9.9.远程诊断法远程诊断法 四、数控机床控制功能常用术语四、数控机床控制功能常用术语控制轴数控制轴数()()联动控制轴数联动控制轴数()()控制轴控制轴(）轴控制轴控制(）轮廓控制轮廓控制(）回转轴控制回转轴控制(）主轴串行输出主轴串行输出/主轴模拟输出主轴模拟输出(）主轴定向控制主轴定向控制
11、()()刚性攻丝刚性攻丝(）10.10.双位置反馈控制功能双位置反馈控制功能(Dual Position Feedback(Dual Position Feedback ControlControl）11.11.前馈控制功能前馈控制功能(Feed Forward Control(Feed Forward Control）12.12.反向间隙加速功能反向间隙加速功能(Backlash Acceleration Control(Backlash Acceleration Control）13.13.静摩擦补偿功能静摩擦补偿功能(Static Friction Compensation(Static
12、 Friction Compensation）14.14.插补后加减速插补后加减速/插补前加减速控制功能插补前加减速控制功能(Cutting Feed(Cutting Feed Acceleration/Deceleration Before Acceleration/Deceleration Before Interpolation/After InterpolationInterpolation/After Interpolation）15.DNC15.DNC运行运行 (DNC Operation)(DNC Operation)16.16.高精度轮廓控制高精度轮廓控制HPCC(High-precision contour HPCC(High-precision contour controlcontrol）
